焊接温度检测系统的研究

分析了焊接温度对焊接质量的重要影响,应用传感器技术、温度数据采集技术和计算机通信技术,设计了一种基于AT89C52单片机的温度检测系统。实验结果显示,该系统能够很好地对焊接温度进行采集与处理,为实现研究焊接过程温度场的测量打下了良好的基础。     

采摘机器人控制系统设计与实现

针对目前机器人大赛采摘机器人控制系统存在的问题进行研究,提出了1种基于嵌入式微处理器控制系统的设计。该控制系统采用ARM9为核心控制器,以红外避障传感器、灰度传感器以及碰撞传感器等作为检测装置,通过对反馈信号的采集、处理,来规划机器人行走路径。本文详述了该控制系统的硬件设计,并对其软件进行了编程。通过赛前测试和比赛验证,该采摘机器人的控制系统能够很好地完成比赛任务,其可靠性和速度方面均有所提高。     

基于虚拟仪器的鱼粉新鲜度电子鼻测量系统

为寻求方便快捷的鱼粉新鲜度测量手段,根据鱼粉腐败过程中产生的气体成分,选择TGS822醇类及有机溶剂型传感器、TGS825硫化氢型传感器、TGS826氨气和胺类传感器及TGS832卤烃型传感器作为电子鼻的气体传感器阵列,设计了基于USB总线标准的便携式采集装置和基于虚拟仪器开发平台LabVIEW的鱼粉新鲜度电子鼻测量系统。利用该系统对鱼粉样本进行气味信号采集,同时对鱼粉样本中的TVB-N的含量采用半微量凯式定氮法进行检测,通过主成分分析(PCA)法对鱼粉样本的电子鼻数据进行聚类分析,并与化学分析结果进行对比,验证系统的有效性。结果表明,基于虚拟仪器鱼粉新鲜度电子鼻测量能够区别不同新鲜度的鱼粉样本,证明了该电子鼻测量系统的有效性。     

基于GPS-OEM的车载农田面积测量系统的设计

根据GPS定位信息的采集、测量实际农田试验数据,得出的农田面积测量简易算法,设计出一种基于GPS-OEM的车载田间面积测量系统。该系统在农业机械作业时,利用GPS-OEM模块实时接收GPS定位信息,能够算出农业机械的动态作业面积。系统拥有常用的CAN总线通信接口和存储设备,方便与其他设备实现信息共享和数据存储。并具有测量准确,价格低廉等特点,适合于各种农业机械作业面积的测量。     

基于Zigbee的播种质量监控系统的设计

为了满足智能化农业的需求,应用无线传感网络技术和PLC控制器技术,设计了一个基于Zigbee的播种质量无线监控系统。该系统采用光电传感器实现对排种状态的检测,采集的信息通过无线传输模块发送到PLC;利用霍尔传感器检测拖拉机行进速度,步进电机驱动排种轴,以实现播种状况的实时检测、控制及排种速度与拖拉机速度的同步。试验表明：该系统具有高可靠性、高精度的特点,在高速通信的同时有效地实现了播种信息的实时监控。     

基于AT89C52的农业温湿度智能控制系统设计

设计了农业温湿度智能控制系统,该系统采用DHT11温湿度传感器作为温湿度采集模块,单片机选用AT89C52代替并调用Virtual terminal模拟串口通信,LCD1604液晶显示器实时显示温湿度,实现了温湿度的测量、显示,可自动控制加热、降温、加湿、通风,实现温湿度控制以及超限报警处理,并利用Proteus与Keil进行实际电路的仿真。试验表明,该系统实现了可靠的温湿度监控。     

鲜茧茧层含水率与干壳量快速测量研究

鲜茧茧层含水率和干壳量是蚕茧品质检测中的两个重要指标,为了快速测量鲜茧的茧层含水率和干壳量,研究了一种集称质量、水分检测、数据采集存储、实时计算与显示等功能于一体的鲜茧茧层含水率和干壳量快速测量装置.该装置将水分检测传感器和质量传感器结合,信号采集处理系统自动采集传感器检测数据,并实时计算处理数据,测量得到的茧层含水率和干壳量实时显示.该装置结构简单,操作方便,智能化程度高,成本低.经试验表明,该测量装置能够快速无损检测出鲜茧茧层含水率和干壳量,准确度高,水分检测误差小于0.98%,干壳量检测误差小于2.2%.实际检测过程中不破坏鲜茧,达到了无损快速检测目的.     

一种高精度的无人驾驶农机系统研究

为实现农用机器的无人驾驶、高精度定位,设计一种高精度的无人驾驶农机系统。该农机系统以PixHawk飞控系统为核心,搭载传感器系统、通信系统、卫星定位系统等,可在远程调度中心设置农机工作地点、行进路线以及作业方式等功能。该系统通过卫星高精度导航技术使农机在无人驾驶的情况下,可使农机精准、快速达到任务点并进行工作。此外,操作平台选用NuttX平台,可对该系统进行二次开发。     

便携式温室植物叶面积测量方法研究

为了快速、准确地测量植物叶面积,本文提出了一种基于可编程片上系统技术和图像处理技术的便携式叶面积测量方法。该系统通过摄像头采集叶面积数据,利用FPGA特有的并行工作方式对原始数据进行图像处理,提高叶面积测量精度和速度,采用具有Nios II嵌入式软核处理器的现场可编程门阵列控制系统,提高整个系统的管理效率。田间实地测量表明该系统能够有效地采集叶面积数据,并具有测量速度快、可扩展性强和携带方便等优点。     

基于Modbus-RTU和GPRS通信的温室控制系统设计

针对农业温室分布地域广、分散的特点,设计了基于Modbus-RTU和GPRS通信的温室环境控制系统。系统由西门子S7-200 SMART PLC、触摸屏、GPRS模块和上位机服务器构成,利用Modbus-RTU采集现场温湿度、光照度等传感器的实时信号,并在触摸屏进行实时显示以及实现多种模式下的手动控制;通过GPRS模块把采集到的信息远程传送至上位机服务器,对信息进行接收和综合分析处理。现场测试表明,该系统结构设计合理、系统运行稳定,能够满足花卉温室远程监控的要求。     

基于传感器网络的海洋水质监测及赤潮预报系统的设计

针对海洋环境变化快、水质检测难度大的问题,通过建立传感器网络,得到更为准确的水质模型,研发了基于传感器网络的海洋环境监测与预报系统,该系统可实现对海洋水质的在线和离线分析以及对未来水质的预测和预报。系统包含数据采集子系统和数据处理子系统,分别实现海水水质要素的采集、水质监测浮标的位置定位和水质分析分类等功能,两者通过GPRS进行通信。实验结果显示,该系统运行良好,具有较高的可靠性,在赤潮等影响海洋水质的事件发生时,该系统可对相关事件的发展变化进行实时跟踪监测和预报,对预防海洋水质灾害的发生具有积极作用。     

基于Android系统的蔬菜大棚环境参数监控系统

为了解决生产中蔬菜大棚种植区域不集中、种植人员掌握科技能力欠缺、传统有线监控操作复杂组网困难、监控距离受限制、采集数据不科学和不准确的问题,以及能实时对蔬菜大棚中环境参数信息进行监控,结合无线传感网络和Android系统,设计了基于Android系统的蔬菜大棚环境参数监控系统;对系统中传感器终端节点和协调器、GPRS模块、Android软件进行了设计说明。各个传感器终端节点采集数据信息,以Zig Bee无线传送技术发送到协调器,协调器经过串口通信与Android平板电脑进行通信,同时经GPRS模块把相应数据信息发送到移动设备终端,实现环境参数的实时检测,并与预设的参数范围进行比较,超出范围能实时报警,并向控制器发送命令自动打开安装在蔬菜大棚中的机电设备,使蔬菜大棚内的环境参数适合蔬菜生长。系统经过测试,可实时监测到数据信息,各种传感器数据精确度达到生产要求,机电设备控制良好。该系统扩展性强、设计灵活,具有一定实用价值和良好应用空间。     

基于WSN的便携式FPGA农田环境监测系统

针对农田环境信息获取时存在的信息对象多、地域广、分布杂散、数据通讯条件落后等诸多不利因素,设计了采用基于无线传感器网络技术和可编程片上系统(SOPC)技术的便携式农田环境监测系统.该系统通过温度、湿度、光照度等传感器实时采集农田环境数据;以CC2430模块为终端测量节点的核心,建立无线传感器网络实现监测数据的无线传输和汇集:采用具有NiosⅡ嵌入式软核处理器的现场可编程门阵列(FPGA)控制系统实现对整个系统的管理.田间试验结果表明该系统能够有效地采集环境数据,并具有组网灵活、可扩展性强、携带方便等优点.     

基于WIA-PA的农田环境监测系统设计

针对农田环境状况复杂、监测难度大等问题,设计了基于WIA-PA标准无线传感器网络。该系统利用无线传感器节点对农田环境参数进行采集,并将获得的数据通过WIA-PA网络发送至远程服务器。远程服务器对参数进行分析和存储,对于超出阈值的数据会及时告知管理者。管理者通过远程服务器发送控制命令到传感器节点调节相关参数,从而实现远程测量与控制。试验表明该系统运行效果良好,功耗小,具有很好的应用价值。     

基于无线传感器网络的节水灌溉智能监测系统设计

针对农田灌区范围广、数据量大、实时传输难的特点,提出一种基于无线传感器网络的农田自动节水灌溉系统,综合运用无线传感器智能信息处理技术、无线数据通信技术,全面提升系统的自动化与监测水平。该系统以单片机为控制核心,由无线传感器网络实时采集及处理数据,将其发送到接收端,在接收端对数据进行存储和显示,实时监测土壤温湿度变化,实现节水灌溉的自动化控制及水资源的高效利用。试验证明,该系统稳定性好,数据传输可靠性高,使用灵活,适合不便直接连线的一般监测场合应用。     

远程无线高精度温室大棚环境监控系统设计

温室大棚种植技术对现代化的农业生产具有重大的意义,是一种全新的农作物种植技术。为实现对温室大棚的多通道、高精度控制,设计了1种基于ARM处理器、多级组网模式的远程无线高精度温室大棚环境监控系统。该系统以数字传感器采集温室大棚环境数据,通过ZigBee无线通信技术以及全球移动通信系统(GSM)技术实现与远程电脑(PC)终端以及无线手持监控终端的远程通信控制。试验表明,该系统具有环境参数控制精度高、响应时间快、无线通信距离远以及操作方便等优点,为实现农业的集团化种植及精准控制提供了借鉴。     

基于电子鼻的鱼类新鲜度检测系统设计

针对鱼类新鲜度检测的实际需求,提出基于电子鼻系统的鱼类新鲜度检测方案,对其关键技术及系统构架进行了研究.在研究电子鼻气体传感器阵列及其工作原理的基础上,通过分析检测系统功能需求,利用STC12C5A单片机结合气味传感器采集鱼类新鲜度气味信号,上传至数据分析处理系统,最终通过模式识别实现气体组成分析.测试结果表明,利用电子鼻系统可以快速、简便、准确地检测鱼类新鲜度,可应用于鱼类的物流和仓储等领域.     

基于ZigBee和GPRS的远程水质监测系统的设计与实现

提出了一种基于ZigBee无线传感网与GPRS技术的远程水质监测系统.该系统采用无线传感网与移动通信网相结合的组网方式,通过CC2430芯片采集并传送传感器终端数据,以ARM嵌入式计算机作为核心单元汇总解析终端上报的数据,交由GPRS模块转发到公网远端服务器.用户可通过PC远程监控或发送手机短信的方式查询终端数据.测试结果表明,该系统具有可靠性高、扩展性强、检测精确、维护方便等优点,并已得到了实际应用.     

田间作物表型检测平台设计与试验

为高灵活度、稳定有效地获取田间作物表型信息,设计了一种四轮独立驱动、独立转向的田间作物表型检测平台,该平台主要包括行走系统、控制系统和表型信息采集系统,采用Creo软件对平台进行结构设计并对主体框架不同工况进行有限元仿真分析。以西门子1200系列PLC为主控制器开发了一套控制系统,实现平台的原地转向、横向移动和阿克曼转向模式控制,采用基于模糊PID的四轮协同控制方法实现了四轮同步运动。设计的检测平台可根据检测需求挂载RGB相机、热红外相机、高光谱相机等不同传感器进行表型信息采集,并在采集过程中形成移动暗室,有效降低外界环境对表型信息采集效果的影响。田间试验结果显示:设计的检测平台在满电量状况下单次不间断作业可达6 h;四轮协同运动试验结果显示,车轮转速最大偏差率为1%,在水泥地面和田间直线行驶时平均偏移率分别为2.14%和2.57%,具有良好的移动稳定性;挂载RGB和热红外相机进行作物表型信息获取时,每小时可检测120个田间育种小区;在不同时间段,分别采集非暗室环境与暗室环境下棉花RGB图像并提取叶面积,结果表明平台所采集RGB图像更加稳定可靠;对暗室环境下RGB图像、热红外和高光谱图像进行采集分析,结果表明该平台所采集图像均质量良好且可获得有效信息。     

自走式西瓜盆栽土壤信息采集装置设计与试验

为满足高频次获取西瓜植株种植土壤中湿度和其他养分含量的需求,同时解决西瓜温室大棚内由于盆栽种植密集、空间狭小所带来的人工采集数据劳动强度大、作业环境恶劣等问题,设计了一种电动自走式土壤信息采集装置。该装置的移动平台可沿预设轨道到达盆栽相应位置,多关节机械手模拟人工检测方式伸至西瓜盆栽土壤中,对湿度数据自动采集。利用设计的采集装置整体结构以及多关节机械臂机构、传感器检测部件的结构,构建了该装置的控制系统和通信系统,并进行了西瓜盆栽土壤湿度采集试验。结果表明,该采集装置稳定行走的最大速度为0.24 m/s,多关节机械臂搭载传感器能精确插入盆栽土壤中,其水平方向定位误差最大值为11 mm,装置检测盆栽的漏检率为0.92%,采集土壤信息的效率为3.2盆/min,作业流畅、性能稳定,采用循环轮检方式可替代人工完成所有盆栽土壤信息的自动采集工作。研究表明,该采集装置相比人工采集提高了盆栽信息采集的效率,也实现了高频次、高通量采集盆栽土壤信息的要求。