温室作物生长模拟模型(NXPowerLite)课件.

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研究意义
科学价值
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通过作物模型的建立和模拟分析，研究作 物生产系统的内部结构、要素之间的相互关系、 系统整体的机理和功能等，从中发现新的规律和 知识，为优化管理决策提供科学依据。
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经济意义
完善的模型可以不同成度地代替物理试验， 田间需要几个月甚至若干年才能完成的试验， 用计算机模拟只需要几分钟或几十分钟即可完 成。它具有周期短、易于调控、不受人为因素 和客观条件制约等特点，节省大量人力财产， 加快了研究周期
图像监视分析模块
• ห้องสมุดไป่ตู้ • •
可自动水平扫描和水平、垂直步进 可实现图像的拉近、退远 定时、定点自动采集作物图像并保存 分析图像、计算作物形态参数
2. 温室环境监测专用传感器的研制
①土壤(基质)水分传感器 • 利用驻波率原理， 国际首创 • 测量精度高(含水量 0～50％VOL时， 精度为±3％VOL) • 可靠性好
⑦系统集成灵活，便于推广，便于扩展和升级。
上位机
电器控制柜
测控模块
温 室 智 能 控 制 器
特点： • 采用485总线与测控模块联接，便于扩展 • 具有实时采集、存储、控制控能 • 可脱离上位机独立工作 • 便于实现温室的集群控制 • 具有自主知识产权，填补国内空白
图像监视系统
特点： • 实时采集温室内植物的图像 • 可进行自动水平扫描和水平、垂直步进 • 可实现图像的拉近、退远 • 定时、定点自动采集作物图像并保存
• 较多温室环境监测与控制系统硬件与软件依赖国外进口。
四、研究成果
1. 基于现场总线技术的计算机分布式控制系统 2. 温室环境监测专用传感器的研制 3. 温室栽培作物生长模型仿真系统 4. 温室环境综合模拟、分析预测模型 5. 温室智能化监测与管理总系统软件 6. 灌溉施肥过滤一体化机 7. 温室水肥信息采集与灌溉施肥自动控制系统 8. 温室作物栽培管理专家决策支持系统
国际上大致在70年代末80年代开始进行温室作 物模拟研究，较大田作物晚10年左右。研究集 中在番茄、黄瓜等，也包括一些花卉。
如有代表性的模型有 TOMGRO(Tomato Growth Simulation Model)，这是关于温室番茄生长的 动态模型， 另一个是 HORTISIM(Horticultural Simulator)， 意思园艺模拟器。
除此之外，通过模型的应用指导生产中的 管理决策，设施工程设计。
二、国内外研究与应用现状
• 1、国际
上世纪自60年代以来，随着农业计算机技术的应 用普及，开展作物模拟的研究逐步兴起。以荷兰、美 国为代表，在作物计算机模拟技术方面得到很大发展， 建立了不少作物模拟模型。较有代表性的如 荷兰的ELECROS模型——作物碳素平衡模拟模型、 MCAROS模型——全年作物生长模型， 美国的CERES(Crop-Environment Resource Synthesis) 模型——作物-环境资源综合系统、 COMAX-GOSSYMCotton Management Expert system-Gossypium Simulation Model)模型——棉花 专家管理计算机模拟系统模型 。
三、现状与问题
• 相当一部分温室、尤其是大型连栋温室生产效益低。 • 生产能耗大、成本高。 • 温室环境调控能力和调控水平、生产管理水平低，仍主要是 依据管理者个人经验和主观感觉进行决策的粗放式管理。 • 温室环境调控与生产管理设施未完善配套。 • 温室是一个复杂的系统，室内环境受外界自然条件、结构和 环境调控设施等因素影响；而温室栽培植物的生长和产量、 品质是环境、水肥和生产管理等多因素综合作用的结果。因 此，温室环境的合理调控和生产高效管理是一项复杂的工作， 只有依靠有效的调控管理设施，采用现代计算机信息技术， 实行智能化调控，才可以达到理想的效果。
温室作物生长模拟模型的 研究与应用
一、作物生长模拟模型的概念与研究意义
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概念
• 所谓模型是指对现实系统经过简化的或抽象的表示。 • 所谓模拟是指通过数学方法研究系统的结构、功能和相关 行为。 • 作物生长模拟模型用以定量和动态地描述作物生长、发育 和产量形成过程及其对环境的反应。 • 该模型综合了作物牛理、生态、气象、土壤、水肥、农学 等学科的研究成果，采用系统分析方法和计算机模拟技术， 对作物生长发育过程及其与环境和技术的动态关系进行定 量描述和预测。核心是对整个作物生产系统知识的综合和 对生理生态过程及其相互关系的量化。
• 2、国内
国内农业计算机的应用开始于 70 年代中期， 到80年代初期开始研究计算机应用于温室环境 的控制管理。进入90年代随着国外现代化温室 设备不断引进以及温室计算机应用水平的提高， 特别是现代化信息技术的飞速发展，也为设施 农业提供了前所未有的发展动力。但总体来说， 国内温室作物模型的研究方面尚处于前期准备 阶段或起步阶段。
• 荷兰 的作物生长模拟模型特点是强调作物的共性，只 要输入所需要的统一参数和数据，模型可适合于大多 数作物。这就决定于模型 在应用于评价农业生态系统 生产力和农场决策方面的研究工作较深入 。但模型对 播种密度，光合产物在各器官分配受光温水影响，库 和源间的关系和根系生长及其对养分和水分吸收机理 考虑较粗。 • 美国建立的作物生长模型，深入考虑作物共同生长机 理，还强调各种作物的特点，建立不同作物生长模拟 模型。 主要目的是研究作物生长生物化学过程和环境 的关系及解决作物栽培和管理中的一些实际问题 ，为 作物生长管理和决策提供依据。
1. 基于现场总线技术的 计算机分布式控制系统
现场总线计算机分布式控制系统示意图
国内首创的新一代网络集成式全分布温室控制系统 系统特点
①现场控制设备具有通信的功能，具有设备之间互可操作性， 便于构成底层控制网络；
②通信标准公开一致，使系统具备良好的开放性；
③功能块与结构规范化，使相同功能设备间具有互换性； ④控制功能下放到现场，系统结构具备良好的机动灵活性； ⑤用一对双绞线可挂接多个控制设备，节省安装和维护费用； ⑥采用数字传输监控信息，大大提高了系统的可靠性；