第四章 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息化技術.ppt

1、2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),1,第四章 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息化技術,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng) 第二節(jié) 設施農(nóng)業(yè)控制技術 第三節(jié) 農(nóng)業(yè)遠程診斷技術,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),2,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),一、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)概述 二、產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)技術 三、施肥管理專家系統(tǒng)技術 四、病蟲害防治專家系統(tǒng)技術 五、節(jié)水灌溉專家系統(tǒng)技術,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),3,一、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)概述,農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的概念 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的結構 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的特點 知識工程 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的開發(fā)工具,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),4,一、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)概述(一)農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的概念,農(nóng)業(yè)專家系

2、統(tǒng)，也可以叫做農(nóng)業(yè)智能系統(tǒng)，是農(nóng)業(yè)信息技術的一項重要技術。它是運用人工智能專家系統(tǒng)技術，結合農(nóng)業(yè)特點發(fā)展起來的一門高新技術。具體來說，就是利用人工智能技術，總結和匯集各層次、各方面的農(nóng)業(yè)專家長期積累的寶貴經(jīng)驗，以及通過試驗獲得的各種資料和數(shù)據(jù)，總結和匯集農(nóng)技推廣人員和農(nóng)民群眾的長期實踐經(jīng)驗，針對具體的自然條件和生態(tài)環(huán)境，用相應的信息技術開發(fā)的各種能從理論和實踐相結合的科學地指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，以實現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質、低耗、高效目標的計算機智能軟件。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),5,一、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)概述(一)農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的概念,運用農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)，讓使用者輸入自己的要求和設定相關的條件，通過系統(tǒng)的

3、分析和計算后，將結果“告訴”給用戶，讓用戶從中選擇最佳方案，科學地進行生產(chǎn)，以達到降低成本，提高效益的目的。這一過程猶如聘請了無數(shù)個農(nóng)藝師、農(nóng)技干部來指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，并且得到的結果是綜合他們各自技術的最佳方案。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),6,一、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)概述（二） 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的結構,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),7,一、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)概述（三）農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的特點,1、知識的匯集 2、啟發(fā)性推理 3、推理和解釋的透明性 4、知識更新,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),8,一、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)概述（四）知識工程建造一個農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的過程,它是把軟件工程的思想應用于基于知

4、識的系統(tǒng)設計。一個典型的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的開發(fā)，主要依靠知識工程師(Knowledge Engineer)與人類的農(nóng)業(yè)專家或農(nóng)技人員交流獲取知識，知識工程師將獲取的知識編制代碼到知識庫，然后相關的農(nóng)業(yè)專家對系統(tǒng)進行評估，將意見反饋給知識工程師。如此往復，直到開發(fā)出完善的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),9,一、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)概述（五）農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的開發(fā)工具,是開發(fā)專家系統(tǒng)的最基本工具，典型的有符號處理語言 LISP，邏輯語言PROLOG，這兩種語言它都是專門為人工智能設計的。當然也不排除常規(guī)語言如C，PASCAL，BASIC等。用通用人工智能語言來編寫專家系統(tǒng)，設計者可以有較大的

5、自由度，可以自己設計自己需要的知識表示模式和推理方法等，可塑性很大，當然開發(fā)工作量大得多。,1. 通 用 人 工 智 能 語 言,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),10,一、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)概述（五）農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的開發(fā)工具,系統(tǒng)外殼也稱為骨架系統(tǒng)，是一個成功的專家系統(tǒng)刪除知識庫中特定領域的知識留下來的框架系統(tǒng)。它給用戶提供了一些友好的接口，利用原有專家系統(tǒng)成功的知識表達方式，推理機制，知識庫結構以及解釋機構等，只要有類似的需要解決的問題，只要把問題的特定知識填入知識庫，就可以建造另外一個專家系統(tǒng)，用起來十分方便。這種骨架系統(tǒng)應用的針對性很強，只用來開發(fā)類似領域的專家系統(tǒng)，這種開發(fā)工具局限性較

6、大，靈活性也比較差。如EMYCIN，就是非常成功的例子，它就是MYCIN醫(yī)療診斷專家系統(tǒng)去除醫(yī)療診斷知識而得到的骨架系統(tǒng)。,2 專 家 系 統(tǒng) 外 殼,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),11,一、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)概述（五）農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的開發(fā)工具,它是專門用于構造和調試專家系統(tǒng)的通用程序設計語言，比基本人工智能語言如LIPS，PROLOG方便，但比骨架系統(tǒng)靈活。 (1)OPS (Official Production System)是著名的通用型語言工具 (2)KEE (Knowledge Engineering Environment)也是著名的通用語言 (3)ROSIE (Rule-Ori

7、ented System for Implementing Expertise)是Rand公司于1981年開發(fā)的，用InterLISP和C語言實現(xiàn)的。,3. 通 用 知 識 工 程 語 言,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),12,一、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)概述（五）農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的開發(fā)工具,專家系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境是以一種或多種工具和方法為核心，加上與之配套的各種輔助工具和界面環(huán)境的完整的集成系統(tǒng)。 專家系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，出現(xiàn)了數(shù)量達數(shù)千條乃至數(shù)萬條規(guī)模，知識層次包括元知識、經(jīng)驗性知識、原理性知識和常識性知識等幾個層次的專家系統(tǒng)，因此，超大規(guī)模知識庫的組織和管理變得突出起來。,4 專 家 系 統(tǒng) 開 發(fā)

8、環(huán) 境,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),13,一、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)概述（五）農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的開發(fā)工具,系統(tǒng)輔助工具主要用于幫助建造高質量的知識庫和調試專家系統(tǒng)。 知識獲取工具和知識庫管理與維護工具是最重要的輔助工具。 知識獲取工具有自動知識獲取工具、知識庫編輯工具、面向問題求解方法的知識獲取工具、面向特定知識生成技術的知識獲取工具、面向特定問題領域的知識獲取工具以及基于特定語言的知識獲取工具等類型。 知識庫編輯工具能把專家領域知識加工、編輯到知識庫中，這樣的編輯工具有TEIRE- SIAS編輯器。 知識庫管理與維護工具能檢查輸入知識的一些常見錯誤，自動維護知識庫中知識的一致性和完備性。,5

9、系 統(tǒng) 輔 助 工 具,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),14,二、產(chǎn)前決策專家系統(tǒng),概念 類型 應用實例,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),15,二、產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)（一）概念,產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)以作物生理生態(tài)的內在機理為依據(jù)，以外在環(huán)境和市場變化規(guī)律為條件，以系統(tǒng)方法、控制論和電子計算機作為手段和工具為生產(chǎn)經(jīng)營者提供產(chǎn)前決策的人-機對話系統(tǒng)。 農(nóng)業(yè)產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)存在著決策層次的問題。農(nóng)業(yè)產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)有的面向高層領導決策部門，有的面向中層管理部門，有的面向基層生產(chǎn)部門，無論面向哪個決策層次的農(nóng)業(yè)產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)，其任務均是為各層次的農(nóng)業(yè)策略的制定和科學管理起到輔助決策的作用。

10、,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),16,二、產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)（二）類型,1.田間尺度 2.農(nóng)場尺度 3.區(qū)域尺度,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),17,二、產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)（二）類型,1田間尺度 田間尺度的農(nóng)業(yè)產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)，是在作物模擬模型的基礎上研究田間單一作物狀態(tài)，通過選種、播期、播種密度等因素的決策，預測在不同氣候和土壤條件下作物的生長、發(fā)育和產(chǎn)量。這類系統(tǒng)一般不考慮田間作業(yè)的制約和種植制度，而偏重于農(nóng)作物生產(chǎn)管理的決策。 這類產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)能幫助決策者和糧食貿(mào)易商估計作物的產(chǎn)量，為制定糧食進出口貿(mào)易決策提供依據(jù)。同時，可針對不同年景為農(nóng)民采取相應的栽培管理措施提供

11、科學的決策。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),18,二、產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)（二）類型,2農(nóng)場尺度 農(nóng)場尺度的農(nóng)業(yè)產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)是分析農(nóng)場的復雜情況、幫助農(nóng)場管理者制定計劃、合理安排勞動力以及農(nóng)場資源的組合配置等作出科學決策的輔助工具。在農(nóng)場管理決策支持系統(tǒng)中不僅要考慮作物生產(chǎn)管理的決策，還需考慮田間作業(yè)勞動力的需求、農(nóng)業(yè)機械的類型、耕作制度和農(nóng)場各田塊間的相互作用等。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),19,二、產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)（二）類型,2農(nóng)場尺度 該系統(tǒng)中的農(nóng)場知識包含有農(nóng)場的總面積、種植面積、作物類型、品種名稱、田塊數(shù)量、土壤類型、肥料類型、灌溉需求、勞動力、農(nóng)機具名稱、拖

12、拉機的型號、作業(yè)名稱及開始和完成時間以及生產(chǎn)費用等信息。 整個系統(tǒng)由信息管理系統(tǒng)、作業(yè)模擬系統(tǒng)、專家系統(tǒng)和產(chǎn)量評估系統(tǒng)4部分組成。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),20,二、產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)（二）類型,2農(nóng)場尺度 信息管理系統(tǒng)是產(chǎn)前決策系統(tǒng)的智能前端，它收集了農(nóng)場、作物、田塊、機械、勞力、其他能源和與作物相聯(lián)系的不同作業(yè)的信息。信息管理系統(tǒng)具有信息的修改、增加、刪除等功能。 作業(yè)模擬系統(tǒng)的功能是模擬田間作業(yè)，以日為時間步長對農(nóng)場所有田塊的整個生長季進行模擬，并產(chǎn)生3種報告：工作報告、不工作報告和摘要報告。 作業(yè)模擬系統(tǒng)由2種知識構成：農(nóng)場或區(qū)域知識、模擬過程的知識。,2020/8/1,

13、第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),21,二、產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)（二）類型,2農(nóng)場尺度 農(nóng)場或區(qū)域知識包括天氣、土壤水分的特性、不同土壤條件下各種作物生長所需求的灌溉量、每天田間作業(yè)的工作時數(shù)等，這些知識是以數(shù)據(jù)庫的方式存儲的。 模擬過程的知識是用某些程序語言的謂詞和子句所寫的執(zhí)行實際模擬的知識,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),22,二、產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)（二）類型,2農(nóng)場尺度 該系統(tǒng)能對各種資源的組合進行測試，諸如農(nóng)業(yè)機械的能力、作物配置、不同氣候年景下作物管理的策略和勞力資源的安排。 它也能估計整個農(nóng)場或個別田塊的作物產(chǎn)量、毛收益和凈利等。 因此，它是農(nóng)場主們制定生產(chǎn)計劃和農(nóng)場管理的一個輔助決策工具

14、。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),23,二、產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)（二）類型,3區(qū)域尺度 國際上的農(nóng)業(yè)決策支持系統(tǒng)，尤其是產(chǎn)前決策系統(tǒng)的研制逐漸轉向與GIS相結合，構筑區(qū)域尺度的農(nóng)業(yè)決策專家系統(tǒng)。 這種類別的農(nóng)業(yè)產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)應用范圍涉及到土地利用、作物管理、水土保持結構、對策選擇等方面。系統(tǒng)運行所用到的因子有土地利用、地形、土壤類型、社會和經(jīng)濟等。 這類系統(tǒng)一般是由地理信息系統(tǒng)(GIS)，各類環(huán)境模型和專家系統(tǒng)(ES)組成。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),24,二、產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)（二）類型,3區(qū)域尺度 這里的GIS是專門為農(nóng)業(yè)的地理條件和土壤條件的評價而設計的； 環(huán)境模型一

15、般是對外在條件因素(如：氣候、水分等)的模擬； 專家系統(tǒng)由知識庫、事實庫和推理機組成，并采用反向鏈的推理策略。專家系統(tǒng)的知識庫貯存著格式化的農(nóng)作物的品種選擇、播種密度、播期等經(jīng)驗性的規(guī)則等。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),25,二、產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)（三）應用實例,美國將棉花生長模擬模型GOSSYM與專家系統(tǒng)COMAX結合形成的棉花生產(chǎn)管理系統(tǒng)GOSSYM-COMAX已在該國推廣應用，作為棉花產(chǎn)前決策的一種手段，已取得了較好的經(jīng)濟效益。 澳大利亞的北方小麥生產(chǎn)管理決策支持系統(tǒng)WHEATMAN發(fā)揮了很好的作用。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),26,二、產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)（三）應用

16、實例,江蘇省農(nóng)業(yè)科學院的高亮之等人研制的作物計算機模擬優(yōu)化決策系統(tǒng)CC-SODS已在生產(chǎn)決策中發(fā)揮作用。 北京市農(nóng)林科學院的諸德輝等人開發(fā)的小麥管理專家系統(tǒng)ESWCM 北京農(nóng)業(yè)大學建成的農(nóng)業(yè)氣候資源信息系統(tǒng)AC-RIS 中國農(nóng)業(yè)科學院棉花研究所的董占山和北京農(nóng)業(yè)大學合作建立的棉花生產(chǎn)管理模擬與決策系統(tǒng)CPMSSLGSM,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),27,三、施肥管理專家系統(tǒng),施肥管理專家系統(tǒng)主要為基層肥料銷售部門、復混肥廠和各級農(nóng)業(yè)服務體系、廣大農(nóng)村農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者等研制，目的是以其為技術服務橋梁，在向農(nóng)民銷售肥料或在從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時，通過專家系統(tǒng)逐一分析每塊耕地的需肥情況，最后得出當年配

17、方施肥方案。 研制的基本思想是在對一定區(qū)域土壤有效養(yǎng)分測定和肥料田間試驗結果掌握的基礎上，不針對一家一戶的地塊進行實際土壤測定，而是通過將農(nóng)民對自己地塊了解的信息進行專業(yè)化綜合和提高，得出該地塊當年半定量配方施肥方案。對于有土壤養(yǎng)分測定值的地塊能夠定量預測施肥量。 在設計原則上要求全國或在某一區(qū)域范圍內通用，不同施肥類型區(qū)參數(shù)系統(tǒng)不同，面向一定區(qū)域(如縣、市)的專家系統(tǒng)應與G15技術結合以實現(xiàn)不同空間單元的施肥量預測。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),28,三、施肥管理專家系統(tǒng),2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),29,三、施肥管理專家系統(tǒng),施肥管理專家系統(tǒng)具有如下功能： 土壤性狀

18、與肥料特性查詢。 根據(jù)咨詢地土壤情況，提出合理施肥方案，如需施用氮、磷、鉀化肥數(shù)量，將會得到畝產(chǎn)量、化肥成本、經(jīng)濟收入與化肥產(chǎn)投比等。 根據(jù)用戶目標產(chǎn)量，提出建議施肥方案。 根據(jù)施用化肥的數(shù)量，預估農(nóng)作物產(chǎn)量。 修改與刪除原有知識、經(jīng)驗，增添新的知識、經(jīng)驗。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),30,四、病蟲害防治專家系統(tǒng),植物病害防治專家系統(tǒng)主要指依據(jù)人工智能原理和利用專家系統(tǒng)技術開發(fā)的，針對病蟲害發(fā)生的時期、發(fā)生部位、癥狀等特點模仿人類植保專家的思維，進行病蟲害的診斷和科學管理的智能系統(tǒng)。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),31,四、病蟲害防治專家系統(tǒng)技術,2020/8/1,第一

19、節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),32,四、病蟲害防治專家系統(tǒng)技術,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),33,五、節(jié)水灌溉專家系統(tǒng)技術,農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉專家系統(tǒng)設計一般把幾年來國內外對節(jié)水灌溉管理的最新研究成果如作物水分生產(chǎn)函數(shù)、非充分灌溉、調虧灌溉、分根交替灌溉以及節(jié)水灌溉信息的控技術等加以集成，并立足田間，面向農(nóng)產(chǎn)。通過人機對話，只要事先將當?shù)氐臍庀?、土壤、作物等參?shù)建立起數(shù)據(jù)庫，即可快速、準確地作出節(jié)水灌溉預報與決策方案。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),34,五、節(jié)水灌溉專家系統(tǒng)技術,（一）灌溉信息服務子系統(tǒng)，包括有灌區(qū)用水管理歷史信息查詢和現(xiàn)實灌區(qū)信息生成與管理兩個部分。歷史信息查詢部分收集

20、灌區(qū)有記載以來的大部分用水管理資料，由灌溉面積、引用水量、有效利用系數(shù)、糧棉產(chǎn)量、降雨量、灌區(qū)水費6類14種資料組成；信息生成與管理部分收集有灌溉、糧棉產(chǎn)量、灌區(qū)水費、灌區(qū)現(xiàn)時運行的基本資料等。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),35,五、節(jié)水灌溉專家系統(tǒng)技術,（二）灌區(qū)管理決策咨詢子系統(tǒng)是此專家系統(tǒng)的中心部分，通過信息服務查詢和用戶咨詢提供的有關信息，例如灌區(qū)灌溉面積、作物種植情況、土壤含水量、可用水量、市場糧棉價格、氣象預報數(shù)據(jù)等。通過專家系統(tǒng)推理給出灌區(qū)優(yōu)化灌溉方案。知識庫由“規(guī)則架+規(guī)則體”規(guī)則組表示技術建造。首先把有關知識整理成推理網(wǎng)絡圖。例如根據(jù)某水庫蓄水量、庫容、分水系數(shù)確

21、定渠首可引水量，再根據(jù)渠首可分水量、土壤墑情、灌溉面積、工程情況來編制灌區(qū)用水計劃。又根據(jù)小麥、棉花、玉米種植比、降水頻率以及渠首引水量來預測每種作物的灌溉面積。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),36,五、節(jié)水灌溉專家系統(tǒng)技術,（三）灌溉優(yōu)化調度子系統(tǒng)，主要解決灌溉面積的優(yōu)化和各干：渠灌溉區(qū)域的水量配置。在這部分，根據(jù)歷史資料數(shù)據(jù)，運用數(shù)理統(tǒng)計、回歸分析等，進行大量的計算。這些計算由專家啟發(fā)性知識加以引導自動運行。還可以用一些技術手段(如遺傳算法)進行改進，可得到良好的效果。,2020/8/1,第二節(jié) 設施農(nóng)業(yè)控制技術,37,第二節(jié) 設施農(nóng)業(yè)控制技術,設施農(nóng)業(yè)就是運用現(xiàn)代工業(yè)技術成果和

22、方法，用工程建設的手段為農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)提供可以人為進行控制和調節(jié)的環(huán)境和條件，使植物和動物處于最佳的生長狀態(tài)，使光、熱、土地等資源得到最充分的利用，形成農(nóng)產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)和周年生產(chǎn)，從而更加有效地保證農(nóng)產(chǎn)品供應，提高農(nóng)產(chǎn)品的質量，生產(chǎn)規(guī)模和經(jīng)濟效益，促進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。 其主要內容是與集約化種植、養(yǎng)殖業(yè)相關的園藝設施和畜、禽舍的環(huán)境創(chuàng)造、環(huán)境控制技術及與其配套的各種技術裝備。因此設施農(nóng)業(yè)又被稱為工廠化農(nóng)業(yè)。,2020/8/1,第二節(jié) 設施農(nóng)業(yè)控制技術,38,第二節(jié) 設施農(nóng)業(yè)控制技術一、概述,設施農(nóng)業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了塑料大棚、溫室和工廠化栽培3個不同的技術階段。,2020/8/1,第二節(jié) 設施農(nóng)業(yè)控制技術,3

23、9,第二節(jié) 設施農(nóng)業(yè)控制技術二、設施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制的主要技術,(一)溫度控制技術 (二)光照控制技術 (三)氣體環(huán)境控制技術,2020/8/1,第二節(jié) 設施農(nóng)業(yè)控制技術,40,第二節(jié) 設施農(nóng)業(yè)控制技術二、設施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制的主要技術,(一)溫度控制技術 溫度控制主要通過加溫、降溫和保溫隔熱來實現(xiàn)。 溫室加溫，在歐美、日本和以色列等發(fā)達國家，大型連棟溫室主要采用集中熱水供暖，但也部分采用暖風機管道送風方式供暖。,2020/8/1,第二節(jié) 設施農(nóng)業(yè)控制技術,41,第二節(jié) 設施農(nóng)業(yè)控制技術二、設施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制的主要技術,(一)溫度控制技術 溫室降溫：季節(jié)性利用的溫室有時安裝有機械通風加濕簾降溫系統(tǒng)。自然

24、通風主要通過開啟側窗和邊窗進行通風，齒輪齒條以及拉桿機構常用來進行通風窗的開啟，荷蘭Rider等公司在降溫齒輪齒條以及渦輪桿減速機械方面較有影響。 溫室保溫：美國有50的溫室采用雙層充氣式覆蓋。瑞典的LS公司、法國 Filclair公司生產(chǎn)的遮陰保溫幕，具有較好的保溫性能，韓國多采用屋頂噴淋方式進行冬夏季溫度的調節(jié)。,2020/8/1,第二節(jié) 設施農(nóng)業(yè)控制技術,42,第二節(jié) 設施農(nóng)業(yè)控制技術二、設施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制的主要技術,(一)溫度控制技術 模糊控制技術是采用與人腦的思維方法相似的控制原理，具有很大的靈活性，它不需要先分析系統(tǒng)的模型，可直接使用專家的意見，一般只需很短的程序和較少的存儲器，便能

25、在很短的時間內完成復雜的控制任務。模糊控制系統(tǒng)對于外界環(huán)境的干擾并不敏感，但卻能保證足夠的工作靈敏度。 在許多溫度控制系統(tǒng)中，被控對象往往存在著結構和參數(shù)的不確定性、純滯后特性或變量的耦合性，以至難以建立精確的數(shù)學模型，用現(xiàn)代控制理論都難以達到滿意的控制效果。,2020/8/1,第二節(jié) 設施農(nóng)業(yè)控制技術,43,第二節(jié) 設施農(nóng)業(yè)控制技術二、設施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制的主要技術,(二)光照控制技術 光照控制是設施農(nóng)業(yè)環(huán)境下動植物生長的重要決定因素之一，光照調節(jié)主要通過光形態(tài)、光強和光周期來影響動、植物的生理機能。 北歐、美國和日本一些發(fā)達國家許多蔬菜溫室或育苗溫室均有人工補光措施。荷蘭、美國的一些企業(yè)為控制

26、花期，也進行人工補光措施。遮光調節(jié)主要用來進行降溫和用一些弱光照植物。畜、禽舍方面，在美國、丹麥等國較多地采用間隙式光照以調節(jié)畜禽的生理和生長性能。,2020/8/1,第二節(jié) 設施農(nóng)業(yè)控制技術,44,第二節(jié) 設施農(nóng)業(yè)控制技術二、設施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制的主要技術,(三)氣體環(huán)境控制技術 氣體環(huán)境控制對溫室環(huán)境主要是補充CO2。荷蘭和美國均有許多家公司生產(chǎn)燃燒天然氣增施CO2的裝置，日本還以燃燒白煤油和優(yōu)質汽油等方法產(chǎn)生CO2。目前，荷蘭、以色列、日本等部分溫室也采用鋼瓶裝液態(tài)CO2進行補充。 在畜、禽舍中，主要是控制氨氣等有害氣體。,2020/8/1,第二節(jié) 設施農(nóng)業(yè)控制技術,45,第二節(jié) 設施農(nóng)業(yè)控制技術二、設施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制的主要技術,(三)氣體環(huán)境控制技術 氣體環(huán)境控制對溫室環(huán)境主要是補充CO2。荷蘭和美國均有許多家公司生產(chǎn)燃燒天然氣增施CO2的裝置，日本還以燃燒白煤油和優(yōu)質汽油等方法產(chǎn)生CO2。目前，荷蘭、以色列、日本等部分溫室也采用鋼瓶裝液態(tài)CO2進行補充。 在畜、禽舍中，主要是控制氨氣等有害氣體。,2020/8/1,第三節(jié) 農(nóng)業(yè)遠程診斷技術,46,第三節(jié) 農(nóng)業(yè)遠程診斷技術一、概述,農(nóng)業(yè)遠程診斷系統(tǒng)是結合TCPIP和Internet網(wǎng)絡技術，利用專家系統(tǒng)技術，實現(xiàn)對作物病蟲害進行遠程推理、診