【摘要】：作為人口和農(nóng)業(yè)大國,如何在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的同時實現(xiàn)增產(chǎn)是我國農(nóng)業(yè)從事者一直以來期望解決的問題。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)管理方式存在著資源利用不合理、監(jiān)測設(shè)備便捷性差且精準(zhǔn)度低等不足�；诖�,本文結(jié)合光電檢測技術(shù)、模糊算法,以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)搭建了集信息采集、存儲、顯示、智能計算于一體的植物生長分析與診斷系統(tǒng),且通過實驗驗證了系統(tǒng)的可靠性。研究對農(nóng)業(yè)種植管理有一定的借鑒價值。本文在研究植物葉片水分、葉綠素含量,以及溫濕度、光照強度、CO2濃度對植物生長影響的基礎(chǔ)上,提出了基于多傳感器融合的植物生長綜合分析解決方案,并從硬件和軟件的設(shè)計入手完成了系統(tǒng)的開發(fā)工作。首先,從信息的采集原理出發(fā),完成了傳感網(wǎng)絡(luò)的搭建以及控制框架的設(shè)計。并結(jié)合主控器STM32F103設(shè)計了信號采集時序,確定了基于WiFi的數(shù)據(jù)傳輸方式。針對傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)種植不能提供可靠的種植指導(dǎo)這一問題,探討了基于模糊數(shù)學(xué)的專家系統(tǒng)搭建方法。在模糊專家系統(tǒng)的研究方面,首先,確定了系統(tǒng)的輸入輸出。其次,考慮到針對某一特定案例,輸出中各執(zhí)行措施可能存在相互矛盾的情況,因此,采用層次分析法得到了各執(zhí)行措施的重要系數(shù)。接著,選取了適當(dāng)?shù)牧炕瘮?shù)及隸屬度函數(shù)對輸入輸出進行了模糊化,并完成了模糊專家系統(tǒng)規(guī)則庫的設(shè)計,最終給出了一套針對植物種植管理的智能分析決策系統(tǒng)。為了使得農(nóng)業(yè)管理更加便捷,本文結(jié)合Tomcat、MyEclipse、MySQL,以及Android Studio進行了移動端APP的開發(fā)。最終實現(xiàn)了集采集、分析、指導(dǎo)于一體的小型農(nóng)情診斷平臺的搭建。為了驗證系統(tǒng)的可靠性,以溫室中的草莓為研究對象對系統(tǒng)進行了評估。首先對采集的數(shù)據(jù)進行了標(biāo)定,驗證了采集系統(tǒng)的可靠性,其次,分析了多傳感器融合法對草莓生長研究的必要性與模糊專家系統(tǒng)的可靠性,并通過實驗對專家規(guī)則庫進行了檢驗、修正。研究表明:本文設(shè)計的模糊專家系統(tǒng)是可靠的;同時,通過大量實驗對專家系統(tǒng)規(guī)則庫進行修正是有必要的。通過對植物生長信息采集與分析系統(tǒng)的研究,表明了在農(nóng)業(yè)種植管理方面采用多傳感器融合技術(shù)結(jié)合模糊推理可以較好地實現(xiàn)作物信息的精準(zhǔn)檢測以及生長狀況的合理評價,進而給出可靠的種植建議。此外,基于Android平臺的移動端APP的開發(fā)可以明顯地提高農(nóng)業(yè)管理的效率。因此,本文針對農(nóng)業(yè)種植管理所提出的分析方法具有一定的合理性、可行性,可以為以后相關(guān)方面的研究提供參考。
【圖文】：

圖 1-1 采集與分析系統(tǒng)技術(shù)路線框圖Fig.1-1 Technical block diagram of the acquisition and analysis system1.4 論文主要內(nèi)容需要建立一個基于 Andiord 平臺的植物生長信息監(jiān)測與管理系統(tǒng)。其中利用透射光來無損獲取植物葉片的水分和葉綠素含量，通過傳感網(wǎng)絡(luò)獲取植物生長環(huán)境信息，結(jié)合智能算法對多路信息進行分析，搭建移動端應(yīng)用程序進行數(shù)據(jù)的管理，進而提供一種針對植物生長的智能、快速且可靠的綜合評價方法。課題的主要研究內(nèi)容應(yīng)包括以下幾方面：第一部分為緒論。需要論證多傳感器融合技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的重要性；結(jié)合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀闡述針對植物生長常規(guī)信息獲取的各種檢測手段及植物生長評價的方法；論證比爾朗伯定律在水分、葉綠素檢測中以及模糊算法在植物生長評價中的優(yōu)勢，進而明確論文的主要研究內(nèi)容。第二部分為植物生長采集系統(tǒng)的設(shè)計。需要根據(jù)植物葉片水分、葉綠素、溫室內(nèi)溫濕度、光照強度等待測量的測量原理確定相應(yīng)的傳感器件；對采集控制的時序進行設(shè)計并確定信號傳輸控制的方式。第三部分為植物生長模糊專家系統(tǒng)的設(shè)計。需要對專家系統(tǒng)以及模糊理論進行闡述；

圖 2-1 水分及葉綠素吸收光譜Fig. 2-1 Moisture and chlorophyll absorption spectrumlg()21A III Ulg()21A UU 4321//WIlgUUUUK -1)~(2-4)中：K 為常量，U1、U2分別為透過葉片以及空載時波長為 980nm 的近紅應(yīng)的電壓，U3、U4分別為透過葉片以及空載時波長為 1450nm 的近紅外光強對。 植物葉綠素含量測量原理葉綠素作為植物光合作用的主要物質(zhì)，可以在一定程度上表征作物的生長狀況，，集系統(tǒng)中葉綠素含量的測量不可或缺。在葉綠素含量的眾多檢測方法中，分光光度法最為精準(zhǔn)，但是該方法會對葉片造
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP316;S126

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本文編號：2595494