植物工厂生产方式下智慧农业监控平台的研究与设计

西北地区农业生产条件的特点是土壤贫瘠、干旱、光照强度高,非常适合植物工厂等现代设施农业生产,但当前由于存在生产设施自动化程度低、环境综合控制能力差、运行管理水平低等问题,直接影响农业生产效率和资源的集成利用率。从以上问题出发,通过物联网技术在设施农业中的综合应用,设计一种适合植物工厂生产模式下的智慧农业监控系统。该系统能够进行植物工厂生产区域的环境监测,并根据专家知识系统进行综合控制,实现植物工厂的自动化管理,降低生产过程对生产者技术水平和经验的依赖度,另外,通过太阳能光伏微电网系统和太阳能集热系统的应用,可以降低生产过程中的能量消耗,减少精细农业生产成本。该系统通过在陕西省渭南市华州区智慧农业试点项目中进行应用,提高了生产质量和生产效率,为品质作物的量化生产和标准化管理提供智能管理保障。     

集装箱植物工厂技术的应用

集装箱植物工厂是一种自动化程度高、不受外界环境限制的微型植物工厂。本文介绍了集装箱植物工厂的外部结构、栽培系统、补光系统、环境控制系统、智能控制系统和远程操作系统,并通过2茬的生产测试,2种叶菜品种生长周期均比日光温室作业短,单株产量比日光温室作业高、生长速度快,生长性能更加稳定。     

植物工厂立体输送装备研究进展

20世纪90年代,日本千叶大学和大阪府立大学开始推动植物工厂的生产应用,随后,一些企业开始进行植物工厂建设,形成了一个利用植物工厂立体生产叶菜的小热潮.21世纪初,北美和欧洲也开始利用废弃工业厂房建造植物工厂,主要是水培生产叶菜.北京京鹏环球科技股份有限公司建成了中国第一座植物工厂,以中国农业科学院农业环境与可持续发展...     

基于嵌入式视觉平台的叶菜切割控制系统的设计

针对我国叶菜类蔬菜大规模设施种植、人工收获效率低、成本高且对叶菜损伤较大的实际问题,研究开发一种基于嵌入式视觉平台的叶菜切割控制系统。根据叶菜槽栽培场景的收获需求,切割系统需要控制完成叶菜夹持、自动定位切割位置、调节切割执行高度等作业要求。首先总体设计了切割系统结构,然后从主控制器模块、视觉感知模块两方面进行了系统硬件的设计,并设计了主程序控制流程,研制出叶菜切割系统。测试结果表明,该叶菜切割系统结构合理,为满足槽式设施种植的叶菜收割高效率、低成本、低损伤要求提供了解决方案。     

日本的植物工厂及其新技术

一、概况１．植物工厂的定义、分类和意义“植物工厂（PlantFactory）”一词是日本首先提出的，其概念广义上涵盖了设施园艺，而狭义上则专指人工光型的植物生产系统。根据日本植物工厂的现状，植物工厂是完全控制型和太阳光利用型营养液栽培系统的总称。日本植物工厂学会对植物工厂的定义是：利用环境自动控制、电子技术、生物技术、机器人和新材料等进行植物周年连续生产的系统，也就是利用计算机对植物生育的温度、湿度、光照、CO２浓度、营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物生育不受自然气候制约的省力型生产。植物工厂生产的…     

温室管式水培叶菜自动化收获机设计与试验

针对温室管式浅液流水培叶菜栽培特点,设计了一种集定位-切割-收集功能的自动化收获系统。该收获系统采用轨道移动式收获机和输送带相结合的方式进行采收,收获机利用往复式移动装置限位装置、转运装置和旋转切刀实现水培叶菜的切割。通过对叶菜切割过程的建模和仿真,切刀输入扭矩在2 N·m以上时对叶菜根茎部具有较好的切断效果。以小白菜为采收对象进行了收获试验,结果表明,当叶菜株距为0.2m,收获生产效率为3.0s/棵时,收获成功率为86.7%,较好地实现对管式水培叶菜的自动化收获。     

日本全自动化蔬菜工厂

日本全自动化蔬菜工厂日本九州电力公司最近在农业电化试验场内建造了一座面积为１８５ｍ２的自动化蔬菜工厂。该工厂由播种装置、发芽装置、育苗装置、移栽装置、株间自动调节装置、收割装置及包装装置７部分构成，从播种到收获、包装等一系列作业全部实现自动化。自动化...     

GJ-5型轨检车数据分析系统的研发

针对GJ-5型轨检车数据目前难以分析统计的问题,对轨检车动态检测数据分析的软件平台进行了设计,研发了GJ-5型轨检车数据分析系统。本文介绍了该系统的设计原理、主要功能及构架特点,经使用证明该系统不仅规范了轨检车动态检测数据管理,有效提高轨检车数据对现场维修保养作业的指导、针对性和时效性,且操作简单、运行稳定,有利于提高生产效率。     

温室穴盘苗自动移栽输送系统设计

近几年以目光温室和蔬菜大棚为主的设施蔬菜花卉产业发展迅速,但穴盘苗移栽作业仍以手工为主,使用的劳动力多,劳动强度大、作业效率低,要实现产业化生产,移栽作业必须实现机械化和自动化.在参考国外穴盘苗移栽机相关资料的基础上,对穴盘苗移栽输送系统进行了设计,包括穴苗盘定位输送装置的设计、花盆定位输送装置的设计、步进电机和光电传感器的选型等,并利用PLC完成厂输送控制系统的软硬件设计,最后试制了样机进行了性能测试.     

温室智能装备系列之九十八 温室内定位技术研究新趋势

<正>温室内定位技术温室内定位技术是基于定位系统(IPS)数据,对可视化静态坐标或基于静态坐标获得的移动坐标实现高保真室内定位立体重构,或在地图上显示并跟踪目标位置的技术。目前在设施农业领域,作物精准管理以及智能化机器人作业都需要精准定位,因此实现温室内智能运行设备的准确定位意义重大。在大型连栋温室内,负责自动运输物料及采收产品的AGV系统,     

观赏南瓜及其栽培技术

详述了观赏南瓜的特征特性、主要品种及栽培要点:包括育苗、定植、病虫害防治和采收。     

基于PLC的农村小型水电站闸门监控系统设计与实现

采用上位机与下位机协同工作的控制方式,MCGS组态软件对上位机程序进行开发,PLC为下位机的控制核心,完成对农村小型水电站闸门的全程监控。模拟试验表明,该监控系统通过触摸屏可实现对闸门的启动上升、停止、下降的控制及对闸门开放度信息的采集、显示及处理;在紧急情况下实现紧急落门和紧急抱闸刹车;显示报警信息以及通过触摸屏监视系统运行状态;控制闸门上升或下降到指定开度。监控系统实时性好,闸门实际位置与上位机显示界面信息一致。     

A harvest area measurement system based on ultrasonic sensors and DGPS for yield map correction

Unknown crop width entering into the header and the delay time caused by the uncertain start and stop of cutting are the two main error sources in a yield map. A harvest area measurement system (HAMS) is presented in this article. The system has ultrasonic sensors mounted on both sides of the harvest header to detect the presence of crop, which was used to start or stop data recording, as well as measure the cutting width. A high-precision Differential Global Positioning System (DGPS) receiver was used to measure the travelled distance. Field tests were conducted to evaluate the performance of the system. Results showed that: Firstly, the developed HAMS can be used to reduce the area error and the data collected by the HAMS can be used to correct the yield data. In a yield map, the area error reached 6.89% relative to the actual area calculated based on the DGPS tracks. The travelled distance error accounted for about 1.08% and the cutting width error accounted for the other 5.81%. However, the error of the area measured by the HAMS decreased to 0.95%. The position offset of yield points could be calculated and the correction coefficient at each sampling point was determined. Secondly, ultrasonic sensors could replace the header position sensors in most yield monitoring systems, as ultrasonic sensors can detect the presence of the crop, which can be used to start or stop data recording. Finally, the HAMS also provides a potential solution to realize online correction of yield data. The time delay estimated by the HAMS between cutting and sensing was 3–6 s at the start of cutting, and was 1–7 s at the end of cutting. An online correction model of yield data was proposed.     

A wearable module for recording worker position in orchards

This paper describes the design and testing of a wearable position recording system for workers in orchards or in protected cultivation environments, where GPS data are typically unavailable. The major goal of the wearable system is to track worker position in relation to trees. This system consists of a pedometer and a small barcode reader and utilizes barcode tags permanently attached to fixed objects of known location (e.g., individual trees in an orchard). The pedometer computes a worker’s relative displacement with respect to a known starting position, and the barcode provides the absolute (starting) position information at regular intervals to keep the localization error at an acceptable level. Evaluations of the accuracy and reliability of the pedometer revealed a 2-3% accumulated error in the estimation of the worker’s position. The use of the pedometer alone was insufficient and could not establish correctly the association between trees and workers. The prototype system was implemented and tested during manual harvest in two commercial peach orchards. The fruit pickers’ movements were captured accurately and the association between producing tree(s) and fruit picker, as well as the sequence of the trees which the picker visited, were established correctly.     

提高短生育期品种生物产量和收获指数的技术措施

通过对一些短生育期品种几年的栽培研究,现已提出一系列提高其生物产量和收获指数的技术措施,其基本内容是:视时晚播,适当早栽,本田提早追肥,据本田苗情及时排水烤田,抓好施穗肥、喷“920”等延缓衰老并提高结实率和千粒重的技术措施的落实。     

船舶电站物理仿真模拟器的设计与实现

为了满足航海类学生对＂船舶电站操作＂项目的训练和评估要求,基于PLC技术和组态控制技术,设计了船舶电站物理仿真模拟器系统.运用PLC技术设计电站物理仿真盘台上的控制逻辑,实现对船舶电站控制规律的仿真,选用PIMS组态软件设计人机界面,建立组态场景与PLC控制系统的通讯,实现对系统的参数监视和故障设置.该电站模拟器符合《海船船员适任考试和评估大纲》对船舶轮机员规定的实操要求,投入使用后,教学效果明显.     

根系不同水平间距埋置秸秆对作物生长影响的研究

为了研究作物根系不同水平间距埋置秸秆对作物生长的影响,在安徽省蚌埠市五道沟水文水资源实验站开展了田间定位和对比实验。实验作物选择大白菜,实验设一个不埋置秸秆的对照组测坑,其余4组测坑秸秆埋置位置距根系水平间距分别为0、0.1m、0.2m、0.3m,通过大白菜总产出质量和对收割后的土壤土质分析对比各实验组的实验效果。结果表明,秸秆埋置位置与作物根系相距0.1m时实验组大白菜总质量最优,其值比最差组多28.6个百分点;同时,分析该组碱解氮、速效P、速效K和有机质含量,均较其他对照组均衡。实验表明,秸秆埋置位置距离作物根系0.1m位置处最有利于提高作物产量并改善土壤肥力。     

河南省夏玉米最佳收获期研究

为了确定河南省夏玉米最佳收获期,2009年利用48个玉米新品种(组合)进行了夏玉米最佳收获期研究,结果表明,当籽粒黑层形成(达到生理成熟)时,籽粒含水量在25％～35％,果穗苞叶完全变干,彻底松散,可作为收获期标准.个别品种稍有差异.籽粒乳线位置品种间变化较大,如10月10日,2个品种籽粒乳线消失,6个品种乳线位置在7...     

辽宁省水稻生产过程栽植与收获机具的经济可行性分析

对辽宁省目前经常使用的水稻移栽机、收获机的工作情况进了调研，建立了它们生产费用、作业量以及适宜生产规模的教学模型，分析了辽宁省水稻生产过程栽植与收获机具的经济可行性，设计出了常用水稻作业机具的适宜规模。     

基于气象资料的中国冬小麦收获指数模型

【目的】建立基于气象资料的中国冬小麦收获指数统计模型,为构建作物产量模型提供支持。【方法】获取河南、河北、山东合计30个农业气象观测站近20年冬小麦农业气象观测数据,利用时间序列分析方法提取趋势收获指数,收获指数观测值与趋势收获指数差值即为由气象要素决定的气象收获指数。采用逐步回归分析方法建立基于气象要素的冬小麦收获指数统计模型,模型模拟并反映气象要素变化对冬小麦气象收获指数的影响。【结果】冬小麦关键生育期气象要素与气象收获指数相关关系显著,但单站尺度和区域尺度的显著性水平存在差异。利用209组独立数据,分别在单站和区域尺度对建立的冬小麦收获指数模型进行了验证,单站尺度上模型模拟值与实测值的线性相关系数和斜率分别是0.65和0.4(2n=209,P0.001),均方根误差12.2%,平均偏差-2.4%,拟合指数75.8%,模拟效率42.3%;区域尺度上模型模拟值与实测值的线性相关系数和斜率分别是0.56和0.33(n=209,P0.001),均方根误差13.3%,平均偏差-1.3%,拟合指数为69.0%,模拟效率为31.7%。【结论】基于气象资料构建的冬小麦收获指数模型可以较好地模拟不同气象条件下冬小麦收获指数的动态,该模型可与作物NPP模拟模型相耦合,用于区域尺度上冬小麦产量的模拟研究。