4.3.1. 代码 16
4.3.2. 详细信息 17
5. NumPy的介绍和设计中的应用 18
5.1. NumPy介绍及应用 18
5.1.1. NumPy简介 18
5.1.2. NumPy在该设计中的使用介绍 18
6. 数据归一化和实验结果 18
6.1. 数据归一化 18
6.1.1. 数据来源: 18
6.2. 数据的归一化处理: 19
6.2.1. 数据归一化介绍: 19
6.2.2. 常见的数据归一化方法: 19
6.3. 数据归一化应用的预测结果 19
7. 讨论与总结 32
7.1. 讨论 32
7.2. 总结 32
致谢 32
参考文献: 32
基于RNN的温室温度预测研究
引言:在我国农业快速发展的历程中,取得了一个又一个伟大成就,但同时也出现了农业区域劳动力转移、环境污染等问题。应用智能化农业设施可以减少人力物力的投入,可以在一定程度上解决这个问题。尤其是智能化农业设施中的智能温室产品的不断完善,使得智能温室设施引起了人们的重视[1]。本设计通过使用神经网络预测的方法,对来自苏州的温室数据进行研究,避免了传统建模方法费时费力的缺点 [2],得到的结果也比较切合我国温室设施的实际情况。所以本设计通过使用机器学习的方法,使用了适合序列预测的RNN神经网络进行预测。因为传统的RNN存在容易梯度爆炸、梯度消失的问题,所以本设计选择了改进后的RNN模型,长短时记忆网络模型[3](Long Short-Term Memory)进行实验。在实验中,发现权值的初始化、学习率和数据的处理对结果影响较大,可以作为下一步改进的研究方向。
1. 绪论
1.1. 研究背景及意义
世界上已经有很多国家都在农业上投入了大量的人力和资金,希望以此来解决各国粮食储备和供给的难题,并保证粮食安全,实现农业发展的良性循环。而目前,随着我国的快速发展,难免对环境造成了破坏和污染,可耕地面积也因为快速增加的人口而减少,而且在农业地区的劳动力也在向城市不断地转移,所以在使用科学技术来解决粮食问题的同时,必须保证农业的可持续发展。智能化农业设施能够很好的解决这些出现的问题,通过科学的研究方法,对生产过程进行控制,不仅能够减少材料、人力的投入,从而减轻或避免对环境的破坏,还能够摆脱当地恶劣环境的影响,提高粮食的产量和质量,比如荷兰的玻璃温室,其中生产的花卉和蔬菜基本上每年的出口额都大于20亿美元。然而我国目前的温室设施和国外的相比,如日本的植物工厂,能够提高作物四至五倍的生长速度,而且四季产量稳定,还存在一定的差距。于是引进国外的成熟的温室设备成为一种常见的情况,但是因为水质、气候等差异,这些引进的温室控制系统,并没有取得理想的成果,导致了文护贵、投入高、回报少的结果,而且核心技术仍然被国外掌握。所以,研究出适合我国国情的温室产品是很有必要的。温室温度预测又是温室控制科学程度的一个重要的指标,传统的建模方法大多十分复杂,费时费力,而且对于另外一种情况又需要重新建模,有诸多不便。目前,RNN已经在有关序列预测的领域取得了许多成绩,而且,训练好的模型可以直接进行运用,也可以根据不同的情况微调参数,训练出更适合所应用温室的温度预测模型。因此将RNN应用到温室温度预测是非常有意义的。 Python基于RNN的温室温度预测研究+源代码(2):http://www.youerw.com/jisuanji/lunwen_32672.html