基于MEGA128单片机的大型仓储场所智能防火报警系统设计（英文）

针对目前许多大型仓储场所的消防报警系统存在的问题,笔者遵循可靠性、独立性、实用性、经济性的原则,设计了一套基于AVRmega128的防火报警灭火智能系统。该系统采用先进的火焰传感器、485总线通讯、电脑人机交互软件及相关外围器件,具备声光报警、智能灭火功能。在系统的控制上,采用电脑人机交互软件,通过485总线,远程控制各个报警主控板。该设计对高集成度、高可靠性的智能报警产品的研制和降低设备成本均具有较高的参考和实用价值。     

Design of Intelligent Fire Alarm System for Large Storage Places Based on AVRmega128 Single Chip Microcomputer

针对目前许多大型仓储场所的消防报警系统存在的问题，笔者遵循可靠性、独立性、实用性、经济性的原则，设计了一套基于AVRmega128的防火报警灭火智能系统。该系统采用先进的火焰传感器、485总线通讯、电脑人机交互软件及相关外围器件，具备声光报警、智能灭火功能。在系统的控制上，采用电脑人机交互软件，通过485总线，远程控制各个报警主控板。该设计对高集成度、高可靠性的智能报警产品的研制和降低设备成本均具有较高的参考和实用价值。     

基于STC89C52单片机和GSM的厨房安全监测系统设计

目的针对近年来厨房燃气泄漏所导致发生爆炸、火灾等安全事故日益增多。设计一种新型装置消除厨房安全隐患,并给出相关设计方案。方法研究以STC89C52单片机和GSM移动网络技术为核心,结合Keil、Altium Designer等软件,设计了智能厨房安全监测系统。此系统由可燃性气体采集与报警、温度采集与报警、GSM无线远程控制、液晶数据显示模块组成。结果设计能够实现实时检测厨房环境,快速、准确地显示数据与报警。若检测到厨房燃气泄漏,系统会发出本地声光报警并且发送信息内容"Caution:Smoke concentration is too high!"到用户手机上。若检测到厨房温度过高,系统会发出本地声光报警并且发送信息内容"Caution:Temperature is too high!"到用户手机上。结论设计通过软件程序和硬件电路相结合,具有报警及时、价格便宜和操作维护方便等优点。用户可远程掌握厨房内的环境,为用户的家庭安全提供了可靠的保障。还可运用于温室大棚、煤矿等进行环境监测,有很好的实用价值。     

基于模糊控制的齐口裂腹鱼养殖监控系统设计

为提高人工养殖齐口裂腹鱼的产量与质量,以ZigBee网络、32位嵌入式控制器和3G网络为核心,开发了设施鱼池监控系统,系统主要由传感器节点、控制节点、路由节点、网关节点和远程监控PC机组成,采用干电池、蓄电池为系统提供电能,为减少传感器电路能耗,由传感器节点控制传感器电路电源适时工作,控制程序设计出模糊智能算法,并移植在32位嵌入式控制器上实现,完成设施鱼池的微水流、温度、溶解氧、pH、水位各参数的智能调节。试验结果表明,微水流流速偏差控制在±1.9 cm/s范围内,温度偏差控制在±0.6 ℃范围内,溶解氧偏差控制在±0.4 mg/L范围内,水位偏差控制在±2 cm范围内,pH偏差控制在±0.3范围内,系统可满足齐口裂腹鱼养殖实际需求。     

烟草智能定量浇水机的研制

为解决烟草种植过程中人工浇水成本高、劳动强度大、水资源浪费严重等问题,设计了一种基于ARM系统的烟草智能定量浇水机,该机可实现烟草的自动化定量浇水。烟草智能定量浇水机主要由行走系统、检测控制系统、光箱、电磁阀等组成。该机在行走系统作用下前进时,由摄像头检测垄上烟草位置,将采集的数据传递给ARM系统,ARM系统再向电磁阀控制电路输出一个控制信号,控制电磁阀打开,完成浇水作业。通过ARM系统中的程序控制电磁阀打开时间的长短,从而确定浇水量。试验结果表明,烟草智能定量浇水机的检测准确率为98%,浇水准确率为97%,效果能够满足烟草栽培管理的农艺要求。     

节水灌溉技术知识讲座之六 控制器

为了控制灌溉系统或确保系统正常运行,系统中必须安装必要的控制保护装置,控制器的作用是控制水流的流向、流量和总供水量,它是根据系统设计灌水方案,有计划地按要求的流量将水流分配输送至系统各部分的设备,主要有各种阀门和专用给水部件。下面介绍几种常用的控制器。     

基于STC89C52RC的养殖区温控系统设计

试验提出了一种基于传感器和无线通讯技术的经济型智能温控系统的设计方案,温控系统以STC89C52RC单片机为控制核心,采用数字温度传感器DS18B20检测养殖区室内温度,通过LCD显示检测数据,并采用先进的GPRS无线网络实现检测信息的远程通信,对养殖区室内温度进行控制.通过反复验证,该温控系统具有操作简单、精度较高、工作可靠和性价比高等特点.     

基于AVR单片机的智能充电系统设计与实现

为了能够给不同端电压、不同容量等级以及不同类型的蓄电池进行智能充电,设计了以AVR单片机为控制核心的蓄电池智能充电系统.系统通过对蓄电池充电电压、电流以及温度的实时检测,根据电池的类型、电压和容量等级调用相应的充电算法程序,实现对整个充电过程的智能精确控制.最后对12V/16AH的铅酸蓄电池进行了充电试验,试验结果表明,充电电流与电压曲线与理想曲线基本相符.     

一种自动控温混水阀系统的设计

自动控温混水阀以机械式混水阀的调温原理为蓝本,具有自动温控、结构简单、维护和使用方便等优点,但现有设计多数不依赖PID算法控制,在管网水压不稳地区自动控温效果一般,使用者体验不佳。以AT89C52单片机为系统控制核心,用3组DS18B20温度传感器进行多点温度采集,结合温度闭环负反馈PID算法控制,用步进电机为温度调控动力源,完成自动快速控温混水阀的设计。该混水阀可快速实现水温预置、自动控温调节、温度显示和声光报警等功能。基于Proteus的电路仿真设计和实验实际测试结果表明,该系统具有较高的可靠性。     

宁夏农村沼气工程物联网智能监控系统构建

针对宁夏地区农村户用沼气工程,构建了物联网智能监控系统,并对系统的总体结构和功能层进行了设计。监控系统主要包括信息采集及传输系统、智能化管控系统、视频监控系统、智能预警系统和数据库及故障处理系统。通过这些系统实现对沼气工程的智能监控,对运行状态进行控制和管理。     

地下滴灌灌水下限与灌水器流量对冬小麦生长发育的影响

为探明地下滴灌条件下灌水下限与灌水器流量对冬小麦生长的影响,采用3种灌水器流量(0.1、0.9和1.5 L/h)与2种灌水下限(试验地土壤田间持水量的80%和60%)的全因素试验,分析不同试验处理对土壤水分分布及冬小麦生长的影响。结果表明:试验处理下较高流量的地下滴灌灌溉水分下渗量较大,使得40～80 cm土层土壤含水率提高,较小流量的地下滴灌水分主要保存在上层土壤;灌水下限为80%田间持水量较60%田间持水量能够促进冬小麦株高、叶面积指数、干物质积累量和产量的增加,同时能够减缓灌浆期旗叶叶绿素含量的降低;不同灌水器流量处理以0.9 L/h处理冬小麦叶面积指数最高,提高灌水器流量能够减缓灌水下限为60%田间持水量处理下灌浆期旗叶叶绿素含量的降低。综合作物生长、产量及水分利用效率,本试验条件下最优灌溉制度为,灌水下限80%田间持水量,灌水器流量0.9 L/h。     

黄淮海平原水盐调控灌排一体化渠系规划与设计

针对黄淮海平原水土资源短缺和农田灌排系统不完善问题,根据水量平衡原理和灌排理论,结合不同典型区的灌溉排水特点,提出黄淮海平原明渠灌溉排水一体化渠系规划布置设计方案,编制了渠系布置参数计算软件,分析不同典型区渠道参数的主要影响因素和变化规律。结果表明:在灌溉排水控盐区以及灌溉排水并重区,渠道间距随地下水位埋深和排渍时间的增大而增大,但随排渍深度的增大而减小。渠道间距随着土壤质地由粘性到砂性的转变而逐渐增大。在灌溉排水补源区,渠道深度和渠底宽度随设计流量的增大而增大,但随渠底坡降的增大而减小。与传统渠系布置相比,在灌溉排水补源区的一体化渠系布置可减少渠系占地面积约55%,工程土方量70%。     

波涌灌土壤物理性质变化

根据大量田间波涌灌实验分析,对地表土壤物理性质变化进行了研究,证实了土壤容重的变化对波涌灌节水性有重要作用。同时也认识到,波涌灌与传统连续灌地表土壤都可以形成致密层,二者的结构相似。但重要的是波涌灌利用这种致密层的形成和发展,改善了入渗特性和地表水流特性,从而达到节水的效果。     

Capillary flow responses in a soil–plant system for modified subsurface precision irrigation

Water movement in a soil–plant system was evaluated based on capillary flow in a modified subsurface irrigation system that incorporates a plant-water measuring device. Water from a reservoir tank located underneath the plant pot was supplied to the root zone through a fibrous medium. Evapotranspiration was measured from the water uptake and evaluations were performed based on soil moisture distribution and mass balance. Potential evapotranspiration was used as a reference for the plant–water uptake. Data were obtained from a test plant provided with the modified subsurface irrigation system. The plant was grown in a phytotron under controlled air temperature and humidity, and a comparison was made for different levels of soil moisture condition. The experimental results confirmed the operational efficiency of the modified subsurface irrigation system for precision irrigation.     

交替沟灌玉米灌浆期茎流影响因子敏感性分析与模型适用性研究

【目的】应用人工神经网络对不同处理玉米茎流进行精准预测,为推算玉米蒸腾耗水量以及制定合理的灌水方案提供新思路。【方法】试验研究对象为夏玉米,品种为西农985。试验设置3个处理,分别为交替沟灌高水处理（alternate furrow irrigation,AFI1）、交替沟灌低水处理（alternate furrow irrigation,AFI2）和常规沟灌处理（conventional furrow irrigation,CFI）。AFI1、AFI2每次灌水量为CFI灌水量的2/3和1/2。利用通径系数与互信息分析不同处理的影响因素与玉米茎流相关关系,基于人工神经网络理论建立了玉米茎流速率估算模型,以主成分回归模型为对比,对两个模型预测精度和稳定性进行评价。【结果】（1）不同处理对环境因子的响应有所差异,影响CFI、AFI1玉米茎流的主要因素是气象因子,影响AFI2处理玉米茎流的主要因素是土壤水分;（2）不同土层含水量对各处理茎流的影响也有所不同,研究发现10-20 cm和20-30 cm土层含水量与玉米茎流相关程度最高。利用不确定性分析法进一步分析得出,常规处理与高水处理水平下,与茎液流变化关系最密切的土壤含水层为20-30 cm,其次是10-20 cm,低水处理水平下,最敏感的土层为10-20 cm,其次是20-30 cm;（3）根据模型误差分析与模型不确定性分析,神经网络模型RMSE、d-factor值较小,R²值达到了0.9以上,说明神经网络模型预测精度更高,模型更稳定。【结论】与传统方法相比,人工神经网络模型可以快速准确地对茎流进行预测,对指导玉米灌溉具有重要的指导意义。     

砾土质戈壁滴灌湿润模型研究

[目的]通过对砾土质戈壁进行滴灌试验,研究不同灌溉时间和滴头流量对土壤湿润体特征的影响,为滴灌系统的科学设计和水分精确管理制度提供理论依据.[方法]以砾土戈壁土质为研究对象,设计不同灌溉时间(4、6和8 h)与不同滴头流量(4.0、6.0和8.0 L/h)的双因素试验,观测土壤湿润体水平扩散距离和垂直入渗深度.[结果]砾土戈壁滴灌湿润体近似旋转抛物体,随着灌溉时间和滴头流量的增加,土壤湿润体水平扩散距离和垂直入渗深度均呈现增加的趋势;并得出湿润模型的非线性回归方程D=( 17.353+0.788q)Q0.512 (R =0.954,P＜0.001)和H=(56.887+1.541q)Q0.271(R=0.966,P＜0.001),根据经验公式计算出滴头流量为5.0 L/h为宜,灌水时间以6～8h为宜,不宜超过8h,滴头间距为100 cm左右.[结论]初步探索出砾土质戈壁滴灌湿润模型,为滴灌设计参数和滴灌灌溉制度的确定提供一定理论依据.     

波涌灌溉对土壤温度的影响及其节水效果

通过大田试验,测定了地表下5、10、15、20、25 cm处在8∶00、14∶00和18∶00 3个时刻的土壤温度,并对温度特点进行了比较分析.结果表明:波涌灌溉可以调节土壤表层温度,使表层温度保持在一个相对稳定的状态,从而给作物创造了良好的生长环境.另外,对波涌灌溉的节水效果也进行了研究,发现波涌灌溉比连续灌溉可节水10%~20%.     

干旱对苹果树茎流的影响

为明确红富士苹果树在缺水时茎流规律，利用热扩散技术，在阿克苏地区对红富士苹果树茎流在不同水分处理下的响应进行分析。结果表明，水分过多可能抑制果树蒸腾作用，体现在灌溉当天CK日茎流量值下降。缺水时，红富士苹果树单日茎流速率为“窄峰”曲线，茎流开始时间较晚，结束时间较早；同时刻茎流速率差别较小，即果树缺水时蒸腾耗水受天气影响小。果树为适应干旱，在夜间茎流速率谷值推迟，根系吸水活动减弱但时间延长。相关性分析表明，- 50 cm 深土壤体积含水率对红富士苹果树适时灌水有一定的指示作用。     

蔬菜精准自动灌溉技术模型应用研究进展

根据蔬菜根层土壤对水分的需求特点分析蔬菜精准自动灌溉技术模型和灌溉指标,提出蔬菜精准自动灌溉技术的关键措施。针对蔬菜自动灌溉技术及设施装备在生产应用中存在的问题,分析了蔬菜精准灌溉技术的理论基础,提出蔬菜灌溉应该在遵循 SPAC 系统模型的水分传输理论基础上,结合蔬菜根层分布特点系统确定菜田土壤墒情监测调控的精准指标,参照蔬菜生长需求及其不同水分条件下的形态特征或生理指标,构建与菜田土壤水分管理相适应的自动灌溉管理决策;指出蔬菜灌溉需要根据蔬菜种类及其生长发育时期建立确保蔬菜优质高效生产的灌溉管理技术方案,结合根层土壤墒情和具体气候环境条件,以及蔬菜产量和品质要求等确定具体的灌溉管理指标。蔬菜自动灌溉控制技术需要建立完善的土壤墒情管理系统装置,制定精准调控土壤墒情管理的指标,建立完善的自动灌溉管理关键措施。应用蔬菜自动灌溉控制技术能适时适量满足蔬菜生长发育对水分的需求,对促进蔬菜优质高效生产、提高水分利用效率、防止水肥流失有重要作用。     

不同节水灌溉技术下水分运动的试验与模拟

根据灌溉水分运动规律,建立了水分入渗和土壤蓄水量动态模型。对喷灌、滴灌、渗灌及波涌灌几种方式下,小麦和玉米两种作物的水分入渗和土壤蓄水量动态进行了对比试验和模拟研究,分析了不同灌溉方式的灌溉机理。