使用圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)新穎的便攜式智能溫室

　　一個(gè)位于墨西哥的溫室即將使用便攜式智能溫室系統(tǒng)

　　作者:

　　Pedro Ponce - Monterrey Institute of Technology

　　行業(yè):

　　生命科學(xué), 消費(fèi)品, 科研

　　產(chǎn)品:

　　cRIO-9014, NI 9265, NI 9215, USB-6211, LabVIEW

　　挑戰(zhàn):

　　創(chuàng)建一個(gè)智能系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)便攜式溫室的原型，以管理包括供電及施肥在內(nèi)的所有資源，控制環(huán)境變量以獲得最佳收成，并利用綠色工程技術(shù)將系統(tǒng)損耗降低到最少。

　　解決方案:

　　利用一個(gè)基于人工智能(AI)架構(gòu)的控制器來測(cè)量溫室的傳感器并控制溫室的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，這一控制器使用了NI USB-6211 數(shù)據(jù)采集(DAQ)模塊作為硬件接口，并利用NI cRIO-9014實(shí)時(shí)控制器來監(jiān)測(cè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備與光電電池的供電狀況。整個(gè)系統(tǒng)在LabVIEW專業(yè)版開發(fā)環(huán)境下編程實(shí)現(xiàn)。

　　"便攜式智能型溫室的主要部件是基于AI(人工智能)的智能型核心控制器。我們使用了LabVIEW來開發(fā)核心控制器，并利用了本校于 2008 年開發(fā)的LabVIEW下的智能控制工具包(Intelligent Control Toolkit for LabVIEW)。"

　　無土種植技術(shù)是一種無需使用泥土，只利用空氣和營(yíng)養(yǎng)水霧種植植物的方法。采用這種方法可以替代傳統(tǒng)種植方法，并不受干旱或洪澇等惡劣天氣環(huán)境的影響，確保農(nóng)作物的質(zhì)和量不會(huì)減少或降低。所以在某些作物由于氣候環(huán)境等原因而不能被種植在某處時(shí)，就可以采用無土種植技術(shù)。除此之外，采用無土種植技術(shù)之后，作物無需花費(fèi)精力來擴(kuò)展根莖，就能夠?qū)⒏嗄芰坑糜谔岣弋a(chǎn)物的質(zhì)量，例如作物的大小，味道或者營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。然而這種技術(shù)需要大量投入與人員的專業(yè)訓(xùn)練，在初期，這些投入是相當(dāng)巨大的。

　　無土種植法的優(yōu)點(diǎn)還有很多，它無需使用農(nóng)機(jī)，所以不會(huì)導(dǎo)致土壤污染，也沒有水土流失的風(fēng)險(xiǎn)。由于不使用化學(xué)農(nóng)藥，并且整個(gè)過程幾乎完全自動(dòng)化，還能夠有效地節(jié)約資源。這種集約式的生產(chǎn)方式很適合在城市使用。

　　我們利用智能系統(tǒng)和綠色工程技術(shù)設(shè)計(jì)了一個(gè)全新的便攜式智能型溫室原型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)供電與施肥等所有資源的同時(shí)管理，能夠控制環(huán)境變量以獲得最佳收成，并將系統(tǒng)損耗下降到最低。智能溫室采用了無土種植法，使用方便，且極具靈活性，可被放置于餐廳或城市住家中。

　　此溫室具有兩種主要特點(diǎn)：首先，傳統(tǒng)的溫室一般無法放置于建筑物或家中，而便攜式溫室的主要目的就是要能放置在傳統(tǒng)溫室無法進(jìn)駐之處。其次，這是一個(gè)智能溫室，所有會(huì)影響生長(zhǎng)的變量與因果反應(yīng)都被納入考慮，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并產(chǎn)生響應(yīng)。

　　使用這座便攜式智能型溫室會(huì)帶來許多益處，如：非無土種植法專家也能操作;建立溫室的初期成本可以大幅降低;我們可以選擇單獨(dú)種植不同的作物，例如蕃茄、辣椒與生菜等。一些新生代的溫室系統(tǒng)已經(jīng)決定采用我們的便攜式智能溫室作為主要平臺(tái)，例如，位于墨西哥莫雷洛斯州 (Morelos) 奎納瓦卡市 (Cuernavaca) 的一處占地 1200平方米的溫室。