DB37_T 4624—2023设施番茄物联网环境参数适宜度评价.pdf

ICS 65.020.20 CCS B 05 37 山东省地方标准 DB37/T 46242023 设施番茄物联网环境参数适宜度评价 Suitability criteria of environmental parameters of the internet of things for facility tomato 2023-07-24 发布 2023-08-24 实施 山东省市场监督管理局 发 布 目次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 评价目标.1 5 评价原则.1 6 评价方法.2 评价流程.2 6.1 关键参数确定.2 6.2 划分权重.2 6.3 拟合函数.2 6.4 参数采集.7 6.5 计算参数分值.8 6.6 汇总打分.8 6.7 结果分析.8 6.8 附录 A（资料性）设施番茄各个生长阶段的环境参数影响情况表.10 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由山东省农业农村厅提出并组织实施。本文件由山东农业标准化技术委员会蔬菜产业标准化分技术委员会归口。设施番茄物联网环境参数适宜度评价 1 范围 本文件规定了设施番茄物联网环境参数适宜度评价目标、评价原则、评价方法。本文件适用于设施番茄物联网环境参数适宜度评价。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 30269.22013 信息技术 传感器网络 第2部分：术语 GB/T 337452017 物联网 术语 3 术语和定义 GB/T 337452017和GB/T 30269.22013界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 物联网 internet of things；IoT 通过感知设备，按照约定协议，连接物、人、系统和信息资源，实现对物理和虚拟世界的信息进行处理并作出反应的智能服务系统。注：物即物理实体。来源：GB/T 337452017，2.1.1 3.2 层次分析法 analytic hierarchy process 将与决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。4 评价目标 评价设施番茄生长中各项环境参数在其生长过程中的适宜程度，进行量化分析和环境适宜度评估，给出当前环境参数对设施番茄生长影响的适宜度指数，从而制定预防或者减轻不良环境影响的对策和措施，为番茄设施栽培管理调控建立基础并提供数据支撑。5 评价原则 设施番茄物联网环境参数适宜度评价应遵循以下原则。重点与全面相结合的原则。突出设施番茄栽培重点区域、关键阶段和主要环境参数。定量与定性相结合的原则。评价应优先采用定量方法，无法实现定量时可采用定性方法。6 评价方法 评价流程 6.1 设施番茄物联网环境参数适宜度评价流程见图1。关键参数确定划分权重拟合函数采集参数计算参数分值汇总打分 图1 评价流程 关键参数确定 6.2 综合分析当前设施番茄栽培现状及主要环境特征，确定设施光照强度、空气温度、空气相对湿度、土壤相对含水量、土壤EC值、土壤温度、土壤pH值、空气CO2浓度作为设施番茄物联网环境参数适宜度评价的评价参数。划分权重 6.3 参数权重利用层次分析法（AHP）确定，设施番茄各项物联网环境参数权重见表1。表1 各项环境参数的权重 目标 环境参数 白天权重取值 夜间权重取值 设施番茄物联网环境参数适宜度评价 光照强度 25%空气温度 20%33%空气相对湿度 12%27%土壤EC值 12%土壤相对含水量 12%18%土壤温度 10%22%土壤pH 5%CO2浓度 4%拟合函数 6.4 6.4.1 通则 设施番茄的生长周期为：定植缓苗期、开花坐果期和结果期。设施番茄各个生长阶段的环境参数影响情况见附录A。在不同的生长阶段，根据每项环境参数特征形成各自满足的参数分值拟合函数。6.4.2 定植缓苗期 6.4.2.1 光照强度P1（X1）满足的参数分值拟合函数见公式（1）：1(1)=5 0812+0.00291+54.85312 (1)式中：P1（X1）光照强度分值；X1 实际监测的光照强度值；R12 相关系数或拟合优度，R12=0.9935。6.4.2.2 白天空气温度P2（X2）满足的参数分值拟合函数见公式（2）：2(2)=0.4822+25.6622 248.9422 (2)式中：P2（X2）白天空气温度分值；X2 实际监测的白天空气温度值，13X240；R22 相关系数或拟合优度，R22=0.9036。注：当X213或X240时，白天空气温度分值P2为0。6.4.2.3 夜间空气温度P2（X3）满足的参数分值拟合函数见公式（3）：2(3)=2.152532+81.7043 682.0232 (3)式中：P2（X3）夜间空气温度分值；X3 实际监测的夜间空气温度值，13X325；R32 相关系数或拟合优度，R32=0.9119。注：当X313或X325时，夜间空气温度分值P2为0。6.4.2.4 白天空气相对湿度P3（X4）满足的参数分值拟合函数见公式（4）：3(4)=0.177642+28.884 1080.242 (4)式中：P3（X4）白天空气相对湿度分值；X4 实际监测的白天空气相对湿度值，X460；R42 相关系数或拟合优度，R42=0.9165。注：当X460时，白天空气相对湿度分值P3为0。6.4.2.5 夜间空气相对湿度P3（X5）满足的参数分值拟合函数见公式（5）：3(5)=0.342952+58.2865 238452 (5)式中：P3（X5）夜间空气相对湿度分值；X5 实际监测的夜间空气相对湿度值，X560；R52 相关系数或拟合优度，R52=0.9184。注：当X570时，夜间空气相对湿度分值P3为0。6.4.2.6 土壤相对含水量P4（X6）满足的参数分值拟合函数见公式（6）：4(6)=0.342962+51.4296 1835.462 (6)式中：P4（X6）土壤相对含水量分值；X6 实际监测的土壤相对含水量值；R62 相关系数或拟合优度，R62=0.9184。6.4.2.7 土壤 EC 值P5（X7）满足的参数分值拟合函数见公式（7）：5(7)=857.1472+685.717 4472 (7)式中：P5（X7）土壤EC值分值；X7 实际监测的土壤EC值；R72 相关系数或拟合优度，R72=0.9184。6.4.2.8 土壤温度P6（X8）满足的参数分值拟合函数见公式（8）：6(8)=0.342982+13.7148 4482 (8)式中：P6（X8）土壤温度分值；X8 实际监测的土壤温度值；R82 相关系数或拟合优度，R82=0.9184。6.4.2.9 土壤 pH 值P7（X9）满足的参数分值拟合函数见公式（9）：7(9)=11.02292+138.179 340.2992 (9)式中：P7（X9）土壤pH值分值；X9 实际监测的土壤pH值；R92 相关系数或拟合优度，R92=0.9056。6.4.2.10 CO2浓度P8（X10）满足的参数分值拟合函数见公式（10）：8(10)=0.0002102+0.273610+2.2069102 (10)式中：P8（X10）CO2浓度分值；X10 实际监测的CO2浓度值；R102 相关系数或拟合优度，R102=0.9227。6.4.3 开花坐果期 6.4.3.1 光照强度P1（X11）满足的参数分值拟合函数见公式（11）：1(11)=3 08112+0.002211+54.725112 (11)式中：P1（X11）白天光照强度分值；X11 实际监测的光照强度值；R112 相关系数或拟合优度，R112=0.9048。6.4.3.2 白天空气温度P2（X12）满足的参数分值拟合函数见公式（12）：2(12)=0.5024122+24.77212 197.21122 (12)式中：P2（X12）白天空气温度分值；X12 实际监测的白天空气温度值，11X1237；R122 相关系数或拟合优度，R122=0.9453。注：当X1211或X1237时，白天空气温度分值P2为0。6.4.3.3 夜间空气温度P2（X13）满足的参数分值拟合函数见公式（13）：2(13)=0.4757132+15.77313 37.469132 (13)式中：P2（X13）夜间空气温度分值；X13 实际监测的夜间空气温度，3X1325；R132 相关系数或拟合优度，R132=0.912。注：当X133或X1325时，夜间空气温度分值P2为0。6.4.3.4 白天空气相对湿度P3（X14）满足的参数分值拟合函数见公式（14）：3(14)=0.3429142+44.57114 1355.4142 (14)式中：P3（X14）白天空气相对湿度分值；X14 实际监测的白天空气相对湿度值，50X1480；R142 相关系数或拟合优度，R142=0.9184。注：当X1450或X1480时，白天空气温度分值P3为0。6.4.3.5 夜间空气相对湿度P3（X15）满足的参数分值拟合函数见公式（15）：3(15)=0.3874152+46.7915 1319.1152 (15)式中：P3（X15）夜间空气相对湿度分值；X15 实际监测的夜间空气相对湿度值，42X1580；R152 相关系数或拟合优度，R152=0.928。注：当X1542或X1580时，夜间空气温度分值P3为0。6.4.3.6 土壤相对含水量P4（X16）满足的参数分值拟合函数见公式（16）：4(16)=0.3429162+44.57116 1355.4162 (16)式中：P4（X16）土壤相对含水量分值；X16 实际监测的土壤相对含水量值；R162 相关系数或拟合优度，R162=0.9184。6.4.3.7 土壤 EC 值P5（X17）满足的参数分值拟合函数见公式（17）：5(17)=229.3172+235.7117 36.029172 (17)式中：P5（X17）土壤EC值分值；X17 实际监测的土壤EC值；R172 相关系数或拟合优度，R172=0.9386。6.4.3.8 土壤温度P6（X18）满足的参数分值拟合函数见公式（18）：6(18)=0.3429182+13.71418 44182 (18)式中：P6（X18）土壤温度分值；X18 实际监测的土壤温度值；R182 相关系数或拟合优度，R182=0.9184。6.4.3.9 土壤 pH 值P7（X19）满足的参数分值拟合函数见公式（19）：7(19)=11.022192+138.1719 340.29192 (19)式中：P7（X19）土壤pH值分值；X19 实际监测的土壤pH值；R192 相关系数或拟合优度，R192=0.9898。6.4.3.10 CO2浓度 P8（X20）满足的参数分值拟合函数见公式（20）：8(20)=5 05202+0.097720 50.269202 (20)式中：P8（X20）CO2浓度分值；X20 实际监测的CO2浓度值；R202 相关系数或拟合优度，R202=0.9954。6.4.4 结果期 6.4.4.1 光照强度 P1（X21）满足的参数分值拟合函数见公式（21）：1(21)=3 08212+0.002221 55.163212 (21)式中：P1（X21）光照强度分值；X21 实际监测的光照强度值；R212 相关系数或拟合优度，R212=0.9224。6.4.4.2 白天空气温度P2（X22）满足的参数分值拟合函数见公式（22）：2(22)=0.9684222+50.69222 569.1222 (22)式中：P2（X22）白天空气温度分值；X22 实际监测的白天空气温度值，17X2235；R222 相关系数或拟合优度，R222=0.9074。注：当X2217或X2235时，白天空气温度分值P2为0。6.4.4.3 夜间空气温度P2（X23）满足的参数分值拟合函数见公式（23）：2(23)=0.6087232+21.25923 92.497232 (23)式中：P2（X23）夜间空气温度分值；X23 实际监测的夜间空气温度值，6X2329；R232 相关系数或拟合优度，R232=0.9169。注：当X236或X2329时，夜间空气温度分值P2为0。6.4.4.4 白天空气相对湿度P3（X24）满足的参数分值拟合函数见公式（24）：3(24)=0.3429242+37.71424 944242 (24)式中：P3（X24）白天空气相对湿度分值；X24 实际监测的白天空气相对湿度值，40X2470；R242 相关系数或拟合优度，R242=0.9184。注：当X2440或X2470时，白天空气温度分值P3为0。6.4.4.5 夜间空气相对湿度P3（X25）满足的参数分值拟合函数见公式（25）：3(25)=0.3429252+37.71425 944252 (25)式中：P3（X25）夜间空气相对湿度分值；X25 实际监测的夜间空气相对湿度值，40X2570；R252 相关系数或拟合优度，R252=0.9184。注：当X2540或X2570时，夜间空气温度分值P3为0。6.4.4.6 土壤相对含水量P4（X26）满足的参数分值拟合函数见公式（26）：4(26)=1.3567262+211.3826 8140.9262 (26)式中：P4（X26）土壤相对含水量分值；X26 实际监测的土壤相对含水量值；R262 相关系数或拟合优度，R262=0.9025。6.4.4.7 土壤 EC 值P5（X27）满足的参数分值拟合函数见式（27）：5(27)=383.9272+420.6427 21.772272 (27)式中：P5（X27）土壤EC值分值；X27 实际监测的土壤EC值；R272 相关系数或拟合优度，R272=0.9067。6.4.4.8 土壤温度P6（X28）满足的参数分值拟合函数见公式（28）：6(28)=0.3429282+13.71428 44282 (28)式中：P6（X28）土壤温度分值；X28 实际监测的土壤温度值；R282 相关系数或拟合优度，R282=0.9184。6.4.4.9 土壤 pH 值P7（X29）满足的参数分值拟合函数见公式（29）：7(29)=11.022292+138.1729 340.29292 (29)式中：P7（X29）土壤pH值分值；X29 实际监测的土壤pH值；R292 相关系数或拟合优度，R292=0.9056。6.4.4.10 CO2浓度P8（X30）满足的参数分值拟合函数见公式（30）：8(30)=0.0001302+0.156630 37.015302 (30)式中：P8（X30）CO2浓度分值；X30 实际监测的CO2浓度值；R302 相关系数或拟合优度，R302=0.9757。参数采集 6.5 进行设施番茄物联网环境参数适宜度评价时，应采集的环境参数见表2。表2 设施番茄物联网环境参数 类型 数据名称 单位/比率 设施番茄物联网环境参数 光照强度 lx 空气温度 空气相对湿度 土壤相对含水量%土壤EC值 mS/cm 土壤温度 土壤pH CO2浓度 ppm 计算参数分值 6.6 按照不同的生长周期，将每项环境参数实际监测的数值分别代入6.4对应的公式，可得到每项环境参数的分值：P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8。汇总打分 6.7 将设施番茄物联网设施环境适宜度总分数设置为P总，代表当前监测的环境参数对设施番茄生长的适宜程度。白天，计算公式见公式（31）：总=1 25%+2 20%+3 12%+4 12%+5 12%+6 10%+7 5%+8 4%(31)式中：P总 设施番茄物联网环境适宜度总分数；P1 光照强度分值；P2 白天空气温度分值；P3 白天空气相对湿度分值；P4 土壤相对含水量分值；P5 土壤EC分值；P6 土壤温度分值；P7 pH值分值；P8 CO2浓度分值。夜间，计算公式见公式（32）：总=2 33%+3 27%+4 18%+6 22%(32)式中：P总 设施番茄物联网环境适宜度总分数；P2 夜间空气温度分值；P3 夜间空气相对湿度分值；P4 土壤相对含水量分值；P6 土壤温度分值。结果分析 6.8 通过公式（31）、（32）计算得出设施番茄物联网环境适宜度总分数P总：P总60 时，表示设施番茄物联网环境参数适宜；P总60 时，表示设施番茄物联网环境参数不适宜，需采取一定的补救措施。A A 附录A （资料性）设施番茄各个生长阶段的环境参数影响情况表 设施番茄各个生长阶段的环境参数影响情况表见表A.1。表A.1 设施番茄各个生长阶段的环境参数影响情况表 类型 定植缓苗期 开花坐果期 结果期 影响 光照强度（L）lx 白天 2 000 1 000 1 000 过低 2 000L10 000 1 000L30 000 1 000L20 000 偏低 10 000L50 000 30 000L60 000 20 000L60 000 适宜 50 000L60 000 60 000L70 000 60 000L70 000 偏高 60 000 70000 70 000 过高 空气温度（TA）白天 18 15 20 过低 18TA25 15TA20 20TA25 偏低 25TA32 20TA30 25TA30 适宜 32TA35 30TA32 30TA32 偏高 35 32 32 过高 夜间 15 8 10 过低 15TA17 8TA13 10TA15 偏低 17TA20 13TA20 15TA20 适宜 20TA23 20TA25 20TA25 偏高 23 25 25 过高 空气相对湿度（HA）白天 75%60%50%偏低 75%HA90%60%HA70%50%HA60%适宜 90%70%60%偏高 夜间 80%55%50%偏低 80%HA90%55%HA65%50%HA60%适宜 90%65%60%偏高 土壤相对含水量（HS）70%60%75%偏低 70%HS80%60%HS70%75%HS80%适宜 80%70%80%偏高 土壤 EC 值 mS/cm 0.3 0.3 0.4 偏低 0.3EC0.5 0.3EC0.8 0.4EC0.7 适宜 0.5 0.8 0.7 偏高 土壤温度（TS）15 15 15 偏低 15TS25 15TS25 15TS25 适宜 25 25 25 偏高 表 A.1 设施番茄各个生长阶段的环境参数影响情况表（续）类型 定植缓苗期 开花坐果期 结果期 影响 pH 值 5.5 偏低 5.5pH7.2 适宜 7.2 偏高 CO2浓度（CC）ppm 白天 400 400 400 偏低 400CC1 000 400CC1 500 400CC1 200 适宜 1 000 1 500 1 200 偏高