園藝作物種植人工智能平臺的構(gòu)建(2)

1、園藝作物種植人工智能平臺的構(gòu)建(2)人工智能化控制系統(tǒng)最主要的作用便是供給智能化溫室以適宜的溫度、相對濕度、光照強度和二氧化碳濃度，保證植物生長過程的進行。以往的實驗表明:植物生長最適宜的溫度為2028;最適宜的相對濕度則由于季節(jié)和作物種類的不同而有所不同，一般在50%85%之間6;適宜的二氧化碳體積分?jǐn)?shù)為1%15%。光補償點和光飽和點是作物光合作用對光強度要求的最低限和最高限，是作物生長提供的光照必需，如表1所示。作為智能化溫室核心部分的人工智能溫室控制系統(tǒng)，智能化溫室內(nèi)外安裝的各種傳感器、感應(yīng)器及其氣象站發(fā)布的天氣預(yù)報則是影響作物生長的環(huán)境因素參數(shù)信息的主要來源。為了提高作物的產(chǎn)量和降低種

2、植成本，需要人工智能溫室控制系統(tǒng)把智能化溫室的窗戶、內(nèi)外遮陽網(wǎng)和濕簾等智能控制設(shè)備調(diào)節(jié)到最佳的工作狀態(tài)，給各種作物的發(fā)育成長提供最適宜的溫度、相對濕度和光照強度等自然環(huán)境，滿足各種作物發(fā)育成長發(fā)育的需要7。根據(jù)作物生長過程中需要的溫度、濕度及光照等條件等要求，春季和秋季的溫度、濕度及光照條件較適宜，能基本滿足作物生長的自然條件。但是，冬季光照時間短、溫度低，夏季則光照時間長、溫度高，這些條件無法滿足植物生長的需要，嚴(yán)重制約著作物的生長和發(fā)育。由于一年四季中春季和秋季持續(xù)時間比較短暫，冬季和夏季則持續(xù)的時間較長，因此針對季節(jié)的特殊性，對冬季和夏季兩個季節(jié)人工智能控制系統(tǒng)硬件進行設(shè)計，不再考慮春季

3、和秋季兩個季節(jié)。雖然不同季節(jié)的工作模式有所不同，但只是利用人工智能溫室控制系統(tǒng)啟動不同的設(shè)備，以實現(xiàn)不同的季節(jié)其溫度、濕度、二氧化碳濃度和光照等條件幾乎一致，讓作物在智能化溫室中生根發(fā)芽，從而保證作物的生長。目前，國內(nèi)外研究比較成熟的人工智能控制系統(tǒng)主要可以分為以下4種:單片機控制系統(tǒng)、可編程邏輯器件控制系統(tǒng)、工控機控制系統(tǒng)和分布式智能控制系統(tǒng)。本文從成本低廉和客戶方便使用的角度出發(fā)，將服務(wù)器遠程管理和現(xiàn)場測控系統(tǒng)相結(jié)合，滿足了普通百姓的需要。服務(wù)器遠程管理系統(tǒng)是整個溫室群的管理者和控制者，僅在暴風(fēng)雨、暴雪等特殊天氣的情況下，通過發(fā)送命令對智能化溫室的各個窗戶、風(fēng)扇、濕簾、內(nèi)外遮陽網(wǎng)等控制設(shè)備

4、進行手動開啟和關(guān)閉等，其他情況下一般不直接參與控制，實現(xiàn)了對溫室群的智能化遠程管理，并可對整個系統(tǒng)運行環(huán)境進行設(shè)定、處理和存儲?，F(xiàn)場控制系統(tǒng)是各個智能化溫室的主控中心，由溫室智能控制設(shè)備、傳感設(shè)備和執(zhí)行設(shè)備3部分組成，分布在各個智能化溫室大棚中。傳感器用來測定數(shù)據(jù)，并實時監(jiān)控著智能化溫室的各項環(huán)境指標(biāo)，如溫度、相對濕度、光照強度及二氧化碳濃度等數(shù)據(jù)，并根據(jù)人工智能控制系統(tǒng)發(fā)出的指令，自動同步到智能化溫室各個被控設(shè)備上。13人工智能控制系統(tǒng)硬件的構(gòu)建131人工智能控制系統(tǒng)微處理器的選擇基于智能化溫室對人工智能控制系統(tǒng)服務(wù)器遠程管理的要求，微處理器必須具備以下特點:功耗低、性價比高、指令周期短8。

5、從低成本和高性能的角度出發(fā)，本研究采用S3C6410型SIC處理器，其可以廣泛應(yīng)用于移動電話、平板電腦和智能化設(shè)備中，而且能為3G通信提供優(yōu)秀的硬件服務(wù)，滿足人工智能控制系統(tǒng)對微處理器的需要。132人工智能控制系統(tǒng)傳感器的選擇1)濕度傳感器的選擇。濕度信號是濕敏元件對水接觸的靈敏度的響應(yīng)值。市面銷售的濕敏元件主要有高分子、半導(dǎo)體陶瓷、電解質(zhì)和其它4大種類。A1203型號濕度傳感器具有滯后性較小、線形度好、響應(yīng)速度快的優(yōu)點，因其為高分子材料元件，還具有測量濕度高精確度(±4%h)的特點，因此選擇A1203型號濕度傳感器較為合適。2)智能化溫度傳感器的選擇。溫度是人工智能控制系統(tǒng)各個

6、環(huán)境因素中最基本的輸入變量，因此在選擇溫度傳感器時不僅要考慮到傳感器的使用壽命和價格，還要考慮到其對溫度的準(zhǔn)確度。DS18B20型傳感器具有靈敏度高、線性好、使用靈活方便的特點，符合本智能控制器的要求。3)光照度傳感器的選擇?？刂普陉柧W(wǎng)的開關(guān)是光照度傳感器，開關(guān)控制遮陽網(wǎng)可以滿足作物對光照量的需求，光照又是影響作物進行光合作用、合成有機物質(zhì)的重要條件，所以光照度傳感器也是智能控制系統(tǒng)的重要組成部件。Po188c型光照度傳感器具有安裝方便、抗干擾、體積小、線性度好等特點，滿足要求。傳感器類型如表2所示。14人工智能控制系統(tǒng)軟件的選擇服務(wù)器遠程管理系統(tǒng)是人工智能控制系統(tǒng)的大腦;，操作系統(tǒng)是系統(tǒng)的靈魂;。要想對應(yīng)用軟件進行操作，則必須有相應(yīng)的操作系統(tǒng)才能實現(xiàn)。S3C6410支持的主流操作系統(tǒng)有WINCE、Linux和An-droid。隨著科科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，Android操作系統(tǒng)智能手機和平板電腦廣泛應(yīng)用于人們的生產(chǎn)和生活中，其在支持智能手機和平板電腦的同時，還支持眾多硬件平臺，為人們所喜愛。S3C6410支持的主流操作系統(tǒng)有WINCE、Linux和Android，符合人工智能控制系統(tǒng)對于軟件的