一、大棚气体和二氧化碳的人工调节（论文文献综述）
郭王彪[1]（2021）在《微藻三维亚微结构解析及扰流锥闪光反应器研制促进烟气CO2减排研究》文中进行了进一步梳理面向“碳达峰、碳中和”国家重大战略需求,瞄准微藻减排烟气CO2国际学术前沿,研究突破高效固碳藻种、光生物反应器和固碳工艺等关键核心技术具有重要意义。然而微藻细胞内三维亚微结构不清晰,跑道池反应器内藻细胞闪光频率低,传统曝气器CO2利用效率低等瓶颈问题限制了微藻固碳产业发展。本文揭示了核诱变蛋白核小球藻的高分辨率三维亚细胞器结构,研制了交错排列扰流锥跑道池反应器强化微藻细胞闪光效应促进生长固碳,开发多孔泡沫镍碳酸化反应器将气态CO2转化为液态HCO3-离子革新了微藻固碳技术工艺。为了解决微藻细胞内三维亚微结构不清晰、导致无法直接观测核诱变微藻细胞器结构差异的科学问题,采用聚焦离子束扫描电子显微镜技术获得蛋白核小球藻原位状态下的三维高清细胞器结构形态,采用冷冻聚焦离子束连续切割技术及冷冻电子断层扫描技术获得蛋白核小球藻细胞高分辨率的三维亚细胞器结构。核诱变蛋白核小球藻的细胞体积和表面积分别提高了 1.2倍和70%,这主要归因于Rub i s c o酶的表达量大幅上调以及光合代谢互作网络增强。为了解决传统跑道池反应器垂直流速低导致微藻细胞闪光频率低、漩涡流场发展弱导致光传输距离短、混合传质差导致CO2利用率低的技术难题,设计了交错排列扰流锥跑道池光生物反应器。采用流体力学CFD计算模拟扰流锥反应器内漩涡流场以及微藻颗粒的运动轨迹,实验测试了气液混合传质和CO2气泡生成演变规律。当扰流锥的相对间距为3.0、相对高度为0.6时,涡量和湍动能分别增加了 6和14倍,气泡生成时间减少了 26%,气液传质系数增加了 34%,藻细胞的闪光频率提高了 1倍。交错排列扰流锥跑道池反应器内的螺旋藻平均实际光化学效率提高了 13%,螺旋藻光合生长速率提高了 40%。为了解决烟气CO2通过传统曝气器直接通入光生物反应器中的气泡停留时间短导致微藻细胞接触概率低,CO2反应压力小导致HCO3-目标产物的转化效率低,CO2容易大量逸出导致利用效率低经济性差的工程难题,研制了鼓泡式碳酸化反应器和多孔泡沫镍碳酸化反应器系统,将气态CO2分子转化为液态HCO3-离子革新了微藻固碳技术工艺。使得CO2分子向HCO3-离子的转化效率提高至80%,螺旋藻生物质固定CO2速率提高了 1.1倍,Rubisco酶表达量提高了 3.5倍。将实验室研制的交错排列扰流锥和碳酸化反应器应用于660 m2跑道池中,试验发现扰流锥跑道池内螺旋藻固定CO2速率提高了 42%,采用碳酸化反应器培养螺旋藻使其生长速率提高了 25%。为微藻减排烟气CO2技术的规模化推广提供了技术支撑,助力国家早日实现“碳达峰、碳中和”目标。
徐俊宸[2]（2021）在《管式反应器强化CO2微气泡生成转化及管池结合促进微藻细胞闪光效应减排燃煤烟气CO2研究》文中指出微藻生长速率快,固碳能力强,环境适应性好,对CO2减排转化利用实现碳中和国家目标具有重要意义。传统管式光合反应器中气泡停留时间短,藻液溶解的饱和CO2含量低,气液混合传质效果差,受到光稀释限制导致藻液培养体积小;而更加廉价大规模应用的跑道池反应器占地面积大,光能利用效率低。故本文采用ZIF-8纳米颗粒强化气液传质提高溶解无机碳浓度,研制了陶瓷膜片与旋转上升溶解器调控CO2微气泡的生成演变与运动转化,开发管-池耦合式反应器提高单位占地面积的微藻生物质产量。研制了双桨轮旋流式微藻育种光合反应器,提高了反应器内藻液在光区与暗区之间的水平流速,通过强化混合传质提高了微藻生长速率。流体力学数值模拟揭示了双浆轮转动时的反应器内部旋流流场,使藻液的水平流速从5.8×10-5 m/s显着增加到0.16 m/s,使微藻闪光频率提高了3.4倍。PIV测试结果验证了数值计算反应器旋流流场的模拟结果准确性,优化得到浆轮直径/反应器宽度的最佳比例（D/w）为0.67,则反应器混合时间降低了31.3%并且传质系数提高了41.2%,从而使微藻生长速率提高了62.3%。采用金属有机框架ZIF-8纳米颗粒强化水平横管反应器藻液中的CO2吸收传输,提高了CO2扩散溶解效率与藻液饱和无机碳浓度,促进了微藻生长固碳。ZIF-8纳米颗粒使反应器气液传质系数增加了45.2%,混合时间降低了9.2%。但是当ZIF-8纳米颗粒浓度从0增加到0.2 mmol/L时,微藻细胞平均尺寸从2.61μm减小到2.38μm,分形维数从1.38增大到1.56,表明过量ZIF-8可能产生潜在的毒性。优化调控得到ZIF-8纳米颗粒的最佳浓度为0.01 mmol/L,使得藻液中溶解无机碳含量增加了12.9%,从而使微藻生物质产量提高了25.6%。设计陶瓷膜片溶解器调控CO2微气泡生成促进水平横管光合反应器内的微藻生长固碳,使气泡生成时间降低了53.7%,生成直径降低了36.4%,从而使反应器混合时间减少了9.8%,传质系数提高了45.2%。当陶瓷膜片式曝气器面积与溶解器底面积之比从0.09增加到0.56,气泡生成时间降低了19.6%而传质系数提高了80.9%,从而使微藻生物质产量提高了30%。研发了旋转上升CO2微气泡溶解器优化了气泡上升运动轨迹,延长了气液接触时间。当溶解器内螺旋流板的间距长度比（d/L）为0.33时,气泡生成时间与尺寸分别降低了30.6%和23.4%,气泡停留时间增加了190.2%,混合时间降低了15.8%并且传质系数提高了69.2%,使得反应器内微藻生物质产量提高了40.8%。将水平横管式与跑道池反应器相结合,研制了管-池耦合式光合生物反应器,将传统的光能由跑道池单一吸收利用模式转变为先通过管式反应器再传递给跑道池的两级吸收利用模式,强化了跑道池内的微藻闪光效应并且提高了光能利用效率。优化上层的水平横管数量与结构,当间距/管径比（d/D）为1、遮光阴影面积比例为20%时,下层跑道池内的微藻闪光频率提高了36.8%,生长速率提高了34.7%。管-池耦合式反应器使单位占地面积的微藻生物质产量提高了54.7%。建成1192 m2户外管-池耦合式的微藻光合反应器固定燃煤电厂烟气CO2系统,探明了固碳微藻的细胞光合色素合成与生长固碳规律,获得水平横管内曝气流量以及日均光照与温度等环境因子对微藻光合色素合成与生长固碳的影响规律。当日均光照强度约为80000 lux时,随室外温度从16.2℃增加到26.8℃,耦合式反应器的微藻生长速率从13.6 g/（m2·d）提高到29.6 g/（m2·d）。
吴禹松[3]（2020）在《用于空气二氧化碳捕集的多孔树脂吸附剂成型及性能研究》文中提出直接空气CO2捕集技术是一种碳负排放技术,是应对全球气候变化的重要技术之一。直接空气CO2捕集系统具有装置放置的灵活性,可以减少从捕集地点到应用场景的管道需求。此外,直接空气CO2捕集技术还可以灵活地提供多种形式的碳源,不受地理位置和时间、空间等的影响。因此直接空气CO2捕集技术可以作为一种有商业前景并能有效的控制大气中CO2浓度的方法。变湿再生技术用于直接空气CO2捕集,可通过改变环境中水汽分压力实现CO2气体的吸附-脱附,材料的再生过程只需通过在较低温度下界面的脱水即可实现,因而可采用低品位能源,实现能量的梯级利用。现有的变湿再生吸附剂存在吸附动力学缓慢与吸附容量偏低等问题,本文基于季铵基多孔树脂开发一种具有良好动力学与吸附容量的新型变湿再生吸附剂,并基于该吸附剂设计了用于农业CO2气肥供应的变湿再生捕集系统。本文吸附剂的开发主要以季铵型强碱性阴离子交换多孔树脂为研究对象,采用相转化法制备了表面富含孔隙的异相结构吸附剂。同时搭建了CO2吸附实验台,测试了吸附剂的CO2吸附性能;搭建了CO2解吸附实验台,测试了吸附剂的CO2解吸附性能;对吸附剂的吸水失水特性进行了研究。初步研究了D201吸附剂与D290吸附剂的吸附性能,通过氮物理吸附和压汞法（MIP）分析了D201树脂与D290树脂的孔特性,结果表明更高BET表面积和微介孔率有助于吸附剂吸附速率的提升。D290吸附剂具备更优异的吸附动力学性能,将进行进一步分析。利用Langmuir等温方程对吸附剂吸附过程与解吸附过程进行了热力学分析,得到了D290吸附剂不同相对湿度与温度的吸附热力学平衡常数,得到了D290吸附剂不在不同解吸附温度下解吸附热力学参数。利用改进的缩核模型分析了粒径、温度和相对湿度对D290吸附剂吸附动力学的影响。相同条件下,D290吸附剂吸附速率随着活性树脂粒径的减少而增加,粒径对化学反应速率有一定影响。温度与相对湿度对化学反应速率与产物层扩散速率在不同温湿度下具有不同的影响。经过模型测算,D290吸附剂的半吸附时间为4.0分钟,这是迄今为止在吸附容量高于0.7mmol/g的变湿再生吸附剂中报告的最短半吸附时间。D290吸附剂的干燥失水过程可用Logarithmic模型很好地表述出来,吸附剂干燥与温度有关,实际操作过程中可以以温度为主要变量考虑吸附剂干燥时间。本文基于所筛选并优化的D290吸附剂设计了用于农业气肥供应的变湿再生CO2捕集系统,规模为10kg-CO2/d。对捕集装置的内部结构、所需流量与风速进行了设计,确定了吸附剂的用量、捕集系统的工艺与操作方法。最后对捕集装置的能耗水耗进行了分析
张泉[4]（2020）在《基于大棚固碳的太阳能智能灌溉调控系统的研究》文中提出随着我国人口数量的增加和工业化进程的加快,二氧化碳过度排放增加对全球变暖的影响受到了人类的普遍关注,控制或减少二氧化碳排放是人类保护生态环境的重要举措。尽管二氧化碳排放总量的增加为人类带来了诸多不利影响,但二氧化碳又是一种有用的资源,特别是在农业生产上有着许多良好的用途,对促进农业生产可持续发展起到了十分重要的推动作用。本文着重利用温室大棚固碳技术提高CO2在农业应用领域的利用率。大棚固碳即植物通过光合作用可以将大气中的二氧化碳转化为碳水化合物,并以有机碳的形式固定在植物体内,提高农作物的碳吸收和储存能力,从而提高CO2气肥的利用率,减少温室气体的排放。本文主要研究内容包括:（1）搭建气肥灌溉决策模型以番茄为研究对象,根据大棚内种植环境,确立了以光照强度及温度为变量的模糊控制策略。Lab VIEW面板作为上位机,负责对番茄生长的各种参数（大棚内温度、光照强度和二氧化碳浓度）进行设定,下达采集的指令,接收传感器上传的数据,并传入模糊控制系统,然后根据所建立的模糊规则对当前状态下的作物光合作用速率进行极大值寻优,自动输出对应的二氧化碳浓度。将模型值与理论值对比,二者的相对误差小于3.5%,证明搭建的气肥灌溉决策模型的调控精度较高。（2）建立大棚固碳灌溉调控系统根据功能分析与性能分析之间的要求,调控系统分为登录,液位/土壤湿度监控、温度监控、光照监控、CO2浓度监控等5个模块。系统硬件主要包括太阳能电池、电路控制箱、水管、滴灌喷头、温室大棚、CO2气罐、传感器、PLC通信电路等,完成对大棚内各种参数信息的采集、传输以及人机交互,从而搭建大棚固碳调控灌溉平台;调控界面的设计与开发基于Lab VIEW的G语言程序软件,实现基于传感器网络的大棚环境的监控、操作提示、二氧化碳浓度的输出与控制等功能。（3）番茄种植验证实验搭建基于大棚固碳的模糊控制灌溉实验平台,利用Labview/PLC实现了模糊控制。设计两组施肥灌溉实验组与一组自然生长对照组,利用研究所得气肥灌溉决策模型进行施肥灌溉。分别将传统自然生长组、三角函数组与高斯函数组气肥施肥量进行对比,通过对番茄苗检测光合速率,株高,及其变化率获得最终结果。结果表明实验组较对照组番茄株高增长最大超过43.41%,光合作用速率最大超过53.67%;上述指标,高斯函数组又较三角函数组超过13.86%。二氧化碳浓度、土壤含水率、温度、光照强度等参数的调控误差均小于4%。通过对照试验,证实了大棚固碳调控系统有益于农作物的生长,相对提升了作物光合作用速率和产量。实验表明大棚固碳调控系统能够提高二氧化碳的利用率,达到固碳增产的目的。
马维军[5]（2020）在《基于无线传输的温室数据采集与控制系统研究与设计》文中研究表明温室作为一种为作物提供适宜生长环境的设施,是我国重要的农产品培育方式,目前我国的温室管理科技含量低,现阶段还是凭借人力及种植经验进行管理调控,耗费了大量时间和精力。本文结合我国温室农业的发展现状设计了一套基于无线传输的温室数据采集与控制系统,系统由数据采集与设备控制端、Zig Bee网关以及上位机数据监控中心三部分组成,运用Zig Bee技术搭建无线传感器网络,结合传感器模块实现温室环境数据的采集和控制,通过由Zig Bee协调器和STM32微控制器搭建的Zig Bee网关将环境数据上传到系统服务器中,实现数据的实时监测和远程控制功能,系统也可结合预设的环境数据,自动发送控制指令实现温室的远程控制。针对传统的Zig Bee路由算法中由于RREQ分组洪泛而导致的能量过度损耗和节点失效的问题,在系统所搭建的Zig Bee无线传感器网络中提出了一种适用于无线网络的Zig Bee路由优化算法。算法对Zig Bee节点路由发现过程中RREQ分组的广播方向和广播范围加以控制,选择节点剩余能量值和LQI值较优的节点转发RREQ寻找最优路径,仿真结果表明优化后的算法显着降低了网络的能耗和节点的失效概率,提高了网络的生存时间。系统经过测试满足了预期的数据采集、无线传输、信息处理和远程控制等功能需求。改进的路由算法在系统中取得了满意的效果。本设计实现了温室的无线控制管理、控制精准,提高了温室管理的科技含量以及生产效率。
皇可[6]（2020）在《基于Hadoop的智能温室监控系统的设计与研究》文中研究表明中国作为世界第一的发展中国家,并且是传统的农业大国,在多数领域都有了长足的发展。随着信息化时代的来临,传统农业已经不能满足现代化农业技术的需求,高昂的人力物力都是对于农耕行业的挑战。因此,提高当前情况下的农作物科学种植技术并准确的获取农作物生长信息,从农作物生长过程中产生的海量数据挖掘出科学的种植建议也成为了当前的热门话题。针对上述问题,可以将传统种植业与当前的信息技术相结合,形成一种智能、科学的种植方式,通过对播种、种植、采集过程中数据的收集与处理,并在种植过程中科学合理的运用自动化设备代替传统手工种植的方式,可以很大程度的减少人力物力的消耗。本文通过无限传感网络对温室内环境进行监控与调节,通过Hadoop分布式存储与处理,完成对种植过程中农业大数据的采集与历史数据分析,对合理的种植生产条件提出建议,并且基于数据挖掘技术进行对历史数据的关联规则挖掘,得出优质的种植条件。本文介绍了基于Hadoop分布式处理模式针对温室环境的监控系统,整体结构主要包括信息采集部分、主控制器部分、控制器件部分,无线传感网络部分,Hadoop架构部分,数据处理部分以及人机交互。该系统能对温室环境参数（如温度、湿度、光照强度、气体浓度等指标）进行实时监测,并能智能化地根据设定的环境指标上下限自动或通过软件系统控制相关设备,最终达到将参数控制在设定的范围,达到提高作物产量,科学生产的目的。在Hadoop分布式处理结构中,设计了基于Mapreduce架构的方式,通过Apriori算法完成对生产数据的数据挖掘,为了解决原始Apriori算法在频繁项集上扫描整个数据库浪费时间和空间的问题,通过采用基于频繁项目集挖掘算法（FIM）来减少项目集,并在其基础上优化并行算法和针对特定集群分区的方法,使用温室蔬菜生长环境数据与产量数据进行试验,改进算法在平均时间复杂度方面优于原始算法,改进算法的平均运行时间仅为原算法62.5%。实验表明新算法适合大规模数据挖掘,特别是候选项与处理事务的数量较大的情况,算法性能有明显的提高。经过多种优化及对于系统软件的设计,该系统具有功耗低,稳定性好,可迁移度高,适应性好且自动化程度高等特点。工作人员可以通过pc端完成对温室内的环境监控,数据采集与分析,并通过调整各类参数构建科学的种植环境,初步实现了农业现代化与农业精准化。
赵雪晶[7]（2020）在《项目式学习在初中化学探究实验教学中的应用研究》文中研究说明初中化学探究实验教学的应用对化学课堂质量有着直接的影响,和学生化学学习兴趣、课堂教学效果等均有着紧密的联系。但是当前许多初中化学教师对探究实验教学的运用存在着一定的误区,例如探究实验的作用不明显、难度不恰当、问题设计不精密等,不仅无法准确反映学生的学习情况,而且没有针对学生的实际情况来设计化学学习的情境,忽视了学生的差异性。另一方面,项目式学习理论认为选择合适的项目主题、设计合理的项目学习目标、构建层次清晰的问题框架、合理有效的评价策略,才能让学生在合理的探究实验情境中发挥其优势,在轻松和谐的氛围中促进课堂教学的开展。有鉴于此,本论文提出将项目式学习理论应用于初中化学探究实验教学中,以解决当前初中化学探究实验教学中存在的问题。本论文以作者所任职中学初三年级的两个班学生作为研究对象,利用文献资料法、问卷调查法、实地调查法等方法,分析该校化学课堂探究实验教学存在的问题,在项目式学习理论的指导下,提出了相应的解决方案,并将该方案应用于其中一个班级（实验班）的化学探究实验教学中,并与另一个班级（普通班）采用的传统探究式实验教学方法进行了为期一个学期的对比研究,分析了两种教学方法对学生习兴趣、学习态度与学习成绩等教学效果的影响,取得了成果如下:研究结果表明,普通班采用传统探究式实验教学方法存在一定的问题,过于重视学生的自主探究,但是忽视了探究主题的引导以及形成性评价的运用。采取的主要是教师布置任务、学生完成自主学习为主导的教学形式,存在严重的形式化,忽视了学生探究和总结能力的发展。而采用项目式学习方法的实验班学生不但出色地完成了一系列的探究过程和教学任务,而且学生的化学探究能力得到了充分的发展,并且基于项目学习理论的初中化学探究实验式教学策略有助于改善教学水平、学生的主观能动性得到了充分地发挥,一定程度上促进了学生自主探究能力的发展,并提高了课堂教学的效率。此外,通过问卷、访谈、随堂观察等研究发现:实验之前,两个班级的各项维度并没有显着差异,两者具有可对比性;经过实验,实验班各项维度的得分均指都超过了对照班,实验班学生经过实验后的学习兴趣和化学学科自主探究能力都有了一定的提升。作者认为这一现象出现的主因在于,教师在课堂教学中采取了项目式学习理论下的探究策略,极大地激发了学生的学习兴趣,并且优化了学生的自主探究能力;项目式学习理论下的课堂教学对学生化学学习有较大的帮助,特别是学生在学习兴趣方面有了较大的提升,而且自我认知、数理逻辑能力、思维方式均有一定的改善。因此,项目式学习理论指导下的课堂教学是切实有效的,能够优化课堂教学环节,并且促进师生进一步沟通与交流,让学生的自主探究能力得到进一步发展,实现综合化学学科能力的提升。在以上研究的基础上,作者还总结了项目式学习在初中化学探究实验教学应用中存在的问题,具体包括:未基于初中生特征设计教学模式、未根据项目主题制定教学计划、教学过程未结合探究性实验教学理念、评价机制存在单一性等方面不足。在上述实验分析基础上,论文进一步提出具体的完善建议,具体包括:首先,项目式学习和实验探究教学的结合需要教师更新理念;其次,项目式学习理论的课堂探究需要创新教学设计;再次,利用项目式学习,整合实验探究课堂教学目标与资源;最后,项目式学习下的实验探究教学需要更新传统的教学评价方式。综上,本论文将项目式学习理论应用于初中化学探究实验教学中,取得了一定的教学效果。在教学过程中,总结了项目式学习理论与化学探究实验教学相结合过程中面临的新问题,并针对这些问题提出了解决思路,这将有望进一步提升初中化学探究实验教学的教学效果。
张小平[8]（2020）在《基于ARM11的温室环境参数自动调控系统的设计与实现》文中研究表明随着经济社会的发展,人们对农业的发展进步和农产品的高质量供给,提出更高的要求,设施农业的温室大棚技术便是实现新时代新要求的有效途径之一。温室大棚技术可以增加农产品的产量、提高农产品的质量、保障不同季节农产品的供给、缓解土地资源紧张的局面。本文结合时代要求和温室大棚技术的特点,提出了基于ARM11的温室环境参数自动调节系统的设计与实现。首先,对国内外温室大棚技术的发展现状、存在的问题进行了梳理,介绍了温室大棚技术发达国家的主流技术和各自特点,介绍了国内专家用不同技术平台研究的代表性成果。其次,介绍了系统的开发平台OK6410开发板及系统设计实现所需的技术和工具,用到了三星的S3C6410芯片作为控制系统处理器,用到RS485总线技术构建系统前端传感变送模块的智能传感网络。再次,分析了温室大棚内环境参数量、执行机构、人为干预之间的相互关系,设计了系统总体架构及组成部分。在硬件设计与实现方面,除了OK6410开发平台自带资源外,还设计了按键电路,介绍了传感变送器和执行元件的具体产品性能,设计了智能传感变送网络和执行机构模块的电子驱动线路、电气控制线路、执行元件。在系统软件设计与实现方面,设计了系统、按键、显示的流程图,充分利用开发平台自带资源的基础上,以C语言开发程序源代码,编写了按键、显示、控制、蜂鸣器等模块的功能程序。最后,系统经过硬件安装接线和软件程序代码编写植入,其设定条件下的蜂鸣预警功能、极端环境条件下的应急保护功能、多传感变送器挂载总线上的多环境参数采测功能、各执行装置迅速响应指令的调节功能、按键及显示装置支持的友好人机交互功能都得以实现,基本达到系统预期的实现目标。
王孟馨[9]（2020）在《直接捕获大气中CO2用于设施农业作物种植》文中进行了进一步梳理一个多世纪以来,化石燃料的燃烧使大气中CO2浓度增加,导致了温室效应和全球气候变化,进而对农业生产带来了不利影响。因此,CO2的捕获与利用被广泛关注。CO2既是温室气体也是光合作用的原料,向温室大棚适当补充CO2可显着提高农作物的产量和质量,在欧美发达国家已经得到了广泛应用。温室施CO2肥的众多方法中,只有纯CO2施肥法能实现对温室大棚CO2浓度的有效控制,符合现代设施农业的需求,但CO2捕获成本高,不符合我国基本国情。本课题组提出直接捕获空气中的CO2用于温室大棚作物种植。从空气中直接捕获CO2,不受地点的限制,获得了免费的碳源,还避免了工业CO2源中的污染物对农作物和吸附剂的不利影响（SOx、NOx、汞等）。对于CO2的捕获附过程,吸附剂的性能和吸附-脱附过程的优化是最为关键的,这直接决定了过程的经济性。吸附剂的开发与筛选主要是通过降低脱附温度来达到节能的目标,使得固态胺吸附剂比其它吸附剂更有优势。鉴于空气中的CO2浓度极低,需要大量的空气循环通过吸附剂床层,在保证空气与吸附材料的充分接触的前提下降低床层阻力是首要问题。拟开发新型的整体式蜂窝载体以降低吸附床层的压降,需将吸附剂粉体的制备与成型和吸附床层的设计与优化结合起来,为此本研究主要内容和结论如下:（1）对于固态胺吸附剂而言,其CO2吸附量除了与有机胺本身的化学吸附能力有关,也与载体的孔道结构有关。选择聚乙烯亚胺（PEI）为吸附剂,通过浸渍法将PEI负载到多孔硅胶载体制备固态胺吸附剂。系统研究吸附流量、温度、湿度及PEI负载量等条件对多孔硅胶吸附剂吸附性能的影响。吸附剂的CO2吸附量随PEI负载量的升高而增大,但当PEI的负载量>40%,CO2吸附量会降低。在298K下,进气流量为100ml/min时,PEI最佳负载量为40%,吸附剂CO2吸附量最大,为1.68mmol/g。此外,由于颗粒吸附剂的床层阻力大,CO2吸附量随进气流量的升高而降低。这与气体在吸附床层的停留时间有关,停留时间越长,CO2与吸附剂反应越充分。吸附剂的CO2吸附量还会随吸附温度及湿度的升高而增大。温度升高导致PEI的流动性增强,吸附剂的活性位点暴露在CO2中,胺基的利用率提高。水的存在改变了CO2捕集过程的反应机理,原本干燥条件下,1mol二氧化碳可与2mol的胺基反应生成氨基甲酸酯,而在有水的条件下,1mol二氧化碳与1mol的胺基反应生成碳酸盐和碳酸氢盐。因此,水的存在提高了胺基的CO2捕集能力。在298K下,吸附剂能保持初始的CO2吸附能力,衰减相对较弱,吸附量的波动较小,吸附剂较为稳定且再生能力强。此外,除多孔硅胶外还合成了多种多孔材料,如介孔材料（MCM-48、SBA-15、埃洛石）和微孔材料（DDR）,在其上负载PEI,制成固态胺吸附剂。在298K下,进气流量为100ml/min时,发现这几种多孔材料吸附剂的CO2吸附量具有多孔硅胶吸附剂>介孔材料吸附剂>微孔材料吸附剂的趋势。多孔硅胶为载体负载PEI,制成的固态胺吸附剂,具有良好的CO2捕集能力,在多种固态胺吸附剂中脱颖而出。（2）以不锈钢丝网为支撑骨架,通过浸渍法将陶瓷纤维棉与硅胶粉体负载到其表面制得蜂窝载体,开发新型结构化低阻吸附床层以降低床层阻力。蜂窝载体具有机械强度高、床层阻力小、气固接触面积大等特点,并且加入硅胶粉体可丰富蜂窝载体的孔道结构。通过浸渍法将PEI负载到蜂窝载体上,制备蜂窝状吸附剂。在298K下,进气流量为600ml/min时,CO2吸附量为0.40mmol/g。与粉体吸附剂相比,其CO2吸附量仅为多孔硅胶吸附剂的40%。但蜂窝载体吸附剂的床层利用程度高,经计算粉体吸附剂的床层饱和度为0.500,蜂窝状吸附剂的床层饱和度为0.625。其次,蜂窝载体制备简单、成本低,取代了价格高昂的陶瓷纤维纸的使用,具有一定的商业价值。（3）在传统合成DDR分子筛配方的基础上进行改进,以无机碱为矿化剂,取消氟化物和乙二胺等有毒试剂的使用,绿色合成DDR分子筛。发现对合成母液中金属离子种类、碱度、模板剂浓度以及合成温度、时间等参数的控制调节,可制备菱形、双棱锥、六棱柱和球形等形貌结构的DDR分子筛。实验通过微波加热法合成DDR分子筛,不仅缩短了合成时间,还可以得到高结晶度、高收率的微米级DDR晶体。此外,合成过程避免有毒试剂乙二胺和氟化物的使用,这符合绿色化学的要求。无机碱作为矿化剂可降低合成成本。
李梦迪[10]（2020）在《智慧农业远程监控系统开发与研究》文中指出农业大棚的规模正随着国民经济的发展逐渐扩大,互联网时代的进步,给农业生产带来新的思路。传统的生产方式,对环境参数的获取和控制都无法做到及时性。对蔬菜生长最为关键的温湿度、CO2浓度、土壤水含量、光照等因素,如果不能合理配置和控制,将大大降低作物的产量。同时,过量的CO2浓度和湿度,将给种植培育人员的身体带来严重伤害。结合现阶段的状况和功能需求,设计了智慧农业远程监控系统。将系统分为数据监测、无线通信、控制管理中心三大模块。数据监测模块采用多类型传感器,完成了现场数据的采集。无线通信模块采用Simplici TI协议的CC1110,构建了串行拓扑结构的低功耗网络,完成了数据的接收发送与处理。在控制管理中心模块,开发了智慧农业管理平台。完成了对温湿度、CO2浓度、土壤水含量、光照等现场数据的显示、报警和分析,以及对现场风机、补光灯等设备的监控。结合器件选型和要求,分别对三大模块的硬件电路进行了设计。根据无线传感器网络三类节点的功能需求,分别进行了程序设计。完成了终端节点的数据采集和发送,中继节点的路由转发,中心节点的汇集与上传等功能。由于环境因素之间并不是相互独立,而存在很强的耦合性;系统存在的滞后性;以及一些非线性之类的问题等。提出加入预测函数的模糊PID控制方案,完成对被控变量的提前预测和对偏差的模糊处理。仿真结果表明,与单纯的PID和模糊PID相比,预测模糊PID在不需要建立精准的数学模型的情况下,能较好地解决现场存在的耦合、滞后等大问题。利用Eclipse、SQL Server2012工具以及Java语言,开发的基于B/S架构的智慧农业管理平台,完成了用户信息、数据监测、历史数据、控制中心、服务站等界面的设计。最后,对数据采集效果和系统控制性能进行了测试。完成了对现场环境的实时检测,数据传输与控制管理,验证了智慧农业远程监控系统整体方案的可行性。
二、大棚气体和二氧化碳的人工调节（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、大棚气体和二氧化碳的人工调节（论文提纲范文）
（1）微藻三维亚微结构解析及扰流锥闪光反应器研制促进烟气CO2减排研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 前言 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 微藻减排燃煤烟气CO_2的背景意义 |
| 1.2 微藻细胞三维亚微结构研究现状 |
| 1.3 微藻光生物反应器研究现状 |
| 1.3.1 开放式光生物反应器 |
| 1.3.2 封闭式光生物反应器 |
| 1.3.3 贴壁式光生物反应器 |
| 1.3.4 各种反应器的优缺点及适用范围 |
| 1.4 微藻减排CO_2技术工艺研究现状 |
| 1.4.1 光生物反应器内的CO_2原位直接补碳 |
| 1.4.2 碳酸化反应器内的CO_2离位间接补碳 |
| 1.5 本文研究目的和内容 |
| 1.5.1 本文研究目的 |
| 1.5.2 本文研究内容 |
| 2 仪器设备及实验计算方法 |
| 2.1 实验材料:固碳藻种和培养基 |
| 2.2 实验计算仪器设备 |
| 2.2.1 冷冻三维大体量全尺寸细胞器结构测试系统 |
| 2.2.2 原位冷冻高分辨三维亚细胞器结构测试系统 |
| 2.2.3“天河二号”模拟计算系统 |
| 2.2.4 涡流闪光反应器内三相流动混合传质测试系统 |
| 2.2.5 涡流闪光反应器内CO_2气泡生成演变在线测试系统 |
| 2.2.6 微藻细胞生长过程光合效率动态测试系统 |
| 2.3 试验过程方法 |
| 2.3.1 冷冻三维大体量全尺寸微藻细胞器结构测试方法 |
| 2.3.2 冷冻三维原位高分辨微藻亚细胞器结构测试方法 |
| 2.3.3 核诱变微藻蛋白及代谢组学定量测试方法 |
| 2.3.4 涡流闪光反应器内混合传质系数测试方法 |
| 2.3.5 反应器内CO_2气泡生成直径及停留时间测试 |
| 2.3.6 微藻细胞生长过程中PSII光合参数测试 |
| 2.3.7 藻液中碳氮磷营养盐浓度测试 |
| 3 核诱变小球藻冷冻原位亚细胞器的高分辨三维结构解析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 聚焦离子束扫描电镜揭示核诱变后小球藻细胞体积增大 |
| 3.3 冷冻电子断层扫描技术发现诱变后藻细胞类囊体膜间距增大 |
| 3.4 蛋白组及代谢组学揭示诱变后藻细胞光合路径加强 |
| 3.5 小结 |
| 4 设计模拟扰流锥强化跑道池漩涡流场提高微藻细胞闪光频率 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 设计交错排列扰流锥结构建立三维计算模型 |
| 4.2.1 设计交错排列扰流锥结构 |
| 4.2.2 微藻细胞和CO_2气泡存在下光传输数值计算模型 |
| 4.2.3 水平及垂直方向的漩涡流场模型建立 |
| 4.2.4 光暗循环闪光频率计算 |
| 4.3 交错排列扰流锥强化跑道池内漩涡流场的数值计算 |
| 4.3.1 扰流锥增大漩涡直径提高漩涡中心位置 |
| 4.3.2 扰流锥增大流场涡量和湍动能 |
| 4.3.3 扰流锥在跑道池内产生自旋流和漩涡流 |
| 4.4 扰流锥跑道池内光强分布数值计算 |
| 4.4.1 增加藻细胞浓度加剧光衰减速度 |
| 4.4.2 增大CO_2气泡直径减小体积分数提高光区占比 |
| 4.4.3 提高入射光强促进光传输能力 |
| 4.4.4 扰流锥增强跑道池内微藻细胞的光区分布及闪光频率 |
| 4.5 交错排列扰流锥促进螺旋藻固定高纯浓度CO_2速率 |
| 4.6 小结 |
| 5 研制交错排列扰流锥促进跑道池混合传质提高光化学效率 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 交错排列扰流锥跑道池研制及测试方法 |
| 5.2.1 构造交错排列扰流锥跑道池测试系统 |
| 5.2.2 跑道池内 ζ 电位及表面张力测试 |
| 5.2.3 藻细胞形态测试 |
| 5.3 加强扰流锥跑道池内混合传质促进CO_2气泡生成停留 |
| 5.3.1 降低混合时间增加气液传质系数 |
| 5.3.2 降低气泡生成直径增加气泡停留时间 |
| 5.4 强化扰流锥跑道池内微藻细胞实际光化学效率 |
| 5.4.1 提高螺旋藻细胞实际光化学效率和电子传递速率 |
| 5.4.2 提高小球藻细胞光暗适应后的PSII最大光化学效率 |
| 5.5 促进扰流锥跑道池内藻液营养盐吸收提高微藻生长固碳速率 |
| 5.5.1 提高藻液表面张力和 ζ 电位 |
| 5.5.2 藻液内HCO_3~-和氮磷营养盐吸收速率增加 |
| 5.5.3 增大螺旋藻藻丝螺距和小球藻细胞直径 |
| 5.5.4 交错排列扰流锥促进蛋白核小球藻固定烟气CO_2速率 |
| 5.6 小结 |
| 6 研制泡沫镍碳酸化反应器系统提高微藻固定烟气CO_2效率 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 研制鼓泡式和泡沫镍碳酸化反应器系统 |
| 6.2.1 研制鼓泡式碳酸化反应器 |
| 6.2.2 研制泡沫镍碳酸化反应器系统 |
| 6.2.3 数值模拟泡沫镍碳酸化反应器系统内组分分布 |
| 6.2.4 泡沫镍碳酸化反应器系统内CO_2转化效率计算 |
| 6.3 研制鼓泡式碳酸化反应器转化气态CO_2为液态HCO_3~- |
| 6.3.1 碳酸化效率随反应时间逐渐增加 |
| 6.3.2 碳酸化效率随反应压力逐渐增加 |
| 6.3.3 碳酸化效率随Na_2CO_3底物浓度先增后减 |
| 6.3.4 碳酸化效率随填料高度比逐渐减小 |
| 6.4 研制泡沫镍碳酸化反应器系统提高微藻固定烟气CO_2效率 |
| 6.4.1 优化泡沫镍碳酸化反应器系统提高烟气CO_2固定效率 |
| 6.4.2 数值计算泡沫镍碳酸化反应器系统CO_2气体分布 |
| 6.4.3 微藻细胞生长过程中光化学效率及电子传递速率强化 |
| 6.4.4 微藻细胞光合及碳代谢通路加强 |
| 6.5 小结 |
| 7 交错排列扰流锥及碳酸化反应器应用于 660m~2跑道池工程现场 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 微藻固碳产业化工程的现场条件 |
| 7.2.1 交错排列扰流锥应用于螺旋藻固定烟气CO_2工程现场 |
| 7.2.2 碳酸化反应器系统应用于螺旋藻固定烟气CO_2工程现场 |
| 7.2.3 微藻固定烟气CO_2效率测试计算 |
| 7.3 扰流锥在 660 m~2跑道池螺旋藻固定烟气CO_2工程现场应用 |
| 7.3.1 扰流锥跑道池提高螺旋藻的藻丝长度及固定CO_2速率 |
| 7.3.2 扰流锥跑道池促进碳氮磷等营养盐吸收 |
| 7.4 碳酸化反应器系统在 660 m~2跑道池中促进微藻固碳速率 |
| 7.4.1 碳酸化反应器系统提高螺旋藻固定烟气CO_2速率 |
| 7.4.2 高光强、高温和高pH值提高Na_2CO_3/NaHCO_3质量比 |
| 7.5 小结 |
| 8 全文总结和展望 |
| 8.1 主要研究成果 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（2）管式反应器强化CO2微气泡生成转化及管池结合促进微藻细胞闪光效应减排燃煤烟气CO2研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 前言 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 微藻减排电厂烟气CO_2的研究背景意义 |
| 1.1.1 燃煤电厂烟气排放特性 |
| 1.1.2 微藻光合固碳特点及优势 |
| 1.2 微藻减排CO_2的光反应器研究现状 |
| 1.2.1 跑道池反应器 |
| 1.2.2 立柱式反应器 |
| 1.2.3 平板式反应器 |
| 1.2.4 管式反应器 |
| 1.3 本文研究目的和内容 |
| 1.3.1 本文研究目的 |
| 1.3.2 本文研究内容 |
| 2 实验仪器与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验仪器与设备 |
| 2.2.1 反应器流场测试系统 |
| 2.2.2 传质混合在线测试系统 |
| 2.2.3 高速摄像系统 |
| 2.2.4 流场数值计算服务器 |
| 2.2.5 场发射扫描电镜(SEM) |
| 2.2.6 其他实验设备 |
| 2.3 研究测试分析方法 |
| 2.3.1 反应器PIV流场测试方法 |
| 2.3.2 CO_2微气泡动态行为测试 |
| 2.3.3 反应器混合时间与传质系数测试 |
| 2.3.4 反应器微藻闪光频率的计算方法 |
| 2.3.5 微藻生长固碳参数与细胞结构测试方法 |
| 3 研制双桨轮旋流式微藻育种光生物反应器 |
| 3.1 引言 |
| 3.1.1 设计双桨轮旋流式育种光生物反应器 |
| 3.1.2 反应器流场数值计算模型选取与参数设定 |
| 3.2 双桨轮育种光生物反应器旋流闪光效应的数值模拟 |
| 3.2.1 反应器内部流场的数值计算 |
| 3.2.2 双桨轮旋流式反应器对微藻闪光频率的影响 |
| 3.3 双桨轮反应器的性能分析与微藻生长速率测试 |
| 3.3.1 反应器双桨轮对气泡生成与运动的影响 |
| 3.3.2 双桨轮对反应器混合时间与传质系数的影响 |
| 3.3.3 双桨轮对反应器内微藻生长及总无机碳含量的影响 |
| 3.4 小结 |
| 4 陶瓷膜片微气泡溶解器调控CO_2气泡生成促进管式反应器微藻固碳 |
| 4.1 引言 |
| 4.1.1 研究背景与内容 |
| 4.1.2 反应器结构与CO_2微气泡溶解器设计 |
| 4.2 CO_2微气泡溶解器内气泡生成特性 |
| 4.3 CO_2微气泡溶解器内气泡的运动特性 |
| 4.4 陶瓷膜片CO_2溶解器对反应器混合传质的影响 |
| 4.5 陶瓷膜片CO_2微气泡溶解器对反应器微藻生长固碳的影响 |
| 4.6 小结 |
| 5 旋转上升微气泡溶解器延长CO_2气泡停留时间 |
| 5.1 引言 |
| 5.1.1 研究背景与内容 |
| 5.1.2 旋转上升微气泡溶解器结构参数 |
| 5.2 旋转上升微气泡溶解器对反应器藻液循环流动的影响 |
| 5.3 旋转上升微气泡溶解器降低气泡尺寸提高生成频率 |
| 5.4 旋转上升微气泡溶解器增大气泡运动振幅延长停留时间 |
| 5.5 旋转上升微气泡溶解器促进气液混合提高传质效率 |
| 5.6 旋转上升微气泡溶解器促进光合作用提高生物质产量 |
| 5.7 小结 |
| 6 ZIF-8 纳米颗粒CO_2吸附剂强化反应器气液传质促进微藻生长固碳 |
| 6.1 引言 |
| 6.1.1 ZIF-8 纳米颗粒的合成与培养基制备 |
| 6.1.2 反应器CO_2传质系数的测试方法 |
| 6.2 ZIF-8 纳米颗粒强化反应器气液传质提高管内藻液无机碳浓度 |
| 6.2.1 ZIF-8 纳米颗粒对反应器的混合时间与传质系数的影响 |
| 6.2.2 水平横管式反应器内无机碳浓度的动态分布 |
| 6.3 反应器内微藻对ZIF-8 纳米颗粒的细胞生长响应 |
| 6.3.1 ZIF-8 纳米颗粒浓度与尺寸对微藻生长固碳的影响 |
| 6.3.2 微藻细胞表面结构对ZIF-8 纳米颗粒的响应机制 |
| 6.3.3 微藻培养过程中ZIF-8 纳米颗粒的循环再利用 |
| 6.4 小结 |
| 7 管-池耦合反应器强化微藻闪光效应提高微藻单位占地面积生长固碳 |
| 7.1 引言 |
| 7.1.1 管-池耦合式反应器的结构设计与微藻培养条件 |
| 7.1.2 管池耦合式反应器跑道池内微藻闪光频率的模拟方法 |
| 7.2 管-池耦合式反应器涡流闪光效应数值模拟结果 |
| 7.2.1 调控水平横管遮光面积促进跑道池微藻闪光 |
| 7.2.2 上层水平横管结构优化提高下层跑道池微藻闪光频率 |
| 7.3 管-池耦合式反应器内微藻生长固碳特性 |
| 7.3.1 上层水平横管促进下层跑道池内微藻生长固碳 |
| 7.3.2 水平横管提高跑道池微藻色素合成与光化学效率 |
| 7.3.3 管-池耦合式反应器提高单位占地面积微藻生物质产量 |
| 7.4 小结 |
| 8 户外1192m~2管-池耦合式反应器微藻固定燃煤电厂烟气CO_2工程示范 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 户外1192m~2管-池耦合式反应器结构与微藻培养工艺 |
| 8.3 管-池耦合式反应器促进规模化微藻生长固碳 |
| 8.3.1 管-池耦合式反应器微藻户外生长特性 |
| 8.3.2 跑道池内曝气流量对微藻固碳生长的影响 |
| 8.3.3 户外温度与光照对微藻固碳生长的影响 |
| 8.4 小结 |
| 9 全文总结和展望 |
| 9.1 主要研究成果 |
| 9.2 创新点 |
| 9.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（3）用于空气二氧化碳捕集的多孔树脂吸附剂成型及性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 课题及背景意义 |
| 1.1.1 CO_2 排放与全球气候变暖 |
| 1.1.2 CO_2 捕集、利用与封存技术(CCUS) |
| 1.1.3 空气二氧化碳捕集技术 |
| 1.2 国内外对空气捕集CO_2 技术的研究 |
| 1.2.1 空气捕集材料研究现状 |
| 1.2.1.1 空气捕集变温吸收/吸附剂材料 |
| 1.2.1.2 空气捕集变压吸附材料 |
| 1.2.1.3 空气捕集变湿吸附材料 |
| 1.2.2 空气捕集CO_2 的经济性 |
| 1.2.3 空气捕集工业示范现状 |
| 1.3 论文选题与研究内容 |
| 1.3.1 选题思路 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 2.实验材料与方法 |
| 2.1 实验装置 |
| 2.1.1 吸附性能测试系统 |
| 2.1.2 解吸附性能测试系统 |
| 2.1.3 吸水失水特性测试平台 |
| 2.2 吸附剂表征方法 |
| 2.2.1 傅里叶红外吸收光谱表征 |
| 2.2.2 扫描电镜表征 |
| 2.2.3 压汞法孔分析仪表征 |
| 2.2.4 低温N_2 吸附/脱附实验表征 |
| 2.2.5 电荷密度测试 |
| 2.3 实验模型计算方法 |
| 2.3.1 吸附热力学模型 |
| 2.3.2 吸附动力学模型 |
| 2.3.3 解吸附热力学与动力学模型 |
| 2.3.4 失水干燥模型 |
| 2.4 实验误差 |
| 2.5 本章小结 |
| 3.吸附剂筛选与制备 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 吸附剂结构的初步筛选 |
| 3.3 多孔树脂吸附剂的制备 |
| 3.4 季铵基树脂的筛选 |
| 3.5 本章小结 |
| 4.多孔树脂材料吸附性能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 吸附热力学 |
| 4.3 吸附动力学 |
| 4.3.1 吸附剂粒径对吸附动力学的影响 |
| 4.3.2 湿度对吸附动力学的影响 |
| 4.3.3 温度对吸附动力学的影响 |
| 4.3.4 吸附剂动力学性能对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 5.吸附剂干燥特性与解吸附性能 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 吸水与失水特性 |
| 5.3 解吸附热力学 |
| 5.4 解吸附动力学 |
| 5.5 本章小结 |
| 6.空气源CO_2 气肥样机 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 捕集系统的设计 |
| 6.2.1 吸附剂材料需求 |
| 6.2.2 反应器设计 |
| 6.2.3 能耗和水耗需求 |
| 6.3 中试规模吸附剂的制备 |
| 6.4 本章小结 |
| 7.全文总结及展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 研究创新点 |
| 7.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（4）基于大棚固碳的太阳能智能灌溉调控系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题背景与意义 |
| 1.2.1 研究背景 |
| 1.2.2 研究意义 |
| 1.3 国内外大棚气肥灌溉技术发展现状 |
| 1.3.1 国外研究进展 |
| 1.3.2 国内研究进展 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 技术路线 |
| 第二章 系统总体要求与方案设计 |
| 2.1 光合作用机理分析 |
| 2.2 系统设计 |
| 2.2.1 功能需求分析 |
| 2.2.2 性能需求分析 |
| 2.3 大棚固碳调控系统总体架构 |
| 2.4 关键技术分析 |
| 2.4.1 Lab VIEW虚拟仪器程序编写 |
| 2.4.2 模型控制设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 气肥灌溉决策模型研究 |
| 3.1 模糊控制决策程序 |
| 3.2 模糊控制理论 |
| 3.3 模糊控制器的设计 |
| 3.3.1 确定模型输入输出变量 |
| 3.3.2 输入输出论域的确定 |
| 3.3.3 模糊隶属度函数的选择与验证 |
| 3.3.4 模糊规则的设计 |
| 3.3.5 解模糊 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 大棚固碳调控系统软硬件编写与设计 |
| 4.1 核心处理器模块 |
| 4.2 传感器模块选型 |
| 4.2.1 二氧化碳传感器选型 |
| 4.2.2 土壤温度(水分)变送器 |
| 4.2.3 光照度传感器 |
| 4.3 二氧化碳调控装置设计 |
| 4.4 PLC控制电路设计 |
| 4.5 系统软件编写 |
| 4.5.1 系统主程序设计概述 |
| 4.5.2 用户界面登录程序 |
| 4.5.3 水箱液位/土壤湿度监控程序 |
| 4.5.4 温度监控程序 |
| 4.5.5 光照强度监控程序 |
| 4.5.6 二氧化碳浓度监控程序设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 实验验证 |
| 5.1 气肥灌溉决策模型验证 |
| 5.2 大棚固碳调控系统运行验证 |
| 5.2.1 系统有效性验证 |
| 5.2.2 各性能参数测量精准性验证 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 各程序功能模块结构图 |
| 附录 B 各组番茄苗幼苗期和生长期图片 |
| 附录 C 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（5）基于无线传输的温室数据采集与控制系统研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 2 Zig Bee无线网络技术 |
| 2.1 Zig Bee技术简介 |
| 2.1.1 Zig Bee技术特点 |
| 2.1.2 Zig Bee网络拓扑结构 |
| 2.1.3 Zig Bee技术与其他短距离通信技术的对比 |
| 2.2 Zig Bee协议介绍 |
| 2.2.1 服务原语 |
| 2.2.2 物理层 |
| 2.2.3 媒体访问控制层 |
| 2.2.4 网络层 |
| 2.2.5 应用层 |
| 2.3 Zig Bee网络组网 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 Zig Bee路由算法的优化 |
| 3.1 Zig Bee地址分配机制 |
| 3.2 Zig Bee路由算法 |
| 3.2.1 Cluster-Tree路由算法 |
| 3.2.2 AODVjr路由算法 |
| 3.3 Zig Bee路由算法优化 |
| 3.3.1 LQI及邻居表的设计 |
| 3.3.2 节点最小剩余能量定义 |
| 3.3.3 算法改进思路 |
| 3.3.4 改进算法流程 |
| 3.4 改进算法仿真 |
| 3.4.1 NS 2 仿真流程 |
| 3.4.2 改进算法仿真结果分析比较 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 温室数据采集与控制系统的设计与实现 |
| 4.1 系统需求分析 |
| 4.1.1 温室环境参数分析 |
| 4.1.2 系统设计需求 |
| 4.1.3 系统功能需求 |
| 4.2 温室数据采集与控制系统的总体设计 |
| 4.3 系统硬件设计与实现 |
| 4.3.1 传感器选型 |
| 4.3.2 Zig Bee无线通信模块CC2530 |
| 4.3.3 终端节点硬件设计 |
| 4.3.4 路由节点硬件设计 |
| 4.3.5 Zig Bee网关硬件组成 |
| 4.3.6 供电模块与继电器模块设计 |
| 4.4 系统软件设计与实现 |
| 4.4.1 开发环境 |
| 4.4.2 终端节点软件设计 |
| 4.4.3 路由节点软件设计 |
| 4.4.4 Zig Bee网关 |
| 4.4.5 数据采集软件设计 |
| 4.4.6 上位机数据监控中心软件设计 |
| 4.4.7 温室远程控制软件设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 系统功能测试 |
| 5.1 Zig Bee组网与无线通信测试 |
| 5.2 Zig Bee传感器网络性能测试 |
| 5.3 上位机数据监控中心测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论和展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（6）基于Hadoop的智能温室监控系统的设计与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 主要研究内容与设计目标 |
| 1.4 本文结构 |
| 第二章 智能温室监控系统设计与硬件选型 |
| 2.1 系统设计 |
| 2.2 可行性分析 |
| 2.3 Lpc2138微处理器简介 |
| 2.4 环境参数感知设备的选型 |
| 2.4.1 温湿度传感器的选用 |
| 2.4.2 气体浓度传感器的选用 |
| 2.4.3 光传感器的选用 |
| 2.4.4 继电器的选用 |
| 第三章 智能温室环境监控系统硬件设计 |
| 3.1 主控制模块 |
| 3.2 光照采集电路设计 |
| 3.3 温湿度采集电路设计 |
| 3.4 气体浓度采集电路设计 |
| 3.5 电源电路设计 |
| 3.6 JTAG电路设计 |
| 3.7 ZigBee节点模块与网络层规范 |
| 第四章 智能温室环境监控系统总体设计 |
| 4.1 参数设置模块 |
| 4.2 工作模块 |
| 4.3 温湿度采集模块 |
| 4.4 气体浓度采集模块 |
| 4.5 光照强度采集模块 |
| 第五章 Hadoop框架设计与实现 |
| 5.1 数据中心 |
| 5.2 大数据预处理技术 |
| 5.2.1 数据清洗 |
| 5.2.2 数据集成 |
| 5.2.3 数据变换 |
| 5.2.4 数据规约 |
| 5.3 Hadoop数据存储 |
| 5.4 Apriori算法在Mapreduce框架上的应用 |
| 5.5 采集数据的处理应用 |
| 5.5.1 基于频繁项集改进的Apriori算法在智能温室中的应用研究 |
| 5.5.2 传统Apriori算法介绍与局限性 |
| 5.5.3 Apriori算法的改进 |
| 5.5.4 改进的Apriori算法性能分析 |
| 5.5.5 Apriori算法在智能温室中的应用试验 |
| 5.5.6 算法改进应用结论 |
| 第六章 智能温室环境监控系统调试分析 |
| 6.1 光照采集电路调试结果 |
| 6.2 温湿度采集电路调试结果 |
| 6.3 气体浓度采集电路调试结果 |
| 6.4 系统可视化界面 |
| 第七章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）项目式学习在初中化学探究实验教学中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容与方法 |
| 1.4 核心概念与基础理论 |
| 第2章 项目式学习在初中化学探究实验教学中的应用 |
| 2.1 研究目的 |
| 2.2 研究对象 |
| 2.3 研究过程 |
| 2.4 在探究实验中实施项目式学习的步骤和策略 |
| 2.5 探究任务中实施项目式学习的规划 |
| 2.6 项目实施过程中需要解决和注意的核心 |
| 第3章 如何在探究实验中开展项目式学习(案例分析) |
| 3.1 项目导引的设置 |
| 3.2 项目式学习的其他环节 |
| 3.3 《水的净化》案例分析 |
| 3.4 《物质的性质与转化》案例分析 |
| 3.5 研究数据收集与结果 |
| 第4章 项目式学习在初中化学探究实验教学应用中存在的问题 |
| 4.1 未基于初中生特征设计教学模式 |
| 4.2 缺乏合理的项目式学习目标 |
| 4.3 教学过程未结合探究实验式教学理念 |
| 4.4 评价机制存在单一性 |
| 第5章 项目式学习在探究实验教学应用中的注意事项 |
| 5.1 项目式学习需要教师更新理念 |
| 5.2 项目式学习与探究实验教学的结合需要创新教学设计 |
| 5.3 利用项目式学习,整合实验探究课堂教学 |
| 5.4 项目式学习和探究实验教学的结合需要评价方式的创新 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
（8）基于ARM11的温室环境参数自动调控系统的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 系统概述 |
| 1.1 研究背景及目标 |
| 1.2 研究现状及存在的问题 |
| 1.2.1 研究现状 |
| 1.2.2 发展趋势 |
| 1.2.3 存在问题 |
| 1.3 研究依据及相关术语 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 2 相关技术与开发工具介绍 |
| 2.1 OK6410开发板简介 |
| 2.2 S3C6410处理器简介 |
| 2.3 电气控制技术简介 |
| 2.4 Protel 99 SE简介 |
| 3 系统需求分析 |
| 3.1 基本功能需求分析 |
| 3.1.1 按键功能需求 |
| 3.1.2 显示功能需求 |
| 3.1.3 存储功能需求 |
| 3.1.4 传感变送功能需求 |
| 3.1.5 执行模块功能需求 |
| 3.1.6 控制器及电源等功能需求 |
| 3.2 特色功能需求分析 |
| 3.2.1 存在应急保护模块的必要性 |
| 3.2.2 应急保护模块的动作要求 |
| 3.3 系统性能需求分析 |
| 3.3.1 实时性 |
| 3.3.2 并发性 |
| 3.3.3 交互性 |
| 3.3.4 安全性 |
| 4 系统设计 |
| 4.1 温室主要环境参数分析 |
| 4.1.1 主要环境参数对作物的影响 |
| 4.1.2 温室环境参数与环境调节执行机构的关系 |
| 4.2 系统总体设计 |
| 4.3 控制器外围电路设计 |
| 4.4 传感变送模块设计 |
| 4.4.1 传感变送器模块设计原则 |
| 4.4.2 传感变送器选型 |
| 4.4.3 传感变送器电路设计 |
| 4.4.4 传感变送器安装注意事项 |
| 4.5 执行模块设计 |
| 4.5.1 执行元件模块设计原则 |
| 4.5.2 驱动电路的设计 |
| 4.5.3 主要执行元件的分析与设计 |
| 4.5.4 主要执行元件的电路原理图设计 |
| 4.5.5 应急执行模块电路设计 |
| 4.5.6 主要执行元件选型 |
| 4.6 按键模块设计 |
| 4.6.1 按键模块硬件设计 |
| 4.6.2 按键模块软件设计 |
| 4.7 显示模块软件设计 |
| 5 系统实现 |
| 5.1 系统控制器模块实现 |
| 5.2 传感变送模块实现 |
| 5.3 执行机构模块实现 |
| 5.4 系统按键及显示模块实现 |
| 5.4.1 系统按键实现 |
| 5.4.2 系统显示实现 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）直接捕获大气中CO2用于设施农业作物种植（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 设施农业与二氧化碳捕获 |
| 1.1.1 国内外设施农业发展现状 |
| 1.1.2 设施农业对二氧化碳的需求 |
| 1.1.3 二氧化碳捕集和设施农业的结合 |
| 1.2 二氧化碳捕集技术与方法 |
| 1.2.1 二氧化碳捕集技术的现状 |
| 1.2.2 捕集二氧化碳的方法 |
| 1.3 固态胺吸附剂捕获二氧化碳研究进展 |
| 1.3.1 多孔材料的选择 |
| 1.3.2 固态胺吸附剂常用的有机胺 |
| 1.3.3 固态胺吸附剂的吸附原理 |
| 1.3.4 固态胺吸附剂的制备及选择评价标准 |
| 1.4 本课题的研究内容及其意义 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验试剂和仪器 |
| 2.2 实验方法与步骤 |
| 2.2.1 MCM-48的制备 |
| 2.2.2 SBA-15的制备 |
| 2.2.3 酸化埃洛石的制备 |
| 2.2.4 蜂窝载体的制备 |
| 2.2.5 DDR分子筛的制备 |
| 2.2.6 固态胺吸附剂的制备 |
| 2.3 实验表征方法和测试手段 |
| 2.3.1 X射线粉末衍射(XRD) |
| 2.3.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.3.3 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.3.4 氮气吸脱附测试(BET) |
| 2.3.5 傅里叶红外光谱分析(FTIR) |
| 2.4 固态胺吸附剂的测试方法 |
| 2.4.1 粉体吸附剂的CO_2吸附测试 |
| 2.4.2 蜂窝载体吸附剂CO_2吸附性能测试 |
| 2.5 固态胺吸附剂评价指标及计算方法 |
| 第三章 载体材料的制备及固态胺吸附剂CO_2吸附性能的研究 |
| 3.1 粉体载体的制备及吸附剂CO_2吸附性能测试 |
| 3.1.1 多孔硅胶 |
| 3.1.2 介孔材料 |
| 3.1.3 微孔材料 |
| 3.1.4 粉体吸附剂的筛选 |
| 3.2 蜂窝载体制备及吸附剂CO_2吸附性能测试 |
| 3.2.1 蜂窝载体的制备 |
| 3.2.2 蜂窝状吸附剂吸附性能测试 |
| 3.2.3 方形蜂窝状固态胺吸附剂循环稳定性测试 |
| 3.3 粉体吸附剂与蜂窝载体吸附剂的吸附性能对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 DDR分子筛的绿色合成 |
| 4.1 KOH浓度和合成时间的影响 |
| 4.2 K~+和碱度的影响 |
| 4.3 K~+和合成温度的影响 |
| 4.4 模板剂浓度的影响 |
| 4.5 其他金属阳离子的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（10）智慧农业远程监控系统开发与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 智慧农业远程监控系统国内外研究现状 |
| 1.3 智慧农业远程监控系统的发展趋势 |
| 1.4 主要工作和论文结构 |
| 第二章 系统总体方案设计 |
| 2.1 智慧农业远程监控系统功能需求分析 |
| 2.2 系统总体设计方案 |
| 2.3 平台所需硬件的选型 |
| 2.3.1 传感器的选型 |
| 2.3.2 无线收发射频芯片的选型 |
| 2.4 无线传感器网络的构建 |
| 2.4.1 无线传感器网络的通信协议 |
| 2.4.2 网络拓扑结构与低功耗模式的选择 |
| 2.5 大棚环境因素控制方法和策略设计 |
| 2.5.1 环境影响因素控制方式 |
| 2.5.2 环境影响因素控制策略 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 系统硬件和软件设计 |
| 3.1 系统的整体结构搭建 |
| 3.2 系统的硬件设计 |
| 3.2.1 数据监测模块硬件设计 |
| 3.2.2 无线通信模块硬件设计 |
| 3.2.3 RS-485通信电路设计 |
| 3.2.4 系统控制执行模块硬件设计 |
| 3.3 系统的软件设计 |
| 3.3.1 终端节点的软件设计 |
| 3.3.2 中继节点的软件设计 |
| 3.3.3 中心节点的软件设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 智慧农业大棚中预测模糊PID控制方法 |
| 4.1 控制器需求分析 |
| 4.2 内模整定PID参数 |
| 4.3 模糊控制原理 |
| 4.4 预测函数控制算法 |
| 4.4.1 基本的预测控制思想 |
| 4.4.2 预测函数控制 |
| 4.5 基于预测函数优化的模糊PID控制器 |
| 4.5.1 预测模糊PID控制方案 |
| 4.5.2 预测模糊PID控制器设计 |
| 4.5.3 系统仿真结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 管理平台界面设计与系统性能测试 |
| 5.1 基于Web的管理平台的设计 |
| 5.1.1 管理平台与服务器间的通信 |
| 5.1.2 管理平台的功能需求分析 |
| 5.1.3 数据库与数据库表的设计 |
| 5.2 上位机监控界面设计 |
| 5.2.1 用户登录界面设计 |
| 5.2.2 串口通信界面设计 |
| 5.2.3 实时监测界面设计 |
| 5.2.4 历史记录界面设计 |
| 5.2.5 控制中心界面设计 |
| 5.2.6 信息服务界面设计 |
| 5.3 数据采集效果调试 |
| 5.4 系统控制性能测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
四、大棚气体和二氧化碳的人工调节（论文参考文献）
- [1]微藻三维亚微结构解析及扰流锥闪光反应器研制促进烟气CO2减排研究[D]. 郭王彪. 浙江大学, 2021
- [2]管式反应器强化CO2微气泡生成转化及管池结合促进微藻细胞闪光效应减排燃煤烟气CO2研究[D]. 徐俊宸. 浙江大学, 2021
- [3]用于空气二氧化碳捕集的多孔树脂吸附剂成型及性能研究[D]. 吴禹松. 浙江大学, 2020(07)
- [4]基于大棚固碳的太阳能智能灌溉调控系统的研究[D]. 张泉. 广州大学, 2020
- [5]基于无线传输的温室数据采集与控制系统研究与设计[D]. 马维军. 青岛科技大学, 2020(01)
- [6]基于Hadoop的智能温室监控系统的设计与研究[D]. 皇可. 吉林农业大学, 2020(03)
- [7]项目式学习在初中化学探究实验教学中的应用研究[D]. 赵雪晶. 西南大学, 2020(01)
- [8]基于ARM11的温室环境参数自动调控系统的设计与实现[D]. 张小平. 重庆三峡学院, 2020(01)
- [9]直接捕获大气中CO2用于设施农业作物种植[D]. 王孟馨. 上海工程技术大学, 2020(04)
- [10]智慧农业远程监控系统开发与研究[D]. 李梦迪. 天津工业大学, 2020(02)