油菜直播机组无人播种作业远程监测系统设计

为解决油菜直播机组无人播种作业过程中田间播种质量信息难以实时直观展示的问题,本研究以雷沃804拖拉机及其搭载的2BYQ-8型气送式油菜直播机为试验平台,设计一套油菜直播机组无人播种作业远程监测系统。该系统由油菜直播机组无人播种作业平台、无人播种作业数据采集系统和播种质量监测云平台三部分构成,通过对雷沃804拖拉机档位、离合、动力输出装置（power take off,PTO）、悬挂机构进行电控液压改装,设计相应控制策略实现直播机组的无人播种作业;利用车载路由器组建播种监测终端和车载计算机之间的局域网,实现对播种数据与导航数据的融合同步,并通过网络连接传输给云平台进行数据存储与实时展示;云平台计算播种质量数据及其对应的田间位置数据,基于网页端高精度地图生成田间作业区域的播种状态图。结果显示,直播机组无人播种作业段横向平均偏差0.037 m,最大偏差0.125 m,电控液压改装系统运行稳定、可靠,满足直播机组无人作业要求,4G网络条件下,云平台通信最大数据传输时延不超过100 ms,云存储数据完整无遗漏,各播种通道田间播量检测准确率不低于96.16%,满足远程监测系统实时性和准确性要求。研...     

基于LoRa无线通信的水产养殖监测系统设计及应用

目的 针对大面积水产养殖环境覆盖面积广、多种水体环境监测因素综合影响的特点，设计一种可同时监测水体溶解氧、盐度、pH、氨氮和温度5种参数的设备。设备可通过远距离无线通信技术实现水质数据远距离无线传输，并在上位机端可视化平台动态显示监测环境因素。方法 数据采集终端的控制核心采用TI公司具有16位总线的MSP430F149型微控制器。水质信息通过各传感器采集获取，氨氮采集终端采用量程为0~10 mg/L的NHN-202A型氨氮传感器；溶解氧与温度采集终端采用溶解氧量程为0~20 mg/L、温度量程为0~40 ℃的RDO-206型传感器；pH采集终端采用量程为0~14的PHG-200型传感器；盐度采集终端采用量程为0~0.5%的DDM-202I/C型传感器。服务器端采用Linux系统搭建，通过JetBrains下的IntelliJ IDEA开发工具搭建，使用的编程语言为Java。线上平台采用SpringMVC框架，数据库连接通过HiBernate对象关系映射框架连接操作。监测平台通过Tomcat部署在Linux系统上，数据展示界面通过调用可视化库Echarts实现。结果 系统实际所测水体溶解氧含量绝对误差为0.12 mg/L，盐度的绝对误差为0.001%，pH的绝对误差为0.017，温度的绝对误差为0.05 ℃。单一采集设备功耗测试中，5 200 mA电池可持续为终端设备供电28.5 h，且线上系统运行稳定。结论 本研究设备LoRa无线通信技术与上位机端数据可视化平台相结合的设计增强了远距离水质监测数据采集的可靠性，解决了动态实时测量中监测数据长距离传输问题及数据同步上位机端平台展示问题。     

棉花播种质量实时监测系统设计与试验

【目的】针对新疆地区使用的棉花穴播机作业过程中,驾驶员无法及时发现穴播器漏播、重播的问题,设计了一套棉花播种质量实时监测系统。【方法】该监测系统以STM32F103C8T6微控制器硬件系统为下位机,通过安装在穴播器存种圈上的对射式光电传感器和光电编码器分别获取棉花种子漏播、重播信息,判断棉花播种状况,并通过nRF24L01模块将播种信息传输至DWIN触摸屏上位机人机交互界面实时显示。搭建棉花播种质量监测系统试验台,通过田间试验验证监测系统的准确性。【结果】台架试验结果表明：当穴播器转速为30 r/min时,系统的合格播种、漏播和重播监测精度最高,分别为96.65%、94.59%和92.00%。当穴播器转速高于30 r/min时,监测精度明显下降。田间试验验证结果表明：系统对合格播种、漏播和重播平均监测精度分别为94.51%、92.38%和86.55%。利用SPSS软件对田间试验数据进行分析,结果显示试验数据具有统计意义,采用监测系统获得的棉花播种质量数据与人工实测数据具有较高的相关性,实际值可以由系统监测值反映出来。【结论】该系统满足田间作业对棉花播种质量监测的需求,对实现棉花种植提质...     

北斗卫星通信在省级气象数据收集中的应用

简要介绍了北斗信息保障传输系统的架构和工作原理,详细说明了省级北斗收集平台的部署及北斗传输终端的安装过程,为北斗卫星通信在省级气象数据收集中的应用提供了示例。北斗信息保障传输系统在湖南运行正常,利用北斗卫星的双向短报文通信功能实现了山洪监测自动气象站全天候传输数据,解决了湖南部分偏远地区气象数据传输不稳定问题。     

基于遥感云计算的自然资源动态监测研究

目的 针对自然资源资产管理绩效评估中自然资源数据收集手段落后、要素不全、数据断档、更新频率不一致、缺乏空间信息等现状，构建了自动化、业务化自然资源遥感云计算动态监测服务平台。方法 文章以四川省理县为例，利用Landsat，MODIS和Sentinel等多源遥感数据，通过计算植被指数、水体指数和干旱指数等指标，综合运用机器学习方法识别与提取自然资源地物类别。结果 根据该文提出的高效计算方案，构建自然资源动态监测云平台，并基于多源数据信息的互补特性实现了复杂地物的高精度识别和提取，提升自然资源自动化、业务化动态变化监测能力。结论 该平台可为生态系统价值评估、县域自然资源资产管理以及生态环境质量监测工作提供思路和参考。     

基于网络爬虫的移动农业信息服务系统的设计与实现

应用网络爬虫技术、Bomb后端云和移动应用开发技术设计了一套移动农业信息服务系统。从农业数据获取、农业数据存储和农业数据显示3个方面分析了移动农业信息服务系统中数据传输处理的过程,得到了通过网络爬虫技术获取农业数据,借助Bmob移动云平台存储农业数据和通过移动终端将农业数据可视化具有一定优势的结论。     

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。     

PHANTOM 4 RTK+大疆像控处理技术在燕麦长势模拟中的应用

【目的】 利用小型消费级无人机航拍获取地物影像,通过地物阴影、高度差、色差快速提取地物,进而获取地物结构信息。【方法】 文章选取云南省曲靖市会泽县的大桥乡为研究区域,针对冬闲田闲置土地资源、种植结构相对单一的区域展开试验,利用高分辨率无人机遥感影像对燕麦进行识别,同时结合超声波传感器数据估算地物高度,并与实际高度和无人机生成的传统测高方法得到的高度进行相关性分析,获取高精度、可靠性强的数据。【结果】 基于可见光燕麦的总体分类精度为91.46%,Kappa系数为0.857,在增加DSM数据后的分类总体精度为98.91%,Kappa系数为0.982。研究表明由无人机获取的代表燕麦冠层高度信息的DSM数据能够显著提升燕麦的识别效果。相对于传统无人机测高方法生成数字表面模型提取地物高度的方法,依赖于光谱和高程信息识别地物信息的方法在计算地物高度时,精度更高,识别结果更可靠。【结论】 该文提出的小型消费级无人机利用地物阴影计算燕麦高度的方法,改进了相机镜头光心地位和RTK天线中心点地位补偿作用,打通了RTK模块、飞控模块及相机云台模块之间的通讯,能够应用于实际准确获取影像地位信息,为无人机遥感快速、准确地获取地物高度信息提供了一种新的思路。     

3D LiDAR感知的植物行信息提取方法与试验

目的 针对林间或冠层下等卫星信号严重遮挡的区域，提出一种面向农业机器人导航环境感知的低成本3D激光雷达(LiDAR)点云信息处理与植物行估计方法。方法 利用直通滤波器滤除感兴趣区域外的目标无关点；提出均值漂移聚类、扫描区域自适应的方法分割每棵植物主干，垂直投影主干点云估算中心点；利用最小二乘法拟合主干中心，估计植物行。分别在开阔地的仿真果园与水杉树林进行模拟试验与田间试验，以植物行向量与正东方夹角为指标，计算本研究提出的方法识别的植物行信息与GNSS卫星天线定位测得的植物行真值间的角度误差。结果 采用提出的3D LiDAR点云信息处理与植物行估计方法，模拟试验和田间试验对植物行识别误差平均值分别为0.79°和1.48°，最小值分别为0.12°和0.88°，最大值分别为1.49°和2.33°。结论 车载3D LiDAR能够有效估计水杉树植物行。该研究丰富了作物识别思路与方法，为无卫星信号覆盖区域的农业机器人无图导航提供了理论依据。     

基于无线传感网络的果园环境信息监测系统研究

影响果树生长的因素有多种,其中至关重要的因素有光照、土壤湿度、温度等,对果园环境信息进行实时监测是实现果园管理现代化的重要手段。基于无线传感网络的果园环境信息监测系统是由不同的传感器收集不同的数据信息,并通过终端发送到协调器,协调器收到终端的环境数据后再通过串口连接至电脑;经过数据处理模块处理后,通过上位机控制软件实时显示环境数据,并且通过显示控制软件远程控制继电器。应用基于无线传感网络的果园环境信息监测系统不仅能够保证果园环境数据的实时性和有效性,也能帮助果农及时对环境变化做出正确的应对决策。     

油菜垄作播种机地轮传动系统改进设计与试验

针对油菜垄作播种机播种施肥装置在单个地轮驱动的作业过程中出现传动阻力大、漏种漏肥等问题,同时为实现油菜垄作高产栽培技术中不同时期不同油菜籽播量的作业要求,对湖南农业大学研制的2BYL-4型油菜垄作播种机第一代样机的播种施肥传动系统进行了改进设计,将原来中置的单地轮传动改为两侧双地轮传动,并增设了传动介轴和种肥量调控装置。田间试验表明,双地轮传动播种机的田间试验播种量均值与手测播种量的均值相差不超过2%,双地轮传动播种机的田间排种稳定性比单地轮传动播种机提高了4.64%。     

油菜精量集中排种器电驱控制系统设计与试验

为适应丘陵区油菜机械化精量播种要求,针对地轮驱动致使传动系统复杂或滑移影响播种精度的问题,设计了一种油菜电驱排种控制系统。该系统集成无线蓝牙传输模块、单片机模块和Android终端平台开发,采用优化PID算法,实现集排器转速随作业速度的同步控制和自动调节播种穴距。台架试验研究了油菜电驱排种控制系统的控制精度和排种性能,当集排器转速为10～55 r·min~(-1)时,实际转速与理论转速的平均偏差均小于1.5%,且转速的变异系数均小于2.0%,稳定性较好;当穴距和作业速度分别为60～180 mm和1.6～3.2 km·h~(-1)时,穴距均匀性变异系数均低于15.0%。该系统实现了集排器电驱条件下播种穴距的同步调节,为油菜轻简化精量播种机的排种控制系统设计提供了参考。     

基于PVDF双压电薄膜的油菜播种监测系统的设计与试验

针对苏南地区油菜播种一体机作业过程中种子监测困难的问题,设计了一种基于PVDF双压电薄膜的油菜单粒精密播种机播种性能监测系统。系统通过播种机安装在测速轮上的编码器采集机具作业速度,结合设定的目标播量,得到理论排种间距,采用聚偏二氟乙烯(PVDF)压电薄膜监测装置,采集油菜种子落粒数。为了滤除机器振动信号干扰,设置参照压电薄膜,通过逻辑运算模块降低振动干扰,采用施密特电路迟滞原理消除比较器抖动干扰。系统采用STM32F103VBT6单片机作为中央处理器,结合设定的理论株距、相邻脉冲电压信号的时间间隔与播种机前进速度,计算得出播种量、排种速度、漏播率与重播率等性能指标。试验台试验表明,在26.5~42.2 r/min排种轴转速下,系统对排种量的检测精度不低于96.4%,漏播检测精度高于95.8%,重播检测精度高于98.4%;振动频率8~16 Hz条件下,系统播量检测精度高于95.2%。     

基于线阵CCD的油菜条播排种器播量在线监测装置的设计及试验

针对油菜条播机窝眼轮式排种器存在多粒种子同时下落难以监测的问题,设计加装了一种基于线阵CCD传感器的播量监测装置。监测装置发射端采用点光源,通过一组凸透镜形成由平行光线覆盖的种子监测区域,接收端采用线阵CCD传感器,通过实时监测像素值的连续变化,监测油菜种子播量,从而实现对播量的精确计量。运用室内试验台架,对窝眼轮式油菜排种器进行了单粒排种、排种计数、播量监测以及漏播和堵塞报警试验。结果表明:投种高度小于150 mm时,监测装置对单粒投种的监测准确率达100%;排种轴转速分别为20、30和40r/min时,监测装置对1000粒油菜种子计数的准确率分别为98.98%,98.26%和97.32%,对于5、10和20min连续排种播量计量的准确率均能达到97%以上。     

播种数量对烤烟漂浮育苗用工及烟苗素质的影响

[目的]为降低育苗用工和提高烟苗素质,对烤烟漂浮育苗不同播种数量条件下的用工量及烟苗素质进行研究。[方法]设计3种播种数量（每穴播1粒、每穴2粒和每穴3粒包衣种）的烤烟漂浮育苗试验。[结果]在漂浮盘上每孔播1粒烟草包衣种的成苗素质要好于播2粒和3粒的,且其出苗率达96%以上。在人工播种情况下,播1粒包衣种用工量分别比播种2粒和3粒包衣种省工32.2%和41.7%,同时省去了间苗用工量。[结论]漂浮育苗每孔播1粒包衣种能提高烟苗素质,同时还能明显减少播种和间苗用工,从而达到育苗省工降本的目的。     

播种期和密度对直播油菜产量及其构成因素的影响

以油菜(Brassica napus L.)华油杂9号和华双5号为试验材料,研究了播种期和密度对直播油菜单株性状及产量构成的影响。结果表明,品种、播种期及播种期与密度互作对产量的影响达极显著水平。华油杂9号比华双5号增产,主要原因是单株有效角果数增多;早播有利于直播油菜冬前个体生长,单株分枝数、单株有效角果数、每角粒数和千粒重均有所增加;而不同播种期所要求的最适密度不同,早播条件下低密度更能发挥增产潜力,迟播条件下增加播种密度、加大群体的增产效应更加明显。     

光电感应式油菜种子流监测装置设计与试验

针对油菜气力槽齿盘式精量排种器高速排种过程中种子流不易准确监测的问题，设计出一种光电感应式油菜种子流监测装置，对排种器的落种数量进行实时监测。该监测装置调用ARM嵌入式系统的中断，定时器资源，在时间窗口中采集回归反射型光纤传感器的输出脉冲，计算得到排种器双路各自落种数量以及落种总数，并在液晶屏上显示。选用华油杂62号作为试验对象，以排种盘转速和吸室真空度作为试验变量，以落种数量的监测值和实际值的相对误差作为试验指标，在油菜气力槽齿盘式精量排种器上进行该监测装置的实时监测试验，得到落种数量的监测值；再利用数粒仪计算落种数量的实际值，求出监测的相对误差。试验数据表明，监测值的相对误差不大于5.21%。该装置能够有效实现油菜种子的实时监测，对提高油菜气力槽齿盘式精量排种器排种性能的监测水平，推进油菜排种监测装置的研究具有重要意义。     

播期?密度和施肥量对直播油菜国豪油8号产量及其农艺性状的影响

[目的]研究直播油菜不同播期、种植密度和施肥量的最佳组合,为油菜的高效栽培和四川丘陵区直播油菜生产提供理论依据。[方法]采用三元二次通用旋转组合设计,研究影响直播双低油菜产量的农艺措施,建立双低油菜国豪油8号在四川丘陵区直播种植的高产栽培数学模型,并对8个重要农艺性状与小区产量之间进行通径分析。[结果]在四川丘陵区,直播播期、密度和施肥量对国豪油8号产量均有显著影响,在试验条件下,该品种直播栽培获得产量2 799 kg/hm2的农艺方案:9月25—30日播种,密度45.0万~52.5万株/hm2,施肥量0~750 kg/hm2。农艺措施增产效应由大到小依次为播期、密度、播期与施肥量、施肥量。8个农艺性状对油菜产量的直接影响由大到小依次为单株有效角果数、主花序有效段长、二次有效分枝数、有效分枝高度、千粒重、株高、根茎粗、一次有效分枝数。[结论]直播油菜的二次有效分枝、根茎粗是影响油菜产量的重要农艺性状,二次有效分枝对产量起直接作用,而根茎粗主要是通过间接作用起到增产效果。