脱涡致振式压电风力发电机性能分析与试验

为满足农业遥感监测系统的供电需求，减少化学电池对水和土壤的污染，提出一种脱涡致振式压电风力发电机，并从理论和试验两方面进行了研究。建立了脱涡致振式压电风力发电机的理论模型，通过仿真分析研究迎风角、压电振子长度及风速对压电振子变形量的影响，并对发电机样机进行了测试试验。结果表明，不同风速下均存在两个最佳迎风角，使发电机输出电压较大，压电振子长度为60、78mm，风速为7.6、11.6、12.4m/s时的两个最佳迎风角分别为(35°,135°)、(45°,125°)、(50°,120°)和(35°,120°)、(40°,115°)、(45°,110°)。当迎风角为120°时，存在最佳风速，使发电机输出电压达到最大；随着压电振子长度的增加，最佳风速由12.4m/s降低到8.4m/s，其对应的最大输出电压由16.6V增加为16.8V。当外接电阻为150kΩ、迎风角为30°时，试验测得最大输出功率为1mW。研究表明，根据实际风速确定合理的迎风角及压电振子长度可提高发电机的发电能力。     

基于SEBAL模型评估干旱半干旱区人工灌丛植被对陆表蒸散的影响

评估人工灌丛植被重建对干旱半干旱区陆地生态系统蒸散的影响,不仅能揭示植被变化与水文过程的耦合机理,又可为区域生态治理与水资源管理提供科学指导。该研究利用Landsat-8OLI/TIR遥感影像及气象数据等驱动SEBAL模型,反演宁夏盐池县的年内不同日期的陆表蒸散,结合目视解译选取的人工灌丛区与对照草地,评估了人工灌丛植被对陆表蒸散的影响。结果表明:1)SEBAL模型的蒸散反演精度与站点观测结果较为一致,可用于干旱半干旱区蒸散反演及空间特征研究;2)盐池县人工灌丛植被区日平均蒸散为1.20mm/d,高于对照草地1.17mm/d的日平均蒸散量,即干旱半干旱区人工种植灌木林增加了生态系统水分消耗,但不同季节和不同生物地理条件下的蒸散增强作用存在差异,蒸散增强在8月份最大,而3、4月份呈现负效应;3)人工灌丛的密度越大、植被盖度越高,对陆表蒸散的增强作用越强,特别在NDVI0.4的高盖度情况下蒸散增强作用更加明显。由此可知,在水资源紧缺的干旱半干旱区开展以灌木树种为主的植被重建需在合理的生态水文阈值范围内开展,才能构建出稳定可持续的人工生态系统。     

基于农用STM32的电动机转速监测系统设计

农业作业环境复杂,实时监控农用电动机转速对判断电动机运行状况具有重要意义。笔者设计了一种电动机转速监测系统,该系统主要由光电开关传感器、触发圆盘、OLED、STM32单片机组成,通过单片机的定时器中断和外部中断功能,可实现对电动机转速的实时监控,通过IIC通信技术,可实现转速数据的可视化。该系统抗干扰能力强、精度高、实用性强,适用于恶劣的农业作业环境,同时为其他转速监测方案提供了设计依据。     

生态文明视域下草原治理体系构建研究

草原是我国面积最大的陆地生态系统，既是我国重要的生态安全屏障，也是广大农牧民赖以生存的家园。为深入贯彻习近平生态文明思想，落实山水林田湖草沙系统治理的理念，推进草原保护修复和高效利用，本研究结合"十四五"林业和草原保护发展规划纲要，提出了构建草原监测评价体系、草原保护体系、草原生态修复体系、草原执法监管体系、现代草业体系、支撑保障体系等草原治理体系，旨在为推进草原治理体系和治理能力现代化提供参考。     

水杨酸浸种对谷子萌发期抗旱性的影响

为研究水杨酸对谷子萌发期抗干旱胁迫能力的影响,以衡谷15、衡谷13、冀谷19、衡饲1号谷子种子为材料,以18％的PEG模拟干旱环境,分别用7种浓度的水杨酸浸种24 h,测定发芽率、发芽指数、活力指数、根长、苗高、鲜重等,综合分析4种谷子的抗干旱胁迫能力.结果 表明:在干旱胁迫下,水杨酸浸种后各品种表现不同,有些品种的抗旱能力没有明显变化.而冀谷19和衡谷15的发芽能力显著提高,衡谷15、冀谷19、衡谷13的活力指数显著增加,0.6 mmol/L水杨酸浸种是最适浓度.通过隶属函数的综合分析可知水杨酸浸种后4个品种谷子抗旱性的大小为:衡谷13＞冀谷19＞衡饲1号＞衡谷15.     

玉米灌浆期干旱胁迫对产量性状及生理生化的影响

为探究干旱胁迫对玉米不同品种产量性状及生理生化指标的影响。选取华农887、极峰2号、先玉335、先玉1266、MC812等5个不同抗旱性的玉米杂交种为材料,采用随机区组设计,在吐丝散粉后对试验组进行干旱胁迫处理。结果表明,在灌浆期干旱条件下,5个玉米杂交种的穗行数、秃尖长变化不大,但行粒数、百粒质量受干旱影响达到了显著水平;玉米的POD活性、SOD活性、MDA含量提高,其中耐旱性好的玉米品种的POD活性、SOD活性变化幅度大于耐旱性中等和耐旱性差的玉米品种,耐旱性差的玉米品种的MDA含量变化幅度大于较为耐旱品种。该结果为玉米抗旱机制的深入研究及抗旱性品种的鉴定等工作提供了科学依据。     

蜂群箱体关键参数在线监测系统与性能测试

随着信息技术的发展，利用大数据分析、物联网监控、传感器感知、无线通信等技术构建一种蜂箱蜂群实时在线监测系统，是减少因开箱检查造成蜂群应激反应的可行解决方案。本研究针对蜂箱封闭环境进行实时监测困难的现状，利用STM32F103VBT6 32位微控制器，同时融合了温湿度传感器、微麦克风以及激光对射传感器，开发了一套低功耗、可连续工作的蜂群箱体关键参数在线监测系统，实现了养蜂生产过程中多参数信息获取以及蜂箱内蜂群的环境参数和生活状态的实时在线监测。系统主要包括核心处理模块、数据采集模块、数据发送模块以及数据库服务器等。数据采集模块包括蜂箱内部温湿度采集单元、蜂群声音采集单元、蜜蜂进出巢数量计数单元等，通过接入移动通信网络进行数据传输。系统现场部署性能测试结果表明，研制的系统能够实时监测蜂箱内温湿度，有效区别进出蜂箱的蜜蜂并记录进出巢门的蜜蜂数量，且自动获取的蜂群声音与标准的蜂群声音分布相吻合。本系统符合设计要求，采集参数准确可靠，可以作为蜂群相关研究的数据采集方法。     

基于PCA-Attention-LSTM网络的土壤氮含量监测

土壤作为农作物生长的主要营养来源,氮是植物生长的重要元素,有效评价土壤氮素含量可以促进配方施肥的发展。提出主成分分析、注意力机制和长短时记忆神经网络相结合的模型(PCA-Attention-LSTM)来监测土壤的氮素含量。采用PCA(主成分分析)对数据进行处理,提取影响土壤氮含量的关键影响因子,降低模型向量输入的维数,利用注意机制突出预测中的关键输入特征。在Keras深度学习框架的基础上搭建PCA-Attention-LSTM的网络模型,实现对未来2 h土壤氮含量的精监测。最后,以黑龙江省依安甜菜养植基地的数据对土壤氮含量进行训练和验证。结果表明,与RNN等其它网络模型相比,该模型的效果更好,基于PCA-Attenlion-LSTM网络模型的平均绝对误差,均方根误差和平均绝对百分误差分别为0.119、0.020、0.156。该模型预测精度高,泛化能力强,可以应用于土壤氮含量的监测。     

不同发育阶段干旱胁迫对玉米株高、果穗性状及产量的影响

摘要：为研究同一品种不同发育阶段干旱胁迫对玉米植株高度、果穗性状以及产量的影响程度，设置全生育期供水充足、大田自然干旱、拔节期控水、抽雄期控水、拔节期控水-复水、抽雄期控水-复水6种处理的对比试验，用对比分析的方法比较不同处理下玉米的株高、果穗性状以及产量之间的差异。结果表明：干旱胁迫使玉米植株矮小，果穗长减小7.88%~54.55%，果穗粗减小14.58%~52.08%，秃尖长度增大66.67%~258.33%，百粒重减小0.99%~41.36%，单株产量减少15.03%~94.41%，最终导致减产23.57%~90.03%。不同发育阶段干旱胁迫对产量的影响差异显著，全生育期干旱最为严重，几乎无产量，拔节期次之，抽雄期干旱胁迫影响最小，复水后由于部分补偿了前期干旱胁迫所减少的生物量，果穗性状、百粒重均有好转，减产幅度减轻。     

基于物联网的日光温室环境监测在线校准

[目的]温室环境条件特别是温度对于作物生长和发育具有十分显著的影响。日光温室调控的主要环境因子之一是温度。然而,自然环境下的光照对温度产生作用,影响空气温度的监测精度。大多温度传感要求将传感器置于避光处,然而实际应用中难以保证。[方法]采用机器学习中的支持向量机算法(SVM),对日光温室内的温度智能监测算法进行了研究,根据光照情况对实时监测的温度数据进行校准。[结果]通过与实验测量的数据进行对比分析,结果表明,所提出的监测方法可以较为准确地实时监测空气温度,从而无需使用隔热材料或者遮阳处理,就可以基于监测的数据更精确地对相应的环境因素进行调节。[结论]基于该方法,可采用常用的工业设备实现温室大棚内实时温度数据的监测,既可以节约设备和人力成本,又可以为温室控制提供准确的数据。