Статья: СИСТЕМА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО МОНИТОРИНГА И АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ МИКРОКЛИМАТОМ ТЕПЛИЦЫ (2026)

Читать онлайн

Введение. В статье рассматривается система интеллектуального мониторинга и автоматизированного управления микроклиматом поликарбонатной теплицы площадью 120 м², основанная на технологиях интернета вещей, адаптивном PID-регулировании и алгоритме FPKM для фильтрации измерительных выбросов. Показано, что высокая вариабельность параметров внешней среды и наличие шумов в показаниях недорогих датчиков приводят к ложным срабатываниям исполнительных механизмов, росту энергозатрат и ухудшению состояния растений.

Материалы и методы. Эксперимент проведён в арочной поликарбонатной теплице в течение 64 суток осеннего периода с шагом дискретизации 60 с, суммарный объём данных составил 92 160 измерений по каждому параметру микроклимата. В системе реализован адаптивный PID-регулятор температуры с нечёткой коррекцией коэффициентов и предобработкой временных рядов алгоритмом FPKM, основанным на модификации кластеризации k-means с учётом нечёткого приоритета для выявления и удаления выбросов.

Результаты и обсуждение. Показано, что применение алгоритма FPKM позволяет выявить и удалить 534 аномальных значения (0,58 % выборки), устранить экстремальные выбросы и стабилизировать входные данные регулятора. В результате температура воздуха в теплице поддерживается на уровне 21,0±0,8 °C при внешних колебаниях 3…17 °C, а относительная влажность стабилизирована в диапазоне 67…73 %. Отмечено снижение коэффициента вариации температурных и влажностных рядов, сокращение числа включений отопительного контура и уменьшение ложных срабатываний вентиляции. Суммарные энергозатраты на отопление снижены на 9 %, доля стрессовых растений уменьшена с 8,3 до 3,1 %, средняя высота растений возросла на 12 %, что подтверждает влияние стабилизации микроклимата на биологическую результативность выращивания.

Заключение. Результаты исследования подтверждают целесообразность внедрения системы интеллектуального мониторинга и адаптивного управления микроклиматом теплицы на базе IoT, адаптивного PID-регулятора и алгоритма FPKM. Комплексное применение методов фильтрации данных и адаптивного регулирования обеспечивает повышение стабильности параметров микроклимата, снижение энергопотребления и улучшение состояния растительного объекта.

Ключевые фразы: автоматизация, интеллектуальный мониторинг, микроклимат, сельское хозяйство, теплица, fpkm-алгоритм
Автор (ы): Филин Юрий Игоревич (Filin Y. I.), Феськов Сергей Александрович (Feskov S. A.)
Журнал: ВЕСТНИК НГИЭИ

Предпросмотр статьи

Идентификаторы и классификаторы

SCI
Электротехника
УДК
631.5. Агротехника
681.5. Автоматика. Теория, методы расчета и аппаратура систем автоматического управления и регулирования. Техническая кибернетика. Техника автоматизации
Для цитирования:
ФИЛИН Ю. И., ФЕСЬКОВ С. А. СИСТЕМА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО МОНИТОРИНГА И АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ МИКРОКЛИМАТОМ ТЕПЛИЦЫ // ВЕСТНИК НГИЭИ. 2026. № 3 (178)
Текстовый фрагмент статьи
Моя история просмотров (10)
Будьте первым, кто начнет обсуждение

Если у вас возникли вопросы или появились предложения по содержанию статьи, пожалуйста, направляйте их в рамках данной темы.