基于主元分析的温室物联网空气温湿度传感器故障诊断

针对温室物联网测控系统中空气温湿度传感器受恶劣环境影响易发生故障的问题,研究温室物联网测控系统中空气温湿度传感器的故障诊断,保障温室物联网测控系统整体工作的稳定可靠性,提出一种基于主元分析的空气温湿度传感器故障诊断方法。首先对空气温湿度传感器数据进行主元分析,通过监控平方预测误差统计量的变化实现传感器的故障检测;再针对检测出的空气温湿度传感器故障数据,利用加权后的平方预测误差统计量来计算传感器的累积贡献率,并将其作为传感器故障识别的指标,识别出现故障的空气温湿度传感器。利用空气温湿度传感器数据在不同故障条件下进行传感器故障诊断方法验证,验证结果表明:所提方法可用于温室物联网测控系统中空气温湿度传感器偏差故障和漂移故障的检测,偏差故障的检测效果要好于漂移故障,偏差故障综合检测率为100%,漂移故障综合检测率为51.25%;同时所提方法能够正确识别出故障传感器,有效提高温室物联网测控系统中空气温湿度传感器故障诊断结果的准确性。

日光温室作物冠层夏季光照强度与空气温湿度时空变化规律研究

针对温室内不同时间、位置的环境参数存在变异性,且随天气与季节变化,日光温室冠层光照强度、空气温度和空气相对湿度的分布差异性问题,构建了基于无线传感器网络的环境监测系统。环境感知节点部署在作物冠层位置,集成了光照强度、空气温湿度等传感器。首先,基于实时采集的温室环境数据,采用反距离加权算法进行插值分析,得到环境参数的离散曲面;其次,通过基于质心坐标的K-means聚类算法,得到了温室内连通及非连通区域的代表性特征点;最后,采用半变异函数与变异系数方法对温室环境的空间变异性与时间变异性进行分析。实验结果表明,夏季日光温室在下午表现为高温与高光照,08:00、16:00的光照强度分别为12:00的24.2%、72.9%,08:00的空气温度(27.7℃)较12:00、16:00低约6.0℃,对应的空气湿度(90%)高约30%。晴天最大光照强度分别为阴天、雨天的1.4倍和4.6倍,晴天、阴天最高空气温度高于雨天(29.5℃)约6℃,最小空气相对湿度远低于雨天(84%)。夏季日光温室晴天与阴天表现为高温和低湿,雨天表现为高湿和低光照。各环境参数中,光照强度的空间变异性最强,变程为10.34 m。空气温湿度的空间变异性较弱,整体分布均匀。光照强度、空气温度和空气相对湿度的时间变异性均为中等变异程度。环境参数的特征点及时空变化规律有助于日光温室传感器的高效部署,为揭示作物与环境的交互作用提供了基础。

FY-4 A/GIIRS反演夏冬季有云时大气温湿度廓线的精度评估

FY-4A/GIIRS(Geostationary Interferometric Infrared Sounder)首次实现了地球静止轨道红外高光谱探测,可以连续获得高垂直分辨率的大气温度和湿度廓线信息。当GIIRS视场内有云存在时,目前Level 2业务大气温湿度垂直廓线产品只提供观测视场内云顶以上高度的温度廓线,且不反演整个视场的湿度廓线。基于GIIRS辐射观测值用U-Net卷积神经网络算法实现了全天空大气温湿度廓线反演,包括晴空和全云覆盖视场,同时利用常规无线电探空观测资料对反演精度进行了检验。结果表明:U-Net算法有云视场的温湿度廓线反演能力与晴空相当,且夏季温度反演精度优于冬季,有利于灾害性天气多发季节的监测。在云系较活跃的夏季,随着视场内云量的增加温度廓线反演精度逐渐变高,表明该算法适用于有云时大气温度廓线反演,而湿度随着云量的增加反演均方根误差RMSE增大。视场内不同云光学厚度时温度反演误差相差不大,RMSE均在2.5 K左右,平均偏差ME在1 K以内,对流层高层薄云时反演误差相对而言较小。湿度反演随着云光学厚度的增大反演误差也增大,说明对于一定程度的薄云,GIIRS能够获得不错的反演精度。虽然U-Net算法物理意义不明确,但是能够快速实现全天空大气温湿度廓线反演,尤其在有云时能够获得更高的反演精度。

热空气温湿度对木器水性封闭底漆漆膜附着力的影响

以热空气干燥工艺对喷涂两遍水性封闭底漆的硬枫薄木贴面家具板件进行干燥处理,漆膜固化后,用拉力法测试层间附着力强度。结果表明:影响附着力的主要因素是湿度,温度对其影响不大,优化热空气干燥工艺只能在一定程度上改善漆膜的附着力。采用空气温度为35℃和湿度为50%的热空气对第1遍封闭底漆进行干燥,空气温度为35℃和湿度为70%的热空气对第2遍封闭底漆进行干燥,可以获得较好的漆膜附着力。

空气温湿度对空气源螺杆热泵机组除霜性能的影响

试验研究了空气温湿度变化对风冷热泵机组的除霜性能的影响,采用实时数据分析方法研究了在多次除霜周期和除霜间隔周期内翅片温度、过冷度和过热度的变化规律和特点,为寻求优化的除霜控制方法提供了大量试验依据。定量分析了空气温湿度的变化对制热恢复时间、制热衰减时间、稳定制热时间以及除霜间隔时间的影响。研究表明,在不同的温湿度工况下,均出现了盘管出口温度变化率突变以及温度的周期性震荡,这一时刻,制热量开始快速衰减,霜层开始形成并快速生长。当相对湿度从75%提高到90%时,这一突变的温度变化率提高了2倍,制热衰减时间减少了约70%。蒸发盘管出口温度的变化率以及周期性震荡间接反映了蒸发盘管的翅片表面的结霜状态,并呈规律性变化,这一温度参数可以作为重要的除霜循?的控制参数。

一种用来测量低层大气温湿度结构的高精度探空仪

本文报道了我们研制的高精度温湿度探空仪，用薄陶瓷片型铂电阻测量气温、用干湿球法测量湿度，并采用参考电阻克服频漂，从而保证了测量精度，能精确测量出大气边界层温湿度结构．

苹果园中空气温湿度分布特征研究

无线传感器网络(WSN)应用于苹果园中能提高苹果生产的信息化水平,但WSN温湿度传感器部署的数量及位置是WSN节点部署中亟需解决的问题。基于此,在北京市丰台区一个普通苹果园进行了实地试验,采用温湿度仪测量了大量点的温湿度,研究空气温湿度的空间分布特征以决定传感器部署策略。结果表明,对于单个冠层,空气温湿度在每个平面具有相同的走势;距离果园边缘的果树冠层空气温湿度的极差大于果园中心位置的果树,相差约3倍;果树间隙的空气温湿度极差和果园中心处的冠层极差相近。基于此,提出了一种"先平面后整体,外密里疏"的苹果园中空气温湿度传感器的部署方法。

一种温室大棚空气温湿度监测装置的设计

设计了一种新型的温室大棚空气温湿度监测装置,与传统空气温湿度传感器监测设备相比,其特点在于通过升降装置将温湿度监测装置悬挂于温室大棚的钢骨架上,可根据作物高度随时调整监测位置;空气温湿度传感器安装在防护箱内,防护箱顶端为环形透气栅,侧壁为竖直方向的百叶窗,方便空气流通,可以避免上升的热空气在防护箱内滞留不散;同时,防护箱顶端设置双层遮光伞,防止阳光直晒防护箱,使空气温湿度传感器监测到的数据能准确地反映植株真实的生长环境。实地测试结果表明,该研究设计的温室大棚空气温湿度监测装置所测数据更接近大棚温湿度平均值,据此进行科研试验或农事管理更为准确。

基于无线传感器的空气温湿度因子识别研究

现有的空气温湿度因子识别方法存在准确度较低、数据丢包率较高的问题,为此提出基于无线传感器的空气温湿度因子识别研究。根据传感器阶段与权重一一对应特征,以总均方误差最小化为前提,按照自适应模式寻找与传感器测量值对应的最佳权重,经迭代计算获取各节点测量值的无偏估计数值,归一化处理解得的各传感器测量值与预估值间的欧几里得距离,并作为自适应加权识别权重,完成自适应加权识别算法架构与二进制识别结果转换。实验结果表明,所提方法在两种环境中均具有较好的识别准确度,适用性比较理想,且有效避免数据丢包情况发生,具有较高的应用性能。

基于ZigBee无线传感的空气温湿度监测系统设计

设计了一种基于ZigBee无线传感的空气温湿度监测系统。其由一个协调器和多个路由器、终端设备形成ZigBee无线网络,把传感器采集数据处理后发送到协调器节点,协调器节点通过串口发送到PC进行显示。利用IAR集成开发环境和TI公司Zstack协议栈进行软件系统的设计,TI公司的CC2530芯片作为硬件系统的处理器,实现了对于空气温湿度的随时观测。设计从系统架构、硬件、软件3个方面进行思考和设计,成功建立了ZigBee无线传感网络。系统移植能力强,可扩展连接其他传感器,应用到其他领域。

日光温室光照强度与空气温湿度变化趋势分析

为研究温室内光照及空气温湿度的变化趋势,指导温室作物生产,以下沉式日光温室为研究对象,利用无线传感器网络实现光照强度与空气温湿度的实时采集,分析在夏季日光温室内部光照强度及空气温湿度的变化趋势,得到靠近温室内南侧测点(S)、北墙测点(N)、东侧测点(E)、西侧测点(W)、中部测点(M)与室外测点(O)的光照强度变化趋势,以及温室跨度1/2截面内不同位置处的空气温湿度变化特征。实验结果表明,夏季晴朗天气下,温室内外日间平均光照强度由大到小依次为O(68267 lx)、S(53359 lx)、M(44770 lx)、W(44141 lx)、N(38907 lx)、E(28615 lx),南北方向光照环境较东西两侧光照环境更为接近,温室内日间平均温度高于35℃,日间平均相对湿度低于50%,不利于作物生长。夏季阴天时,温室内整体光照较弱,温室整体温、光、湿环境较晴朗天气下均匀,靠近北墙区域的光照明显不足(日间平均光强7985 lx)。

大气温湿度与春茧解舒率的相关性分析

通过对1991～2000年海宁市春茧解舒率与大气温湿度的相关性分析表明,春茧解舒率与大气湿度呈极显著负相关。在此基础上结合24年春蚕上蔟时段的天气情况分析,提出有利于春茧解舒率提高的春蚕收蚁适宜时间。

日光温室不同高温闷棚方式对大棚内外空气温湿度和棚内土壤温湿度的影响

本试验利用日光消毒技术进行高温闷棚,设置双膜覆盖(棚膜+地膜)和单膜覆盖(棚膜)2个处理,探究大棚不同覆膜方式对大棚内外空气温湿度和棚内土壤温湿度的影响,以期为日光消毒技术的推广提供试验数据及基础应用案例。研究结果表明:(1)日光消毒期间,大棚内空气各时段平均日变化温度普遍高于大棚外空气温度。(2)日光消毒期间,大棚内空气湿度较大棚外空气湿度有明显提高,并且高湿度持续时间增加。(3)日光消毒期间,双膜处理使大棚内0~10 cm土层和10~20 cm土层地温迅速提高,且均高于单膜处理地温;双膜处理土层高温持续时间长于单膜处理;10~20 cm土层较0~10 cm土层先达到最高地温;(4)日光消毒期间,双膜处理使大棚内0~10 cm土层土壤湿度明显提高,10~20 cm土层土壤湿度无明显变化,但均高于单膜处理土壤湿度。因此,利用夏季大棚空闲期做高温闷棚处理能够有效提高大棚内空气温湿度和作物耕层土壤温湿度。

干旱阳坡不同方位土壤和空气温湿度研究

利用空气温湿度自动监测仪对大兴安岭地区干旱阳坡土壤和空气的温湿度进行了测定,结果表明:土壤月最高温度和月较差在生长季表现为西南坡>南坡>东南坡,空气温度的高低总体呈现出南坡>西南坡>东南坡,不同土层之间土壤含水量差异也较小,空气平均湿度的高低呈现出东南坡>西南坡>南坡,各项因子表明东南坡较利于植被恢复。

空气温湿度对明火加热炉炉内气氛的影响

对明火加热炉的炉内气氛控制原理进行分析。炉内气氛影响钢丝表面氧化皮的状态和表面质量。经过理论计算和实际案例比较得出,在天然气热值和空燃比不变的情况下,炉内气氛受空气温湿度影响较大,最大可使炉内气氛(干)变化0.70%左右。建议明火加热炉安装温湿度智能监控设备,当温度变化超过20℃,相对湿度变化超过30%的时候,予以报警,并对炉内气氛进行重新检测和微调。稳定的燃气和空气供给有利于减少炉内气氛波动,提高天然气利用率。

空气温湿度取样装置改进方案及验证

介绍空气温湿度取样装置的组成和工作原理,分析影响其性能的关键因素,并对取样盒前段直管段长度、取样盒内蜂窝整流栅、取样盒风机、取样盒体材质、取样盒体密封性进行测试和分析。结果表明,将前段直管段长度调整为1.5倍管径,蜂窝整流栅边长由4 mm减小到3 mm,增大取样盒风机功率,将取样盒材质改为不锈钢,完善取样盒体的密封性,均可以提高取样盒内部的风速,风速在5 m/s左右,满足定制要求(4~6 m/s)。

土壤湿度-地表气温耦合对长江中下游地区2022年8月复合型热浪事件的影响

2022年8月长江中下游地区的复合型热浪给社会经济、人类健康、农业生产和自然环境等方面均造成了严重影响.本文利用国家信息中心提供的1979—2022年6—8月逐日最高、最低气温和欧洲中期天气预报中心再分析数据集的土壤湿度等资料,定义了复合型热浪事件强度指数及其相应的土壤湿度-地表气温耦合指数,采用分段线性拟合等方法,探讨此次复合型热浪特征及土壤湿度-地表气温耦合的影响.结果表明:(1)2022年8月长江中下游地区的复合型热浪事件强度为1979年以来最强,伴随最强的土壤湿度-地表气温耦合.空间分布显示,强的热浪发生在四川东部、重庆西部、湖南等地,这些区域的土壤湿度严重偏干,蒸发受限,获得的净辐射主要用于地表向上的感热通量,使土壤湿度-地表气温出现强的正反馈过程,对热浪的维持起重要作用.(2)复合型热浪中土壤湿度-地表气温耦合影响日间和夜间热浪的物理强迫及过程不同:日间,地表净太阳短波向下辐射增强的强迫作用,促使发生强的土壤湿度-地表气温耦合,引起日间热浪.夜间,白天积累在土壤的热量,通过减小大气热量通量辐散,使夜间地表气温下降减慢,形成夜间热浪,这与以往研究单独夜间热浪的过程不同,后者认为夜间热浪主要与大气柱水汽增加引起的大气逆辐射增强有关.

城市不同地表类型地表温度与空气温湿度的观测

为了比较城市不同地表类型所形成的局地小气候环境差异,选取水泥广场、沥青道路、草地、林地、裸土等城市典型下垫面,在夏季晴天天气使用自动红外测温仪、空气温湿度探头观测地表温度、近地表空气温湿度的日变化,数据表明不同地表类型地表温度的差异直接影响近地表空气温湿度的日变化而存在差异。与林地相比,沥青道路、水泥广场、裸土地表温度最高值高23℃,气温最高值高6℃以上,空气相对湿度最低值低5%;草地的地表温度与气温最高值分别比林地高8℃、3℃,空气湿度略低于林地。夜间24:00,水泥广场、沥青道路地表温度分别比林地高10℃、6℃,使气温比林地高3℃以上,空气相对湿度比林地低10%,出现显著的城市热岛现象。

上海市温湿度与感冒就诊人次的时间序列研究

目的研究上海市天气变化对普通感冒门、急诊人次的影响。方法利用自然立方样条函数控制了季节效应和时间的长期趋势、用哑元变量描述星期效应、节假日、医保结算期等混杂效应,在此基础上构建了广义相加的泊松回归模型,分析了2008～2010年温度和湿度对上海市所有二、三级医院门、急诊人次的影响。结果温度与感冒就诊人数有着非线性的负相关,但是不同年龄层对温度的耐受力不同,具体表现为:儿童(14岁以下)的感冒高发期为10.9℃,其对温度的耐受力较成人(14～64岁)和老人(65岁及以上)差,成人和老人的高发期分别为6.5℃和6.8℃。成人由于夏季工作环境内的空调效应使得平均温度在高于27.5℃后感冒就诊人数有所回升。湿度对感冒就诊人数的对数相对危险度分别为-3.2×10-3(0～14岁)、-5.05×10-3(14～65岁)、-4.13×10-3(65岁以上)。结论温度和湿度是感冒门、急诊人次的主要影响因素,根据本研究结果对公众提供及时恰当的预防措施有助于减少感冒的发生。

节水灌溉控制系统中温湿度传感器的选择与应用

在农业节水灌溉自动化控制中,空气温湿度和土壤温湿度是最主要的参考数据,对这些数据信号的采集是整个控制系统中重要的一部分。针对这几类信号的采集,介绍了相关传感器在实际节水灌溉应用中的选择与使用。