The most critical parameters of the microclimate in greenhouses are air and soil temperature, air and soil moisture, plant illumination, and carbon dioxide (CO2) concentration in photosynthesis. New energy sources and resource-efficient management of microclimate parameters in greenhouses can be utilized to reduce greenhouse crop cultivation costs and increase profits. As the plant mass increase depends on photosynthesis, which involves the formation of glucose in the plant chloroplasts from water and carbon dioxide under the influence of light radiation, the saturation of greenhouses with carbon dioxide has become popular in recent decades. However, insufficient light slows down the process of glucose formation, while excessive light intensity negatively affects photosynthesis. Based on the experimentally proven Van Henten model of plant growth and using the MATLAB environment, a methodology was proposed, and the dependence between CO2 concentration and leaf lettuce illumination power required for maximum photosynthesis was determined. It is equal to 0.57 ppm/(W/m2). Such dependence should be considered when designing control systems to reduce resource and energy costs for greenhouse crop cultivation while ensuring maximum yield.
We synthesized the general structures of biomedical electric impedance biotechnical systems as a part of cyber-physical systems and propose methodological recommendations on the electric impedance equipment development.
The article investigates the possibility of algorithmic design of complex electronic medical equipment. Such equipment is considered as an element of the biotechnical system, which is a separate variant of the cyber-physical system. A biotech system is a complex that includes a biological object, electronic medical equipment, and a potential user. The design of electronic medical equipment is complex and depends on the characteristics of the biotechnical system. Each new development requires an individual approach, but the analysis of possible generalized structures of biotechnical systems and features of their elements makes it possible to systematize the sequence of operations necessary for their creation and to propose a design algorithm that allows to obtain the desired result. An example of using an algorithmic approach in the design of electroimpedance medical equipment is considered. The obtained results can be used in the design of biotechnical systems for therapeutic purposes. Key words: cyberphysical systems, biotechnical systems, design.
Подано матеріали досліджень, пов'язаних із побудовою біотехнічних систем як складових кіберфізичних систем біомедичного призначення. Запропоновані узагальнені структури біомедичних біотехнічних систем дають змогу формулювати та розв'язувати задачі проектування таких біотехнічних систем як компонент кіберфізичних систем. Розглянуто, проаналізовано та запропоновано низку практичних заходів стосовно створення інструментальних засобів біотехнічних систем. Особливості взаємодії між біологічною та технічною складовими задають перелік експериментальних та теоретичних досліджень, що йдуть паралельно до технічних етапів реалізації. Особливості побудови біотехнічної системи на основі біоелектроімпедансометрії з погляду метрології полягає у неможливості мати взірцевий біологічний об'єкт. Похибки при біоелектроімпедансометрії виникають у результаті взаємодії інструментальних засобів і біологічного об'єкта та перерахунку біофізичних параметрів у фізіологічні характеристики. Докладно розглянуто експериментальні результати, які супроводжували розроблення та дали можливість побудувати біотехнічну систему для визначення рівня втрат крові. Ключові слова: кіберфізичні системи, біотехнічні системи, біомедичний електроімпеданс, інструментальні засоби.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.