基于改进型鱼群算法的番茄光环境调控目标值模型

针对光温耦合条件下番茄光环境调控目标值难以快速、精确获取的问题,在光温嵌套光合速率试验结果基础上,为提高人工鱼群算法寻优速度,基于视野和步长动态调整思想,提出了改进型鱼群算法的光温耦合寻优方法,对不同温度下光饱和点进行快速精准寻优,建立了番茄光环境调控目标值模型,模型决定系数为0.999 9。验证试验结果表明,不同温度下光饱和点的模型计算值与实测值高度线性相关,相关系数为0.988,最大相对误差在±2%内,明显优于遗传算法构建模型的相对误差(±6%)。快速、动态获取不同温度下光饱和点,对设施光环境精准调控效率具有重要意义。

植物工厂光环境调控功能性蔬菜生产技术研究进展

|文章从类黄酮、VC、VE以及微量元素含量等四方面阐述了植物工厂关键技术在功能性蔬菜生产上的研究进展,以期为植物工厂生产高品质功能性蔬菜提供参考。

家禽LED光环境调控新技术教学与科研探索

家禽LED光环境调控新技术已成为现代物理农业工程的重要方向。介绍了浙江大学农业工程学科在家禽LED光环境调控新技术方面的教学与科研探索,包括多学科交叉的课程体系、多层次教学与科研训练体系、多方位的产学研合作体系和多形式的国际交流体系,以期为现代物理农业工程其他技术方向的教学与科研发展提供有益的借鉴。

生态型室内光环境调控及积极精神情感传导研究

对于现代室内环境而言,光环境的营造要在满足使用者的物理、生理视觉、心理、人体功效学及美学等之间形成统一,才能在人与环境之间构建健康、美好、和谐的相互关系。基于视觉特性、人体光周期、自然采光健康影响、抑制光污染四方面,研究了室内光环境调控及积极精神情感传导的举措。

光环境调控影响樱桃生长及光合特性的研究进展

光环境调控是设施樱桃栽培的关键技术之一,但设施内光环境调控技术受制于光质、光照强度、光照时间的问题。作为物理环境因子,光驱动樱桃的生长及光合特性,光环境调控是提高樱桃产量和品质的途径之一。光质、光照强度、光照时间对樱桃生长、光合特性具有调节作用。本文综述了国内外光环境调控对樱桃生长及光合特性的影响,总结设施农业光质、光照强度、光照时间对樱桃响应的栽培技术,以期为现代设施种植樱桃提供光环境调控技术参考和学术研究价值。

基于SVM-BSA的光环境调控模型的构建

植物的生长环境对提高植物经济效益具有重大意义。近年来的研究表明,光合速率是验证植物有效光合作用的重要参数,因此将环境因子作为参量构建光合速率模型成为现阶段的研究重点。文章通过支持向量机找寻出温度、CO2浓度、光子通量密度与光和呼吸速率之间的对应关系,在这个基础上,使用鸟群算法完成对光环境最优目标值进行寻优,并完成光环境最优模型的构建。模型预测数据与实际量测数据的拟合结果的决定系数为0.989,均方误差为14.58,表明本文构建的光合速率模型可以有效根据环境参数计算出植物的最优光饱和点,为农业大棚环境的精准调控提供依据。

家庭园艺中植物补光光源类型及应用形式

近年来,我国家庭园艺事业得到长足的发展,但由于室内光照的不足,不仅影响了室内植物的观赏效果,更削弱了人们对家庭园艺的热情。对室内植物进行人工补光已经成为一种新的趋势,该文对目前常用的植物补光光源类型及补光特点进行了介绍,并对补光光源与植物结合的多种应用形式及发展前景进行了分析。

LED光源在植物工厂中的应用

LED光源作为第四代新型半导体固态冷光源,具有光质纯、光效高、波长类型丰富、光强与光质可调控及节能、环保、寿命长等优点,在人工光植物工厂光环境调控和太阳光植物工厂人工补光方面具有广泛的应用前景。文章阐述了植物工厂和LED光源的特性及优点,介绍了LED光源在植物工厂补光、光环境调控中的应用,并对LED光源在植物工厂中的应用前景进行了展望。

LED光照强度和光照周期对水培草莓匍匐茎育苗的影响

利用人工光型植物工厂技术进行匍匐茎育苗是培育优质草莓种苗的有效途径,草莓育苗光环境调控是该技术能否实现产业化推广的关键问题。以‘红颜’草莓为试材,在LED光照条件下设置不同光照强度[200、250、300和350μmol/(m^2·s)]和光照周期(12 h/d和16 h/d)的交叉实验区进行了水培草莓匍匐茎育苗试验。结果表明,在2种光照周期下培育的草莓匍匐茎的长度均随着日累积光照量的增加而线性降低,在16 h/d光照周期下的草莓匍匐茎更短,故高日累积光照量会抑制匍匐茎伸长。与8.6 mol/(m^2·d)日累积光照量相比,在11.5 mol/(m^2·d)的光照条件下培育的草莓匍匐茎和子苗的数量分别提高了38.9%和33.7%,一级子苗的茎粗和干重分别提高了33.8%和105.4%。在11.5~20.2 mol/(m2·d)的光照区间,即使提高日累积光照量也未增加匍匐茎和子苗的数量以及子苗的茎粗和干重。在20.2 mol/(m^2·d)日累积光照量的光照环境下,子苗的净光合速率、PSⅡ最大光化学效率和叶绿素含量均显著降低,这表明该子苗叶片的光合活性受到一定损伤。草莓匍匐茎与子苗的光量子产量和电能产量随着日累积光照量的增加而降低。11.5~17.3 mol/(m^2·d)日累积光照量有利于提高子苗的产量和质量,但由于11.5 mol/(m^2·d)光照条件下的草莓匍匐茎与子苗的光量子产量和电能产量最高,故该光照环境适用于人工光型植物工厂的水培草莓匍匐茎育苗。

基于卷积神经网络人脸情绪识别的RGB LED混合调光方法研究

讨论利用OpenCV和Tensorflow框架,结合特征检测算法在Android移动端实现人脸的情绪采集和情绪类型识别的方法,并实现基于无线物联和PWM调控技术的RGB-LED三通道混光效果表示情绪识别结果的系统设计。系统主要由Android移动端程序、ESP8266 Wi-Fi模块、NodeMCU核心控制模块、WS2812数控恒流LED驱动模块组成。通过卷积神经网络算法训练人脸情绪灰度图像数据集形成CNN模型,将移动端采集处理得到的人脸灰度图转化成向量输入CNN模型即可输出对应情绪编号。在Android端利用算法程序判断情绪编号值后生成对应的灯光方案,并通过Wi-Fi发送到微处理器硬件系统的ESP8266模块。根据NodeMCU对接收到数据的处理结果,利用PWM技术对WS2812恒流驱动模块进行控制,实现LED灯带混光颜色及亮度跟随情绪变化的自动调整。实验结果表明:系统的人脸情绪识别正确率约为72%,实现了利用情绪识别结果编号对应PWM值调控RGB LED三通道的混光显示效果,为利用光环境实现情绪调整提供前期的设计方案参考。

光纤式阳光导入系统应用在多层无土栽培工厂的创新研究

光纤式阳光导入系统是太阳能利用和光纤照明的有机结合,是一种冷光照明,具有波长类型丰富,能隔除红外线和紫外线辐射,能将太阳光引入植物工厂替代植物工厂电灯照明,在植物工厂的光环境调控中有极大意义。文章论述了光纤照明应用于植物的实现方式,介绍了太阳光追踪装置,太阳光导入装置、传导光的装置、光纤耦合装置、放射装置、储光装置、led补光装置。介绍了光环境控制技术和光源的特点,并结合工厂的光照介绍了可生产的优质农作物的全光谱光纤灯光源特性。使植物在各生长阶段具有最佳光照,以实现节能,环保,高效利用阳光的目的。在全球能源危机,耕地面积减少的背景下,依靠安全清洁太阳光为人类提供一个可行的解决途径。

现代农业照明现状与发展展望

随着以设施农业为主体的现代农业的快速发展，农业照明在设施园艺和设施养殖业中的作用日益突出，光环境调控已成为现代农业优质高产的必用手段。LED光源以其特有的光电性能优势和可控性在农业照明显现出广阔的应用前景。本文系统总结了现代农业中农业照明的必要性、应用领域、研究应用现状、发展前景和存在的问题，强调了农业照明在未来5～10年内发展前景广阔，其产业规模将在千亿元以上。

紫外光在植物工厂中的分布特征及应用前景

紫外(UV)光在植物光形态建成、次生代谢和叶色形成方面具有重要光生物学和光化学作用,在调控设施园艺优质高产方面具有潜在应用价值。综述了人工光植物工厂和太阳光植物工厂中UV光的分布规律,特征波长UV光的植物效应及其人工调控的必要性和调控策略。提出了植物工厂中UV-LED利用的前景、目标和方法。