智能植物工廠數(shù)據(jù)處理與預(yù)測方法研究
發(fā)布時間:2020-12-17 13:30
植物生長柜作為一種高端的植物生長裝置,不僅能夠提供全光譜的LED光照條件,還能夠24h不間斷地為植物提供營養(yǎng)補給。相對于自然條件下種植方式,具有不可比擬的優(yōu)勢。生菜是日常生活中常見的蔬菜之一,具有很高的營養(yǎng)價值。相比于自然條件,植物生長柜同樣能夠孕育出優(yōu)質(zhì)的生菜。而生菜最終的生長質(zhì)量又是由多種環(huán)境因素共同決定的。在不同的環(huán)境變量影響下,生菜最終的形態(tài)和質(zhì)量都會有所差異。當(dāng)環(huán)境變量不適合生菜生長時,生菜會出現(xiàn)生長緩慢、甚至停滯生長的情況。針對以上問題,本文主要圍繞著兩個方面展開研究:建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,探究多變量環(huán)境融合與生菜基本特征的映射關(guān)系。首先,通過單一變量實驗,總結(jié)了多種單一環(huán)境變量與生菜生長特征的映射關(guān)系。其次,為了探究多種環(huán)境變量融合下,環(huán)境變量與生菜生長特征的映射關(guān)系。結(jié)合BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型特征,建立了相關(guān)模型,探究了多種環(huán)境變量融合下,生菜的生長特征值變化趨勢。最后,通過測試集驗證了該模型的準(zhǔn)確性。搭建小型VGG網(wǎng)絡(luò)模型,有效識別不同時期的生菜圖像特征。生菜的生長過程主要分為育苗期、生長期、發(fā)棵期和成熟期,并且在每個時期的圖像特征都有所不同。為了預(yù)防感知系統(tǒng)失調(diào)的緣故,導(dǎo)...
【文章來源】:天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津市
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【圖文】:
圖1-1日本大阪府立大學(xué)植物工廠我國對于植物工廠的研究相對較晚,直到2002年,楊其長院士展開了對于人工光照環(huán)
橢參錒こВ?淙恍⌒橢參錒こУ目刂品絞較嘍約虻ィ??孕枰??嫉幕肪晨刂啤P⌒橢?物工廠的發(fā)展,帶動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展,如民用小型植物生長裝置、水培生菜種植裝置等等。并且國外的一些企業(yè)逐漸將“小型植物生長裝置”投入生產(chǎn),進入產(chǎn)業(yè)化階段。在2014年,日本一家U-ING公司設(shè)計了一種小型生菜生長裝置。該裝置不僅能夠給生菜提供合適的生長環(huán)境,還具有體積孝美觀度高的優(yōu)點。小型生菜生長裝置主要通過LED照明方式給植物提供光照條件,并且具有很好的實用性,方面了日本用戶日常生活。日本U-ING設(shè)計的室內(nèi)水培生菜裝置如圖1-2所示。圖1-2日本U-ING公司室內(nèi)水培蔬菜種植裝置相比于發(fā)達國家,中國對于小型植物工廠的發(fā)展相對較晚。但是近年來,隨著國家對于農(nóng)業(yè)問題的重視,適用于家庭的植物生長裝置也在研究的道路上。例如:“2010年上海世博會展示的低碳·智能·家庭植物工廠”。2016年6月,習(xí)近平總書記在參觀國家“十二五”科技創(chuàng)新成就展展出的“智能LED植物工廠”時,對植物工廠產(chǎn)業(yè)的科技成果表示肯定,也對其未來的發(fā)展提出了期望。1.2.2植物生長過程的研究現(xiàn)狀植物工廠作為一個大型的環(huán)境控制系統(tǒng),其中隱含著多種研究方向,并且具有很好的研究意義。自然植物的生長都離不開多種環(huán)境變量的共同作用。當(dāng)環(huán)境變量不適合植物生長時,植物可能會停滯生長,并且最后會出現(xiàn)衰亡。因此,研究環(huán)境變量對于植物的影響,能夠有效改進植物工廠的控制系統(tǒng),提高植物種植質(zhì)量。許多研究學(xué)者在早期就展開了對于植物的研究,但有些研究都局限于單一環(huán)境對于植
天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)碩士學(xué)位論文7第二章植物生長過程預(yù)測研究2.1引言本章以植物生長柜中種植的水培生菜為研究對象,探究了不同的環(huán)境變量對水培生菜生長過程以及最終形態(tài)的影響關(guān)系。為了研究環(huán)境變量對水培生菜生長形態(tài)的影響,本章采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,建立環(huán)境變量與生菜生長基本特征之間的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,探究適合植物生長的環(huán)境變量。2.2水培生菜機理特征分析本文主要圍繞著生菜展開了研究,生菜屬于菊科,學(xué)名為萵苣,原產(chǎn)于中國以及地中海沿岸地區(qū)。生菜是日常生活中常見的蔬菜之一,具有很高的營養(yǎng)價值。食用生菜不僅具有催眠、鎮(zhèn)痛的效果,還能抗衰老、預(yù)防貧血等。生菜被人類食用后,還能夠有效分解多種致癌物質(zhì),因此,生菜深受廣大群眾喜愛。本文的研究植物生長柜是天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)的植物生長柜,一共有三層可供生菜種植。其中生菜的種植方式主要是通過營養(yǎng)液栽培(水培)。天職師大植物生長柜如圖2-1所示:圖2-1天職師大植物生長柜
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的仿人兩指末端執(zhí)行器抓握模式預(yù)測[J]. 陳小靜,彭培成,張高峰,王裕清. 河南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020(02)
[2]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的臨床路徑優(yōu)化[J]. 宋波,辛文賢,馮云霞. 計算機技術(shù)與發(fā)展. 2020(04)
[3]基于樹莓派和Python的智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 石子昊,夏佳寧. 計算機產(chǎn)品與流通. 2019(12)
[4]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的馬鈴薯栽培環(huán)境調(diào)控預(yù)測模型研究[J]. 馮靈清,劉琪芳,魯志紅. 計算機時代. 2019(12)
[5]BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在油菜花期預(yù)報中的應(yīng)用[J]. 孫家清,張志薇,艾文文. 氣象與環(huán)境科學(xué). 2019(04)
[6]多隱層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在模式預(yù)報中的簡化應(yīng)用[J]. 沈沉,趙文燦,施金海,高翔,顧松強. 氣象與環(huán)境科學(xué). 2019(04)
[7]基于樹莓派的在線人臉識別考勤系統(tǒng)[J]. 張一夫,陳天飛,張建松. 電子設(shè)計工程. 2019(22)
[8]家用智能葡萄釀酒機設(shè)計[J]. 張奧涵,朱恒軍,周熊. 信息通信. 2019(11)
[9]光溫耦合對植物生長發(fā)育的影響研究進展[J]. 蘇煒宣,李邵,丁小明,徐志剛. 中國農(nóng)學(xué)通報. 2019(31)
[10]基于樹莓派與深度學(xué)習(xí)的人臉識別考勤系統(tǒng)[J]. 張寅東,陳曉填,張宇雯. 現(xiàn)代計算機. 2019(31)
博士論文
[1]自然通風(fēng)溫室滴灌下試驗研究土壤水分分布、肥料和作物生長[D]. Mohmed Abdallah Mohmed Abdalhi.揚州大學(xué) 2015
碩士論文
[1]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像分類算法研究[D]. 陳奇星.南昌航空大學(xué) 2019
[2]基于深度網(wǎng)絡(luò)特征學(xué)習(xí)的植物葉片識別算法研究與實現(xiàn)[D]. 劉晶晶.深圳大學(xué) 2017
[3]植物圖像識別方法研究及實現(xiàn)[D]. 胡直峰.浙江大學(xué) 2017
[4]物聯(lián)網(wǎng)LED智能植物生長柜數(shù)據(jù)分析與處理方法研究[D]. 謝佳佳.天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2015
[5]五常井田植物工廠布局設(shè)計與仿真研究[D]. 馬超.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
本文編號:2922124
【文章來源】:天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津市
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【圖文】:
圖1-1日本大阪府立大學(xué)植物工廠我國對于植物工廠的研究相對較晚,直到2002年,楊其長院士展開了對于人工光照環(huán)
橢參錒こВ?淙恍⌒橢參錒こУ目刂品絞較嘍約虻ィ??孕枰??嫉幕肪晨刂啤P⌒橢?物工廠的發(fā)展,帶動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展,如民用小型植物生長裝置、水培生菜種植裝置等等。并且國外的一些企業(yè)逐漸將“小型植物生長裝置”投入生產(chǎn),進入產(chǎn)業(yè)化階段。在2014年,日本一家U-ING公司設(shè)計了一種小型生菜生長裝置。該裝置不僅能夠給生菜提供合適的生長環(huán)境,還具有體積孝美觀度高的優(yōu)點。小型生菜生長裝置主要通過LED照明方式給植物提供光照條件,并且具有很好的實用性,方面了日本用戶日常生活。日本U-ING設(shè)計的室內(nèi)水培生菜裝置如圖1-2所示。圖1-2日本U-ING公司室內(nèi)水培蔬菜種植裝置相比于發(fā)達國家,中國對于小型植物工廠的發(fā)展相對較晚。但是近年來,隨著國家對于農(nóng)業(yè)問題的重視,適用于家庭的植物生長裝置也在研究的道路上。例如:“2010年上海世博會展示的低碳·智能·家庭植物工廠”。2016年6月,習(xí)近平總書記在參觀國家“十二五”科技創(chuàng)新成就展展出的“智能LED植物工廠”時,對植物工廠產(chǎn)業(yè)的科技成果表示肯定,也對其未來的發(fā)展提出了期望。1.2.2植物生長過程的研究現(xiàn)狀植物工廠作為一個大型的環(huán)境控制系統(tǒng),其中隱含著多種研究方向,并且具有很好的研究意義。自然植物的生長都離不開多種環(huán)境變量的共同作用。當(dāng)環(huán)境變量不適合植物生長時,植物可能會停滯生長,并且最后會出現(xiàn)衰亡。因此,研究環(huán)境變量對于植物的影響,能夠有效改進植物工廠的控制系統(tǒng),提高植物種植質(zhì)量。許多研究學(xué)者在早期就展開了對于植物的研究,但有些研究都局限于單一環(huán)境對于植
天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)碩士學(xué)位論文7第二章植物生長過程預(yù)測研究2.1引言本章以植物生長柜中種植的水培生菜為研究對象,探究了不同的環(huán)境變量對水培生菜生長過程以及最終形態(tài)的影響關(guān)系。為了研究環(huán)境變量對水培生菜生長形態(tài)的影響,本章采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,建立環(huán)境變量與生菜生長基本特征之間的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,探究適合植物生長的環(huán)境變量。2.2水培生菜機理特征分析本文主要圍繞著生菜展開了研究,生菜屬于菊科,學(xué)名為萵苣,原產(chǎn)于中國以及地中海沿岸地區(qū)。生菜是日常生活中常見的蔬菜之一,具有很高的營養(yǎng)價值。食用生菜不僅具有催眠、鎮(zhèn)痛的效果,還能抗衰老、預(yù)防貧血等。生菜被人類食用后,還能夠有效分解多種致癌物質(zhì),因此,生菜深受廣大群眾喜愛。本文的研究植物生長柜是天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)的植物生長柜,一共有三層可供生菜種植。其中生菜的種植方式主要是通過營養(yǎng)液栽培(水培)。天職師大植物生長柜如圖2-1所示:圖2-1天職師大植物生長柜
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的仿人兩指末端執(zhí)行器抓握模式預(yù)測[J]. 陳小靜,彭培成,張高峰,王裕清. 河南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020(02)
[2]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的臨床路徑優(yōu)化[J]. 宋波,辛文賢,馮云霞. 計算機技術(shù)與發(fā)展. 2020(04)
[3]基于樹莓派和Python的智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 石子昊,夏佳寧. 計算機產(chǎn)品與流通. 2019(12)
[4]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的馬鈴薯栽培環(huán)境調(diào)控預(yù)測模型研究[J]. 馮靈清,劉琪芳,魯志紅. 計算機時代. 2019(12)
[5]BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在油菜花期預(yù)報中的應(yīng)用[J]. 孫家清,張志薇,艾文文. 氣象與環(huán)境科學(xué). 2019(04)
[6]多隱層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在模式預(yù)報中的簡化應(yīng)用[J]. 沈沉,趙文燦,施金海,高翔,顧松強. 氣象與環(huán)境科學(xué). 2019(04)
[7]基于樹莓派的在線人臉識別考勤系統(tǒng)[J]. 張一夫,陳天飛,張建松. 電子設(shè)計工程. 2019(22)
[8]家用智能葡萄釀酒機設(shè)計[J]. 張奧涵,朱恒軍,周熊. 信息通信. 2019(11)
[9]光溫耦合對植物生長發(fā)育的影響研究進展[J]. 蘇煒宣,李邵,丁小明,徐志剛. 中國農(nóng)學(xué)通報. 2019(31)
[10]基于樹莓派與深度學(xué)習(xí)的人臉識別考勤系統(tǒng)[J]. 張寅東,陳曉填,張宇雯. 現(xiàn)代計算機. 2019(31)
博士論文
[1]自然通風(fēng)溫室滴灌下試驗研究土壤水分分布、肥料和作物生長[D]. Mohmed Abdallah Mohmed Abdalhi.揚州大學(xué) 2015
碩士論文
[1]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像分類算法研究[D]. 陳奇星.南昌航空大學(xué) 2019
[2]基于深度網(wǎng)絡(luò)特征學(xué)習(xí)的植物葉片識別算法研究與實現(xiàn)[D]. 劉晶晶.深圳大學(xué) 2017
[3]植物圖像識別方法研究及實現(xiàn)[D]. 胡直峰.浙江大學(xué) 2017
[4]物聯(lián)網(wǎng)LED智能植物生長柜數(shù)據(jù)分析與處理方法研究[D]. 謝佳佳.天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2015
[5]五常井田植物工廠布局設(shè)計與仿真研究[D]. 馬超.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
本文編號:2922124
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