华东地区典型保育猪舍温湿度和空气质量监测

为探究畜禽舍温湿度与空气质量情况,获得较可靠的监测数据,并为畜禽舍环境改善提供依据,以华东地区某典型规模猪场的两间自然通风保育猪舍为对象,应用多点连续监测方法对猪舍内的温湿度以及主要污染气体(二氧化碳(CO_2)、氨气(NH_3)、硫化氢(H_2S)和甲烷(CH_4))的质量浓度进行了为期1年的监测。监测结果显示,该保育猪舍内温度、相对湿度以及CO_2、NH_3、H_2S、CH_4质量浓度的小时平均值范围分别为0.9~42.0℃、31.1%~97.7%、423~3 534 mg/m~3、0.11~49.7 mg/m~3、0.9~41.7μg/m3和0.1~17.7 mg/m~3;对应的(年平均值±方差)分别为(25.6±8.6)℃、(71.4±11.7)%、(1 982±744)mg/m~3、(10.9±8.4)mg/m~3、(8.2±5.2)μg/m~3和(2.9±1.9)mg/m~3。研究结果还揭示了这些指标每日和四季的变化规律以及舍内环境状况。全年的最低和最高小时平均温度和相对湿度,以及小时平均最高CO_2和NH_3质量浓度超出了国家标准中规定的规模猪场环境参数的临界值。但舍内的H_2S和CH_4质量浓度很低,不会对猪的健康生长以及猪舍的安全造成危害。     

基于无线传感网的设施环境二氧化碳精准调控系统

设计了一套基于无线传感网的设施环境二氧化碳精准调控系统,包括主控节点、监测节点及补施节点,通过Zig Bee协议实现节点间信息交互。监测节点实时获取设施内多点二氧化碳浓度、温度、光照数据;主控节点根据作物各阶段最适生长环境,结合温度与光照阈值,动态计算二氧化碳浓度目标值与实时值之间的差值作为调控参数,采用反馈控制实现二氧化碳动态调控;为改善以往设施二氧化碳补施不均的普遍现象,设施中气体扩散管道采取双M型布置方式,设计开孔大小不同的二氧化碳扩散孔,由补施节点配合对流装置控制各小区域的二氧化碳排放量,达到均匀和定量补施的目的。实地布置和试验表明基于无线传感网的设施环境二氧化碳调控系统可实现稳定可靠运行,以设施番茄为研究对象,在面积36.66 m~2日光温室内补施目标值与实时值的相对误差小于3.5%,在面积27.74 m~2玻璃温室内验证监测节点间二氧化碳浓度变异系数小于2.93%,证明本系统可实现二氧化碳精准及均匀补充。     

后备母猪舍夏季环境调控影响因子变化规律试验与分析*

为掌握夏季后备母猪舍环境调控的影响因子变化规律,以云南保山某规模后备母猪舍为试验对象,在猪舍内布置环境因子传感器,通过改变开启风机数量、风机组合和湿帘等措施,测试后备母猪舍内的温度、相对湿度和氨气的变化规律。试验结果表明:风机开启数量越多,舍内温度下降幅度越大(最大幅度为2.66 ℃),相对湿度上升幅度越大(最大幅度为9.76%),后备母猪舍内温湿度在通风方向上的分布越均匀。开启湿帘对后备母猪舍内降温效果明显,最大降温幅度为4.27 ℃,舍内相对湿度最大增加幅度为24.17%。开启左右两侧风机时,舍内温湿度分布较开启左中或右中侧风机均匀,后备母猪舍内平均THI指数为79.5,下降幅度为3.86%,能有效缓解猪只热应激;后备猪舍内的温度场不均匀系数为0.42,相对湿度场不均匀系数为0.5,舍内温湿度分布较为均匀。     

基于物联网的畜禽舍环境远程监控和评判系统研究

畜禽舍环境对家畜的生长、发育和繁殖有重要影响,为准确评价猪舍环境状况,降低畜禽养殖风险,研究一种基于物联网的猪舍环境远程监控和评价系统,实现对猪舍内多环境因子的远程采集与控制、数据存储、数据分析等功能。通过分析母猪对猪舍环境适宜度的要求,选取温度、相对相对湿度、氨气、二氧化碳和硫化氢作为评判指标,建立猪舍环境适宜度评判指标体系,采用岭形分布的隶属度函数计算评价矩阵,运用改进的层次分析法确定评价因素的权重集,以江苏某生猪养殖场采集的24组数据为例,通过模糊综合评判得到母猪舍环境适宜度等级,评判结果为Ⅲ级(适宜)和Ⅱ级(中等),分别占样本数量的75%和25%。模糊综合评判方法能够全面合理反映猪舍环境真实状况,评判结果可为猪舍环境精准调控提供决策支持。     

猪舍环境远程监测系统的设计与实现——基于WSN技术

为了对规模化和集约化型猪场猪舍环境进行监测与控制,以无线通信模块JN5148为核心,进行了基于无线传感器网络(WSN)技术的开发,设计了环境监测仪。在此基础上组成现场监控网络,对猪舍温度、湿度、氨气(NH3)浓度和硫化氢浓度(H2S)进行动态监测,并设计了对不同猪生长阶段的监控指标,通过手机电脑等智能终端进行预警提示。采用B/S(浏览器/服务器)模式,实现通过浏览器远程实时监控猪舍。经过半年时间在实际生产过程中的应用表明,该系统运行性能稳定可靠,在数据采集、传输及远程监控中均达到实际需求,适合应用于猪舍环境精准的监测。     

基于 ZigBee 技术的食用菌栽培环境监控系统的研究

为了促进食用菌栽培产业的发展,采用流行的 ZigBee 技术、结合 GPRS 通讯技术,设计了一个食用菌栽培环境监控系统。该系统由无线传感器网络和远程控制平台两部分组成,可以对温度、湿度和二氧化碳浓度等环境参数进行短距离数据采集和远程监控,为食用菌提供优质的生长条件。试验表明,该系统性能可靠稳定,能够实时、全方位地监测与控制各环境参数,提高了食用菌繁殖的成活率,降低了投资成本,为食用菌栽培产业的发展提供了自动化技术支持。     

基于WSN的北美冬青鲜切枝冷链全过程监测系统

为了保证北美冬青鲜切枝冷链物流过程中的品质，提高冷链物流过程的可追溯性和透明度，以433MHz为发射频率，温湿度和气体环境为关键参数，设计了面向北美冬青鲜切枝冷链物流的无线实时监测系统。系统包括从传感器节点、主传感器节点和远程监测系统。从传感器节点集成了温湿度传感器、CO2传感器和乙烯传感器，主传感器节点用于建立和维护无线传感网络和汇集数据，远程监测系统用于远程实时监控。同时，对传感器节点的标定、准确性和功耗进行测试，并且将该系统应用于北美冬青冷链实地监测。结果表明，监测系统能够很好地应用于北美冬青存储和运输全过程，且能够稳定、准确地监测冷链环境温度、相对湿度、CO2和乙烯体积分数等关键参数的变化过程，有效反映了北美冬青鲜切枝的品质变化。     

基于ZigBee技术的多控制方式监测系统的设计与实现

利用ZigBee技术,依靠PC机和无线数据采集节点,搭建了一个无线传感器网络监测系统,用户可以通过PC机上的多控制方式命令,实现对监测环境中的某一节点、某一区域节点或全部节点进行控制。实际应用表明,在中国林蛙温室养殖监测环境应用中,该系统控制灵活、监测更加准确,同时在其他无线监测环境应用中同样可以适用。     

基于深度强化学习的猪舍环境控制策略优化与能耗分析

在规模化的生猪养殖生产中,环境质量对于猪群的健康及生长发育至关重要。为实现猪舍环境精准调控,以STM32单片机为核心,构建了基于物联网的猪舍环境智能控制系统;同时提出了基于双深度Q网络(Double deep Q-Network, Double DQN)的猪舍环境优化控制策略。通过在实际猪舍中运行结果表明,舍内平均温度和相对湿度可控制在(20.53±1.72)℃和(74.16±7.84)%。与传统基于温度阈值的控制策略相比,基于Double DQN控制策略的舍内温度、相对湿度、NH₃浓度和CO₂浓度更接近期望值(期望温度为19℃,相对湿度为75%,NH₃浓度(体积比)为10μL/L,CO₂浓度(体积比)为800μL/L),舍内温度和相对湿度最大相对误差分别低于温度阈值控制策略3.7%和2.5%。此外,该系统传感器监测数据上传和控制指令下发的平均延迟时间分别为226 ms和140.4 ms,监测与控制延迟较小,稳定性较强。在Double DQN控制策略下,一天内3台风机总运行时长为28.01 h,总耗...     

猪舍消杀巡检机器人系统设计与试验

针对规模化猪舍人工劳动强度大、重复作业多、疫病传播与防控形势严峻等问题,设计了猪舍消杀巡检机器人系统。该系统融合基于2D激光雷达的即时定位与建图(Simultaneous localization and mapping, SLAM)和超宽带(Ultra wide band, UWB)技术,实现舍内地图构建和系统实时定位;在确定热红外模组安装高度为125cm和安装倾角水平向下夹角5°的基础上,运用Jetson Xavier NX边缘计算单元进行视觉处理与识别算法的部署,完成在线猪只体温巡检;边缘计算单元依据终端指令对消杀模块中超声波雾化单元、紫外线辐射单元等进行决策控制,实现多模式舍内环境消杀;通过传感器技术对舍内环境参数进行实时监测;并搭建人机交互界面,实现监测信息的显示、报警、存储等。测试结果表明,该系统可完成地图构建、自动导航、猪只体温检测,记录异常猪只热红外图像及圈舍所在位置;依据设定的消杀模式,在目标点开启相应消杀功能的准确率为100%;机器人在巡检状态和静止状态下,舍内CO2浓度、温度、相对湿度的相对误差分别为0.04%、3.00%、2.10%。本研究可为疫情形势下猪舍巡检消杀少人化/无人化作业提供技术装备参考。     

多泵多马达调压系统理论分析与实验

传统的压力控制回路中,动力元件都采用传统的单作用泵。当回路只用一个泵提供压力时,压力控制回路无法满足系统对多个流量的需求。而多泵和多速马达是基于双定子理论所设计的一种液压元件,可实现一个泵（马达）的多输出。当代替传统单作用泵和单作用马达用于传统液压回路中时,此时的液压回路就是一种新型的液压回路。由于元件的特殊性,使系统可满足多输出、多功率的需求。新型液压回路减少了很多控制元件,所以在实现与传统液压回路相同功能时,新型液压回路可节约很大的能量。多泵多马达调压系统的实验结果表明,由于泄漏原因,导致泵随压力增加,实测流量减少;双定子泵的容积效率随着压力的增大而减小,机械效率和总效率随之增大而增大。尽管由于一些不可控因素导致的误差,但也证明了回路的可行性和元件的原理正确性。     

齿轮型多泵多马达传动系统设计与试验

为了使定量泵输出多级定流量以及定量马达输出多级定转速和定转矩,在比例型和并联型齿轮多泵/多马达的基础上提出了齿轮型多泵多马达传动理论。基于1-1比例型和3并联型齿轮多泵/多马达设计了2种齿轮型多泵多马达传动系统,并阐述了其工作原理和特点,且对2种齿轮型多泵多马达传动系统在不同工作方式下的输出特性进行了理论分析和拓展,并搭建了齿轮型多泵多马达传动系统试验平台。试验结果表明:齿轮型多泵多马达传动系统在不同工作方式下可输出多级定转速和定转矩,且各级转速和转矩存在一定的比例关系。试验结果与理论分析基本一致,验证了理论分析的正确性,为齿轮型多泵多马达传动系统的设计与研究奠定了基础。     

综合利用水库财务型投入产出预测模型及应用

为了消除市场经济条件下综合利用水库资金管理方面存在的不足，在建立综合利用水库会计系统与投入产出分析方法之间一一对应关系的基础上，设计了综合利用水库财务型投入产出表；在讨论财务型投入产出表编制原则的基础上，建立了利用基期财务投入产出表获得预测期财务型投入产出表的模型，并以某综合利用水库为例验证了模型和方法的可行性和有效性。     

用于藤茎类秸秆的大型立式粉碎机设计与试验

为解决大棚蔬菜秸秆,尤其是藤茎类蔬菜秸秆在粉碎时缠绕刀片、喂料困难、锤片寿命短、整机效率低、粉碎粒径大、轴承温升高、人员劳动强度大等问题,以有机肥制备所需的粉碎粒径和工厂化制肥的产量要求为导向,在充分研究藤茎类秸秆的力学特性基础上,应用双级锤片粉碎的原理,设计大容量喂料转筒、两级串联粉碎机构、浮动式支撑限位座和轴承润滑油智能温度控制系统。以摊晒15 d平均含水率为28%的茄子秸秆为原料进行试验,结果表明:一二级转速分别在1 300 r/min和2 700 r/min时,粒径合格率达到92.8%,度电产量为71.42 kg/(kW·h),生产率为10.8 t/h,各项指标均达到设计要求,并满足使用寿命、能源消耗和维护方便性的综合最优。     

耕地生态价值评估研究进展分析

耕地资源是人类生存和发展不可替代的重要资源,承载着保证粮食安全和社会稳定的功能,开展耕地资源价值测算研究,为耕地保护补偿决策提供理论依据,具有重要的现实意义。随着生态系统服务稀缺性变得越来越突出,耕地生态价值评估受到了空前的重视,本文对国内外耕地资源价值的研究体系进行了梳理,在此基础上,对国内外耕地生态价值的评估方法进行了总结,并对各种方法的优缺点进行了分析,最后,提出了耕地生态价值评估将来的研究重点。     

多级粗滤料滤床─慢滤综合净水工艺研究

为了寻找一种工艺简单、设备耐用、操作管理方便的净水工艺 ,对多级粗滤料滤床慢滤综合净水工艺进行了试验研究。根据所设计的试验流程 ,对两种水质的原水进行试验。苯酚采用 4-氨基安替比林直接光度法测定 ,氨氮采用氨测定的蒸馏滴定法中的预处理方法 ,溶解氧采用碘量法测定 ,浊度用光电浊度仪测定。最终得出了多级串联粗滤成熟期有机物去除率与时间关系、氨氮的浓度变化曲线 ,并对试验结果进行了分析讨论。     

危害沙棘的黄带多带天牛生物学特性观察

黄带多带天牛在我国北方地区少有分布，但没有其生物学特性描述，没有危害沙棘树的报道，经过2年的室内外观察得知，黄带多带天牛在辽宁西部每2年1代，以幼虫在寄主内越2次冬。该虫世代整齐，对树木危害严重，对栽植的大果沙棘危害尤为严重，在1株5a生的沙棘树上有30多头幼虫危害。成虫善飞翔。     

基于多段分离工艺的马铃薯联合收获机设计与试验

针对马铃薯分段收获人工捡拾工作量大、劳动强度高、收获效率低等问题,在适应种植模式和农艺要求的基础上,设计了一种基于多段分离工艺的马铃薯联合收获机,该机可同时完成双垄双行马铃薯的挖掘、薯土分离、清土除杂和集薯输送等任务。收获机在拖拉机的牵引作用下进行收获作业,其关键零部件包括松土限深调控装置、切土切蔓装置、挖掘装置、摆抖式薯土分离装置、过渡分离装置、清土除杂装置和集薯输送装置等。该收获机采用多段分离工艺,可有效提高薯土分离效率,显著降低含杂率,降低劳动强度。田间试验表明:作业速度分别为3. 17 km/h和4. 16 km/h时,样机的损失率分别为1. 64%和1. 59%,伤薯率分别为1. 72%和1. 48%,破皮率分别为2. 31%和1. 92%,生产率分别为0. 41 hm2/h和0. 54 hm2/h,各项性能指标均达到了作业标准。基于碰撞检测技术获取了收获过程中薯块的动态碰撞信息,在对碰撞特征和薯土混合物运动特点进行分析的基础上,明确了联合收获机易产生较大碰撞加速度的关键位置为:分离筛Ⅰ与分离筛Ⅱ交接处及集薯输送装置的落料端,降低分离筛Ⅰ和分离筛Ⅱ之间的高度差、改善集薯装置末端的缓冲效果,是降低伤薯率和破皮率的有效措施。     

毛细压力──饱和度关系的试验研究

试验测定了 5种典型土样和砂样的毛细压力与饱和度的关系曲线 ,用 Leverett函数处理试验结果并与前人的结果进行比较分析 ,得出对于渗透率量级在 10 -7～ 10 -9cm2 间的土和均质砂 ,用 Leverett函数折算的无量纲的毛细压力—饱和度关系曲线可以很好地统一到一条曲线上来 ,且α=0 .65的结果更优。实测的不同饱和度情况下毛细压力水头与数学模拟结果的比较计算表明 ,Van Genuchten的表达式更适合于土的情况 ,而 Broods- Corey的表达式则更符合于砂的情况。     

基于传感标签技术的粮仓多参数监测系统设计

文章提出一种基于RFID传感标签技术实现粮情主要参数无线跟踪监测的新方法,设计一种由有源电子标签和温湿度传感器单元组成的RFID传感标签,集温湿度信号探测和无线发送功能于一体;然后通过多级读写器构建网络通信系统,将传感标签采集到的数据逐级传送给控制中心,控制命令亦通过多级读写器逐级发送给传感标签,实现对粮仓主要参数的无线跟踪监测。