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中国农业工程学会2011年学术年会

中国农业工程学会2011年学术年会

  • 召开年：2011
  • 召开地：重庆
  • 出版时间： 2011-10-22

主办单位：中国农业工程学会

会议文集：中国农业工程学会2011年学术年会论文集

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  • 摘要：本文根据猪体轮廓所具有的椭圆特性提出一种简单、易行的姿态识别算法，以区分猪的不同姿态和精神状态。首先采用形态学的方法对猪体图像进行预处理，从而进行边缘提取，并对边缘上的点进行椭圆拟合，根据头颈部、躯体和四肢在空间分布的特点，来确定猪的姿势特征，再运用支持向量机分类器对不同的姿态分成正常站立，低头站立和躺卧三类，不同的姿态对应着不同的精神状态，最后得出图像中猪的精神状态。该方法对自建的猪体姿态库进行实验，实验结果验证了上述方法的有效性。
  • 摘要：温室环境监测目前主要采用有线通信方式，随着温室面积扩大，监测点增多，电缆布线困难。本文设计开发了基于无线传感器网络的温室监测系统，系统由无线传感器节点、基站节点和数据监控端组成。分布在温室监测区域内的传感器节点采集和预处理所需环境数据，通过无线方式与基站节点通信。传感器节点和基站节点运行嵌入式操作系统TinyOS 及NesC 语言编制的应用程序。基站节点与数据监控端通过USB 接口相连，将接收到的数据实时传输到数据监控端。数据监控平台采用可视化的Moteview 界面实现动态监测。试验结果表明，系统能够实现稳定的温室环境参数实时监测，并且整个系统安装简便，易于构建和扩展。
  • 摘要：针对现有的单粒稻谷水分在线检测装置存在的采样粒数不均问题，本文通过对稻谷的物性参数分析，设计了一种新型稻谷采样装置。运用计算机模式与物理试验相结合的方法对采样装置进行了优化设计，在保证单粒采样的情况下，分别确定了南方稻和东北稻采样辊的结构参数，南方稻采样辊槽型参数为长18mm、宽2.5mm、深3mm，东北稻采样辊槽型参数为长15mm、宽4mm、深4mm。
  • 摘要：为了减少机械损伤，果蔬的收获、贮藏和加工机械的设计需要充分考虑果蔬的力学性质。本文以马铃薯为研究对象，运用INSTRON万能电子材料试验机和CMT6104微机控制电子万能材料试验机对马铃薯进行压缩和剪力学性能试验，测得其力-位移曲线， 分析其力学特性的变化规律，得到马铃薯的弹性模量、抗压强度、剪切强度等力学性能指标。该试验可为马铃薯的收获、贮藏及加工 装备的设计研究提供必要的力学参数和理论参考。
  • 摘要：本文采用可见/近红外漫反射光谱技术进行了马铃薯块茎干物质含量快速检测研究。采用主成分回归（PCR）和偏最小二乘法( PLS)建立了基于漫反射光谱的检测数学模型，对比分析了不同光谱预处理方法(原始光谱% T , 一阶微分处理光谱d1 (%T) 及二阶微分处理光谱d2 ( %T)) 对建模与预测性能的影响。根据模型相关系数( r) 、均方根校正误差(RMSEC)及均方根预测误差 (RMSEP) 进行了不同模型的预测性能对比，结果表明：光谱经一阶微分处理后，采用PLS法可以得到最好的建模与预测结，r=0.838 , RMSEC=2.21%，RMSEP=2.72%，研究表明采用可见近红外漫反射光谱对马铃薯品质快速检测具有可行性。
  • 摘要：为了分析筛选与面条色泽相关的小麦籽粒品质性状，以大田生产上种植的小麦品种为材料，分析面条0 h、24 h色泽特性，两者之间的关系，及其与小麦品种品质性状的关系。结果显示，鲜面条恒温（25℃）放置24 h 后，面条色泽L*值显著下降，a*值和b*值显著升高； 0 h 面条色泽L*值、a*值、b*值与24 h 面条色泽均有极显著的正相关性（p<0.01），鲜面条色泽可以预测放置后面条的色泽。容重、籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、面粉色泽L*值、弱化度等决定面条色泽L*值57.5%的变异；籽粒色泽a*值、面粉色泽a*值等决定面条色泽a*值19.8% 的变异；面粉色泽b*值、拉伸阻力决定面条色泽b*值51.1%的变异。面粉色泽、籽粒蛋白质含量、湿面筋含量是影响面条色泽的主要品质性状。
  • 摘要：苜蓿具有很高的营养价值，有“牧草之王”的美誉。干燥加工是苜蓿产业精深加工主要方式之一，选择合适的苜蓿干燥工艺，是 保证在苜蓿干燥时既能提高干燥效率，又能获得较高干燥品质的基础，因此关于苜蓿干燥技术进展的研究对苜蓿产业的发展具有很重要的 意义。为此，综述了近年来苜蓿干燥技术的种类、技术原理、常用的苜蓿干燥方法及其优缺点，并对国内外研究现状进行阐述，分析研究 了我国苜蓿产业存在的问题以及发展趋势，结果表明，开发节能环保新干燥技术和自动化、连续化生产工艺、设备及产品多元化开发，综 合利用是我国苜蓿产业的主要发展方向，旨在为苜蓿产业的发展提供参考和引导。
  • 摘要：利用PRO/E 对机架进行实体建模，采用ANSYS-Workbench 对机架的有限元进行模态分析，得到机架前6 阶固有频率和振型，分析机架的整体弯曲刚度和扭转刚度的分布，根据机架结构的低阶模态和振型，确定机架结构满足了设计刚度要求。
  • 摘要：随着我国传统农业向现代化农业的快速迈进，水稻插秧机得到了快速的发展，提高水稻插秧机零部件的质量及其可靠性就显得极为重要。其分插机构作为水稻插秧机重要的运动和传力部件，易磨损，易振动。论文从分插机构的工作原理出发，对它的传力特点和运动特点进行了分析，并利用有限元分析软件ANSYS 分别从静力学和动力学角度对其结构进行了分析，为水稻插秧机分插机构的合理设计提供了重要参考，为提高水稻插秧机的质量和可靠性做了有意义的探索。
  • 摘要：近年来，我国农业机械化快速发展，但存在发展不平衡、发展方式粗放、装备利用率不高等多种瓶颈问题，这些问题的产生主要源于我国农机装备结构的不合理，但目前国内外文献对于我国农机装备结构优化的具体内涵、评价方法、优化目标缺乏相关研究，本文以耕、种环节农机装备结构优化问题为例，运用数据包络法（DEA）中的Cost-C 成本效率模型研究我国农机化的成本效率及其对农机化水平的影响、农机装备优化目标及其路径，研究结论认为农机装备结构优化要同时考虑技术上最优和经济上成本最小，目前我国大多数省份农机装备的资源配置效率低下，特别是25 马力以下拖拉机数量过多，同时部分省份的农机装备技术效率低下，特别是技术水平和利用率低下。
  • 摘要：猕猴桃果实的识别方法是猕猴桃收获机器人的关键技术之一。本文重点研究了毗邻猕猴桃果实的分离过程，提出了一种基于 Hough 变换的毗邻猕猴桃果实的分离识别方法。首先利用L*a*b*空间模型a*通道对图像进行了分割，然后提取了毗邻果实目标的外接矩形，缩小了下一步图像处理的区域面积，简化了运算。又在外接矩形内提取了猕猴桃果实区域的轮廓，最后利用椭圆形Hough 变换拟合了单个猕猴桃果实的轮廓曲线，实现了毗邻果实的分离。检测椭圆轮廓曲线的基本参数主要包括形心坐标（x，y），长轴a1，短轴b1和长轴与坐标x 轴的夹角θ。通过研究，该方法可有效的从背景中分割出目标果实区域，并从毗邻果实区域中分离出单个果实，最后对单个猕猴桃进行坐标定位，从而为后续的猕猴桃收获机器人的研究打下了基础。
  • 摘要：本文在谷物联合收割机喂入搅龙结构和工作原理研究的基础上，将喂入搅龙结构简化建立数学模型，并在此基础上运用MATLAB 软件对其进行运动学分析和仿真，得出了喂入搅龙工作时的各个参数值运动变化曲线，为谷物联合收割机的喂入搅龙的结构的改进提供了一个理论基础。
  • 摘要：在Solidworks 软件中建立水果玉米剥皮齿的虚拟模型，调用Solidworks 软件的有限元分析模块—Simulation 虚拟加载水果玉米果穗对剥皮齿的摩擦力，对研制的水果玉米新型“人字形”剥皮齿与原饲用玉米“V 形”剥皮齿进行应力，位移，频率及疲劳等数据分析。模拟显示：加载相同摩擦力，新型剥皮齿的应力39 N/mm2(MPa)，位移 1.352028×10-3mm，原剥皮齿的应力91.6 N/mm2(MPa)，位移2.824197×10-3 mm。样机试验研究表明:采用新型“人字形”剥皮齿，水果玉米果穗乳熟期的剥净率由原80％提高到94.4％，腊黄期的剥净率由90％提高到97.2％；乳熟期的剥皮籽粒损失率由1.77％降到0.92％，腊黄期的剥皮籽粒损失率由2.2％降到1.2％。试验结果与仿真结果一致，新型剥皮齿结构与果穗接触面积大,摩擦力大,具有更可靠的强度和刚度,剥皮效果较理想。
  • 摘要：针对2BSF-4-5A 型小麦免耕播种机在西南丘陵地区播种过程中出现开沟器易磨损，覆土效果和排种性能不能满足要求等问题，设计出了圆弧刃口型开沟器，链环式覆土器，螺旋槽轮式排种器，提高了播种机的通过性和破茬能力，降低了土壤扰动和种子破碎率，覆土效果和排种性能好。田间试验结果表明，玉米根茬的切断率超过86%，土壤扰动为18%～22%，覆土合格率为98.2%，排种均匀性变异系数为26.8%，各行排种量一致性变异系数为1.2%，总排量稳定性变异系数为0.3%，种子破损率为0.1%。
  • 摘要：针对果树的产量受其地理位置、光照、施肥等多因素影响的实际问题，设计研发出一种精确测量单株果树产量的智能装置。该系统以无线网络作为通信平台，系统采用ARM9 微处理器和STC89C516AD 单片机为核心的嵌入式系统构建总控制器和执行器硬件平台，通过RFID 电子标签对果树身份进行判断，实现单株果树产量的精确测量。与目前果园产量的粗放式测量技术相比，该系统具有测量精确、可扩展性强、测得数据便于二次开发等优点，是一种方便灵活、具有智能特性农产品产量精确测量的有效方法。
  • 摘要：本文以移栽类蔬菜用苗间锄草机器人信息获取方法为研究对象，根据锄草机器人对实时性的要求，研究了以最小耗时和最大包容准确度为目标的信息获取方法。在RGB 空间内利用植物G 分量值的优势去除土壤等背景干扰，根据机器人前进方向上蔬菜苗株次序排列及苗株与杂草的在形态特征和分布规律上的差异，设计了图像行像素直方图的参数组合方法，确定了苗株中心沿机器人前进方向的一维坐标。文章还探讨了利用Hough 变换原理获取机器人导航参数的方法。实验表明，锄草机器人前进速度在0~3km/h 时，苗株一维坐标检测平均误差为±5mm，算法平均耗时小于20ms，导航参数提取算法平均耗时小于100ms。该方法能够满足系统实时检测的技术要求，为锄草机器人田间作业奠定了基础。
  • 摘要：定位算法是全方位视觉定位系统的核心。本文利用标识方位角角度，推算出相机相对于标识坐标系位置的定位算法。该算法根据成像几何关系和圆周定理来计算传感器的位置，包括四标识算法和三标识算法。在室外面积为30 m×30 m 的平地上，选取25个测量位置进行实验。实验结果得出相机的估算值和实际值之间的最大绝对误差为25.72 cm；平均绝对误差和平方根误差分别为14.06 cm和14.75 cm。实验结果表明该定位算法可行、计算简单、运行速快。
  • 摘要：在嫁接育苗体系中, 如何利用标准化苗实现自动供苗成为该体系的关键技术之一。而定向播种是生产标准化苗的前提条件。rn 本文以南瓜种子为研究对象，研究了大粒种子方向的判断方法。研究方法为利用CCD 彩色摄像机采集种子的原始图像,通过二值化得到种子的二值图像。在二值图像上分别获取种子惯性长轴上的两个边界点，然后分别选取以两个边界点为基准的向种子内部延伸且具有相同面积的矩形。比较两个矩形内种子的面积，利用种子的外形特征判断种子出芽点所在的方向。试验结果表明，利用本研究方法可以有效地判断出芽部位比较尖的种子方向，为相关定向播种装置的研究提供有利的依据。
  • 摘要：水产养殖中，收集和分析有关水质参数，如酸碱度、含氧量、水温、水位和氨氮等等,已成为水产养殖系统中的关键技术。研究多参数在线实时水质监测系统，实现自动化水质监测，才能更好满足工业化养鱼的需要。本文介绍了一种基于ARM11 的多参数水质监测系统，具有实时数据采集、存储，LCD 显示，键盘控制等功能，并通过GPRS 模块实现数据的远程通信。为水产养殖环境监测提供了一种高集成度的设计方案。
  • 摘要：与视频采集卡等传统图像采集系统相比，嵌入式图像采集系统具有体积小、成本低、可靠性高等优点，在智能交通、远距离监控、计算机视觉等领域应用广泛。本文主要介绍嵌入式Linux 的实时数字图像采集技术在农业环境中的应用，详细讨论了s3c2440-Linux2.6.30.4平台下的多路图像采集终端设计和实现方法。系统下位机利用Nand Flash模拟u盘存储介质，通过用户采集程序和USB 图像采集设备采集现场农业环境；上位机采用VC++界面监控图像，有针对性的对图像进行抓取和保存。
  • 摘要：针对CO2 在作物生长中的重要作用，本文运用BP 神经网络建立番茄幼苗期光合作用速率预测模型，从而进一步确定其CO2 需求量，为CO2的调控提供决策依据。在本研究中，采用无线传感器网络中气象站节点每10 分钟自动采集温室环境信息，采集的参数包括空气温湿度、CO2浓度，土壤温湿度及光照强度，以此作为BP 神经网络的输入参数对番茄幼苗光合速率进行预测；同时采用光合仪LI-6400 采集番茄幼苗的净光合作用速率，作为神经网络的输出参数，并对预测模型进行检验。实验结果表明，光合作用预测值与实测值相关系数为0.9752，此BP 神经网络模型可用于番茄幼苗光合速率的预测。
  • 摘要：以DSP 为基础的CCD 光谱相机系统是以旱田作物如西红柿、小麦、玉米、果树为目标，实时采集目标的生长状态图像，利用数字图像处理技术对图像进行处理与分析，对农作物的生长情况有一个全面的把握。本文设计了一种基于DSP 的双路多光谱视频图像采集系统。选用TMS320DM642 作为核心器件，并由一个可见光模拟相机和近红外相机构成图像采集系统，最后通过LCD显示。该系统具有设备体积小，应用灵活简便，能够实时采集目标的生长状态图像。程序采用了TI 公司提供的RF-5 软件参考框架，运用模块化设计实现系统功能，针对多光谱图像匹配问题，采用基于边缘特征的相关匹配算法，实现实时处理的性能要求。
  • 摘要：本文采用目前国内外医学图像处理与分析领域运用最广泛的两个的算法平台:分割与配准工具箱ITK（Insight Segmentation and Registration Toolkit）和可视化工具箱VTK（Visualization Toolkit），对植物根系原位CT序列图像进行分割及三维可视化研究。首先，采用基于置信连接的区域生长算法对根系原位CT 序列图像中的目标区域进行分割，并对分割后的图像进行数学形态学修整，以求更加完整地从断层图像中提取根系区域。然后，利用的移动立方体（Marching Cubes）算法对分割好的根系CT序列图像进行三维重建。最后，采用面向对象的编程语言C++结合ITK 和VTK 工具箱编程实现上述相关算法。实验结果表明本文提出的方法能够有效地实现根系CT 序列图像的分割与三维重建，从而实现了对生长在介质环境中根系进行原位、快速、无损地三维可视化观测。
  • 摘要：为了实现温室环境信息的实时现场查询、处理及上传，提高温室环境信息管理的可靠性与稳定性，本文在PDA上开发了基于WinCE的便携式温室环境信息管理系统。该系统由3G无线通信模块、SQL数据库以及窗体应用程序三大块组成，不仅可实现与服务器的通信，还可实现与传感器节点间的数据读取。通过Zigbee网络，温室生产管理者现场可手持PDA对传感器数据实现动态访问，并对读取的数据进行分析处理，制定出科学的管理决策；PDA端还可通过基于TCP/IP协议中的非阻塞式Sockets套接口以及3G无线通信模块，实现与服务器端的远程无线通信，完成各类数据的上传与下发。田间试验表明，温室传感器网络工作稳定，PDA端管理与预警功能及时有效，数据分析全面系统，服务器与PDA 无线通信可靠。
  • 摘要：为满足农户和精准农业联合收割机等市场对获取农田基本信息的技术需求，本文利用GPS的定位功能和部分传感器，研制了农田面积快速测量仪。其由低成本的GPS模块、单片机、键盘、LCD 显示、u盘读写、通讯接口及温湿度传感器等模块组成。给出了GPS定位信息的获取技术，多边形农田面积的计算方法，测量仪软硬件的设计原理等，并最终做出了一台测量样机。硬件上使用一片51 单片机管理数据总线，协调各功能模块与SPCE061A数据传输。系统软件采用C 语言编写完成。该测量仪能够进行农田位置的定位，地块长度及面积的测量，田块形状的显示，同时具有获得该地的温湿度参数及数学计算器等功能。试验结果表明该测量仪性能稳定，运算快速，面积等各参数测量误差不大，满足农田测量精度要求。
  • 摘要：针对温室分布地域广阔、分散偏僻等特点,提出了一种基于WEB 和GPRS 技术的温室远程监测管理方案。该方案将传感器节点数据通过ZigBee 无线网络传至网关节点，再由串口上传至本地PC机，构成温室现场监测系统；通过GPRS技术建立现场监测系统与数据中心的远程无线连接,将采集信息实时发送到数据中心；数据中心提供多种服务，用户可通过网络浏览器实时监测、查询温室环境信息并进行相应的数据分析与管理。系统采用C#编程语言和ASP.NET 开发工具，构建了基于B/S(Browser/Server)的“瘦客户”模式，有效实现了分布式远程监测终端的集群化管理和多元数据的远程共享。
  • 摘要：土壤与作物地下组织组成的根系土壤系统建模及其动态仿真是数字农业研究的热点领域之一。获取土壤物理因素对作物地下组织构型作用相关的领域知识，构建根土系统领域知识模型，并与作物地下部分的几何模型组合起来，形成新的根系土壤系统模型，模拟分析土壤物理因素对作物地下组织构型的作用，进行在土壤物理因素作用下的根土系统功能动态仿真，探讨土壤对作物地下组织生长作用与作物地下组织构型功能变化的关联关系。本文基于本体构建根土系统领域知识模型，并建立根-土体系领域知识库、作物地下部分组织构型模型库。通过人机交互界面输入初始参数，推理机推理得出决策结果，根据此结果对作物地下组织构型参数进行修正，然后进行动态模拟仿真。以土壤压实作为土壤物理因素的代表，分析其对作物地下组织构型的作用，使用OpenAlea 进行模型构建与动态仿真，探讨受土壤压实和作物地下组织构型相关领域知识约束和控制的构型与功能模拟的方法。
  • 摘要：质量和形状是马铃薯综合分级的两个最为重要的外部特征。根据国家马铃薯分级标准的要求，设计了一种基于外观品质和质量相结合的马铃薯分级模型样机。首先采用重量传感器采集传送带上的马铃薯质量，并送人单片机进行分级判断，结合提取的等效椭圆特征参数R 和C，然后输入到已训练好的BP 神经网络完成对马铃薯的形状分类，综合重量和外观形状分级评判结果，驱动分级控制机构实现自动分级。试验结果表明：该分级研究选用的分级特征参数少，能较有效的描述马铃薯形状，实验综合分级结果平均准确率达94.71%，与人工分级的一致性高，满足实际检测的要求。
  • 摘要：本文以同步开沟起垄施肥水稻精量穴直播机为试验平台，针对以往的光电法施肥机监测系统易受田间灰尘影响的缺点，提出了基于电容测量的施肥机施肥监测方法，研制了精密施肥机施肥监测系统。该系统主要以单片机（STM32F103RB）对用电容数字转换器（AD7746）测量排肥管的电容值，以及用编码器测量排肥轴的转速进行信号处理。然后根据排肥管电容值和排肥轴转速的实时变化，实现施肥性能监测，对由肥箱排空或排肥管阻塞等造成的漏施情况进行报警。试验表明，该系统能够有效地提高施肥监测的可靠性。
  • 摘要：研究对玉米进行分块种植和变量施肥控制。氮肥施用采取了四个水平胁迫，并在不同的生长期采集其叶片叶绿素含量，株高数等生理指标数据信息，以及多光谱图像数据信息。对多光谱图像进行冠层分割等处理，并提取了图像的NIR/G 的比值特征参数。同时结合实验室对叶片叶绿素的化学测定，建立了多光谱图像与叶绿素之间的关系模型，相关性系数R2达到了0.637，为基于光谱图像的玉米长势无损监测提供了依据。研究在图像分割与指数提取方面需要进一步研究。
  • 摘要：氮素是果树营养的核心元素，对果树的生长发育及产量、品质的形成有重要影响。如何实时、快捷、准确地监测果树氮素含量，指导果农及时、适量地进行科学施肥，降低氮肥总施用量，提高氮肥利用率已成为绿色果品生产亟需解决的关键技术之一。在果树年度生长周期的重要物候期，利用shimadzu UV2450 光谱仪测量了果树叶片在可见光和近红外区域的反射光谱，同时使用实验室手段测量了果树叶片的全氮含量。然后分析了果树叶片光谱反射率、一阶导数光谱以及NDVI 值与全氮含量之间的相关关系，并探讨了反映果树叶片全氮含量的敏感波段。而后利用主成分回归分析以及多元线性回归分析方法建立了预测果树叶片全氮含量的测定模型，模型预测精度R2达到0.89，验证精度R2达到0.87。模型精度达到实用水平，说明能够使用苹果果树叶片光谱快速预测其全氮含量，进而检测其生长及营养状况。
  • 摘要：随着人们生活水平的提高，品质优良的小型西瓜越来越受欢迎。小型西瓜的生长期与品质密切相关，基于可见/近红外光谱分析技术的小型西瓜的生长期的判别研究具有重要意义。本文利用便携式可见/近红外光谱仪对不同生长期的小型西瓜进行品质的跟踪监测。采集瓜顶和赤道两个部位的西瓜的漫透射光谱，分别利用偏最小二乘（PLS），主成分回归（PCR），和逐步多元线性回归(SMLR) 等方法建立小型西瓜不同部位的生长期的校正模型。由建模效果可知，偏最小二乘模型相关性最好，所建模型的相关系数均在0.9 以上，其中瓜顶部位模型的相关系数0.967 高于赤道部位模型的相关系数0.902。结果显示，偏最小二乘法为建立小型西瓜生长期模型的最优方法，瓜顶部位为可见/近红外光谱的最佳采集部位。
  • 摘要：提出了一种基于颜色特征结合数学形态学的猪肉眼肌切面图像中背最长肌区域分割的方法。该方法根据猪肉眼肌切面图像中不同部位的颜色特征，初步分离出脂肪、附生肌区域；再根据背最长肌的形态，结合孔洞填充、面积筛选、开运算、闭运算等形态学操作，分割出眼肌切面图像中的背最长肌区域。利用该算法对155 幅样品图像进行处理，以手工勾画的背最长肌区域为标准，正确分割象素比例72.46～98.92%之间，平均值为94.66%，假阴性分割误差平均值为5.34%，假阳性分割误差平均值为2.40%；分割出的背最长肌区域与标准区域RGB 各分量亮度平均值的决定系数均大于0.99，平均误差在0.80％以内；亮度分布标准差的决定系数在0.84～0.90 间，平均误差在1.20%以内。研究结果表明该方法能简单有效的分割出猪肉眼肌切面图像中背最长肌区域，可用于猪肉品质的机器视觉检测。
  • 摘要：针对作物不同生长期根系分布及吸水状况，划分5 个地层深度进行含水率测量。将遗传算法引人神经网络对不同层面土壤含水率进行预测并建立模型，将该模型应用于黑龙江红星农场大豆田间土壤水分预测。结果表明，该预测模型对2009 年大豆播种前期及其全生育期土壤体积含水量预测的平均绝对误差为1.83%，较好的反应田间土壤水分具体情况，为寒地作物生长期科学灌溉提供决策依据。
  • 摘要：为了开发土壤成分田间实时测定仪，在分析土壤养分实时测定需求的基础上，归纳了土壤主要成分测试项目及常规化学分析法、基于光电分色和电化学传感器测定法、土壤电导率间接测定法，重点对近红外光谱分析法测定土壤成分的基本原理、实验室研究、仪器原型开发和田间试验结果等进行论述，结果表明，近红外法田间测定和实验室分析值之间的平均决定系数分别0.78（总碳）、0.76 (总氮)、0.79（阳离子交换容量)、0.84 （钙）、0.65(pH 值)、0.64(锰)。阐述的方法、仪器原型和提出尚需解决的几个科学问题，对研究、开发土壤成分实时测定仪具有重要的指导作用和参考价值。
  • 摘要：为了解决广大偏远农村饮水难的问题，充分利用新能源，本文利用风能和太阳能在时间变化分布上较强的互补性，采用风力发电驱动水泵为用户和太阳能热水器供水，风力发电和太阳能光热对太阳能热水器加热，去掉常规独立运行小型风力发电系统必备的蓄电池，提出了系统运行控制策略，完成了系统软件设计。实验结果表明，系统达到了预期的功能，既能最大限度利用风能和太阳能供给冷热水，又能安全可靠的接入市电备用电源。该系统的应用推广将有利于环境保护，有助于节能减排。
  • 摘要：精准农业生产决策需要对农田地理信息进行可视化分析。本文使用Matlab软件，利用小波变换的方式进行了三维地形测量数据处理，使用haar、db6、sym8、coif3 小波进行3 层分解对高程数据进行消噪测试，使用db6 小波进行了2~7 层的分解消噪。绘制了农田的测量平面散点图、等高线图、三维曲面图。研究表明在农田三维地形测绘中，对DGPS 连续测得的高程值使用db6 小波进行5 层分解消噪后，进行农田三维地形曲面的构建，适用于坡耕地具有的较缓的波状起伏，可很好地反应农田的三维地形特征。
  • 摘要：随着化石资源的枯竭，可再生能源开发和利用得到了重视，生物质就是其中之一。生物质在利用的中，致密成型有利于运输、存储及获得较好的产品质量。因此，研究致密成型中的本构模型，对于降低功耗、提高产品质量具有重要意义。本文以内蒙古自治区常见生物质为研究对象，通过理论分析，获得了压缩过程中物料体的特性及影响因素，基于假设理论，给出了压缩中物料的流变学本构模型。和实验研究结果相对比可知，本构模型体现的特性基本和实验结果一致。
  • 摘要：为提高土地整理工作中三维地形信息测量的精度与效率，实现全程自动化采集数据，设计了一套土地平整度传感测定评价系统。该系统主要由单片机、步进电机、激光测距仪和二维机械平台组成。利用单片机控制步进电机，驱动滑块沿二维机械平台运动，获得测量点平面位置信息；利用激光测距仪获取测量点的高程信息，进而得到测量点的三维地形信息。用田块内所有测点相对高程的标准偏差值和田块内所有测点的相对高程与期望高程的绝对差值来评价土地的平整状况。在田间试验条件下，对该系统与定点人工测量方法获取的数据进行了比较，结果表明，系统工作稳定，其测量误差不大于5mm，可准确快捷地对农田平整度进行量化评价。
  • 摘要：拖拉机智能导航技术是当前精细农业领域的研究热点，其中转向操纵控制技术是智能导航执行机构的关键之一。本文研究了一种基于PID 控制的实用化拖拉机智能导航转向控制系统，该系统由转向操纵控制器、电液控制转向系统、角度传感器、压力传感器组成；建立了拖拉机电液控制转向系统的数学模型，并根据PID 控制算法计算出适宜的控制电压信号来操纵电液转向系统，跟踪期望前轮偏角，实现拖拉机智能导航。仿真和田间试验结果表明，该系统响应速度快，超调量小，控制精度高，系统工作稳定，能够满足拖拉机田间工作要求。
  • 摘要：智能温室作为新的农作物种植方式，突破了传统种植受地域、自然环境及气候等诸多因素的限制，极大促进了农业生产的 发展。温度、湿度、光照强度、CO2 浓度等环境因子是影响作物生长的关键因素，已有智能温室能实现对以上因子的数据采集与分析 处理，但在远程管理、灾害预警以及应对突发气候变化等方面仍存在不足。本文在分析短信收发关键技术和基本原理基础上，研究在 传统监控系统上添加短信预警功能的可行方式，设计并实现了基于短信实时预警的温室监控系统。本系统在已建立的环境数据库基础 上，可以实现实时的数据库检索、预警条件管理与匹配，短信预警和短信查询等功能。其硬件部分由一台监控主机和一台GSM 调制解 调器组成，软件部分采用C#+ Access 作为解决方案。系统在杨凌新天地设施农业测试运行，可根据预警条件的设置，对新天地番茄、 香瓜和蔬菜示范园等进行针对性的监控。系统具有运行可靠，人机交互友好，便于升级移植等特点，可为实时预警提供一种解决思路。
  • 摘要：农网作为电网供应链在广大农村地区的终端环节，分布情况复杂，覆盖面广，且直接面向广大电力终端用户供电，是我国智能电网建设的重要组成部分。对于电力企业来讲，农网自动化及智能化可以大幅度提高供电可靠性，减员增效，降低经营成本；亦可保持能量平衡，优化电网负荷，减少尖峰负荷。更重要的是，加快推进农网的自动化和智能化，对于解决我国农村电网供电能力不足问题，确保农村居民生活用电、农业生产设施用电有着重要的意义。本文首先就目前我国农网的现状进行了分析，然后针对农网自动化及智能化的解决方案、农网自动化管理系统等关键技术问题进行了探讨，对工程实际有一定指导作用。
  • 摘要：本文以华南农业大学研制的精量穴直播机为试验平台，研究了直播机自动转向、自动变速和自动播种机三个子机构的传动机构设计与自动控制方法的设计。各机构采用小功率直流电机为动力，设计带双阈值死区PD 算法的PWM 电机控制方法，实现自动控制。转向机构采用皮带传动方式，直流电机的快速响应特性使转向系统具有较高的实时性。变速和升降采用圆盘连杆传动方式，外加限位开关防止电机在极限位置堵转损坏电机。系统各机构之间利用CAN 总线协同工作，并根据CAN2.0 总线协议，制定了通信协议。各操纵机构导向信号跟踪试验与驾驶员操作的对比试验结果表明，系统具有良好的响应特性，电控操作装置控制作业效果与驾驶员操作作业效果相当，减轻了驾驶员的劳动强度。
  • 摘要：无线传感器网络技术在农业上得到广泛应用，传感器节点能量有限，但是农业环境对无线传感器网络的能耗要求更高。如何最大限度地利用有限的能量，延长网络节点的生命周期成为了研究农业无线传感器网络的关键问题。本文从优化无线传感器网络拓扑结构及优化节点同步/休眠机制入手，研究如何在不影响网络通讯质量的前提下，实现网络同步及休眠。提出了一种网络拓扑结构及节点时间同步、休眠方式，在JENIC5139 平台进行了试验。结果表明，该网络拓扑结构及休眠方式，大大延长了农用无线传感器网络的生命周期。
  • 摘要：设计了一种采用1个红外发射二极管、8个红外接收三极管对射式相对布置，覆盖大部分种子下落路径的有盲区光电式水稻直播机漏播检测装置，依托华南农业大学研制水稻精量穴直播机的型孔式排种器，以微处理器STM32F103C8T6为核心，利用外部中断检测排种轮旋转速度和比较器的输出，利用PWM实现红外发射二极管电流调节和比较器基准电平设置，利用高速ADC和DMA对红外接收三极管的引脚电平进行采样，融合硬件比较和软件参数优化，实现一种有盲区水田漏播检测算法。试验室测试当排种轮转速为35r/min，每穴3~5颗，漏播检测准确率超过71%，连续3穴漏播检出率达到98%以上，达到实用的要求。
  • 摘要：本文针对水产养殖系统条件，设计适用于水产养殖系统的无线传感器汇聚节点。完成了汇聚节点的软硬件设计，实现了汇聚节点的数据采集、传输功能。经实验测定，该汇聚节点工作稳定，满足水产养殖系统的要求，并且具有一般性，通过改造，可用于其它农业监测系统，具有现实意义。
  • 摘要：植物根构型的定量描述和分析是研究植物根系生长的基础，因植物根系生长在不透明的土壤中，难以观测和获得三维根构型定量参数。与水稻不同，陆稻根系都生长在水分不饱和的土壤中，因而其根系的生长状态可能与土壤压实程度密切相关。研究土壤压实对陆稻根构型的作用，对于分析陆稻生长的规律具有重要意义。为此，设想在一个沙培系统中栽培陆稻并定量测量其根构型参数的方法。这个沙培系统是在一个充填了沙粒的栽培容器中，沿容器垂直方向等距分布一系列带孔网布，并在其中植入陆稻种子培育，出苗后作为压实作用分析样品并施加配重。在一定时间后，拆除培养容器的底部，用水清除容器中的沙粒，使根系能保持其空间分布。根据土壤压实对陆稻根构型作用的假设，参考植物根系几何模型SimRoot的方法，在LINUX系统中基于FLTK开发了根土模拟程序，并根据不同配重沙培陆稻生长假设，进行了土壤压实对陆稻根系生长作用的可视化模拟仿真，得到了不同土壤压实下陆稻的根构型参数。
  • 摘要：图像分割是植物根系原位CT序列图像三维重建和定量分析的基础，在根系三维构型的无损检测技术研究中具有重要的地位和作用。本文根据整体直方图和典型断层、典型根区直方图，对根系原位CT 序列图像的像素灰度分布进行了系统分析，确定了根系的阈值范围，并进行了二值化处理，实现了对序列图像的三维阈值分割。通过编程实验证实，该分割法对目标图像的分割是可行的，且效果明显。
  • 摘要：用同轴探头和网络分析仪测量了20～60℃和10～4500MHz下板栗和栗实像甲的介电特性。研究结果表明，二者的相对介电常数ε'随着频率的增大而减小。频率小于3000MHz时，板栗的介质损耗因数ε"随频率的增大而减小，大于3000MHz时有轻微的增大。栗实像甲的ε"随频率的增大而减小，在1000MHz达到最小值。频率小于此拐点时，ε"随温度的增大而增大，而在拐点以上随温度减小。板栗和栗实像甲的ε"和ε"都随着温度的增大而增大，穿透深度随着频率或温度的增大而减小。低频下较大的介质损耗因数差异和足够的穿透深度，使得利用100MHz以下的射频能进行介电加热灭杀栗实像甲成为可能。
  • 摘要：为降低碾后白米温度、消除白米的碾米形变为抛光工艺提供最佳的原料，提出抛光前白米水冷却降温及去形变调质工艺。采用自制的白米水冷却试验台，研究水冷却降温过程中冷却水水温、冷却时间与冷却后米温的关系；去形变调质环境温度、相对湿度以及白米含水率对白米形变消除时间的影响规律，采用二次旋转组合试验方法设计试验，并对照了风冷式降温后直接抛光与水冷式降温并消除形变后抛光的整精米率。用Excel 软件和SAS软件处理试验数据，结果表明水冷却降温过程中冷却水温度、冷却时间对冷却后米温影响显著，含水率、环境温度和相对湿度对形变消除时间影响显著；白米在适宜碾米的含水率（15～16%）条件下，经水冷却降温并消除形变后抛光的整精米率可较风冷却降温提高5～9%。研究结果可为白米的水冷却降温及去形变调质工艺提供参考依据。
  • 摘要：将菠萝汁、玉米粉添加到面粉中，通过和面、酵母发酵、成型、蒸制等工艺，制成具有保健价值的菠萝、玉米馒头。探讨了菠萝、玉米保健馒头的制作工艺流程和操作要点；通过正交试验设计方案和模糊数学综合评判研究出菠萝、玉米保健馒头的最佳工艺条件。结果表明：在菠萝汁添加量为15%，玉米粉添加量为30%，酵母添加量为1.2%，发酵时间为2.5h，呛粉量为10%，加碱量为 0.2%的条件下，研制的菠萝、玉米馒头品质优良、保健价值高。
  • 摘要：为了探讨超高压处理对杨梅鲜果感官品质的影响，将杨梅（“东魁”品种）鲜果在400~600MPa 压力、室温条件下处理2 min 后，测定鲜果在25℃和4℃条件下储藏期间的感官品质变化，包括颜色、汁水流失、硬度、糖度、pH 等几项指标的变化。结果表明：不同条件超高压处理后，样品的颜色、糖度、pH 在储藏期间没有显著变化，汁水流失随着储藏时间不断增大，鲜果硬度随着储藏时间增大而减小。不同超高压条件对杨梅鲜果的感官品质影响不显著。对比未处理的鲜果品质变化速率，超高压处理后的鲜果品质变化速率显著减小，说明超高压处理可以有效延缓杨梅储藏期间的品质变化。
  • 摘要：为降低大豆在输送过程中的损伤，深入研究在输送过程中大豆的损伤规律及机理，本文以辽宁及黑龙江两省大豆品种、仓储最佳含水率11.5%的大豆为对象，进行了大豆的准静态压力破损试验，分析了不同品种、不同受力位置、不同加载速度的相关力学特性，模拟大豆在输送过程中的受力情况，研究了大豆输送损伤特征及规律。实验结果表明：大豆输送损伤主要以种皮破损为主，约占80%；大豆品种、加载速度及挤压位置对大豆破损压力峰值影响极显著，加载速度越大，越易破损；大豆的立面和侧面的破损压力较小，平面的破损压力较大；不同大豆品种承受破损压力的能力不同，其原因与籽粒的结构成分、大小和形状等因素有关。
  • 摘要：果蔬在外电场的作用下呈现出一定的介电特性，可用介电常数来描述，利用果蔬的介电特性，可以对其成分、组织和状态等品质进行分析和监控。真空冷冻干燥果蔬加工中对果蔬进行高压脉冲电场预处理，可以有效击穿细胞膜，增强细胞通透性，最大限度地提高干燥速率，降低冻干能耗。因此在探索应用介电常数检测真空冷冻水分时需要研究高压脉冲电场对果蔬介电特性的影响。本文研究了高压脉冲电场预处理对果蔬介电特性的影响，试验选取苹果和白萝卜作为试验材料，利用3532-50 型LCR 测试仪，在1×102Hz 到1×106Hz 的频率范围内对样本阻抗、电容、电导率和介电常数进行测量，采用ECM830 型高压矩形脉冲发生器作用于样本，比较不同场强高压脉冲电场预处理前后样本的电特性参数，建立果蔬介质的等效电学模型，用电磁场理论分析了高压脉冲电场作用下果蔬介电特性变化的规律，明晰利用介电常数反映果蔬冻干过程中的脱水特性的机理，为应用介电常数表达果蔬水分以及高压脉冲电场的影响提供了理论基础。
  • 摘要：粮食储藏直接关系着人们所食用粮食的质与量，先进的、适用的储藏技术能最大限度降低储藏期间的粮食损耗，而性能合理的粮仓则是优越储藏技术发挥作用的基础。我国粮食存储的主体是农户，但目前农户储粮在我国是最薄弱的环节，因此，研究适合农户使用的储粮装具就显得至关重要。本研究是在参考现有粮仓的基础上，设计了一种适合农户家用的储粮仓。通过CFD软件对不同温湿度条件下粮仓内部温度场和湿度场的模拟，对于在不同环境条件下的储粮安全性进行了分析。研究表明，在低温和中温条件下，该装具有较好的储粮效果，在极端高温或者高湿条件下，由于粮食的呼吸作用加强，容易导致粮食发生霉变和虫害，发生储粮损失。
  • 摘要：为了实时监测果蔬冻干过程中含水率的变化情况，及时了解果蔬的冻干状态并降低冻干能耗，本文以一个完整真空冷冻干燥周期中动态采集的序列图像为研究对象，利用MATLAB GUI 交互式操作界面直观、灵活的特点，讨论I/O函数、回调函数以及Active X 控件的详细用法，以及MAT文件的结构，并设计精美的GUI界面，以实现图像读取、特征值提取、txt或xls格式保存、特征值LED 显示和特征值曲线绘制等功能；通过设置定时器，实现数据的自动采集；通过mcc编译，将以上界面转化为独立的可执行文件，并说明mcc编译的局限性和p文件的使用方法，最终保证设计界面美观、稳定、可靠，从而为揭示冻干序列图像特征值规律提供一种便利方法。
  • 摘要：本研究提出了一种使用高光谱散射特性预测新鲜猪肉的持水力的方法。使用高光谱成像系统，获取400-1100 nm 波长范围内新鲜猪肉高光谱散射图像，预测其24 h持水力。利用洛伦兹分布函数，拟合各个波长处的散射曲线，获取不同波长散射曲线的洛伦兹函数参数。使用逐步回归方法，选择优化波长，利用优化波长处光谱散射参数，建立多元线性回归模型，预测猪肉的持水力。模型的校正相关系数为0.94，校正标准差为0.30%；对预测集的预测相关系数为0.90；预测标准差为0.34%。研究结果表明，利用光谱散射特征可以较好的预测新鲜猪肉的持水力。
  • 摘要：糖度是水果质量分级的一个重要参数，消费者购买水果的欲望很大程度上取决于水果的糖度。近年来随着光谱技术的发展，多光谱成像技术成为一种应用广泛的农产品无损检测技术。我们利用多光谱成像技术研发一套黔阳冰糖橙糖度在线分级系统。该系统主要包括图像采集单元、水果输送单元、程序控制分级单元。分级系统以每秒采集3 个水果的光谱图像的速度采集3 种不同波长（波长分别为785nm、915nm 和940nm）的光谱图像。对所采集的光谱图像进行了洛伦兹函数拟合，将冰糖橙的糖度与洛伦兹函数拟合得到的参数进行多元线性回归，建立糖度预测模型，得到较好的糖度预测模型相关系数r=0.85。结果表明：将多光谱图像技术应用于冰糖橙内部品质在线无损检测分级是可行的，将会对冰糖橙的发展前景起到很好的推动作用，并且也为今后对其它水果进行糖度的在线无损检测奠定了基础。
  • 摘要：提出利用高光谱图像技术识别霉烂板栗。试验以湖北罗田、广西等3 个地区的油栗为研究对象，采集板栗在400-1000nm 范围内的高光谱图像，提取其光谱信息，采用偏最小二乘判别分析（PLS-DA）建立霉烂板栗识别模型，并比较了多元散射校正、均值中心化、二阶导数+SG 平滑、一阶导数等不同预处理方法对模型结果的影响。结果表明，经二阶导数+SG 平滑预处理之后的光谱数据所建模型的识别效果最佳，预测集总体识别率达到86.7%。研究表明，利用高光谱图像技术识别霉烂板栗是可行的，可为下一步采用高光谱图像技术检测板栗的综合品质提供技术参数。
  • 摘要：我国是柑橘的生产大国，提高我国的柑橘产后检测技术，对增强水果产业的竞争力具有十分重要的意义。本研究采用可见－近红外漫反射和可见－近红外漫透射的研究方法，以砂糖橘为研究对象，对其进行可溶性固形物、总酸、有效酸度、含水量和VC 含量的无损检测。采用漫反射方法，小波去噪是有效的光谱预处理手段，连续投影算法能有效压缩光谱变量，可溶性固形物的预测相关系数为0.8759、预测均方根误差为0.2513，总酸的预测相关系数为0.8667、预测均方根误差为0.06164，含水量的预测相关系数为 0.8343、预测均方根误差为0.006143，VC 含量的预测相关系数为0.8038、预测均方根误差为10.0738；采用漫透射方法，可溶性固形物的预测相关系数为0.9453、预测均方根误差为0.4445，有效酸度的预测相关系数为0.7057、预测均方根误差为0.2970。研究结果表明，采用漫反射方法检测砂糖橘的可溶性固形物、总酸、含水量和VC 含量具有可行性，采用漫透射方法可以很好的检测砂糖橘的可溶性固形物，但用于检测有效酸度时其精度有待进一步提高。
  • 摘要：板栗的蛋白质含量是评定其品质和加工工艺的重要参数之一，但传统的化学检测手段不能满足现代化生产的需要。该文利用182个板栗样本在栗仁和带壳两种状态下的近红外漫反射光谱，研究了应用近红外光谱技术进行栗仁和带壳板栗内部蛋白质含量检测的方法。利用SPXY 算法分别对栗仁光谱和带壳板栗光谱进行样本集划分后，采用偏最小二乘法建立蛋白质含量检测模型，并比较了一阶微分、二阶微分和多元散射校正等多种预处理方法对模型精度的影响。结果表明，对于栗仁光谱分析，以经一阶微分预处理后所建模型性能最优，其对校正集和验证集的相关系数分别为0.9044和0.8029，校正均方根误差为0.29，验证均方根误差为0.40；对于带壳板栗光谱分析，以经二阶微分预处理后所建模型性能最优，其对校正集和验证集的相关系数分别为0.8748 和0.7324，校正均方根误差为0.35，验证均方根误差为0.38。研究表明利用近红外光谱技术能够实现对板栗果仁和带壳板栗内部蛋白质含量的快速无损检测。
  • 摘要：用近红外光谱对生鲜猪肉中的水分含量进行了无损快速检测研究。在波长为1000～1700nm 范围 内测定生鲜猪肉样本的近红外吸收光谱，采用国标直接干燥法对猪肉水分含量进行了测定。通过采取不同 的光谱预处理手段，对比其相关系数和标准分析误差，选择出最适合的光谱预处理方法。研究发现，经过 中值平滑、多元散射校正、一阶导数复合预处理、采用多元线性回归法所建的模型效果最好。采用逐步回 归法选择了7 个特征波段，模型校正集和预测集的相关系数分别为0.9354 和0.8382，应用所建立的模型对 55 个实际猪肉样品的理化参数预测，预测检验结果显示预测值与实测值差异不显著，证实所建模型适合于 猪肉水分的无损快速检测。
  • 摘要：生鲜牛肉的含水量对肉品品质有重要影响。以取自不同超市的内蒙小黄牛和鲁西黄牛背最长肌为研究对象，有效样本85 个，其中， 75%的样本作为校正集，25%的样本作为预测集。采集牛肉新鲜切口处400-1700nm 波长范围内的漫反射光谱，用国标方法测定牛肉含水量。经过多元散射校正（MSC）、一阶导数和Savitzky-Golay（S-G）滤波等预处理，在400-1700nm 范围内分别建立偏最小二乘回归（PLSR）预测模型和多元线性回归（MLR）模型。结果表明使用MSC 预处理方法建立的模型预测效果最佳，其中用PLSR 建模的相关系数和预测标准差分别是0.917 和0.013，用MLR 建模的相关系数和预测标准差分别是0.90 和0.012。表明，可见/近红外光谱技术可以对牛肉含水量进行快速无损评价。
  • 摘要：利用可见/近红外光谱技术预测牛肉新鲜度指标:挥发性盐基氮（TVB-N）、菌落总数、pH 值、肉色（L*、a*）。采集生鲜 牛肉样品350～1700nm 波长范围内的反射光谱，经过多元散射校正（MSC）、一阶导数（FD）和Savitzky-Golay（SG）平滑等预处 理，按照国标方法检测样品的TVB-N、pH 值、菌落总数和肉色L*、a*多个指标标准值，分别建立各个指标值与牛肉储存时间的回 归方程和偏最小二乘回归（PLSR）预测模型。建模预测结果表明，对TVB-N、菌落总数、pH 值、肉色（L*、a*）分别使用MSC+FD+SG、 MSC、MSC+SG、MSC+FD、MSC 预处理方法建立的PLSR 预测精度最好，预测相关系数分别是0.840、0.677、0.883、0.919、 0.961，预测标准差分别是4.358mg/100g、0.355logCFU/g、0.063、1.071、1.068。利用可见/近红外光谱技术可以对反映生鲜牛 肉新鲜度的TVB-N、菌落总数、pH 值和肉色（L*、a*）等指标进行准确的快速无损检测，实现对牛肉新鲜度多指标的综合评价。
  • 摘要：本研究利用高光谱扫描成像技术无损伤评价猪肉质量等级。组建了高光谱线扫描成像系统，采集猪肉表面 380-1100nm 范围的高光谱反射图像。通过猪肉脂肪和瘦肉在各个波段处反射值比值和差值的最大值确定535nm 为特征波段，选取该波段下的图像做进一步的图像处理，并作为搭建在线检测系统选择工业相机的理论依据。利用图像处理技术提取背膘厚度，以实现猪肉背膘厚度的快速、无损伤在线检测，具有实用价值。
  • 摘要：传统农药残留检测方法比较繁琐、耗时、破坏样品，快速、无损、实时在线是农残检测的发展方向。本文利用激光显微拉曼光谱技术，以苹果为载体，有机磷农药毒死蜱为研究对象，初步探讨了苹果表面毒死蜱农药的快速无损检测方法。研究结果显示，毒死蜱农药的特征频率较为丰富，其中选取硫代磷酸酯基团的632cm-1 处的拉曼信号可识别苹果表面毒死蜱农药残留，其检测限为48mg/kg。研究结果证实基于拉曼光谱的检测手法，有望实现水果表面农药残留的快速、无损伤检测。
  • 摘要：产品安全状况成为当今各界关注的焦点问题，尤其是牛肉膏、硫磺姜、毒大米，毒豇豆、孔雀石绿等农产品质量与安全事件的发生，再一次为人们敲响了警钟，为提高农产品品质，保障人民生命和健康，构建农产品质量与安全追溯系统势在必行。该系统采用现代传感技术、信息网络技术、自动识别技术和数据库技术对农产品生产加工全过程进行跟踪记录，以确保农产品的质量安全。文章通过论述可追溯系统在农产品质量与安全中的发展现状，分析了其存在的问题及产生问题的原因，提出了进一步改进和完善该系统的设想，促进农产品的安全生产，增强消费者的消费信心。
  • 摘要：我国是果蔬生产大国，果蔬年产量居世界第一位。但由于果蔬冷链物流发展相对落后，导致果蔬腐损率高、流通量小，制约了果蔬产业的发展。本文总结了我国果蔬冷链物流的发展现状，分析了发展中存在的设施不足和技术落后，信息化和标准化发展滞后，第三方冷链物流企业发展滞后等主要问题，并针对性提出了加快设施建设和技术升级，加强信息化和标准化建设，加快第三方冷链物流企业建设等发展对策，为国内发展果蔬冷链物流提供参考。
  • 摘要：在通电加热加工充填豆腐的过程中，豆浆内部的温度分布对豆腐质构均匀性有很大的 影响。研究豆浆通电加热过程中内部温度的分布及变化，有利于豆腐加热凝固系统的研发。对通电 加热槽内豆浆的连续通电加热过程进行有限元三维模拟，并进行了实验验证，结果表明，通电加热 过程中豆浆的电导率与温度之间呈线性关系；升温速率随着温度的增加而增加；豆浆内部温度分布 比较均匀，靠近加热槽壁的豆浆温度较低，且随着加热时间从50s 增加到300s，豆浆的最大温差从 2.84 oC 增大到20.1 oC。模拟结果和实验结果之间的均方根误差（ RMSE e ）为1.91%，利用有限元 模拟很好地预测了通电加热过程中豆浆内部的温度分布和变化。
  • 摘要：香菇生产企业在香菇分级过程大量采用了人工进行作业，因此，出现了分级效率低，产量小，分级标准不一致，分级不准 确等问题。将机、电、机器视觉融为一体的香菇自动分级系统可以很好解决这些问题。它以机械和机器视觉代替人工分检，将人工从 繁重、重复性劳动解放出来，不但分级准确，而且速度快，效率高，大大减少人工产生的误差。该系统由上料系统、机器视觉检测系 统和分级机构组成。香菇通过上料系统后有规律的定向排列，由CCD 获取图像，程序进行判断，分级执行系统完成分级。
  • 摘要：应力裂纹具有统计的自相似性，本文采用分形理论对玉米种子内部的机械应力裂纹进行研究。建立了4 种玉米种子内部机械应力裂纹的脆性断裂扩展分形模型，对玉米种子内部机械应力裂纹的扩展过程进行了模拟。通过对玉米种子内部机械应力裂纹的扩展进行动力学分析，结果表明：内部机械应力裂纹沿淀粉颗粒边缘的扩展需要的临界扩展力最小，进行分叉扩展时所需要的临界扩展力最大。
  • 摘要：为优化转筒式颗粒干燥器工作参数，该文在分析了固体物料转筒中运动过程的基础上，建立了颗粒物料在 滚筒干燥器内运动的数学模型。以油菜籽为试验材料和采用均匀设计法对转筒式干燥器运动参数进行试验设计，应用 DPS7.05 软件以固体物料在转筒中的转筒转速、气流速度、转筒倾角和喂料速度等参数对有效滞留时间的影响建立回归 模型，并进行优化及分析。结果表明：转筒倾角为1.8°、转筒转速为4r/m、喂料速度为2.5kg/s 和气流速度为1.5m/s、， 物料在转筒中的有效停留时间达到最优。该研究为应用转筒干燥器干燥固体物料提供了理论依据和设计参数。
  • 摘要：研究目的:找出市级土地总体利用总体规划新增建设用地指标分解中地方政府的博弈行为的规律。研究方法:博弈论中的讨价还价模型。研究结果:土地利用总体规划中新增建设用地指标分解有限期两回合的讨价还价博弈的子博弈精炼纳什均衡解为:县级政府获得的PV（1-δ1）收益，市级政府获得的收益为δ1PV；无限期讨价还价博弈的子博弈精炼纳什均衡解为:县级政府的收益为PV(1-δ2)／(1-δ1δ2),市级政府的收益为PVδ2(1-δ1)／(1-δ1δ2)。研究结论:市级政府和县级政府只有付出足够大的“耐心”才可能分到较多的收益。县级政府在无限回合讨价还价模型中存在着“先动优势”，市级政府在有限回合讨价还价模型中存在着“后动优势”。
  • 摘要：土地利用变化是影响陆地生态系统碳储量变化的重要驱动因素。本文利用土壤采样地数据、植被生物量数据，采用生态系统类型法分别计算了2005 年江苏省耕地、林地、草地、水域、建设用地、未利用地6 种陆地生态系统的土壤、植被碳密度和碳储量。并采用线性规划方法优化土地利用结构，以实现江苏省陆地生态系统碳储量的最大化。主要结论如下：（1）江苏省2005 年陆地生态系统总碳储量为985.69Tg，其中土壤碳储量为942.27Tg，平均碳密度为9.41kg/m2；植被碳储量为 43.42Tg，平均碳密度为1.79 kg/m2；各地类生态生态系统的有机碳密度总计大小为为林地>草地>耕地>水域>未利用地>建设用地，平均碳密度为9.24 kg/m2；（2）应用线性规划模型获得的土地利用结构优化方案可以满足江苏省2020 年六大生态系统地类的需求，并预测到2020 年江苏省陆地生态系统有机碳储量将达到1006.13Tg，比2005 年净增20.44Tg。
  • 摘要：综合利用高分辨Spot 遥感数据和地形图等数据分别提取1999 年、2004 年和2008 年的土地利用数据，建立松藻矿区不同时期土地利用数据库；利用GIS 空间分析功能，获取研究区10 年的土地利用类型定量变化信息，并根据土地利用多样性指数、土地利用动态度以及土地利用综合指数等指标，总结矿区土地利用变化特征，分析矿区开采对当地土地利用方式的影响。研究表明：1999-2008 年间，研究区的主要土地利用类型为旱地、林地和草地；水田和旱地的面积一直呈减小趋势，林地和草地面积一直呈增加趋势；地面塌陷和裂缝是水田面积减少的主要原因。由于受采矿的影响，松藻矿区土地利用阶段正处于衰退期。
  • 摘要：为快速检测土壤营养元素含量，本研究选取中心波长为660、780、870 和970nm，波宽为20nm 的四个光 谱波段，用手持式光谱仪测量盆栽金橘树冠层的光谱反射率，同时测定栽培土壤的全氮、全磷和全钾含量，采用 Pearson 方法分析柑橘树冠层光谱信息与土壤营养元素含量间相关性，用多元线性回归法建立基于柑橘树冠层光 谱信息的土壤营养元素含量预测模型。试验结果表明：土壤全钾含量与660nm 波段光谱反射率及R660/R780、 R660/R870、R660/R970 三个比值光谱指数显著相关；所建立的土壤全钾含量预测模型取得较好的预测效果，说明基于 柑橘树冠层光谱信息预测土壤营养元素含量的方法是可行的；需选取更合适的光谱波段和光谱指数以准确地预测 土壤全氮和全磷含量。
  • 摘要：针对内蒙古河套灌区多年来生产实践中存在的问题，以我国北方水资源日益紧缺以及河套灌区田 间灌溉效率较低为背景，开展了灌区主要粮食作物综合节水技术研究与示范，在综合分析节水示范区自然 和社会因素的基础上，对国内外先进节水技术进行组装凝练，建设成了先进的综合节水示范区。项目以提 高灌溉水利用率和农田水分生产效率为核心，将工程节水、农艺节水和管理节水三者有机的结合起来研究 与示范，鉴选出了适合河套灌区抗旱、抗盐碱、节水型春小麦和玉米品种；确定了春小麦、玉米和向日葵 3 种间作作物的综合需水量和灌溉制度；确定了春小麦畦灌、玉米隔沟交替灌及激光平地的最佳技术参数； 提出了可有效提高光合、水分与肥料利用率的麦收后复种青贮玉米的新型套种技术，河套灌区主要粮经作 物综合节水高产优化栽培和节水高效与环境友好型地面灌溉技术等综合节水技术模式；建立了适合大型灌 区的节水灌溉管理体制与运行机制；集成了以井渠双灌、渠道衬砌、激光平地、田间灌水技术改进、抗旱 节水型作物品种应用、覆盖保墒、施用保水剂为基础的河套灌区主要粮食作物综合节水增产技术体系。项 目所形成的成果对提高我国北方地区农业用水效率，保障国家水安全和粮食安全具有重要意义。
  • 摘要：本文根据云南省坡改梯工程的治理现状，提出了坡改梯工程灌溉渠道优化设计方法，主要得出结论为：根据明渠均匀流和渠道最佳水力断面的计算方法，确定渠道横断面结构尺寸和不冲不淤流速的约束条件。根据渠道纵断面设计原则，确定干渠和各支渠取水口要求的控制水位的计算方法，确定渠道水位衔接的约束条件。根据渠道挖填平衡原则，确定了灌溉渠道工程量与渠道填方量、挖方量、渠道比降和填方损失系数等有关的非线性函数，该结论为灌溉渠道优化设计提供技术支撑。
  • 摘要：为探索咸水滴灌对红枣根区土壤碱解氮、硝态氮分布特性的影响，采用大田咸水滴灌试验，在不同的咸水矿化度条件下，开展了对红 枣不同生育阶段根区土壤碱解氮、硝态氮的影响研究。结果表明，不同矿化度的咸水滴灌处理后，不同生育阶段枣树根区土壤碱解氮在土壤 剖面上的分布趋势为自上而下逐渐递减，且不同生育阶段的土壤碱解氮均高于初始值，对碱解氮产生影响的咸水矿化度大小依次是3g/L＞4g/L ＞2g/L＞淡水对照，通过变异系数分析得知，2g/L、3g/L 咸水对枣树根区碱解氮的转化利用影响较大。不同生育阶段红枣根区10cm、20cm 硝态氮的含量相对较高，而30cm、40cm、50cm 的含量较小。3g/L 和4g/L 咸水滴灌后不同生育阶段枣树根区土层硝态氮的含量整体高于淡水 灌溉。2g/L、4g/L 咸水处理后土壤硝态氮的变异系数相对较大，说明枣树根系对土壤硝态氮的吸收利用相对不稳定。对土壤硝态氮产生影响 的咸水矿化度大小依次是3g/L＞4g/L＞淡水对照＞2g/L。
  • 摘要：以黄淮平原不同年代的冬小麦品种为材料，利用微根管技术对冬小麦根系的活根长（RL）、根直径（RD）、活根尖数（ANT）等形态指标进行定位观测，分析了RL、ANT的径级（diameter classes）分布动态及以RL为基础的净生长速率（RLDNGR）的变化规律。结果表明：观测期内，“阿勃”和“丰产3 号”的RL 和ANT 持续增加，至观测期末达到最大值；而“郑麦9023”的RL 和ANT 则呈现出先增加后减少的变化趋势。三个冬小麦品种的RD 不存在种间差异，在观测期内呈先增加后减少的趋势，其变化范围为0.15 mm≤RD≤0.22 mm。RL 在0.05 mm 与0.25 mm 之间的细根是冬小麦根系的主要组成部分，RL 和ANT 间呈高度正相关关系，表明ANT 是RL 增加的主导因素。观测期内，三个冬小麦品种的RLDNGR 均随生育进程的推进而不断降低。返青到拔节期是冬小麦根系生长最旺盛的时期，早期品种较现代品种“郑麦9023”具有较长时期的根系增长活力，“郑麦9023”自拔节以后粗根比例上升，这将有利于提高生育后期的抗性，保证了后期根系活性稳定、可满足籽粒灌浆的需要。
  • 摘要：针对温室精确灌溉和营养液动态调配的实际需求，研制了一种5 路营养、1 路酸/碱动态配比的自动灌溉施肥机。通过构建母液吸肥量精确测量装置，研究了母液（酸液）吸肥流量与吸肥电磁阀PWM 参数的关系；分析了各路母液（酸液）的加入对营养液 EC/pH值的影响，设计了进行营养液EC/pH 值精确控制的模糊PID控制算法；采用模块化的设计方法，设计了相应的控制软件和硬件，并进行了样机的试制和性能试验。结果表明：控制方案合理，系统运行可靠，能够满足温室精确灌溉和营养液精确配比、施肥的要求。
  • 摘要：猪舍环境对猪的健康、生长及遗传潜力的发挥等有重要影响，随着设施、规模化、集约化养殖的迅猛发展，对猪舍环境进行控制、创造一个适宜的生长环境，是目前养猪业的发展方向。本文针对北方寒冷地区的特点，选取分娩母猪舍内最主要的环境影响因素：舍内环境温度、相对湿度和氨气浓度作为控制对象，自行研发了猪舍环境监控系统，包括硬件系统和软件系统，实现了猪舍环境的自动监测和控制。本系统在内蒙古农牧业科技园区的分娩母猪舍进行了实施和试验，试验结果表明，采用本文研究设计的环境监控系统控制效果较为理想，在保证舍内所需温度基本恒定的条件下，能使舍内相对湿度和氨气浓度保持在适宜范围内，证实了系统的可行性和实用性。
  • 摘要：大城市边缘区是人口、用地、经济、社会和生态等发展最无序的区域。本文基于城市边缘区有序协调发展的机理，综合运用影响程度法、层次分析法和专家评判等方法，从时间、空间、数量和功能等四个维度上评价并分析了北京城市边缘区三个典型乡镇(旧宫镇、长陵镇和永清镇)发展的有序协调程度。研究结果表明，旧宫镇的有序协调程度最高，其次是长陵镇，永清镇最低。
  • 摘要：雾培是解决植物根系水气矛盾的一种最佳栽培模式，为解决现有雾培方式中雾滴直径大、冲力强和雾化均匀度低的问题，该文介绍了一种新型超声波雾化栽培装置。该装置将超声波雾化技术与植物种植系统相结合，所形成的水雾在空气中飘浮时间大于 1min，并自然弥漫至根系各个部位，使植物根系能够均匀吸收养分和水分，提高了植物根系对水雾的利用率。此外，通过生菜栽培试验表明：该装置比水耕装置节省用水70%，冬季生产时可提高植物根系环境温度4～7℃；并可显著提高生菜植株的根系活力。在品质方面，不同装置下生菜的可溶性糖含量无显著差异。
  • 摘要：对目前瓜类作物常用嫁接砧木和接穗解剖形态特性及瓜类自动嫁接技术开发研究中存在的问题进行分析研究，并结合我国瓜类集约化实际生产中普遍采用的手工嫁接方法顶芽斜插发的嫁接作业方式，提出了一种机械自动嫁接方法——瓜类顶芽斜插自动嫁接方法，试验结果表明顶芽斜插自动嫁接法的插入成功率为86%。
  • 摘要：光伏发电温室是采用光伏电池组件作为屋面覆盖材料，部分替代传统的玻璃和PC 板，实现温室作物生产与光伏发电的有机结合。本文在充分分析和研究国内外光伏发电温室技术现状的基础上，以太阳能薄膜电池为研究对象，对其透过太阳光的光质、光强与作物光合作用要求的光谱以及温室屋面倾角对光伏发电量的影响进行了深入系统的研究。结果表明：1)太阳能薄膜电池作为温室屋面覆盖材料可充分满足叶菜类作物对红光的生长需求，但需要通过太阳能薄膜电池在屋面“间隔布置”等方式来补充蓝光；2）太阳能薄膜电池适宜发电倾角范围（25～35°）与常规温室屋面角范围相符。在上述研究的基础上，本文探讨了光伏发电温室未来的技术研究方向，为今后科学指导光伏发电温室产业的健康发展提供前瞻性的理论基础。
  • 摘要：本文采用正交设计与回归分析相结合的方法，获得滚筒牧草烘干机高温状态下的参数，建立了控制出口温度的非线性回归 模型。研究结果表明: 影响出口温度的主要因素是滚筒转速，其次是入口温度，出口风速影响最小；所选模型控制参数少，反应时 间灵敏，预测最大偏差为3.28℃，最小偏差为0.13℃, 能满足生产要求，为滚筒牧草烘干机控制系统提供可靠的理论依据。
  • 摘要：为实现工厂化穴盘育苗的环境远程自动测控，利用GPRS 技术开发了工厂化穴盘育苗环境调控系统。系统包括环境参数传感器、GPRS 传输模块、控制模块和WEB 服务器组成，通过GPRS 网络实现了穴盘育苗环境参数的传输。服务器采用基于模型的环境调控方法获得环境参数的优化方案，并通过GPRS 网络传输至控制终端，实现环境的自动控制。所开发的系统能实现工厂化穴盘育苗的环境参数实时调控，实现了穴盘育苗过程的高产高效生产。
  • 摘要：地下土壤的传热对日光温室内的热环境具有显著的作用，定量掌握其温度场以及蓄热和放热量的变化规律对日光温室的合理设计和环境分析评价具有重要意义。作者根据工程传热的理论，构建了日光温室地下传热的二维模型。该模型采用二维非稳态传热微分方程式描述地下传热过程，并按上边界为变热流边界、下边界为恒温边界、以及南、北为同温边界等方法确定计算域的边界条件，按循环预演的方法建立模拟的初始温度场条件。模型采用有限差分的方法求解，创造了按时差进行二维分离的方法，将有限差分方程组变换为三对角方程组，有效地提高了模拟运算的速度。编制了日光温室地下传热模拟的计算机程序，通过模拟计算，可以获得不同外界条件下，日光温室地下温度场的变化情况，以及通过地面的、在任意时刻内的土壤蓄热量和向温室内空气的放热量，可为日光温室的设计和环境分析评价提供有用的参考数据。
  • 摘要：缩放管换热器在现代设施农业及农产品加工设备供热系统中被广泛应用。缩放管是该换热器的一个关键性部件。本文针对 缩放管在实际应用中经常出现细小裂纹等失效现象。应用ANSYS 有限元分析软件，对缩放管换热器在内压作用下的应力分布规律进 行探讨。结果表明：光管加工成缩放管换热器后，在波峰过渡处与波谷过渡处均产生了较严重的应力集中现象。最大应力出现在波谷 过渡处附近，比相应条件下光管中的应力大许多，且在管的厚度方向有应力梯度存在。通过分析指出影响缩放管管上最大应力强度值 的因素，并得出最大应力强度值最小时的优化波形，为实现缩放管换热器的最优结构设计提供了重要的解决思路。
  • 摘要：日光室温是我国北方地区冬季广泛使用的一种园艺设施，其室内环境直接影响植物的生长发育。本文以天津一种典型日光温室为例，分析其使用过程中的温湿度环境。结果表明，温室内日平均温度基本可达10℃，最低值为5.0℃，出现在1 月份。而日最低温度1 月份平均为5℃左右，2 月份7℃，3 月份10℃；极端日最低温度为0.8℃，这个温度持续过长则可造成植物的冷害。日光温室夜间室内温度较低，12 月~2 月夜间平均气温不超过10℃，最低仅2.5℃。而夜间室内外温差为10~15℃。湿度环境，1 月份室内白昼平均相对湿度为66%，最高可达99%，当采用无土栽培时，湿度明显降低，平均仅50%左右。夜间室内相对湿度在整个测试期间基本都高达99%。日光温室温湿环境大多适宜植物的生长，但仍存在低温和高湿等不利因素。通过分析日光温室的温湿环境水平与植物生长需求的适宜性，本文建议通过提高屋面透光性、增强北墙吸收太阳辐射、增强维护结构蓄热保温性、加强透风并改良栽培方式等方法改善日光温室的环境性能。
  • 摘要：输送自动化管理系统是温室的重要组成部分，本文以温室中的水稻盆栽为对象，介绍植物盆栽输送自动化管理系统的设计。植物盆栽输送自动化管理系统由设备控制和盆栽信息管理两部分组成，其中设备控制主要是对输送机和AGV 两种设备进行操作，控制植物盆栽输送自动化管理系统完成水稻盆栽的输送调度、水稻生长过程检测和记录等；而盆栽信息管理主要是记录水稻盆栽检测和生长数据、检测过程中设备工作状态、试验人员信息等工作。温室植物盆栽输送自动化管理系统能使盆栽水稻在生命周期中的生长、检测均无外界干扰，这对于提高温室的自动化程度和水稻栽培试验效率等都具有重要的指导意义。
  • 摘要：根据我国设施农业基质消毒设备发展的需要，设计开发了无土栽培基质蒸汽消毒机，该机主要包括蒸汽制备输送系统、基质搅拌系统、蒸汽消毒机控制系统3大部分。通过对无土栽培基质蒸汽消毒机灭菌试验研究，采用“平皿计数法”对菌落总数进行统计检测，灭菌检测达到99.9%以上，消毒效果好，不需要施用化学药品，保证设施农产品品质，符合环保需要；改变作物生长的基本条件、基质板结和水气不调的状况，提高设施农产品产量；彻底杀死幼虫、致病细菌等；该机消毒效率高，生产率达到2.8m3/h。该机解决了进口基质蒸汽消毒设备价格昂贵、占地面积大、零部件更换需要进口，售后服务无法保证等弊端。
  • 摘要：下沉式日光温室提升了温室保温性能，但作物根部空气流通不畅，出现湿度聚集现象，引起病害，影响农作物生长和农户 的经济效益。为了寻求除湿方法，以实测湿度为基础，结合水分输运模型，并拟采用机械通风方式，采用数值分析研究下沉式日光温 室的湿度分布及运动。结果表明：作物下层较上层相对湿度高26.7%，温室后墙处较前墙处高3.7%，西侧较东侧高6.3%；数值分析 结果显示，通风后各部位最大相对湿度差值小于13%。说明下沉式日光温室存在湿度分布不均衡现象，通风方式对改善湿度分布是有 效的。
  • 摘要：在农业工程领域，对空气进行除湿（降温）技术有着广泛的应用，如应用在我国南方夏季温室的除湿降温、农产品的低温干燥、农产品生产及储藏间的温湿度调节等方面。氯化钙溶液作为空气除湿（降温）系统中除湿剂，具有较好的经济性和适用性，并可通过太阳能和地热能进行再生。实验研究表明，浓度为30%—34%的氯化钙溶液在温度为50℃—75℃的热源条件下可实现再生。影响再生的效果的主控因子是再生温度、蒸发面积、再生时间。
  • 摘要：以厚皮甜瓜品种伊莉莎白为材料，研究大棚滴灌条件下营养生长期不同土壤水分下限（75%田间持水量，I75；65%田间持水量，I65；55%田间持水量，I55；45%田间持水量，I45）对甜瓜生长、产量、品质以及灌溉水分利用效率的影响，并以沟灌（G75）作为对照。结果表明，株高、茎粗、叶面积和地上部干重均随着营养生长期土壤水分下限的降低而减小。I75 果实横径、皮厚和肉厚均最大，果形指数最小；I65 果实纵径最大。果实品质方面，可溶性固形物含量为：I65＞I55＞I75＞I45；可溶性糖含量为：I55 ＞I65＞I45＞I75；维生素C 含量为：I55＞I65＞I75＞I45；可溶性蛋白质含量为：I55＞I65＞I45＞I75；游离氨基酸总量为：I45＞I65 ＞I55＞I75。I75 的产量和平均单果重最高；I65 的灌溉水分利用效率最高，达到291.64 kg/(ha·mm)，相比沟灌对照提高76.4%，可节水58.1%，而平均单果重仅比对照下降3.2%。综合考虑产量和品质，用TDR 指导灌溉，可以选择65%田间持水量作为武汉地区厚皮甜瓜营养生长期适宜的土壤水分下限指标。
  • 摘要：土壤的电导率是指土壤传导电流的能力。它反映了温度、湿度、光照等外部环境变化对土壤的影响，而且与该土壤适合耕种的作物信息、作物产量以及预期分析密不可分。因此，通过对植物电导率的准确获取可以更好的指导田间生产活动和产量的预期。本文阐述了基于“电流－电压四端法”的车载式土壤电导率分析仪的设计过程。设计了稳幅交流电流源，增加了两路信号以进行信号的采集。采用89S52 单片机控制进行信号处理，测量出内外侧的电导率。通过对不同质地的土壤进行测量实验，我们检测了稳幅交流电流源的稳定度，以及电导率信号与含盐量、含水率与插针深度之间的关系。经检测该设备具有一定的可用性。
  • 摘要：为实时监测作物氮素状况，本文基于光谱检测技术及WSN 技术设计了一套车载式作物冠层多光谱指数检测装置。装置由控制单元及测量单元构成。控制单元是一台内嵌了无线模块的PDA，作为无线网络的协调器，PDA 负责接收、显示及处理光谱数据。测量单元由4 个光谱检测传感器组成。传感器是网络的路由节点，将其安装在车载机械结构上，以实现移动状态下的测量。每个传感器可以在4 个波长处测量作物光谱数据，分别是绿色植物可见光主要反射峰550nm，可见光主要吸收波段650nm、和2 个近红外波段766、850nm。标定试验显示传感器的光学单元工作稳定，具有较高的精度。性能测试结果表明Zigbee 无线通信稳定，满足田间车载移动测量的要求。针对冬小麦及玉米进行了田间实验，实验结果验证了光谱传感器预测作物营养水平的能力。
  • 摘要：充分利用黑龙江垦区开展精准农业试验示范的有利条件，研制了与国产6 行大豆精密播种机相配套的变量施肥自动控制装置，该装置采用工业控制计算机为上位机，以单片计算机为核心的变量施肥控制驱动器为下位机，通过变量施肥控制驱动器控制电控无级变速器，该变速器控制播种机排肥传动系统的传动比，达到改变播种机施肥量的目的，2005 年在黑龙江省八五二农场进行大豆变量施肥播种试验，取得了较好的变量施肥试验效果。
  • 摘要：本设计是一种船外机的自动转向控制系统与控制方法。船外机经改造，由控制系统实现自动转向操 作。转向控制系统由控制器、电机功率驱动单元、转向操作机构以及角度检测传感器组成。设计采用角度 检测传感器检测船外机实际转过的角度值信号，控制器接收上位机通过CAN 总线发出的角度控制指令信号 和角度检测传感器检测的实际角度值信号并计算两者的差值，控制系统通过对差值信号的判断，采用带死区的双阈值PD控制方法驱动电机向相应的方向旋转，实现船外机的转向操作。本设计能够有效地提高系 统的稳定性，增强系统的抗干扰能力。转向操纵机构跟踪试验表明，转向控制系统具有良好的响应特性。

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