光照是植物進(jìn)行光合作用的首要條件,但近年受霧霾天氣影響,設(shè)施內(nèi)光照不足嚴(yán)重制約了設(shè)施作物的生長,為了實(shí)現(xiàn)冬春季設(shè)施農(nóng)業(yè)增產(chǎn)提質(zhì)必須采用人工補(bǔ)光。傳統(tǒng)的補(bǔ)光模式多將補(bǔ)光燈懸掛在設(shè)施大棚頂部,出現(xiàn)植株頂端功能葉位光抑制和中下部葉位光照不足問題,從而導(dǎo)致植株光合能力下降。研究發(fā)現(xiàn)黃瓜植株不同葉位間存在顯著的需光差異,但現(xiàn)有的植物補(bǔ)光技術(shù)并未考慮到這一點(diǎn),因而會造成補(bǔ)光量與植株實(shí)際需求不匹配。本文針對現(xiàn)有植物補(bǔ)光技術(shù)存在的不足,開發(fā)了基于黃瓜植株不同葉位需光差異特性的立體補(bǔ)光調(diào)控系統(tǒng)。調(diào)控系統(tǒng)可以獲取設(shè)施內(nèi)不同葉位環(huán)境信息、調(diào)整立體補(bǔ)光燈懸掛位置、動態(tài)反饋修正頂燈和株間燈補(bǔ)施量,最終實(shí)現(xiàn)設(shè)施內(nèi)光環(huán)境的優(yōu)化調(diào)控,達(dá)到設(shè)施黃瓜增產(chǎn)提質(zhì)的目標(biāo)。本文主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)基于Arduino控制的補(bǔ)光燈升降機(jī)構(gòu)研發(fā)。綜合考慮立體補(bǔ)光燈應(yīng)用過程中所存在的懸掛高度調(diào)整困難、影響農(nóng)事活動等問題,開發(fā)了可自動測距及精確調(diào)整補(bǔ)光燈懸掛位置的升降機(jī)構(gòu)。升降機(jī)構(gòu)由CC2530模塊接收升降指令、TFmini激光雷達(dá)自動測距、TB6600驅(qū)動57步進(jìn)電機(jī),Arduino板通過控制程序?qū)崿F(xiàn)對升降機(jī)構(gòu)的控制,主動軸旋... 

【文章來源】：西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 作物需光差異特性研究現(xiàn)狀
        1.2.2 植物補(bǔ)光調(diào)控技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容
    1.4 技術(shù)路線
    1.5 論文組織結(jié)構(gòu)
第二章 系統(tǒng)需求分析與總體設(shè)計(jì)
    2.1 設(shè)施作物需光差異特性與系統(tǒng)需求分析
    2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求
        2.2.1 功能需求
        2.2.2 性能要求
    2.3 立體補(bǔ)光調(diào)控系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)
        2.3.1 立體補(bǔ)光調(diào)控系統(tǒng)硬件設(shè)備設(shè)計(jì)
        2.3.2 立體補(bǔ)光調(diào)控系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)
    2.4 關(guān)鍵技術(shù)分析
        2.4.1 ZigBee無線通信技術(shù)
        2.4.2 嵌入式智能控制技術(shù)
        2.4.3 Arduino控制步進(jìn)電機(jī)
        2.4.4 葉片凈光合速率指標(biāo)
    2.5 本章小結(jié)
第三章 立體補(bǔ)光調(diào)控系統(tǒng)升降機(jī)構(gòu)
    3.1 升降機(jī)構(gòu)整體設(shè)計(jì)
    3.2 升降機(jī)構(gòu)硬件設(shè)計(jì)
        3.2.1 步進(jìn)電機(jī)選型
        3.2.2 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器及控制器選型
        3.2.3 基于TFmini激光雷達(dá)的自動測距方法
        3.2.4 升降機(jī)構(gòu)搭建
    3.3 升降機(jī)構(gòu)軟件設(shè)計(jì)
        3.3.1 升降機(jī)構(gòu)Z-stack協(xié)議棧開發(fā)
        3.3.2 Arduino升降機(jī)構(gòu)控制程序
    3.4 本章小結(jié)
第四章 立體補(bǔ)光調(diào)控系統(tǒng)補(bǔ)光節(jié)點(diǎn)與監(jiān)測節(jié)點(diǎn)
    4.1 補(bǔ)光節(jié)點(diǎn)整體設(shè)計(jì)
    4.2 補(bǔ)光節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)
        4.2.1 燈管式補(bǔ)光燈設(shè)計(jì)
        4.2.2 補(bǔ)光節(jié)點(diǎn)驅(qū)動設(shè)計(jì)
    4.3 補(bǔ)光節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)
    4.4 監(jiān)測節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
    4.5 本章小結(jié)
第五章 立體補(bǔ)光調(diào)控系統(tǒng)智能控制終端
    5.1 智能控制終端整體設(shè)計(jì)
    5.2 智能控制終端硬件設(shè)計(jì)
    5.3 智能控制終端軟件設(shè)計(jì)
        5.3.1 智能控制終端UI界面設(shè)計(jì)
        5.3.2 智能控制終端主程序設(shè)計(jì)
        5.3.3 Z-Stack協(xié)議棧開發(fā)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 立體光環(huán)境優(yōu)化調(diào)控系統(tǒng)測試與驗(yàn)證
    6.1 立體補(bǔ)光燈光場驗(yàn)證
        6.1.1 實(shí)驗(yàn)假設(shè)
        6.1.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
        6.1.3 實(shí)驗(yàn)方案
        6.1.4 數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析
    6.2 升降機(jī)構(gòu)調(diào)控精度測試
    6.3 立體補(bǔ)光調(diào)控系統(tǒng)部署
    6.4 光環(huán)境優(yōu)化調(diào)控效果驗(yàn)證
        6.4.1 黃瓜植株生長指標(biāo)驗(yàn)證
        6.4.2 黃瓜植株葉片凈光合速率驗(yàn)證
        6.4.3 黃瓜產(chǎn)量及效益驗(yàn)證
    6.5 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個人簡歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]LED補(bǔ)光對日光溫室黃瓜生長、生理指標(biāo)及品質(zhì)的影響[D]. 蘇立芳.河北工程大學(xué) 2018
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本文編號：2924936