設施番茄物聯網環(huán)境參數適宜度評價

設施番茄物聯網環(huán)境參數適宜度評價范圍本文件規(guī)定了設施番茄物聯網環(huán)境參數適宜度評價目標、評價原則、評價方法。本文件適用于設施番茄物聯網環(huán)境參數適宜度評價。規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T30269.2—2013信息技術傳感器網絡第2部分：術語GB/T33745—2017物聯網術語術語和定義GB/T33745—2017和GB/T30269.2—2013界定的以及下列術語和定義適用于本文件。

物聯網internetofthings；IoT通過感知設備，按照約定協(xié)議，連接物、人、系統(tǒng)和信息資源，實現對物理和虛擬世界的信息進行處理并作出反應的智能服務系統(tǒng)。物即物理實體。 [來源：GB/T33745—2017，2.1.1]

層次分析法analytichierarchyprocess將與決策總是有關的元素分解成目標、準則、方案等層次，在此基礎之上進行定性和定量分析的決策方法。評價目標評價設施番茄生長中各項環(huán)境參數在其生長過程中的適宜程度，進行量化分析和環(huán)境適宜度評估，給出當前環(huán)境參數對設施番茄生長影響的適宜度指數，從而制定預防或者減輕不良環(huán)境影響的對策和措施，為番茄設施栽培管理調控建立基礎并提供數據支撐。評價原則設施番茄物聯網環(huán)境參數適宜度評價應遵循以下原則。重點與全面相結合的原則。突出設施番茄栽培重點區(qū)域、關鍵階段和主要環(huán)境參數。定量與定性相結合的原則。評價應優(yōu)先采用定量方法，無法實現定量時可采用定性方法。評價方法評價流程設施番茄物聯網環(huán)境參數適宜度評價流程見圖1。評價流程關鍵參數確定綜合分析當前設施番茄栽培現狀及主要環(huán)境特征，確定設施光照強度、空氣溫度、空氣相對濕度、土壤相對含水量、土壤EC值、土壤溫度、土壤pH值、空氣CO2濃度作為設施番茄物聯網環(huán)境參數適宜度評價的評價參數。劃分權重參數權重利用層次分析法（AHP）確定，設施番茄各項物聯網環(huán)境參數權重見表1。各項環(huán)境參數的權重目標環(huán)境參數白天權重取值夜間權重取值設施番茄物聯網環(huán)境參數適宜度評價光照強度25?%—空氣溫度20?%33?%空氣相對濕度12?%27?%土壤EC值12?%—土壤相對含水量12?%18?%土壤溫度10?%22?%土壤pH5?%—CO2濃度4?%—擬合函數通則設施番茄的生長周期為：定植緩苗期、開花坐果期和結果期。設施番茄各個生長階段的環(huán)境參數影響情況見附錄A。在不同的生長階段，根據每項環(huán)境參數特征形成各自滿足的參數分值擬合函數。定植緩苗期光照強度P1（X1）滿足的參數分值擬合函數見公式（1）： （AUTONUM）式中：P1（X1）——光照強度分值；X1——實際監(jiān)測的光照強度值；R12——相關系數或擬合優(yōu)度，R12=0.9935。白天空氣溫度P2（X2）滿足的參數分值擬合函數見公式（2）： （AUTONUM）式中：P2（X2）——白天空氣溫度分值；X2——實際監(jiān)測的白天空氣溫度值，13≤X2≤40；R22——相關系數或擬合優(yōu)度，R22=0.9036。當X2＜13或X2＞40時，白天空氣溫度分值P2為0。夜間空氣溫度P2（X3）滿足的參數分值擬合函數見公式（3）： （AUTONUM）式中：P2（X3）——夜間空氣溫度分值；X3——實際監(jiān)測的夜間空氣溫度值，13≤X3≤25；R32——相關系數或擬合優(yōu)度，R32=0.9119。當X3＜13或X3＞25時，夜間空氣溫度分值P2為0。白天空氣相對濕度P3（X4）滿足的參數分值擬合函數見公式（4）： （AUTONUM）式中：P3（X4）——白天空氣相對濕度分值；X4——實際監(jiān)測的白天空氣相對濕度值，X4≥60；R42——相關系數或擬合優(yōu)度，R42=0.9165。當X4＜60時，白天空氣相對濕度分值P3為0。夜間空氣相對濕度P3（X5）滿足的參數分值擬合函數見公式（5）： （AUTONUM）式中：P3（X5）——夜間空氣相對濕度分值；X5——實際監(jiān)測的夜間空氣相對濕度值，X5≥60；R52——相關系數或擬合優(yōu)度，R52=0.9184。當X5＜70時，夜間空氣相對濕度分值P3為0。土壤相對含水量P4（X6）滿足的參數分值擬合函數見公式（6）： （AUTONUM）式中：P4（X6）——土壤相對含水量分值；X6——實際監(jiān)測的土壤相對含水量值；R62——相關系數或擬合優(yōu)度，R62=0.9184。土壤EC值P5（X7）滿足的參數分值擬合函數見公式（7）： （AUTONUM）式中：P5（X7）——土壤EC值分值；X7——實際監(jiān)測的土壤EC值；R72——相關系數或擬合優(yōu)度，R72=0.9184。土壤溫度P6（X8）滿足的參數分值擬合函數見公式（8）： （AUTONUM）式中：P6（X8）——土壤溫度分值；X8——實際監(jiān)測的土壤溫度值；R82——相關系數或擬合優(yōu)度，R82=0.9184。土壤pH值P7（X9）滿足的參數分值擬合函數見公式（9）： （AUTONUM）式中：P7（X9）——土壤pH值分值；X9——實際監(jiān)測的土壤pH值；R92——相關系數或擬合優(yōu)度，R92=0.9056。CO2濃度P8（X10）滿足的參數分值擬合函數見公式（10）： （AUTONUM）式中：P8（X10）——CO2濃度分值；X10——實際監(jiān)測的CO2濃度值；R102——相關系數或擬合優(yōu)度，R102=0.9227。開花坐果期光照強度P1（X11）滿足的參數分值擬合函數見公式（11）： （AUTONUM）式中：P1（X11）——白天光照強度分值；X11——實際監(jiān)測的光照強度值；R112——相關系數或擬合優(yōu)度，R112=0.9048。白天空氣溫度P2（X12）滿足的參數分值擬合函數見公式（12）： （AUTONUM）式中：P2（X12）——白天空氣溫度分值；X12——實際監(jiān)測的白天空氣溫度值，11≤X12≤37；R122——相關系數或擬合優(yōu)度，R122=0.9453。當X12＜11或X12＞37時，白天空氣溫度分值P2為0。夜間空氣溫度P2（X13）滿足的參數分值擬合函數見公式（13）： （AUTONUM）式中：P2（X13）——夜間空氣溫度分值；X13——實際監(jiān)測的夜間空氣溫度，3≤X13≤25；R132——相關系數或擬合優(yōu)度，R132=0.912。當X13＜3或X13＞25時，夜間空氣溫度分值P2為0。白天空氣相對濕度P3（X14）滿足的參數分值擬合函數見公式（14）： （AUTONUM）式中：P3（X14）——白天空氣相對濕度分值；X14——實際監(jiān)測的白天空氣相對濕度值，50≤X14≤80；R142——相關系數或擬合優(yōu)度，R142=0.9184。當X14＜50或X14＞80時，白天空氣溫度分值P3為0。夜間空氣相對濕度P3（X15）滿足的參數分值擬合函數見公式（15）： （AUTONUM）式中：P3（X15）——夜間空氣相對濕度分值；X15——實際監(jiān)測的夜間空氣相對濕度值，42≤X15≤80；R152——相關系數或擬合優(yōu)度，R152=0.928。當X15＜42或X15＞80時，夜間空氣溫度分值P3為0。土壤相對含水量P4（X16）滿足的參數分值擬合函數見公式（16）： （AUTONUM）式中：P4（X16）——土壤相對含水量分值；X16——實際監(jiān)測的土壤相對含水量值；R162——相關系數或擬合優(yōu)度，R162=0.9184。土壤EC值P5（X17）滿足的參數分值擬合函數見公式（17）： （AUTONUM）式中：P5（X17）——土壤EC值分值；X17——實際監(jiān)測的土壤EC值；R172——相關系數或擬合優(yōu)度，R172=0.9386。土壤溫度P6（X18）滿足的參數分值擬合函數見公式（18）： （AUTONUM）式中：P6（X18）——土壤溫度分值；X18——實際監(jiān)測的土壤溫度值；R182——相關系數或擬合優(yōu)度，R182=0.9184。土壤pH值P7（X19）滿足的參數分值擬合函數見公式（19）： （AUTONUM）式中：P7（X19）——土壤pH值分值；X19——實際監(jiān)測的土壤pH值；R192——相關系數或擬合優(yōu)度，R192=0.9898。CO2濃度P8（X20）滿足的參數分值擬合函數見公式（20）： （AUTONUM）式中：P8（X20）——CO2濃度分值；X20——實際監(jiān)測的CO2濃度值；R202——相關系數或擬合優(yōu)度，R202=0.9954。結果期光照強度P1（X21）滿足的參數分值擬合函數見公式（21）： （AUTONUM）式中：P1（X21）——光照強度分值；X21——實際監(jiān)測的光照強度值；R212——相關系數或擬合優(yōu)度，R212=0.9224。白天空氣溫度P2（X22）滿足的參數分值擬合函數見公式（22）： （AUTONUM）式中：P2（X22）——白天空氣溫度分值；X22——實際監(jiān)測的白天空氣溫度值，17≤X22≤35；R222——相關系數或擬合優(yōu)度，R222=0.9074。當X22＜17或X22＞35時，白天空氣溫度分值P2為0。夜間空氣溫度P2（X23）滿足的參數分值擬合函數見公式（23）： （AUTONUM）式中：P2（X23）——夜間空氣溫度分值；X23——實際監(jiān)測的夜間空氣溫度值，6≤X23≤29；R232——相關系數或擬合優(yōu)度，R232=0.9169。當X23＜6或X23＞29時，夜間空氣溫度分值P2為0。白天空氣相對濕度P3（X24）滿足的參數分值擬合函數見公式（24）： （AUTONUM）式中：P3（X24）——白天空氣相對濕度分值；X24——實際監(jiān)測的白天空氣相對濕度值，40≤X24≤70；R242——相關系數或擬合優(yōu)度，R242=0.9184。當X24＜40或X24＞70時，白天空氣溫度分值P3為0。夜間空氣相對濕度P3（X25）滿足的參數分值擬合函數見公式（25）： （AUTONUM）式中：P3（X25）——夜間空氣相對濕度分值；X25——實際監(jiān)測的夜間空氣相對濕度值，40≤X25≤70；R252——相關系數或擬合優(yōu)度，R252=0.9184。當X25＜40或X25＞70時，夜間空氣溫度分值P3為0。土壤相對含水量P4（X26）滿足的參數分值擬合函數見公式（26）： （AUTONUM）式中：P4（X26）——土壤相對含水量分值；X26——實際監(jiān)測的土壤相對含水量值；R262——相關系數或擬合優(yōu)度，R262=0.9025。土壤EC值P5（X27）滿足的參數分值擬合函數見式（27）： （AUTONUM）式中：P5（X27）——土壤EC值分值；X27——實際監(jiān)測的土壤EC值；R272——相關系數或擬合優(yōu)度，R272=0.9067。土壤溫度P6（X28）滿足的參數分值擬合函數見公式（28）： （AUTONUM）式中：P6（X28）——土壤溫度分值；X28——實際監(jiān)測的土壤溫度值；R282——相關系數或擬合優(yōu)度，R282=0.9184。土壤pH值P7（X29）滿足的參數分值擬合函數見公式（29）： （AUTONUM）式中：P7（X29）——土壤pH值分值；X29——實際監(jiān)測的土壤pH值；R292——相關系數或擬合優(yōu)度，R292=0.9056。CO2濃度P8（X30）滿足的參數分值擬合函數見公式（30）： （AUTONUM）式中：P8（X30）——CO2濃度分值；X30——實際監(jiān)測的CO2濃度值；R302——相關系數或擬合優(yōu)度，R302=0.9757。參數采集進行設施番茄物聯網環(huán)境參數適宜度評價時，應采集的環(huán)境參數見表2。設施番茄物聯網環(huán)境參數類型數據名稱單位/比率設施番茄物聯網環(huán)境參數光照強度lx空氣溫度℃空氣相對濕度℃土壤相對含水量%土壤EC值mS/cm土壤溫度℃土壤pH——CO2濃度ppm計算參數分值按照不同的生長周期，將每項環(huán)境參數實際監(jiān)測的數值分別代入6.4對應的公式，可得到每項環(huán)境參數的分值：P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8。匯總打分將設施番茄物聯網設施環(huán)境適宜度總分數設置為P總，代表當前監(jiān)測的環(huán)境參數對設施番茄生長的適宜程度。白天，計算公式見公式（31）： （AUTONUM）式中：P總——設施番茄物聯網環(huán)境適宜度總分數；P1——光照強度分值；P2——白天空氣溫度分值；P3——白天空氣相對濕度分值；P4——土壤相對含水量分值；P5——土壤EC分值；P6——土壤溫度分值；P7——pH值分值；P8——CO2濃度分值。夜間，計算公式見公式（32）： （AUTONUM）式中：P總——設施番茄物聯網環(huán)境適宜度總分數；P2——夜間空氣溫度分值；P3——夜間空氣相對濕度分值；P4——土壤相對含水量分值；P6——土壤溫度分值。結果分析通過公式（31）、（32）計算得出設施番茄物聯網環(huán)境適宜度總分數P總：P總≥60時，表示設施番茄物聯網環(huán)境參數適宜；P總＜60時，表示設施番茄物聯網環(huán)境參數不適宜，需采取一定的補救措施。

（資料性）

設施番茄各個生長階段的環(huán)境參數影響情況表設施番茄各個生長階段的環(huán)境參數影響情況表見表A.1。設施番茄各個生長階段的環(huán)境參數影響情況表類型定植緩苗期開花坐果期結果期影響光照強度（L）lx白天＜2?000＜1?000＜1?000過低2?000≤L≤10?0001?000≤L≤30?0001?000≤L≤20?000偏低10?000＜L＜50?00030?000＜L＜60?00020?000＜L＜60?000適宜50?000≤L≤60?00060?000≤L≤70?00060?000≤L≤70?000偏高＞60?000＞70000＞70?000過高空氣溫度（TA）℃白天＜18＜15＜20過低18≤TA≤2515≤TA≤2020≤TA≤