Design of System of Meteorological Data Observation Based on Wireless Sensor Networks

为满足无人值守地区气象数据观测的业务需求,通过研究无线传感器网络和TinyOS,设计一种基于无线传感器网络的气象数据观测系统.该系统主要由数据采集层、数据传输层、数据处理层和信息发布层组成,其中采集层使用气象传感器完成对各气象要素的采集,传输层负责系统各节点间的数据传递,数据处理层和信息发布层是由嵌入式平台构成实现数据的解析、存储和信息发布功能.系统以无线方式部署并通过Web方式远程提供数据,有利于野外实施和维护,具有使用便捷、成本低廉、功耗低、数据通信稳定等特点.     

农用拖拉机喷油泵校正器的设计与实现

通过计算机控制步进电机的工作,带动力传感器和位移传感器采集喷油泵校正器的力信号和位移信号。采用小波消噪并剔除异常点等数据处理的方式以得到平稳的信号。再进一步的处理,可以得到很好的测量曲线,从而能够精确求出喷油泵校正器的预紧力和校正行程。在生产实践中的应用效果良好,因此具有很重要的理论价值和现实意义。     

基于北斗导航系统的海洋渔业数据信息系统

设计了一种基于北斗导航卫星的海洋渔业数据实时采集、分析系统.该系统能够快速、准确地将远洋渔船在不同时间、不同海域的海洋渔业等数据信息有效数据通过北斗导航卫星的报文信息服务实时发送回地面数据处理中心,便于海洋渔业数据信息的统计、分析及预测.     

穿戴式猪用心电监测系统设计

[目的]针对畜牧业对猪心电信号实时连续监测的需求,研制出一种穿戴式猪用心电监测系统。[方法]基于心电传感器BMD101及无线射频模块CC2430研制了一款适合猪躯体结构特点的穿戴式猪用心电监测系统。系统中的心电监测传感器节点采用So C芯片CC2430作为控制器,CC2430通过UART串行接口与BMD101通信,节点将采集到的心电数据实时发送到网关节点,网关节点转发心电数据到服务器。服务器端采用Mallat快速分解与重构算法对心电信号进行滤波,降低各类噪声对心电信号的干扰。基于滤波后的心电信号,服务器端可计算获得猪的心率(HR)值。[结果]研制的系统在猪场实地测试结果表明:系统能够自动、快速采集和传输猪的心电信号,根据测试试验采集的猪心电信号计算得到猪的心率也介于已有文献研究提出的健康猪心率范围。[结论]研制出一种穿戴式猪用心电监测系统,对猪的科学化饲养提供心电技术支撑。     

温室控制系统多传感器数据融合方法的设计

为了减少温室控制系统中的数据处理量,提出了一种温室控制系统多传感器数据融合方法。采用狄克逊准则对采集节点多点测温将采集到的每组数据进行较大误差剔除,然后基于算数平均值法对余下数据融合处理后发送到协调器节点,最后采用自适应加权融合算法对协调器节点数据进行最终融合处理。结果表明,该方法相比其他算法更能反映温室真实环境状况,融合效果更好,使控制系统更稳定。     

基于传感器阵列多特征优化融合的鱼粉品质检测

为了提高鱼粉品质检测装置的鉴别能力,利用研制的鱼粉品质检测装置,提取鱼粉样本的响应特征信息（10×6个）构成原始特征矩阵,以多层感知器神经网络的鉴别正确率为评价指标,对其传感器阵列进行多特征数据融合优化。首先,通过不同的归一化处理,得到了最佳的归一化处理方法;其次,通过因子载荷分析结果计算获得1 770个特征距离值,按从小到大的顺序对1 770个距离进行排序,并依据特征值距离原点的欧式距离,剔除欧氏距离较小的19个特征值,获得最高的鉴别正确率;最后,对经过载荷分析优化后的原始特征值进行相关性分析,按相关系数绝对值累加和大小进行排序,当剔除掉相关系数绝对值累加和大于37.2时的8个特征值时,此时鉴别正确率为98.3%,特征子集也更紧凑。研究结果表明：特征优化前后的传感器信号的表征特征发生了明显的变化,33个特征值被用来表征鱼粉样本的传感器特征信号。同时,采用马氏距离解释了MLP神经网络鉴别结果的可信性,进一步说明了特征优化方法的合理性。     

渔业养殖生态数据采集远程传输系统研究

针对海洋渔业养殖过程中存在的数据采集对象单一和传输距离短等问题,提出一种海洋渔业养殖生态数据采集远程传输系统的设计方案。该系统以水质多参数传感器、水下CCD摄像机为数据的采集单元,采用ZigBee、无线网桥、GPRS/4G和Internet网络等现代通信传输技术进行养殖生态数据的远距离接力传输,实现对海洋渔业养殖过程的远程实时监测。     

基于改进K-medoids算法的土壤墒情传感器布局优化

针对茶园土壤墒情传感器布局中传感器数量过多、数据冗余度过大的问题，采用改进的K-medoids方法，优化茶园土壤墒情传感器使用数量及部署位置。在保证茶园传感网络全覆盖的基础上，实时采集各传感节点数据；构造各传感器在不同天气条件下的时间序列数据，并运用三次样条插值法拟合成连续函数；应用谱排直法定义新的时间序列数据的距离函数替换K-medoids中的欧氏距离，将聚类中心作为最终的传感器布点；随机选取位置并采集土壤相对含水率以验证聚类中心作为传感器布点的代表性。采用改进前和改进后的K-medoids方法对2018-07—2018-08(试验Ⅰ)和2020-12(试验Ⅱ)采集的土壤墒情数据进行聚类。结果表明:1)改进的K-medoids将32个传感器减少到4个，改进前后簇中心墒情值与簇均值的相对偏差，试验Ⅰ由2.85%降到1.91%，试验Ⅱ由2.01%降到1.43%；2)改进K-medoids所得聚类中心相对含水率与试验区域平均值相近，相对偏差小于2%；3)以改进的K-medoids算法所得聚类中心作为起点的布点路径长度为82.4 m，使用8个传感器，优于改进前的106.5 m和10个传感器。基于改进K-medoids的布局方法能够优化传感器的数量和位置并且在不同天气条件下均适用。     

宁夏扬黄灌区玉米叶面积指数动态变化模拟

该研究选用玉米品种先玉335为试验材料,在宁夏典型的扬黄灌区冯记沟试验基地开展不同氮素水平的小区试验,采集获取玉米各生育期的叶面积指数和辐热积,对其动态变化过程进行了定量的分析,然后采用归一化数学方法进行数据处理与分析,得到归一化叶面积指数和归一化辐热积,并采用数据模拟软件曲线专家对归一化叶面积指数和归一化辐热积进行动态模拟。结果表明,有理函数方程能够较准确地对宁夏扬黄灌区玉米叶面积动态进行分析描述,其R2值达0.803。由此可见,基于辐热积的有理函数方程能准确地反映玉米群体动态变化。     

三维点云数据中离群噪声点快速剔除的方法研究

针对手持式三维激光扫描仪进行目标点采集时,由于人为因素、目标表面及仪器自身因素等影响,所产生的离群噪声点会严重影响后期点云数据的处理和重建精度、速度等问题,改进了k-近邻搜索方法,并提出将改进的k-近邻搜索方法与点云中值滤波相结合的方法。首先,通过改进的k-近邻搜索方法可以实现孤立噪声点及部分块状离群噪声数据去除,对比现有的k-近邻点搜索建立拓扑关系,搜索的计算量及计算速度有了很大改善;然后再利用点云中值滤波方法对点云数据进行处理,可以实现离群噪声点的全部去除。实验结果表明,该改进算法与中值滤波相结合可以快速、高效的识别离群噪声数据点并剔除。     

三种草莓立体栽培架型及生产性能比较

以红颊草莓为材料,比较了三种草莓立体栽培架型：单层双列架、双层品字形架、四层阶梯形架的结构特征、采光性能、产量、建设成本等主要生产性能指标,分析了各架型优缺点。明确了单层双列架型操作最便捷,适合草莓省力化栽培;双层品字形架型是投入产出比最优的一种架型;四层阶梯形架型的结构层次丰富、种植密度高、增产潜力大,适合草莓立体观光采摘。     

蚕茧图像滤波效果定量分析

基于OpenCV和C＋＋，采用均值滤波、中值滤波和高斯滤波3种方法对采集到的多幅蚕茧图像进行降噪处理，通过计算峰值信噪比（PSNR）和均方误差（MSE）进行定量分析，结果表明，采用3×3模板的高斯滤波算法适用于蚕茧图像的降噪处理。     

水土保持林土壤改良效益评价指标体系的研究

土壤改良效益是水土保持林最直接、最基本的一项效益 ,评价的首要步骤是建立指标体系和确定指标权重 .该文依据水土保持林土壤改良效益评价目的 ,在听取和参考专家意见的基础上 ,确定指标体系的总目标层为效益评价综合指数 ;准则层为土壤肥力、抗蚀性能和抗冲性能 ;指标层为土壤酶活性、有机质含量、水稳性团粒含量和平均重量、直径、pH值、硬度、渗透系数、分散率和团聚度 .并应用层次分析法确定各项指标的权重 ,得到层次单排序和层次总排序两种结果 ,二者均可用于效益的评价计算     

中药显微特征图像的形态滤波预处理

形态滤波是基于图像的几何结构特性,利用预先定义的结构元素对信号进行匹配或局部修正,以达到提取信号,抑制噪声的目的。本文从研究形态滤波器的基本理论入手,通过形态变换的组合和柱状图均衡化操作,用M atlab实现了中药显微特征灰度图像的噪声滤波,得到了较好的结果。     

自适应滤波器在水果声学特性研究中的应用

水果声学特性测试系统由一个电磁铁、外包橡胶的冲击钢球、两个相距0.06 m的微音器组成的传感器、信号调理电路及带数据采集卡的计算机组成.信号调理电路的通频带为3～3000 Hz.数据采集卡采用PCL-1800 (Advantech Co., Ltd.).检测过程中,采样频率为10 kHz.声波信号的处理采用一个20阶自适应滤波器,利用LMS算法,通过MATLAB编程完成.经自适应滤波器处理后的信号能量更加集中,水果声学特性试验数据采用MATLAB的3阶polyfit函数处理,相关系数由滤波前的0.54943提高到滤波后的0.94684.水果试验声波的能量主要集中在0～230 Hz,而外界噪声的能量主要集中90～350 Hz.     

基于FPGA和ARM的新型电能质量监测系统的设计

设计了一种基于FPGA和ARM的新型电能质量监测系统。该系统在FPGA上利用FFT核和软核处理器进行数据采集和处理,通过ARM处理实现数据显示、存储、通信和实时波形显示等功能。系统采用软、硬件协同设计,便于调试与修改。经过实际的调试和运行,电路功能正常,证明了该设计的合理性和可用性。     

基于GPS的农田信息采集与处理系统的设计与实现

农田信息的有效采集和管理是实践精细农业的重要基础。开发基于GPS的农田信息采集与处理系统,包括空间信息采集、空间信息处理、土壤属性、网络查询和帮助模块。用VB 6.0中的MSComm控件,编制RS-232串行通讯接口程序,实现GPS数据的计算机实时采集;编程实现GPS定位数据的过滤、分解、保存及定位精度分析;编制高斯-克吕格投影程序,把WGS-84坐标转换为二维直角坐标;开发土壤属性管理模块,实现土壤水分的采集和分析;设计农田信息的网络查询模块等。该系统经过测试和使用,具有操作简便,性能稳定等特点。     

基于web的智能网管系统设计与实现

将简单网络管理协议(SNMP)的思想、NetF low技术、PHP多线程技术融入到网络性能监测系统中,通过对性能数据的采集、存储及分析,设计并开发了一套智能化网管系统。系统采用PHP语言开发,分为数据采集、性能数据库、数据分析及处理、数据显示、阈值设定与警告及用户管理6大模块,不同的模块实现不同的功能。数据采集程序采用了多线程机制对性能数据进行采集,多线程采集各种性能数据,允许一个程序同时有效地执行多个任务,既增强了程序的功能,又提高了程序的性能。数据分析模块主要负责采集端口组、TCP/IP组、UDP组的数据,并结合相关公式就可以计算出我们所需要的实时和历史数据性能指标值。信息显示模块按条件查询方式将端口组、IP组、TCP组、UDP组的性能指标显示出来。实际应用证明,该系统能够监控网络的实时变化,并将异常及时地通过邮件、短信等方式反馈给网络管理员,达到了预期目的。     

基于RFID的棉种质量安全溯源系统的构架与分析

针对目前我国棉种从加工到市场流通中质量追溯体系存在的问题,结合棉种加工工艺,从RFID电子射频识别技术入手,考虑各个环节棉种质量安全信息的内容,通过分析读写设备硬件结构和部分软件程序进一步说明如何实现棉种RFDI标签的数据传输,设计了基于RFID的棉种质量安全溯源系统构架,同时分析了基于RFID的棉种质量安全溯源系统框架的可行性、可靠性和效益性。消费者可以通过网络实时查阅,监督棉种加工的生产信息及销售信息,掌握棉种的质量安全等级,从而提高在各个流通环节上棉种质量安全信息,有效杜绝伪劣棉种流入市场,最终实现棉种质量安全溯源管理的目的。     

基于web的智能网管系统设计与实现

将简单网络管理协议(SNMP)的思想、NetF low技术、PHP多线程技术融入到网络性能监测系统中,通过对性能数据的采集、存储及分析,设计并开发了一套智能化网管系统。系统采用PHP语言开发,分为数据采集、性能数据库、数据分析及处理、数据显示、阈值设定与警告及用户管理6大模块,不同的模块实现不同的功能。数据采集程序采用了多线程机制对性能数据进行采集,多线程采集各种性能数据,允许一个程序同时有效地执行多个任务,既增强了程序的功能,又提高了程序的性能。数据分析模块主要负责采集端口组、TCP/IP组、UDP组的数据,并结合相关公式就可以计算出我们所需要的实时和历史数据性能指标值。信息显示模块按条件查询方式将端口组、IP组、TCP组、UDP组的性能指标显示出来。实际应用证明,该系统能够监控网络的实时变化,并将异常及时地通过邮件、短信等方式反馈给网络管理员,达到了预期目的。