考虑脉动风速的平面刚架日光温室结构动力响应规律

日光温室骨架结构属轻型结构,跨度较大,对风荷载较为敏感。为解决风荷载作用下日光温室的动力响应问题,确定骨架结构危险截面的位置,基于Timoshenko梁理论,提出平面刚架模型的日光温室在风荷载作用下的动力响应分析的被研究块体方法。首先根据Timoshenko梁微元体思想,设计被研究块体的构成方式;基于Timoshenko梁理论,推导出平面刚架模型的日光温室钢骨架结构的控制方程,给出了算法的实现过程。然后采用两端自由的变截面梁的弯曲波传播算例,验证方法的有效性。在数值模拟风速、实测风速作用下分别对平面刚架模型的日光温室骨架结构动力响应进行时程分析,得到钢骨架的节点位移和截面应力空间最大值的位置。结果表明:位移的2次峰值分别在迎风面高度1和3m附近,钢骨架中最危险的截面为温室左端附近,应力最大值为321MPa,弯曲应力是引起应力迅速增加的主要原因。脉动风荷载作用的节点位移和截面应力明显大于平均风荷载作用的相应值。日光温室钢骨架结构的动力响应分析需要考虑脉动风荷载的作用,且不能忽略弯曲应力对截面内力的影响。     

叶绿素荧光成像在植物生长环境胁迫中的应用

叶绿素荧光成像是一种可以快速、无损评估植物光合作用的技术,已逐渐在植物环境胁迫研究中得到应用。为明确叶绿素荧光成像技术在植物生长环境胁迫中目前的研究应用及未来研究方向,首先对叶绿素荧光成像技术的基础荧光参数和荧光成像方式进行了介绍,然后针对目前叶绿素荧光成像技术在植物生长环境胁迫中的应用从温度、光照、水分、营养和盐胁迫5个方面进行了综述。综述研究结果表明:植物受温度胁迫后叶绿素平均浓度降低,叶绿素荧光参数Y(II)和NPQ敏感性高,F440/F690和F440/F740比值下降;紫外线辐射造成的损害主要取决于物种或栽培品种,荧光比率F730/F683和参数NPQ可以用于评估植物所受轻度胁迫;植物中水份与碳水化合物、F440/F690和F440/F740、Rfd、及PSII光合能力有关,荧光成像可以筛选植物中的抗性基因型;叶绿素浓度与胁迫时间呈负相关性,F440/F690和F440/F740值可以用于识别N胁迫的高低,ΦPSII可以作为早期检测Fe胁迫的荧光参数,且提取荧光图像上的特征参数可用于建立胁迫的预测建模;盐抑制荧光参数Fv/Fm、ΦPSII,外源腐胺可缓解盐胁迫诱导的光合作用的不利影响,当Y(NO)显著提升时已发生严重胁迫损伤。最后进一步分析了叶绿素荧光成像技术目前存在的问题,指出未来的重点研究方向,为进一步研究环境胁迫对植物生长的影响提供参考。     

基于双卷积链Fast R-CNN的番茄关键器官识别方法

为提高番茄器官目标识别的准确率,提出一种基于RGB和灰度图像输入的双卷积链Fast R-CNN番茄器官识别网络。该方法通过番茄器官图像数据集训练基于VGGNet基本结构的特征提取网络,并用其参数初始化Fast R-CNN,通过再训练,用以识别植株图像中的番茄花、果、茎器官。首先分析了网络深度和宽度、图像输入类型、激活单元对特征提取及网络分类性能的影响。详细阐述了基于Fast R-CNN的番茄器官识别网络的设计及训练方法,基于试验观察,提出了基于双卷积链的Fast R-CNN,融合自动提取的RGB和灰度图像特征,由全连接层对Selective Search算法生成的候选区域进行分类识别。结果表明:针对番茄器官图像数据集,5个卷积层的网络即可具有较高的特征提取和分类性能,增加或降低卷积层数都会使网络性能下降;与ReLU激活单元相比,PReLU和ELU能够显著提高番茄特征提取网络的性能,而提高效果和具体的网络结构有关;基于Fast R-CNN的识别方法能够对番茄的花、果、茎器官进行识别,且能够识别不同成熟度的果和不同形态的花;单卷积链Fast R-CNN网络对花、果、茎的识别平均精度(AP)最高分别为64.79%、66.76%和42.58%,双卷积链Fast R-CNN识别网络对三种器官的识别AP最高分别为70.33%、63.99%和44.95%,相较于单链网络,双卷积链Fast R-CNN的mAP提高2.56%,说明该方法对提高番茄器官识别性能是有效的。     

植保无人机旋翼风场模型与雾滴运动机理研究进展

近几年，植保无人机施药技术在中国获得广泛应用，并逐渐发展为国内主要植保技术之一。但由于对植保无人机施药技术基础理论研究不够深入，相关机理尚不明晰，且植保无人机作业平台的稳定性依然有待提高，导致国内植保无人机施药效果不够理想。深入研究植保无人机施药技术的基础理论，理论结合试验结果共同指导植保无人机田间施药是提高其施药效果的经典方法。该研究综述了植保无人机旋翼风场分布特性、雾滴与无人机旋翼风场交互机理、雾滴沉降与飘移机理、雾滴与叶片表面的交互机理及雾滴分散和蒸发特性等植保无人机施药技术基础理论及其模型构建情况的国内外研究现状，并结合其基础理论与模型构建的国内外研究现状，给出植保无人机施药技术的未来发展建议，以期为植保无人机施药技术的发展提供参考。     

“互联网+”背景下高等农业院校计算机公共基础课程教学改革探讨

"互联网+农业"的出现,要求高等农业院校的大学计算机公共基础课程教学也要随之进行改变。文章分析了"互联网十农业"的关键技术及带来的机遇与挑战,提出在此背景下学生学习方式的转变及教师教学方面的改革措施。     

日光温室基质袋培番茄灌溉监控系统设计

为了解决日光温室基质袋培番茄精准灌溉的问题,设计了日光温室基质袋培番茄灌溉监控系统。系统利用数据采集器获取日光温室相关的环境因子,结合番茄生长和水分吸收模型计算灌溉量,并通过灌溉控制器控制电磁阀开闭时间的长短进行灌溉。实验结果表明系统稳定可靠,与传统的人工灌溉模式相比,使番茄增产17.9%,节水35.4%,因此适合用于日光温室基质袋培番茄的精准灌溉。     

基于μC/OS-Ⅱ系统的无线手持数据监控系统的设计

针对传统温室数据监控系统费用高、传感器布线复杂、部署不灵活、功耗大等特点,设计了一套基于μC/OS-Ⅱ系统的手持嵌入式监控系统。系统以STM3 2 F1 0 3 ZET6为核心控制器件,移植了具有多任务、实时性特点的嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ,并添加了与Windows操作界面类似的图形界面软件μC/GUI,方便用户操作。系统使用了遵从Zig Bee协议的Z-Stack协议栈,实现数据无线传输。实验表明:该系统完全适用于农业温室大棚等高湿环境,且无线通信功能安全可靠。     

峰谷分时电价预测建模与影响分析

电力系统需求侧实现合理分配调度是未来电网发展的必然趋势,分时电价的推行将成为电力需求侧管理的有效措施之一。本文通过沈阳地区居民用户具体负荷用电的情况分析,实现分时电价的预测建模,提高电力系统运行的稳定性、减缓发电侧的电力投资、切实合理分配居民用电费用的使用,为智能电网需求侧的主动配网提供合理的依据。     

基于三维点云的玉米果穗几何建模

果穗是玉米产量的构成器官,为构建高精度玉米果穗几何模型,提出了一种基于三维点云数据的玉米果穗几何建模方法。针对玉米果穗形态结构特征,选取Artec Spider三维扫描仪搭建玉米果穗点云数据快速获取系统并获取果穗点云,然后通过点云配准、重采样和孔洞修补操作得到高质量果穗三维点云,最后基于Voronoi图的网格重建方法重构果穗网格模型。结果表明,所重建的玉米果穗具有较高的真实感,且与基于计算机视觉算法相比精度大幅提高。基于三维点云的玉米果穗几何建模对于玉米果穗的种质资源保存、基于三维数据的果穗考种、玉米器官三维模板资源库构建等工作具有重要的推动作用。     

基于GPS定位的四旋翼飞行器设计

设计基于微控制器STM32F4系列和GPS定位的新型农情监测平台,以微控制器STM32F407为控制核心,用GPS模组、陀螺仪、加速度计等多种传感器测算位置和姿态信息。硬件由飞行控制器、数传模组、动力系统、机架、云台伺服系统组成。软件则采用简洁稳定的四元数加互补滤波姿态解算算法,融入PID控制算法,实现稳定飞行、GPS定位等功能。四旋翼飞行器扩展性高、适应性强,能够适应各种复杂环境,在农情信息采集中具有较高的应用价值。