U盘模块在作物蒸发蒸腾量测定中的应用

为了实现数据信息方便快捷传输,基于MSP430单片机的多通道作物蒸发蒸腾量测定仪,将U盘作为存储介质,实现了单片机与U盘的直接通讯。U盘模块通过SPI总线与MSP430F169进行数据通讯,方法简单、易于操作,克服了数据采集器与计算机数据传输对计算机环境的依赖性,对于野外农林业数据信息的采集具有重要意义。     

基于低功耗广域网的海岛水产养殖环境监测系统研制

针对海岛环境中水产养殖区域分散、工作环境恶劣、人工巡检不便等问题,设计了基于低功耗广域物联网的海岛养殖环境监测系统。系统包括集成Arduino和传感器的终端采集节点,通过LoRa技术实现数据汇总和远距离传输的汇聚网关,利用Python与PostgreSQL开发用于数据接收、存储、处理、访问和控制的后台监测系统。通过对网络拓扑复杂度、能耗等方面的评估,表明在海岛环境下部署水产养殖环境监测系统,相比传统Zigbee多跳无线传感网,采用LoRaWAN,其单跳节点覆盖范围更大,而网络复杂度、能耗等更优。测试表明该系统能以较低功耗实现整片区域内远距离数据采集,有效传输养殖区水体环境数据。网络生存期与传输可靠性测试表明,当传感器节点采用3.7 V/4 200 mAh锂电池,上传周期为30 min时,监测网络的有效生存期理论上可达2.4 a;在800 m通信范围内,发射功率为20 mW时,节点丢包率小于3.6%,具有较高的通信可靠性。该研究可为水产养殖生产和物联网应用研究提供有效参考。     

地下LoRa无线传感器网络的传输测试系统研究

【目的】以智能手机为核心,研制成本低、使用简单的面向LoRa地下无线数据传输的测试系统。【方法】该测试系统由安装了测试用的App智能手机和与之匹配的地下测试节点组成。利用该系统进行场景测试,测定影响土壤中LoRa无线数据传输效果的因素并讨论对应的数据传输方法。【结果】测试结果表明,该系统运行可靠、使用方便灵活,LoRa低功耗广域网技术亦可以较为可靠地满足土壤介质中的无线传感器网络数据传输需求。【结论】本系统可为未来地下LoRa无线传感器网络的工程应用提供相应的测试手段。     

低功耗经济型区域墒情实时监测系统

灌区墒情实时监测是现代灌区灌溉管理中的必要部分和基础工作。该文设计了一种利用微功耗处理器的墒情监测仪,仅用2节1号干电池供电,结合GPRS(general packet radio service)数据传输至网络服务器处理分析,从而实现了区域分布式的墒情监测。本系统设计装载4层土壤水分/温度传感器和1层水势传感器,根据灌溉管理需要布设在作物根区不同深度;利用微处理器和设计电路进行土壤墒情等参数的采集、存储、传输和控制,每小时采集1次数据、每日将数据发送至网络服务器。通过在灌区不同区域典型作物生育期内实际运行1 a结果表明,该系统采用干电池或锂离子电池供电,体积小而便于在田间布设,不影响农田耕作,方便经济;监测数据能够及时传送至网络服务器以进行结果处理和灌溉管理。该文同时也对系统特点进行了总结,并指出对该系统进一步改进和研发方向。     

中小规模禽舍适用的无线环境监控系统设计

针对已有监控系统存在设计冗余、部署复杂、成本较高难以在生产规模较小的禽舍推广使用的缺点,设计并实现一种适用于中小规模禽舍使用的环境监控系统。系统中的无线监测器采用低功耗Wi-Fi技术实现,可为系统提供较为精准的数据采集功能。监测器通过不同的子任务流程,实现周期性的低功耗控制策略。业务服务器基于树莓派单板电脑,采用基于Java的Spring Boot框架,可在实现用户接口的同时,使用底层硬件接口对环控设备实施自动化控制。长期对比测试表明,该系统可降低禽舍用电量约7.71%,使禽类淘汰率降低0.8%。系统所具有的硬件实现成本低、部署简便、环境监控准确可靠等特点,使该系统在中小规模禽舍中具有较高的推广应用价值。     

山地橘园低功耗自动提水无线控制系统设计

为提高无电力供应的小规模山地橘园水源供应管理效率,研制了一种基于无线通信的低功耗自动提水系统。该系统由主从控制器2个部分组成,主控制器控制直流隔膜泵向山顶蓄水池提水,从控制器用于检测山顶蓄水池的水位;两控制器之间通过无线通信模块CC1101进行通信。测试了主从控制器工作在各个阶段的电流,由此估算出主从控制器运行1d的耗电量分别为8576.3mA.h和2.2 mA.h,65 A.h的铅酸蓄电池在满荷电状态下可以为装置提供7d连续阴雨天气的续航能力。系统通信成功率为100%,最长通信时间为12s,95%的通信可在6s内完成,且蓄水池水位检测误差不超过0.8cm。     

低功耗交直流小功率测量系统的设计与实现

对交直流小功率测量电路的工作原理及功率测量算法进行研究,基于低功耗微处理器MSP430F5529、低功耗直流功率计量芯片INA226和交流功率计量芯片HLW8012设计了交直流小功率测量系统.系统能自动识别输入的电源类型,交流电源(1 V～5 V)或直流电源(200 mV～30 V)输入时,调整负载,能够测量40 mW～1 W的有功功率,测量误差小于1%.系统中交直流功率测量模块采用串联接法,有效简化了软硬件设计,降低系统功耗,系统电路功耗小于30 mW.     

基于MSP430F147低功耗单片机节能灌溉系统研究

[目的]农业用水浪费较严重,灌溉水利用系数较低,很多地区存在水资源匮乏的问题,所以,走节水节能型农业发展之路是必然趋势.[方法]建立以MSP430F147为核心的单片机节能灌溉系统的控制模型,该系统平时处于休眠状态,固定周期进入活动模式,耗能低,从而实现系统的低功耗.[结果]该系统通过测量土壤介电常数确定土壤湿度,然后根据土壤湿度值来确定作物的灌溉用水量,单片机定时控制灌水量,从而达到节水节能的目的.[结论]该系统节水节能,同时通信方式采用无线通信方式,传输距离远,安装方便并减少了通信线路安装的成本,符合未来通信的发展方向.     

微波辅助酶解辣木粕清蛋白制备抗氧化肽及工艺优化

【目的】筛选酶解辣木粕清蛋白的最佳蛋白酶,采用微波辅助酶解制备辣木粕抗氧化肽。 【方法】以辣木粕清蛋白水解度作为考察指标,采用碱性蛋白酶、胰蛋白酶、风味蛋白酶、复合蛋白酶、菠萝 蛋白酶以及木瓜蛋白酶进行初筛和复筛,筛选最佳的蛋白酶。通过单因素试验以及响应面试验,筛选最佳酶解 条件,采用微波辅助进一步优化酶解工艺。通过测定 DPPH·清除率、O2-·清除率、ABTS+ ·清除率和还原能 力评价辣木粕清蛋白抗氧化活性。【结果】辣木粕清蛋白为酶解的最佳蛋白质,风味蛋白酶为最佳蛋白酶。通 过单因素试验以及响应面试验得到最优酶解工艺：加酶量 7 491.44 U/g、底物浓度 9.36%、pH 7.50、酶解温度 45 ℃,水解时间 3.88 h,在此酶解条件下,抗氧化肽得率为 19.09%,水解度为 69.80%。采用低功率微波仪器 （0~100 W）进一步将酶解时间缩短到 1 h,同时可提高酶解物的抗氧化活性。检测出辣木粕酶解物具有较好的 抗氧化活性,清除 DPPH·的最佳质量浓度为 10 mg/mL;清除 ABTS+ ·、O2-·的最佳质量浓度为 50 mg/mL;还 原 Fe3+ 的最佳质量浓度为 50 mg/mL,与阳性对照 Vc 相当。【结论】低功率微波能够提高辣木粕清蛋白酶解效 率和抗氧化活性,辣木粕具有制备天然抗氧化肽的潜力。     

基于PIC单片机的低功耗温度采集系统

为了实现温度数据的精确采集,设计开发了一种基于PIC单片机的多通道低功耗温度采集系统。温度信号转换采用AD590温度传感器,配以运算放大电路及数据存储器件,并利用中档单片机PIC16F74自带的A/D转换器,实现温度信号的采集处理和存储,引进串口通信技术,实现了单片机与上位机的串口通信。