果树施药仿形控制系统的设计

介绍一种能够实现果树仿形施药的机械装置及其控制系统.本设计采用由步进电机驱动的仿形推杆作为执行装置,根据不同树冠大小来对仿形机构在水平和竖直方向进行调节,从而达到仿形施药的目的.控制系统选用SILICON公司C8051F020和C8051F340增强型单片机作为主控芯片,采用主从通讯方式,方便有效地控制了执行机构和喷雾参数.     

基于LabVIEW的果树仿形喷雾控制的实现研究

在对果树实施机械化施药的过程中,为了降低药液的浪费和对环境造成的污染,实现均匀和精确的喷雾,利用LabVIEW平台,提出了对果树仿形喷雾控制的实现方法。一是采用超声波传感器阵列检测果树的冠层形状。二是根据检测的结果,得到喷头组的运动控制策略。喷头组中一个喷头的运动对应由一个步进电机拖动,一个步进电机对应由一个单片机控制。一个单片机对应分布式控制系统一个节点。PC机把控制策略通过RS485总线发布到各个节点,各个节点根据控制策略,启动喷头运动到相应的位置。三是按照预定的压力和喷量实施喷雾。该方法进一步提高了喷药的效率,增加了施药的可控性,从而降低对环境的污染,为植保机械提供了一个可以选择的解决思路。     

基于ADAMS的果树仿形施药机构优化设计与仿真分析

针对目前果园施药喷雾器械作业效率低下、农药浪费严重和影响生态环境等问题,提出三自由度对称式两级摇杆喷雾机构。为提升工作空间和运行稳定性,构建该机构的数学模型,在ADAMS环境中创建仿真单元,根据实际约束条件对其进行喷雾参数优化和动力学、运动学仿真分析,并推导出喷雾点运动学方程。研究结果表明:仿形机构关键点所受最大力由优化前1 621.1 N减小到338.94 N,为原来的20.9%,运行平稳可靠;在此基础上,得到喷雾点在水平、竖直方向工作范围分别为1 704.5 mm、2 151.5 mm,调节幅度分别为695.4 mm、680.4 mm,完全可以满足不同果树形貌的喷雾要求,实现立体高效的仿形施药作业。     

虚拟样机技术及其在果树仿形喷雾装置研制中的应用

虚拟样机技术是提高机械产品研制效率的有效手段。为此，在分析了虚拟样机技术的基本含义和研制果树仿形喷雾装置的意义和关键问题的基础上，提出了将虚拟样机技术应用于仿形喷雾装置研制中的方法。     

果树冠层参数实时检测系统

为了降低农药喷施环境污染和提高水果品质,实现果园果树仿形精确喷雾,建立了一套果树冠层参数的实时检测系统.该系统主要由作物识别系统、车辆姿态系统、主控单元和数据记录单元组成,采用CAN总线进行数据通信.对5棵临近的绿篱树进行了初步的靶标距离检测试验,试验重复3次.采用4个超声波传感器分时检测,拖拉机前进速度为0.3m/s,系统采样速率为5次/s.试验表明,系统能可靠地按一定的采样速率,实时检测和记录系统载体车辆位置、姿态(地面平整度)和果树靶标的距离等数据,为精确仿形喷雾提供了一个较好的喷雾控制平台.     

全地形果园仿形弥雾机器人的设计

近年来,果园植保机具通过应用现代化技术改善了施药效果,但由于受到果树品种、培育方法和药剂使用等因素的限制,作业效率低下的现象越发显著,基于此,设计了一种高效的果园仿形弥雾机器人.针对果园复杂地形因素,设计了轮履复合式行进结构的全向电动底盘,以实现全地形全方向快速移动和转场;采用仿形风送式喷雾施药系统,在保证施药均匀性的...     

基于CAN总线的喷雾过程监控系统

为了研究果树仿形喷雾试验中仿形喷雾效果,必须对喷雾系统中喷雾压力、喷雾流量、喷雾距离和机车行走速度等因素进行实时准确地监测.为此,提出了一种基于CAN总线的喷雾过程监测系统,阐述了系统的硬件组成,并给出了系统智能节点的软硬件设计.该系统能够实时监控喷雾过程各参数,可以随意扩充节点,具有较强的通用性.     

密植矮化茶园地面低容量仿形喷雾液滴沉积性能研究

为探究地面低容量仿形喷雾技术在茶园植保作业中的适应性,以自主设计的茶园低容量仿形喷雾轨道式测试系统为喷雾载体,通过正交试验方法对茶园地面低容量喷雾的雾滴沉积性能进行了试验研究。阐述分析了喷雾测试系统的结构及控制电路,依据解析法确定了喷头安装参数;以雾滴沉积密度、沉积均匀性为主要喷雾指标,探究了喷雾高度、喷施方向、风扇转速、喷头类型和冠层梯度对茶树低容量喷雾时液滴沉积的影响。田间试验结果表明:茶树冠层梯度对雾滴沉积密度有显著性影响,其雾滴数量在冠层上、中、下部依次减少,冠层上部雾滴个数明显多于中、下部,中、下部雾滴数量没有显著性差异;喷雾高度与雾滴沉积数量呈负相关,且喷雾高度30 cm时的雾滴个数明显多于50 cm时的雾滴数量,而40 cm高度与30、50 cm时的雾滴数量无显著性差异。喷施方向、冠层梯度对雾滴分布均匀性有显著性影响,喷施方向45°时,其变异系数均值为0. 610,显著大于0°、15°、30°时的变异系数,雾滴分布均匀性最差,而0°、15°、30°时变异系数无显著性差异;不同冠层梯度上的雾滴分布均匀性差异显著,其中冠层上部雾滴分布最均匀,而冠层中部雾滴分布均匀性最差。与常规喷雾相比,低容量喷雾的雾滴沉积量整体偏小;冠层梯度对雾滴沉积量有显著性影响,其中冠层上部沉积量均值为0. 608μL/cm2,显著大于中、下部沉积量,而中、下部雾滴沉积量差异不显著;喷施方向0°时,其雾滴沉积量均值最大,显著大于沉积量最小的45°方向。茶树低容量喷雾时,雾滴平均沉积密度均大于26个/cm2,冠层顶部变异系数均不大于标准中规定的0. 5,满足国家标准中农药喷雾机喷洒质量要求。     

茶树植保机械及减量施药技术研究进展

农药防治是茶树病虫害综合防治的重要组成部分,其在病虫害突发或爆发时具有快速高效的防治优势。茶树叶片表面具有亲水性,常量施药会造成茶叶农残超标、生态环境破坏等问题,实现茶树减量施药是减少茶叶农残的有效手段。系统综述了茶树生物特性、茶树病虫害预测诊断及防治方法、茶树植保机械及施药技术,强调提高茶树低容量喷雾的农药有效利用率是实现茶树减量施药的关键。针对目前茶园地面工况复杂及农药利用率低的问题,本文从低容量仿形喷雾机、茶树病虫害喷雾决策及智能终端等六个方面提出茶树病虫害施药技术及装备的研究建议,指出低量化、精准化及智能化是未来茶树植保喷雾机械及施药技术的发展方向。     

精准施药技术现状分析

在分析精准施药技术重要性的基础上,从信息获取方式、喷雾技术和控制系统3个环节对国内外精准施药技术进行了分析。首先,详细阐述了基于实时传感器和基于地理信息技术的信息获取方式;其次,分析了风送液力式喷雾技术、静电式喷雾技术、超低量和低量喷雾技术和仿形喷雾技术;最后对控制系统进行了阐述和分析,旨在为我国精准施药技术的发展提供借鉴。     

FC-CNN:基于卷积神经网络的水果图像分类算法

针对现有基于卷积神经网络的水果图像分类算法均使用池化层进行降维处理会丢失部分特征,导致分类精度有待提高的问题,提出FC-CNN(Fruit Classification Convolutional Neural Network)水果图像分类算法。该算法基于深度卷积神经网络思想,设计了一种由二维卷积层、批量规范化层和激活函数组成的网络结构,利用Sofmax loss和L2正则化进行损失函数设计。算法使用卷积加步长替代池化层,让网络具有自主学习下采样能力,使用批量规范化层用于解决网络过拟合问题。采用Fruits-360数据集进行测试,实验表明,FC-CNN可以识别出48种水果,准确率可达到99.63%。与现有的深度学习水果图像分类算法相比,FC-CNN的识别准确率更高,识别种类更多。     

基于BP-NN的温室膜下滴灌茄子蒸腾速率预测模型

通过田间试验,对温室膜下滴灌茄子冠层叶片蒸腾速率的变化规律进行了深入研究。通过分析温室内地面温度、相对湿度、植株冠层温度、气压、水面蒸发、太阳辐射等6个环境参数与茄子蒸腾速率的综合影响关系,确定了网络拓扑结构为6-9-1。并应用MATLAB软件,选择Levenberg-Marquardt(L-M)优化算法,建立了基于Back Propagation(BP)神经网络的温室膜下滴灌茄子蒸腾速率预测模型。经模型验证得出,BP神经网络模型预测值与蒸腾速率实测值间拟合效果较好,平均相对误差为0.029 8,达到预测精度要求。该研究成果对温室膜下滴灌作物需水规律及需水量研究具有较好的参考价值。     

包装容器造型形式美的要素及原则

包装造型设计是经过构思将具有包装功能及外观美的包装容器造型,以视觉形式加以表现的一种活动。设计是构思,是创造性思维,将需求转变为现实的过程;造型是人们将材料或物体加工、组装成具有特定使用目的的某种器物。造型设计是运用美学法则,用有型的材料制作,占有一定的空间,具有实用价值和美感效果的包装形体,是一种实用性的立体设计和艺术创造。     

Evaluation of surface irrigation system performance using System Dynamics (SD) approach

Various methods and criteria have been proposed and utilized for the evaluation of irrigation systems performance, which can be used for comparison of design conditions and irrigation systems performance. Surface irrigation systems should be paid more attention among all other irrigation systems due to their operation simplicity and high losses. In the present study, while describing main relationships of irrigation evaluation criteria of application efficiency, water requirement efficiency, Deep Percolation Ratio and Tail Water Ratio, a method based on SD will be introduced. Modeling of this approach has been done using VENSIM-DSS software. Model has been tested in a case study that included the modeling of a furrow in four irrigation status: current situation, full irrigation, deficit irrigation and finally deficit irrigation with optimized irrigation cutoff time and inflow into furrow. The results reveal the high capabilities of SD approach in modeling water resources and irrigation systems. Its user friendly and ability in transferring data to the data bank can introduce this approach and software as an applicable decision support system.     

搜索引擎原理分析及实现

随着INTERNET的发展，网上的信息也越来越多。为了获取有用的信息、方便使用及吸引更多的WEB用户，很多网站都安装了一些特殊的计算机程序。它具备访问WEB的能力，能够自动收集各网站信息，然后进行分类和整理，并将整理结果以各种方式提供给用户。其名称很多，从不同的侧面反映了它们不同的特殊功能。但它们的基础是搜索引擎。为此，分析了搜索引擎的原理，并给出简单实现，并提出了相应的改进方法，同时对将来应用发展进行了展望。     

基于滑觉检测的农业机器人果蔬柔性抓取控制研究

果蔬采摘是水果蔬菜生产种植中最繁琐、最耗时间、最费精力的部分之一,直接影响果蔬日后的价值和销售。随着经济的快速发展、外出务工人员增多及农业劳动力减少,劳动力在果蔬种植成本所占比例越来越大。实现果蔬自动化采摘是降低成本、释放农业劳动力的重要举措。20世纪80年代,美国成功生产了世界上第1台西红柿采摘机器人。近年来,随着信息技术和自动化技术的高速发展,农业采摘机器人的研究和开发取得了很大进步,但对果蔬柔性抓取的研究进展较慢。为此,基于滑觉传感检测技术与果蔬损伤机理,以农业机器人采摘控制系统为研究平台,运用离散小波变换算法,从传感器和抓取力控制着手,深入研究和设计了农业机器人柔性无损采摘控制系统。试验表明:系统运行稳定,可靠性强,对实现果蔬柔性采摘具有十分重要的应用意义。     

基于知识蒸馏的叠层笼养蛋鸡行为识别模型研究

为了实现叠层笼养环境下蛋鸡行为的识别检测，构建了一种基于多教师模型融合的知识蒸馏蛋鸡行为识别模型，用多个教师模型融合指导学生网络训练。对基于Faster R-CNN框架的蛋鸡行为识别模型的特征提取网络进行知识蒸馏，以结构较复杂的ResNeXt、Res2Net和HRNet网络为教师网络，以结构较简单的ResNet 34网络为学生网络，通过知识蒸馏训练蛋鸡行为识别模型。试验结果表明，特征提取网络经过知识蒸馏后，蛋鸡行为识别模型性能得到显著提升，与特征提取网络未经过知识蒸馏的识别模型相比，模型准确率、平均精确度、召回率分别从93.6%、78.7%、86.2%提升至96.6%、89.9%、94.6%；学生模型经过知识蒸馏后基本达到了教师模型的性能水平，而模型参数量和模型计算量比教师模型降低了32%和33%，模型推理时间降低了66%。本研究提出的知识蒸馏模型通过较简单的网络结构获得了高精度的识别模型，为蛋鸡行为识别模型在小型嵌入式设备的部署提供了可能。     

基于DEM的水文模型在沮河流域的应用

基于DEM的流域水文模型是近年来水文模型的热点,而干旱半干旱地区的水文模型一直是水文研究的一个难题。分析了干旱地区的降雨产流特性,建立了符合该产流特性的数字高程模型和陕北模型相结合的水文模型,并将其应用到沮河流域桃曲坡水库的洪水预报中,计算结果证明该水文模型在干旱地区是切实可行的。     

水泵进水设计模型试验方法

模型试验是国际上普遍采用的检验和改进泵站进水设计的主要方法,而试验标准则是水泵进水设计模型试验的重要依据;目前我国尚未有关于泵站进水设计模型试验的试验标准。本文简要讨论了水泵进水设计的整体概念,并根据美国国家标准《水泵进水设计》(ANSI／HI9．8-1998),介绍了水泵进水设计模型试验的目的、主要内容、试验准则、测试方法、试验方案和试验结果评价等主要内容。     

基于水分胁迫的植被生长模型的构建与应用

在广义水资源合理配置模型——WACM模型的基础上,根据植被生理原理构建了基于水分胁迫的植被生长模型,模型主要包括植被生长发育阶段模块、碳循环模块和水循环模块,适用于多种作物,是一个通用模型。使用文献资料对植被发育阶段的长短和植被干物质量、作物产量的变化范围进行验证,并且在徒骇马颊流域运用该模型模拟了水分胁迫条件下的多种植被的干物质量和作物产量,模拟结果比较理想。