基于商业云平台植物工厂环境监测系统的研究与实现

植物工厂作为设施园艺发展的最高阶段,以其科技含量高、资源利用率高、高产优质等特点成为都市农业、垂直农业及太空农业等领域的研究热点。针对当前环境监测技术公网接入复杂、体积大及网络化管理程度低的问题,构建智能Wi Fi传感器,尝试采用商业云服务平台实现植物工厂内温度、湿度、光照强度及CO2浓度的采集并通过无线网络与云服务平台交互等功能,利用手机APP及PC端访问云平台两种方式完成植物工厂的远程监控。实验表明:本系统稳定性好、可靠性高,利用很少的网络带宽即可实时准确地将数据传输到云端。通过云平台的接入提高了数据服务的稳定性,无需重复构建云平台,提高了开发速度并降低应用成本,很好地满足了植物工厂环境监测的需求。     

大田农业节水物联网技术应用现状与发展趋势

物联网技术与农业领域应用的结合是推动传统农业向现代农业转型升级的重要驱动力,农业节水是中国农业发展长期关注的重点。以物联网技术感知层、传输层、应用层架构为主线,针对大田主要粮食作物水分需求,总结物联网技术在大田农业节水关键环节中的应用发展现状以及存在的局限性,并在大数据、云计算等现代信息技术发展基础上,结合新时期互联网+战略,对物联网技术快速发展态势下农业节水技术、服务、模式的未来发展趋势进行探讨,提出技术向服务转变、决策向预测转变、微观向宏观转变的发展思路。     

温室无线智能水表物联网应用系统

针对目前农村温室用水管理中存在的问题,设计了一种温室无线智能水表物联网应用系统。该系统主要用于温室用水的无线抄表管理,无线充值以及阀门的远程控制。利用互联网或GPRS网络将各个村镇的温室水表用水数据发送到用水管理中心,实现了远程用水查询和统计分析的功能。介绍了该系统的总体架构,并对各个组成部分的功能、原理及实现方法进行了详细论述。目前该系统已在北京部分区县进行了示范,效果良好。     

玉米雄穗几何造型研究

通过对玉米雄穗形态结构的观测分析,提出了基于雄穗形态特征参数的三维形态数学模型及其实现方法。雄穗模型的建立过程包括拓扑结构设计、分枝造型和小穗造型三个阶段。模型具有较高的真实感效果,可控性强,可满足雄穗数字化设计的需要。     

基于多源数据的华北平原夏玉米种植区划研究

精准识别农业生产环境信息和农业生产特征,对气象、土壤和作物等多源数据进行综合分类,是提高农业资源利用效率和优化农业种植结构的基础。本研究基于近20年（1998~2017年）气象数据和华北五省的玉米单产统计数据,首先构建了华北平原气候资源和玉米生产时空分布特征数据库,研究区内的降雨量、活动积温、日照时数、太阳辐射和玉米单产均存在显著的时空变化;利用作物精细种植区划方法,将华北平原夏玉米种植区分为极不适宜区、不适宜区、较适宜区、适宜区、极适宜区五大类,各类面积分别占总体的比例约为10%、11%、25%、30%、24%;进一步通过环境类别归属度分析方法,将每一大类分为5小类,概率大于75%的相对稳定区域约占总面积的63%,小于75%的波动区域约占37%;极不适宜区、不适宜区和较适宜区,三类时空分布比较稳定,隶属度为100%分别占各类面积的87.67%、70.41%和84.28%,波动区主要发生在极适宜区和适宜区,以及适宜区和较适宜区之间。本研究构建的华北平原夏玉米精细区划结果,对提高研究区资源利用效率和优化玉米产业布局具有重要的指导意义。     

农业管理节水技术应用分析

节水农业是综合气候、水、土和作物资源研究于一体的系统工程.为此,通过对现有节水技术的分析,着重从管理节水方法进行研究,并将其结合计算机信息技术嵌入到节水管理系统中,从管理角度阐述了农业管理节水技术的节水潜力以及在农业生产活动中不可忽视的作用.     

基于马利奥特装置的无土栽培营养液管理控制系统研究

营养液配置及灌溉控制技术已成为无土栽培中的关键技术,然而目前营养液管理控制中存在配置流程繁琐、营养液配比不精准及灌溉策略单一等问题,阻碍了无土栽培技术的大面积推广应用。针对上述问题,设计了一种基于马利奥特装置的营养液管理控制系统,该系统主要由营养液配制系统与营养液灌溉控制系统两部分组成。通过EC(电导率)和pH值传感器实时获取营养液成分,建立配液系统,依据不同作物营养需求自动、快速配置目标营养液。根据不同用户的需求,结合作物栽培区的气象参数和应用环境,制定了3种不同的灌溉策略：参比蒸散灌溉模式、光照辐射灌溉模式、定时灌溉模式。实验表明,该系统可以快速、准确地实现营养液的管理控制,为作物的无土栽培技术的大面积推广应用奠定了基础。     

高速公路绿化隔离带节水灌溉系统漏水故障诊断模型研究

系统不同破坏形式的漏水量根据位置不同而变化,滴灌系统主要漏水形式是滴头断裂漏水和滴灌管破裂漏水。高速公路2.05km滴灌试验段测试表明,内镶式滴灌管滴头和管上式滴头灌水均匀度Cu分别为90%和89%。根据实测系统流量数据,分析建立具有数据实时更新与记忆衰减功能的漏水故障诊断模型,实际应用表明:该模型漏水报警及时,操作简便。。     

蔬菜嫁接机器人切削装置设计与试验

根据“贴接法”的嫁接机理,采用旋转切削作业方式,设计了蔬菜嫁接机器人的切削装置,包括接穗切削装置和砧木切削装置,实现接穗苗茎部、砧木苗单子叶和生长点的快速切除.试验结果表明:当切削气缸转速ω=120r/min、输入空气压力P=490.3 kPa时,接穗和砧木的削成功率均值达93.2％,接穗和砧木的切口长度为5.8 ～7.3mm,切削效果满足嫁接要求.     

基于ARM的过滤器控制器的研究

在简介自动清洗过滤器工作原理、控制发展设计需求的基础上,比较分析了国内外成熟应用自动反冲洗控制系统,并找出目前控制系统存在问题,针对存在的问题提出基于ARM7的自动反冲洗控制系统,利用模块化结构、触摸式人机界面和丰富通讯接口,满足不同灌溉规模水处理需求。其相关技术产品研发与应用,能够摆脱过国外滤器厂商对控制器的垄断,将进一步促进我国自动反冲洗过滤器控制和产业化水平。