基于无线传感器网络的稻田信息实时监测系统

针对农田环境信息采集过程中监测周期长、环境干扰大等特点,设计了一种基于混合天线无线传感器网络稻田环境信息实时监测系统,采用分簇路由协议进行组网,为不同类型的节点配置不同类型的天线,并使用转台控制汇聚节点定向天线的方向,以扩大网络的覆盖范围和提高系统的稳定性。基于该系统进行长时间稻田组网试验,对网络丢包率和稻田环境参数采集准确性进行测试,试验结果表明,系统运行稳定、测量准确,网络数据平均丢包率为0.44%,稻田空气温度、空气相对湿度和土壤含水率的平均相对误差分别为0.26%、0.64%和0.33%。     

基于图像处理的蜻蜒自动识别系统研究

研究了蜻蜓图像的自动识别技术,构建了基于浏览器/服务器(B/S)架构的蜻蜒自动识别系统.通过分析蜻蜒彩色图像的颜色和灰度特征,利用灰度阀值分割法去除图像背景,然后计算蜻蜒的几何不变矩纹理特征,将结果与建立的蜻蜒样本数据库数据进行相似度计算,确定蜻蜓种类.结果表明,该系统能够获得较好的识别效果,为昆虫识别的研究提供新的手段.     

虚拟间作植物根系竞争生长的可视化系统研究

基于模拟根系形态结构的Simroot系统的几何建模理论,结合计算机图形学方法建立了虚拟间作植物根系竞争生长过程的三维可视化模拟系统。将间作大豆—玉米根系的生长参数输入模拟系统中进行模拟。结果表明,该系统能够形象逼真地显现间作植物根系竞争生长过程中的形态结构和生物特性。     

Study on Starch Properties of Rice Enriched wil Resistant Starch

为了比较高低抗性淀粉含量水稻种质间淀粉主要特性差异,利用江苏省农科院水稻品种资源项目组筛选出的抗性淀粉含量有极显著差异的水稻种质,比较分析了 RVA特征值和淀粉晶体热力学差异。结果表明,抗性淀粉含量较高的3个水稻材料崩解值较低,而消减值较高;抗性淀粉含量较小的3个水稻材料崩解值较高,而消减值较低。高低抗性淀粉含量水稻种质间 RVA特征值和淀粉晶体热力学有较大的差异,可为高抗性淀粉含量功能性水稻品种育种提供新的选育指标。     

富含抗性淀粉稻米淀粉特性研究

为了比较高低抗性淀粉含量水稻种质间淀粉主要特性差异,利用江苏省农科院水稻品种资源项目组筛选出的抗性淀粉含量有极显著差异的水稻种质,比较分析了RVA特征值和淀粉晶体热力学差异.结果表明,抗性淀粉含量较高的3个水稻材料崩解值较低,而消减值较高;抗性淀粉含量较小的3个水稻材料崩解值较高,而消减值较低.高低抗性淀粉含量水稻种质间RVA特征值和淀粉晶体热力学有较大的差异,可为高抗性淀粉含量功能性水稻品种育种提供新的选育指标.     

大面积水稻田无线传感器网络组网设计与优化

为解决大面积水稻田无线传感器网络能量消耗过快和丢包率严重等问题,该文提出了不同天线模式下的3种组网方案:配备全向天线的分环多跳网络、配备定向天线的多跳网络和配备混合天线的分簇多跳网络。第一组网络,处于不同环中配备全向天线节点采用多跳传输模式将数据包传输到基站;第二组网络,各级配备定向天线节点采用多跳传输模式将数据包传输至第一级节点;最后一组网络,借助于双簇头分簇思想,主簇头接受副簇头汇聚于成员节点的数据包与基站多跳通信。首先,介绍了3种网络拓扑结构间的差异;然后,从网络能耗角度,理论上分别计算了3组网络的能量消耗;仿真试验表明,混合天线分簇多跳组网方案相比定向天线多跳方案数据包个数提升了近10倍;相比全向天线分环多跳方案网络稳定周期延长了24.3%,网络寿命延长了28.2%;最后,采用无线通信模块nRF905射频芯片和TDJ-0825BKM1定向天线进行了水稻田组网试验,结果表明混合天线分簇多跳网络相比全向天线分环多跳网络丢包率降低了8.11%,平均存活时间效率提高了8.66%。该研究可为大面积水稻田无线传感器网络组网方案的设计提供参考。     

基于定向天线的稻田环境监测WSN 网关设计与组网试验研究

为了实现稻田环境信息的实时监测,设计了一种基于定向天线无线传感器网络的稻田环境信息监测系 统,并对其网关进行设计。网关节点设计以MSP430F149 为核心,外围以nRF905 射频芯片和节点通信,节点采用土 壤水分传感器TDR-3 和空气温湿度传感器DHT22 对稻田环境信息进行实时采集与处理,选用MC55 作为GPRS 通 信模块,实现了稻田环境信息的远程传输与监控等功能。在该硬件平台编写硬件驱动程序和通信协议、异常短信报 警程序和时间同步协议。测试了网关节点的通信距离、功耗、存储速率,对网关的实用性进行实地试验,网关节点通 信距离可达331.18 m,1 h工作周期下可持续工作32 d,数据存储速率达849.7 kbps,组网试验结果表明,内网平均丢 包率为0.686%,外网平均丢包率为0.712%,传感器节点采集数据稳定,能够满足稻田环境信息监测的需求。     

基于机器视觉的采后荔枝表皮微损伤实时检测

利用机器视觉技术进行采后荔枝的品质检测与分级有重要意义。首先结合摄像机与荧光光谱仪进行了荔枝图像的光谱分析,荧光作为激发光进行荔枝果皮的发射光谱特性分析,确定了不同荧光照射荔枝果实表皮的视觉检测方法的可行性;然后设计了具有不同颜色光照转换控制功能的机器视觉系统,选定了红色、蓝色和绿色荧光灯,对正常和微损伤两种品质状态的荔枝果实荧光图像进行灰度直方图统计分析,确定了利用蓝色荧光作为照射光源以及HSV颜色空间的V分量进行微损伤荔枝果实图像识别的方法,利用探索性分析法对荔枝果实视觉检测试验结果进行统计与分析,确定了正常与微损伤荔枝果实图像分割的灰度图阈值范围,结合优化的圆拟合算法,实现了荔枝果实视觉智能分级系统的设计。试验结果表明:该研究方法对正常荔枝和表皮微损伤荔枝的识别正确率为92%,为荔枝产后智能化检测分级提供了技术支持。     

三种特种蔬菜露地高效种植模式

现在城乡居民非常重视蔬菜的营养价值与保健功能,超市中的地笋、黄秋葵、小南瓜、苣荬菜等特种蔬菜很受居民欢迎,销售价格较高。星级饭店也常用特种蔬菜作为饭店特色菜推出。笔者通过参观、学习和实践,了解了几种高效益的露地蔬菜种植模式,供蔬菜园区借鉴。     

基于低功耗的发射功率自适应水稻田WSN监测系统

针对农田环境信息监测存在能量有限、节点通信距离各异等特点,设计了一种基于接收信号强度和丢包率的发射功率自适应水稻田监测系统,并搭建了一个长期、稳定且可靠的低功耗无线传感网络。硬件方面,为扩大网络的覆盖范围和提高系统的稳定性,采用频率异构的方式对节点分簇,为不同类型的节点配置不同类型的天线。软件方面,为提高CPU利用率,各类节点程序设计采用基于小型嵌入式实时操作系统FreeRTOS;为降低功耗,采取定时休眠唤醒、传感器掉电控制的工作模式和基于感知数据差的低功耗自适应机制。试验结果表明,在150 m通信距离内,系统可以根据当前的通信质量,将节点的发射功率自适应地调整到实现当前通信可靠性所要求(丢包率小于1.3%)的最小发射功率上;对比10 d Bm固定发射功率,当发射功率自适应算法调整为8、6、3 d Bm时,节点续航能力分别提升了11.9%、21.4%和33.3%。通讯性能对比表明,本设计节点的通讯性能明显优于其他3种基于不同发射功率自适应算法的节点,从而验证了本系统的可靠性与实用性。