本文關(guān)鍵詞：無土栽培營養(yǎng)液多離子濃度檢測系統(tǒng)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在設(shè)施農(nóng)業(yè)栽培生產(chǎn)中,離子濃度檢測是實(shí)現(xiàn)種植作物栽培營養(yǎng)液優(yōu)化調(diào)控和管理的先決條件。離子選擇電極是20世紀(jì)70年代在分析化學(xué)領(lǐng)域出現(xiàn)的一個(gè)嶄新分支,由于它獨(dú)特的優(yōu)勢,為實(shí)現(xiàn)無土栽培營養(yǎng)液多離子濃度檢測提供了有效手段。但是在實(shí)際離子濃度檢測過程中,干擾離子對檢測精度影響很大,且相近的離子之間會產(chǎn)生交叉敏感使得檢測精度大大降低,傳統(tǒng)方法解決上述問題時(shí),難以兼顧實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性,操作程序繁瑣,精度較差,嚴(yán)重制約了離子選擇電極在設(shè)施農(nóng)業(yè)栽培中的應(yīng)用。本研究以設(shè)施農(nóng)業(yè)無土栽培生產(chǎn)中營養(yǎng)液為研究對象,首先通過對多離子濃度測量及離子選擇電極性能理論分析,研究了基于離子選擇電極的多離子濃度檢測方法,建立多離子濃度檢測步驟和試驗(yàn)方法;然后通過對交叉敏感效應(yīng)產(chǎn)生機(jī)理分析,提出了一種基于CART樹回歸算法的交叉敏感自動(dòng)校正方法,利用CART樹回歸在解決多特征數(shù)據(jù)的復(fù)雜相互影響的優(yōu)勢,將CART樹回歸算法在全局?jǐn)M合誤差判定進(jìn)行了改進(jìn),建立了交叉敏感校正模型,離子選擇電極的交叉敏感校正實(shí)驗(yàn)分析表明,鉀離子選擇電極的檢測相對誤差從27.5%降至5.25%,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本校正方法是有效的;最后以單片機(jī)為控制核心,離子選擇電極為傳感器,觸摸屏為人機(jī)交互界面,設(shè)計(jì)了信號處理電路,研制了無土栽培營養(yǎng)液多離子濃度檢測實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。測試實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,鈉離子濃度檢測的平均相對誤差為5.44%,鉀離子濃度檢測的平均相對誤差為6.01%,硝酸根離子濃度檢測的平均相對誤差為5.17%。交叉敏感效應(yīng)對檢測精度的影響的得到明顯的改善,基本實(shí)現(xiàn)了營養(yǎng)液多離子濃度實(shí)時(shí)檢測,有利于促進(jìn)設(shè)施農(nóng)業(yè)栽培生產(chǎn)自動(dòng)化調(diào)控和管理。
【關(guān)鍵詞】：檢測系統(tǒng) 離子濃度 交叉敏感 離子選擇電極
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S317;TP274
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-17
• 1.1 研究目的和意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢9-13
• 1.2.1 無土栽培營養(yǎng)液檢測方式9-11
• 1.2.2 離子選擇電極分析法11-12
• 1.2.3 交叉敏感效應(yīng)抑制和補(bǔ)償12-13
• 1.2.4 CART樹回歸算法13
• 1.3 本研究主要內(nèi)容和章節(jié)結(jié)構(gòu)安排13-16
• 1.3.1 本研究的研究思路14-15
• 1.3.2 本研究的實(shí)驗(yàn)方案15-16
• 1.3.3 章節(jié)結(jié)構(gòu)安排16
• 1.4 小結(jié)16-17
• 第二章 離子選擇電極法多離子濃度檢測方法研究17-23
• 2.1 離子選擇電極法的理論基礎(chǔ)17-20
• 2.1.1 膜電位及Nernst公式17-19
• 2.1.2 離子選擇電極的主要特性19-20
• 2.2 離子選擇電極法多離子濃度檢測的方法20-21
• 2.3 離子選擇電極法多離子濃度檢測的特點(diǎn)分析21-22
• 2.4 小結(jié)22-23
• 第三章 基于CART樹回歸算法的交叉敏感效應(yīng)校正方法23-35
• 3.1 交叉敏感效應(yīng)產(chǎn)生機(jī)理23
• 3.2 基于CART的交叉敏感效應(yīng)校正方法23-25
• 3.3 基于CART的交叉敏感效應(yīng)校正方法的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析25-33
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)方案25-26
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果分析26-33
• 3.4 小結(jié)33-35
• 第四章 營養(yǎng)液多離子濃度檢測系統(tǒng)的研制35-54
• 4.1 檢測系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)35
• 4.2 檢測系統(tǒng)工作原理及過程35-36
• 4.3 硬件設(shè)計(jì)36-43
• 4.3.1 微控制器36-37
• 4.3.2 離子選擇電極與參比電極37-39
• 4.3.3 多路信號選擇器與信號處理電路39-40
• 4.3.4 溫度測量模塊40-41
• 4.3.5 TFT液晶觸摸顯示模塊41-42
• 4.3.6 硬件連接42-43
• 4.4 軟件設(shè)計(jì)43-48
• 4.4.1 主程序設(shè)計(jì)43-44
• 4.4.2 單組濃度測量子程序設(shè)計(jì)44-45
• 4.4.3 溫度測量子程序設(shè)計(jì)45-46
• 4.4.4 數(shù)據(jù)處理子程序設(shè)計(jì)46-47
• 4.4.5 顯示子程序設(shè)計(jì)47-48
• 4.5 檢測系統(tǒng)調(diào)試48-52
• 4.5.1 調(diào)試方法48-49
• 4.5.2 硬件調(diào)試49-51
• 4.5.3 軟件調(diào)試51-52
• 4.5.4 綜合調(diào)試52
• 4.6 小結(jié)52-54
• 第五章 多離子濃度檢測系統(tǒng)性能試驗(yàn)54-68
• 5.1 試驗(yàn)內(nèi)容及步驟54
• 5.2 離子選擇電極輸出特性標(biāo)定及結(jié)果分析54-61
• 5.2.1 鉀離子選擇電極的輸出特性標(biāo)定及結(jié)果分析54-57
• 5.2.2 鈉離子選擇電極的輸出特性標(biāo)定及結(jié)果分析57-59
• 5.2.3 硝酸根離子選擇電極的輸出特性標(biāo)定及結(jié)果分析59-61
• 5.3 多離子交叉敏感模型標(biāo)定及結(jié)果分析61-64
• 5.4 檢測系統(tǒng)性能測試及結(jié)果分析64-67
• 5.5 小結(jié)67-68
• 第六章 總結(jié)與展望68-70
• 6.1 本文主要研究工作總結(jié)68
• 6.2 工作展望68-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 致謝74-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間學(xué)術(shù)成果75

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  本文關(guān)鍵詞：無土栽培營養(yǎng)液多離子濃度檢測系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：410183