基于遗传算法的全光谱LED植物光源阵列优化研究

为解决全光谱LED发光具有一定的光束发散角,易造成植物在培育过程中光量子通量密度分布不均匀的问题,提出基于遗传算法对随机分布全光谱LED植物光源阵列进行优化设计,仿真对比三角光源阵列与传统矩形光源阵列的光量子通量密度PPFD均匀度。首先通过理论推导全光谱LED光照度与PPFD之间的换算关系式,计算换算系数,用目标平面上光照度的均匀性间接表征PPFD的均匀性,并以光照度函数的标准差构建评价函数,作为遗传算法的适应度函数。根据算法寻优结果,绘制LED阵列三维模型导入Tracepro中仿真模拟验证。结果表明:三角与矩形阵列的PPFD均匀度均超过了85%,且三角光源阵列的PPFD均匀度与光照分布特性均优于矩形光源阵列,验证了算法的可行性,同时提高了全光谱LED光源阵列的设计效率。     

基于家庭物联网Android平台的智能植物生长柜监控系统设计

近年来,人们对蔬菜安全、卫生、绿色的需求越来越高,智能植物生长柜作为解决途径有着很高的应用性。为实现对生长柜传感器节点的信息远程采集和数据显示,同时实现对多控制节点的远程控制,本文研发一款基于家庭物联网Android平台的植物生长柜监控系统,系统不受时间地域限制,用户可以在任何具备网络覆盖的地方从手机上浏览并获取数据,系统支持多手机用户客户端可以共享一台服务器。系统采用STM32作为底层控制芯片,采用HLK RM04串口转无线模块与手机wifi通信,采用Android SDK+JAVA JDK7+Eclipse6.0编写手机端软件控制程序,并设计实验实时获取生长柜的参数信息,同时对湿度和光照强度进行控制,实现对植物生长箱的实时监测和控制。     

智能LED植物工厂亮相全国“十二五”科技创新成就展

正由中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所设施植物环境工程团队自主研发的智能LED植物工厂,亮相于国家十二五科技创新成就展,受到社会各界的高度关注。智能LED植物工厂被国际普遍认为是土地利用和农作方式的颠覆性技术,可大幅提高作物产能,是21世纪解决人口、资源、环境问题的重要途径。据悉,该技术可以对植物工厂内的温度、湿度、光照、气流、二氧化碳浓度以及营养液等环境要素进行实时自动监控,不用土、不用阳光,     

植物组织培养实验教学改革

积极探索植物组织培养实验的教学改革,通过灵活安排实脸室开放时间,科学安排教学内容,建立科学考评制度,着重培养学生的动手能力和创新精神.     

基于Qt的智能手机系统架构设计

基于嵌入式Linux操作系统和Qt4.5开发环境设计了一个智能手机的系统架构。文章阐述了系统的整体架构和硬件组成,重点介绍了基于QCOP协议的多线程间通信的实现。     

基于ZigBee的智能家居室内通信系统

文章针对有线布线复杂,扩展性差等缺点,结合ZigBee技术的特点,设计了基于ZigBee的智能家居室内通信系统.给出了通信网络的拓扑结构和系统的硬件总体结构图,以温湿度监测节点为例,给出了终端节点的硬件电路及软件实现流程.最后,结合系统调试中遇到的通讯问题,提出了延时退避的通讯策略.     

无土栽培远程灌溉控制系统

针对无土栽培灌溉控制方式人工劳动强度大、精度低,智能化程度不够的问题,设计了一套无土栽培远程灌溉控制系统.以MSP430单片机为检测与控制核心,进行灌溉部件驱动控制,并结合相应传感器实时采集营养液监控参数.基于Qt编程设计了配套的上位机软件,对作物灌溉状况进行可视化监控,具有监测值设定、灌溉方式选择、监控参数实时显示、数据保存与历史数据查询等功能.使用GPRS无线传输技术实现上位机与下位机之间的数据同步通信,将BP神经网络应用于营养液电导率EC和pH值的调控中,经监测值调控试验表明,该系统能实现远距离稳定监测与控制,EC调控误差不超过0.11 mS/cm,pH值调控误差不超过0.08.     

光照强度对光伏抽水灌溉系统性能的影响

为掌握光照变化对无蓄电池光伏灌溉系统运行特性的影响,搭建光伏灌溉系统开式试验台,试验测量了不同光照强度下的系统性能.试验结果表明:较低光照强度下喷头工作压力、射程随光照强度增大而增大,较高光照强度下随光照强度上下波动,射程变化趋势与工作压力变化趋势一致,但旋转周期变化趋势与工作压力呈相反规律;喷头工作压力变化趋势与光伏水泵出口压力、光伏组件输出功率变化趋势一致;光照强度1 000 W/m²附近系统运行参数达到阈值,喷头射程与工作压力最大值分别为9.8 m和0.44 MPa,水泵流量与出口压力最大值分别为1.68 m³/h和0.45 MPa;未达到阈值前,影响水泵与喷头运行的主要因素是光照强度,运行参数变化幅度较大,达到阈值后影响因素主要为光照强度和温度,运行参数变化幅度较小;较低光照强度下,组合平均喷灌强度随着光照强度增大而增大;较高光照强度下,组合平均喷灌强度随着光照强度上下变化,与光伏组件输出功率的变化趋势一致;随着光照强度增大,喷头喷灌均匀系数和分布均匀系数逐渐趋近最高值,喷灌均匀系数最高达到88%.     

基于FPGA的LED点阵显示系统的设计

描述了一个基于FPGA的LED点阵显示设计方案.该设计使用VHDL语言编程,利用数字系统设计自动化(EDA)技术实现全硬件方式的LED点阵显示,在QUARTUS Ⅱ平台上通过了编译和仿真.该系统设计简单,运行起来工作正常,性能稳定,显示可靠.     

池塘养殖船自动导航系统设计与试验

针对池塘养殖中投喂作业需要全塘均匀覆盖的应用场景,存在人工投饲强度大、饲料利用率低的问题,设计一种能够适应不同多边形池塘的养殖船自动导航控制系统。控制系统采用低成本北斗定位模块和高精度电子罗盘进行组合导航,获取池塘养殖船的位置和航向信息作为导航控制器的输入,通过构建基于PD算法的导航控制器,实现航行过程中的路径跟踪。设计一种多边形回纹线导航路径规划算法,能够快速实现多边形池塘的导航路径规划。开展池塘导航试验,试验结果表明：采用所设计的自动导航系统,养殖船能够按照规划的路径航行,在水面行驶速度为0.4~0.5 m/s时,稳定跟踪后最大误差小于2.62 m,平均跟踪误差小于1.30 m,导航精度满足池塘养殖自动投饲要求。     

重大植物疫情管理信息系统建设与实现

为创建重大植物疫情管理信息系统,发挥其在现实重大植物疫情管理中的作用,对重大植物疫情管理信息系统的创建原则进行探究。遵循经济性原则、稳定性原则以及保密性原则,创建包括监测预警系统、地理信息系统、诊断系统、视频会议系统、阻截系统等模块的重大植物疫情管理信息系统,并以漳州和厦门大豆疫霉菌管理为例,探究其实践效果。实践效果表明：该重大植物疫情管理信息系统能够快速、准确地采集重大植物疫情信息,并做好数据实时共享,可以提升重大植物疫情监测、预防以及管控等质量,开创重大植物疫情管理的新局面。     

罗氏沼虾养殖自动化监控投食预测系统

介绍了基于单片机的罗氏沼虾养殖自动化监控系统,该系统采用了凌阳16位单片机SPCE061A和溶解氧传感器RY952以及温度传感器DS18B20,具有对含氧量和水温的上下限语音报警提示功能,可在夜间替代养殖户进行自动巡塘监测,同时凌阳单片机能通过继电器实现对增氧机的自动控制,实现无人化养殖管理。该系统根据含氧量水温以及虾体重与罗氏沼虾的进食量的数据关系,能推算出不同时刻的参考投食量,供养殖户参考使用,可为养殖户节约饲料,降低养殖成本。