【摘 要】
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我国的平菇产业近年来发展势头迅猛,但传统粗放的生产管理模式制约了平菇产业的进一步发展。不同于工厂的规模化生产,传统的北方平菇温室管理较为粗放,平菇温室温湿度调控大多皆依赖于手动控制和人工经验控制,致使温湿度调控精确度低、稳定性差,严重影响平菇的产量与质量。为提高平菇温室生产管理能力、提升标准化管理水平、降低劳动强度,平菇生产的自动化、精准化、智能化测控需求越来越迫切。基于此,本研究拟针对平菇温室温
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我国的平菇产业近年来发展势头迅猛,但传统粗放的生产管理模式制约了平菇产业的进一步发展。不同于工厂的规模化生产,传统的北方平菇温室管理较为粗放,平菇温室温湿度调控大多皆依赖于手动控制和人工经验控制,致使温湿度调控精确度低、稳定性差,严重影响平菇的产量与质量。为提高平菇温室生产管理能力、提升标准化管理水平、降低劳动强度,平菇生产的自动化、精准化、智能化测控需求越来越迫切。基于此,本研究拟针对平菇温室温湿度预测与智能控制开展探索研究,以期为平菇生长发育提供更加适宜的温湿度环境,提高平菇产量与质量。主要研究内容与结论如下:（1）基于SSA-BPNN的平菇温室温湿度预测模型构建温湿度预测模型研究是实现温湿度智能控制的前提。平菇温室温湿度预测环节的输入数据具有种类多、数量大、非线性等特点,模型处理该类输入数据的能力显著影响着温室温湿度预测的精度和效率。基于BPNN模型在复杂环境下的非线性映射能力,常被应用于温室温湿度预测领域。但BPNN模型存在易陷入局部极值、训练速率慢等问题,利用麻雀搜索算法出色的全局寻优能力和收敛能力,研究构建了基于SSABPNN的平菇温室温湿度预测模型。研究结果表明,SSA-BPNN模型应用于平菇温室温湿度预测的准确性较高,各项预测评价指标均显著优于传统BPNN模型。（2）基于SSA-BP-PID的平菇温室温湿度耦合控制模型构建温湿度精准控制是实现温室自动化调控的决定性因素。研究针对传统PID控制模型存在的控制精度低、控制效率差等问题,提出了智能控制方法与耦合策略组合的温湿度耦合控制方法。研究构建了基于SSA-BP-PID的温湿度控制模型,对PID控制参量进行了在线自适应优化,降低了模型的控制误差和调控时间。基于温湿度耦合关系函数,建立了SSA-BP-PID耦合控制模型。通过建立平菇不同生长期的温湿度自动控制策略和模型评价指标,验证了SSA-BP-PID耦合控制模型在提升控制精度和控制效率方面的有效性。（3）基于六域模型的平菇温室物联网测控系统研发研发平菇温室物联网测控系统是实现平菇温室全生长周期温湿度监测与控制的有效方式。研究构建了基于物联网六域模型的平菇温室物联网测控系统总体架构,重构了物联网体系关键环节,实现了温室实体对象、感知控制、应用系统、目标用户等的有机统一。为实现更具体的系统功能,研究详细划分了物联网软硬件系统。研究依据物联网硬件系统的总体设计框架,设计并研发了平菇温室物联网感知、传输及控制专用物联网终端,保障了温室监测与调控的稳定可靠性。同时,为提升系统的实用性和可视化能力,设计并研发了服务器端上位机平台、网页端Web平台以及手机APP等软件系统。
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