苹果园中土壤水分空间分布特性初探

无线传感器(WSN)能通过互联网感知客体环境信息,已经广泛应用于农业生产环境监测.将WSN应用在苹果园中,监测果园环境信息,为苹果生产提供决策支持.土壤水分是影响苹果品质和产量的重要因素之一.研究果园中土壤体积含水量的分布规律能为WSN在果园应用中土壤水分传感器部署策略提供支持.在北京一个普通的苹果园进行实地试验,采用土壤水分测量仪测量3个典型子区域不同土壤深度及不同水平位置多个点的土壤体积含水量,结果表明:总体上在果树周围土壤体积含水量随着树根距离的增加而增加;计算了3个典型子区域及整个果园3个土壤深度的均方差,91.7％的均方差均为2％～3％,在各个子区域及整个果园,土壤水分具有相似的分散程度;计算了每个子区域每个测量点的土壤水分均方差.1％～2％之间的均方根误差所占比例最大,为48.2％.当土壤深度小于300 mm时,水平层面的均方差大于垂直方向.根据试验结果,提出了一种“以单棵树为目标,着眼于整个果园”的土壤水分传感器部署方法.     

基于无线传感器网络的茶树田间参数自动采集系统

为了精确判断茶树水分胁迫情况,以Idso的作物水分胁迫指数(CWSI)模型中的参数为监测对象,研制了一套茶树水分胁迫田间参数自动采集系统,实现对表征茶树发生水分胁迫的茶树自身生理参数及茶树田间物理环境参数的自动监测.系统通过不同的传感器节点分别监测茶树的冠层温度、田间的土壤湿度和土壤热通量、太阳净辐射、风速及空气温湿度.通过所采集的上述参数,结合CWSI模型,便可精确计算出茶树水分胁迫指数,用于指导灌溉,避免茶树发生干旱胁迫或过度灌溉.系统充分利用了无线传感器网络的便捷性,各传感器节点所采集的参数以多跳的方式无线传输至远端的上位机节点,上位机节点可以本地存储参数,也可通过串口,输送至电脑上.系统经过重新标定,也可用于监测其他作物的水分胁迫情况.     

基于无线传感网络的海参苗养殖环境监测系统的研究

本文通过分析海参苗养殖现状,设计了一种基于无线传感网络的海参苗养殖环境监测系统。通过在监测区域部署传感器节点,监测养殖池中的的温度、盐度、溶解氧及水位等环境参数。将检测到的数据无线发射到远程监测软件,监测软件将分析结果反馈给末端执行机构,实现对养殖池环境的实时监控。本文从系统结构和数据传输等方面进行了阐述,对海参苗养殖的自动化生产提供了一种有效可行、成本较低的解决方案。     

宁夏西干渠滚钟口水库调度研究

灌溉供水渠道普遍存在时段性供水困难现象,调度或处理不当,容易造成农业损失和水事纠纷。西干渠管理处利用渠道节制闸壅高水位向滚钟口水库注水,在用水高峰期补充下游灌溉,提高了灌溉保证率,较好地解决了灌溉困难。并通过水库滞纳雨洪资源,提高水资源的利用率和保证渠道运行安全。提出平原灌区利用适宜地形条件修建调节水库的建议。     

村镇生活垃圾减量化管理机制研究——以对浙江省安吉县的调研为例

伴随着生活水平的提高和人口规模的不断增长,生活垃圾的产量也在持续快速增长,其组成和结构日趋复杂,越来越难以处理。作为垃圾处理原则之一,减量化是垃圾管理的基本要求,是降低垃圾对环境危害的最终手段。相对于资源化和无害化,减量化是上策。对安吉县12个乡镇居民进行生活垃圾分类投放与循环利用认知和行为情况进行调查,基于调查数据分析得出,目前安吉县乡镇居民环保教育程度较高,但由于主客观因素的影响,经常进行生活垃圾循环利用的人数不多。建议在现有管理机制上,采用电视、网络和村委宣传等居民接触最频繁和最认可的渠道,对调查中发现的主要妨碍因素有针对性地进行教育和宣传,促进居民自发、自觉、自主进行减量化,进而形成长效机制;同时,鼓励和引导非政府组织积极参与生活垃圾减量化工作。     

Hydromorphological rehabilitation improves channel morphology,instream biotopes,and macroinvertebrate communities,and thus enhances the conservation of an urban river

1. Many river rehabilitation projects have been criticized for failing to meet their goals or for being insufficiently monitored. There is, therefore, an urgent need to develop robust approaches for assessing treatment efficacy and thus guide the increasing investment in rehabilitation.
2. Instream biotopes (formerly called ‘functional habitats’ or ‘mesohabitats’ by different authors) and their macroinvertebrate assemblages were used to assess the effectiveness of entire-channel hydromorphological rehabilitation of a 1.8-km stretch of a lowland stream through the town of Market Harborough, Leicestershire, UK.
3. The project successfully enhanced the physical diversity, measured in the rehabilitated reach as the coefficients of variability for channel water depth and width, wet surface area, number of instream biotopes, and biotope diversity.
4. The project also enhanced the biodiversity conservation value, measured as macroinvertebrate total density, total biomass, richness, diversity, Ephemeroptera, Plecoptera, and Trichoptera (EPT) richness, EPT diversity, EPT count%, and EPT biomass%, all of which significantly increased following rehabilitation. Chironomidae count% and biomass% significantly decreased following rehabilitation. Rehabilitation was also successful in significantly increasing macroinvertebrate shredder, scraper, and filter-feeder group density.
5. Changes in the macroinvertebrate community metrics in the rehabilitated reach were related significantly to changes in the percentages of cover of instream biotopes and increases in biotope diversity in the rehabilitated reach.
6. Macroinvertebrate structural and functional metrics can provide quantitative data for assessing reach-level rehabilitation outcomes, if samples are collected in a pre-defined sampling protocol stratified at the instream biotope level.
7. The practical implications of this work are that the design of rehabilitation projects, if based upon the recreation of biotope heterogeneity, will succeed in improving biological value and restoring the area to near naturalness if a suitable upstream source of macroinvertebrates for natural recolonization is available. The study shows that the concept of biotopes has an important role to play in river conservation management.

     

用于驱赶农作物有害动物的智能声防系统设计

针对农业生产中动物有害行为导致农作物减产和农产品价值严重损失的实际问题,设计研发出一种驱赶农作物有害动物的智能声防系统。该系统以无线传感器网络作探测和通信平台,采用以ARM9微处理器和AT89C51SND1单片机为核心的嵌入式系统构建总控制器和执行器硬件平台,通过热释电传感器对有害动物在农田中的出没位置进行探测,依据“作物种类–周围环境–有害动物–天敌”逻辑关系模型对其种类作出判断,然后由执行器播放该种动物对应天敌的叫声,从而实现对多种农作物有害动物的智能声防。与现有的驱赶模式易被有害动物适应且效果不佳相比,该系统具有驱赶效果好、有效作用面积大、可扩展性强及装设灵活等优点,是一种无污染、具有智能特性的驱赶农作物有害动物的有效解决方案。     

基于无线传感器网络的奶牛行为特征监测系统设计

奶牛等大型动物的疾病和发情状况目前主要依赖饲养员目测判断,大规模集约化养殖仍采用人工观测方法,这不仅带来繁重的人力负担,也容易误判。为了能自动准确地识别奶牛是否发情或生病,该文提出在奶牛颈部安装无线传感器节点,通过各种传感器获取奶牛的体温、呼吸频率和运动加速度等参数,采用K-均值聚类算法对提取的各种参数进行行为特征多级分类识别,以此建立的动物行为监测系统能准确区分奶牛静止、慢走、爬跨等行为特征,从而可以长时间监测奶牛的健康状态。而且,这种监测系统易于推广到对其他动物的监测,对促进养殖业和畜牧业的发展也具有指导意义。     

基于无线传感器网络的粮虫声信号采集系统设计

为了解决现有储粮害虫声信号采集系统存在的扩展性差、智能化程度不高、性价比较低、灵活性不强、数据传输能力较弱等问题,该文分析了现有储粮害虫声信号采集系统存在的局限性,在此基础上,利用无线传感器网络和压缩感知技术,设计了一种新型储粮害虫声信号采集系统,给出了系统结构和软硬件实现方法,并将其用于采集储粮罐内赤拟谷盗成虫的爬行声。试验结果表明,系统设计方案合理可行,且由于使用了压缩感知技术,在采样频率为10 KHz的情况下,可实现20个采集节点所产生的声信号原始采样数据的远程、实时、可靠无线传输。该研究为无线传感器网络在储粮害虫防治中的应用做出了探索。     

农田无线传感器网络的节点部署仿真与实现

应用无线传感器网络进行农田信息采集时,针对农田面积大、传感器节点众多的特点,如何有效地部署节点成为研究的热点之一。利用NS2软件从丢包率、平均延时、剩余能量和接收信号强度等网络性能角度对随机部署、正六边形部署及正四边形部署方式进行了仿真比较,最终确定正六边形部署方案,并在农田中进行实地试验。结果表明系统能够实现无缝覆盖,稳定可靠的采集农田信息,为无线传感器网络在农田环境中的进一步应用提供了参考。