基于数控恒流技术的蓝莓光照调节器设计

针对蓝莓种植环境中传统人工调光方式耗时、费力且精度低的问题,设计了一种基于数控恒流技术的温室大棚光照调节器。该调节器主要由STM32核心模块、光照强度信息采集模块、恒流源电路模块和LED光源模组等4部分组成,利用处理器内部ADC采集电流强度数据,通过光照传感器检测光强信息,以数字PID算法实现光源输出亮度的恒定控制。测试结果表明:调节器运行稳定,整定后的控制参数KP最优值为0.7,调节器电流强度检测相对误差最大为3.96%。该设计方案可为实现最终的蓝莓光照按需供给提供技术参考。     

基于数控恒流源的环境光照强度智能调节系统

为实现环境光照强度的动态自动调节,研制了一款光照检测及调节系统.该系统主要由单片机、传感器、恒流源以及灯组等组成,通过TSL2561光照传感器实时检测当前环境的光照强度,采用PID控制算法,以光强实测值和用户预设值的偏差为依据,实时调整系统输出量,以PWM形式的信号控制恒流源的输出电流大小,实现对环境光照强度的精确控制.通过仿真和试验两种方式联合整定了PID参数并对系统进行了试验,结果表明:该系统运行可靠,在持续扰动作用下,稳定时间最短为6 s,最长为10 s,能满足一般环境光照调节的要求,可为相关领域的光照智能调节提供参考.     

蓝莓种植环境自适应光照调控系统设计

针对蓝莓种植环境光照调节耗力和效率低的问题，研制了蓝莓种植环境的自适应光照系统。该系统包括下位机和上位机两部分，下位机以STM32单片机为核心，通过BH1750光照传感器检测光照强度，其检测范围能达到1～65 535 Lx，根据外界环境的光自适应地改变输出，并以PID算法调整输出PWM信号，从而驱动大功率LED照明器实现补光；上位机是运行在Labview平台中开发的监测软件，可实时显示光照强度值并进行相关数据统计和曲线描绘。试验证明，系统能满足长时间低功耗运行的要求，并对蓝莓的生长起到促进作用，可为其他作物的动态补光提供技术参考。      

基于以太网的粮仓温度监测系统设计

粮食储藏时的温度参数直接影响着储藏效果,准确检测出粮仓内部各位置的温度是实现对其理想控制的基础.为实现对多点温度数据的自动监测,设计了以PC机为核心的多路数据采集和处理系统.该系统采用单一采集中心和多个智能采集节点的分布式结构,节点与中心采用基于TCP协议的以太网进行通信,采集中心通过运行在Matlab环境下编制的监测程序不断收集、处理和显示各智能节点传回的温度数据,提高了数据采集的效率和稳定性.     

基于数字式光强传感器阵列的叶面积测量方法

为探索更实用的叶面积地面测量方法,以TSL2561为核心研制了一款数字式光强传感器阵列,制作了升降式平台进行试验。试验系统硬件采用"PC机-单片机"分布式结构,运用MatLab语言编写上位机数据采集和叶面积计算软件。在试验平台上3个不同的置物高度进行了100个细叶榕叶片样本的面积测定,分别运用多元线性回归、BP神经网络和支持向量机3种算法建立光强数据与叶面积的关系模型。结果表明:扫描图像的分辨率、目标形状对叶面积图像测算法得出的结果影响不显著;最佳置物高度为30cm;支持向量机算法效果最好,决定系数R2为0.973 3,平均相对误差为3.70%,均方根误差为0.587 2。此模型在系统中的运用可直接、快捷地测算出叶面积数据,为利用多波段透射光技术测量单叶片的叶面积提供了参考。     

基于GPS和GPRS的果园喷雾嵌入式远程监测系统

介绍了基于GPS和GPRS的果园喷雾嵌入式远程监测系统的设计.系统采用嵌入式处理器S3C44B0X为主控芯片,以果园喷雾机的压力、流量和地理位置为监测对象,通过GPRS网络将监测数据传送到远程终端(PC机),PC机接收车载喷雾系统发送过来的数据,并对数据进行处理、显示和保存,为实现精确喷雾提供了依据.     

屋顶隔热层生态环境多路数据自动采集系统

为了实现对屋顶隔热层生态环境相关参数的自动采集，设计了以AT89C52单片机为核心的多路数据采集和处理系统，该系统可对多路信号循环采集，经过运算处理，相关数据可通过液晶显示和微型打印机输出，还可通过RS232串行方式将数据送到PC机进行统计分析，有效提高了数据采集工作的效率和稳定性．     

柑橘大实蝇成虫数量检测及激光灭杀系统

为减少化学农药的使用,降低种植成本,解决化学农药灭杀和农药残留所引起的二次污染,有效防治柑橘大实蝇(Bactrocera minax)虫害,采用单片机STC89C52为控制核心,运用红外检测和激光灭杀技术,基于特定的检测计数算法,研制了能自动检测和灭杀柑橘实蝇成虫的太阳能激光灭杀系统.同时,构建了样机对设计原理进行验证,验证结果表明,实蝇成虫数目实际值与系统检测值之间较接近,最小误差3.5%,最大误差8.6%,实蝇成虫进入时能及时开启激光器照射和灭杀.     

香蕉园机器人导航的激光与超声波组合测距方法研究

在长有小灌木等干扰物和机耕道崎岖不平的复杂香蕉园环境中，机器人定位导航方法有时效果不佳、甚至失效，准确测量机器人与香蕉树的最短距离是实现定位与导航的前提和关键，为此提出一种基于拟合滤波的激光和超声波香蕉树测距方法。首先，在各采样时刻由激光和超声波传感器分别测得机器人到香蕉树的距离数据，并相互校验，生成待测香蕉树的一组距离数据；选择二次多项式以最小二乘法对该组距离数据进行拟合，基于拟合的二次多项式和设定阈值对该组距离数据进行滤波，去除其中偏差较大的距离；最后，对滤波后的距离数据中3个最小值求平均值，以此作为机器人到待测香蕉树的最短距离。实验表明，该测距方法在理想环境下对香蕉树的最大测距误差率为1.0%，在有小灌木等干扰物或者道路崎岖不平的环境以及室外自然场景下最大测距误差率为2.0%，相应的最大测距误差为1.0cm，且测距稳定性良好。     

多旋翼植保无人机变量喷洒系统设计

基于脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)技术设计了多旋翼植保无人机变量喷洒控制系统。该系统由硬件和软件两部分组成,硬件由多旋翼植保无人机起落架、变量喷洒控制器及霍尔流量计组成,软件则实现占空比控制喷洒流量。采用Abaqus有限元分析软件对多旋翼植保无人机变量喷洒系统的关键受力部件进行线性静力分析,结果表明:关键受力部件变形较小,设计合理。此外,进行了占空比与喷洒流量关系实验,结果表明:当占空比为6%~8%时,流量与占空比采用3次多项式得到较好的拟合其可决系数R~2达0.998;当占空比大于8%时,喷洒流量达到最大且不随占空比增加而变化。