基于无线传感器网络的节水灌溉系统设计

当前无线传感器网络技术逐渐成熟,促进了智能农业和精准农业的发展。为提高我国农业用水效率,提出了一种基于ZigBee技术的节水灌溉系统设计方案,包括硬件平台的设计和系统软件的开发。硬件平台以AT-mega128单片机和CC1101射频芯片为核心,主要由数据处理单元、无线模块、传感器控制矩阵、数据存储、供电单元、模拟接口和数字接口等构成。在TinyOS操作系统的开发平台上利用nesC语言实现了传感器节点和汇聚节点的软件开发。传感器节点主要进行了传感器驱动程序设计,而汇聚节点主要进行了串口通信编程。该系统稳定、可靠,满足设计需求。     

农村饮用水源地水质监测节点研制

针对目前农村饮用水水源地水质监测存在实时性差、监测区域小、多点同步连续感知手段缺失等问题,对水源地水质在线监测传感器节点和GPRS网关节点进行了设计。传感器节点负责对监测区域水质参数进行采集,通过无线传感器网络将数据发送至网关节点,并由网关节点通过GPRS模块远程传输数据至监测中心。传感器节点与网关节点在系统休眠时的电流消耗平均为0.026 m A,传感器节点在数据采集、数据发送以及数据接收时的电流消耗分别为32.82、27.35与23.45 m A,网关节点在数据发送、数据接收以及数据上传时的电流消耗分别为34.47、30.12和57.43 m A;节点p H远程采集误差范围为0.63%~1.67%,溶解氧远程采集误差范围为1.10%~2.20%,温度远程采集误差范围为2.23%~2.27%;在43 d的组网测试中,网络平均丢包率为2.08%。测试结果表明,所设计的节点与网关可实现数据采集以及远程、稳定传输,满足农村饮用水水源地水质在线监测需求。     

设施农业无线传感器网络系统设计与实现

结合无线传感器网络自身特点,针对设施农业的具体需求和特点,提出在温室大棚、节水灌溉等农业领域应用无线传感器网络的方案与思路,设计并实现了基于设施农业的无线传感器网络系统.文章介绍了设施农业传感器网络系统的整体设计,设计与实现了传感器节点硬件、网络支撑软件、信息决策技术、终端用户监控平台等功能,并通过在温室大棚中试验,验证了系统的有效性.系统的成功设计与实现,对于发展我国设施农业自动化、提高农业生产水平具有重要意义.     

双电源架构的低功耗温室环境感知节点设计

为提高电池能量利用率,降低温室环境无线采集节点功耗,延长节点寿命,以16位低功耗MCU(MSP430F149)和CC1101射频模块进行温室环境无线采集节点硬件设计,电源管理模块采用TPS63031芯片实现双电源供电,即节点在工作和休眠状态下分别采用3节AA南孚电池和1节3 V纽扣电池供电,通过DC-DC转换,电池可使用能量提高22.8%。软件协议采用有限状态机(FSM)模型设计,实现节点工作模式和休眠模式的任务调度,使节点休眠时进入LPM3深度休眠,大大降低节点功耗。电池放电试验和节点性能测试试验表明,在设定30 min采集周期下,设计的供电方案可保证节点11 019.8 h(约459.2 d)的可靠使用寿命。     

基于ZigBee技术的低功耗温室监测系统设计

针对温室无线监测系统中电池供电节点生存周期短导致传感网失效等缺陷,提出了应用于温室监测的低功耗无线监测系统设计方案。通过对传感器节点各部分进行能耗分析,结合温室应用的特点,对节点软硬件系统进行低功耗设计。硬件上对元器件选型进行综合考虑,并对外围电路进行低功耗设计;软件上采用减少采集工作量的智能数据采集机制、软件工程优化设计以及软硬件结合的节能机制。实验结果表明:与传统设计相比,低功耗节点的工作量减少了89%,工作电流降低了57%,休眠电流降低了97%。该低功耗温室监测系统设计方案可以有效延长传感网生存时间。     

基于DSP和模糊神经网络种蛋识别系统

针对传统的无线传感器网络监测农田范围小、采样频率不足和能耗高等问题,本文设计了基于簇状结构的无线传感器网络监控系统.能实现对玉米田环境参数的测量.该网络拓扑结构是簇状结构,分为2个簇,8个终端采集节点,2个簇首节点和1个汇聚节点.为延长生存期、降低能耗,节点采用定时休眠,依据节点功能采用不同供电模块,简化协议固定簇内终端节点和簇首的位置.设计WSN-CFM (Corn Field Monitoring)系统能实现近端计算机控制信息采集、处理、传输和存储农田参数变化状况.试验节点部署在玉米田,8个终端节点有7个终端节点数据的传输正确率均超过85%,正确率较低的节点更换电池后可正常工作.系统是能实现稳定传输,适合对玉米田环境参数实时监测.     

基于 ZigBee 技术的农田监测系统设计

当前无线传感器网络技术逐渐成熟,促进了智能农业和精准农业的发展。为获得实地、大范围和实时的农田信息,提出了一种基于ZigBee 技术的信息监测系统设计方案,包括硬件平台的设计和系统软件的开发。硬件平台以ATmega 128单片机和CC 1101射频芯片为核心,主要由数据处理单元、无线模块、传感器控制矩阵、数据存储、供电单元、模拟接口和数字接口等构成。在TinyOS 操作系统的开发平台上利用 nesC 语言实现了传感器节点和汇聚节点的软件开发。对传感器节点主要进行了传感器驱动程序设计,而汇聚节点主要进行了串口通信编程。此外,根据节点不同的工作模式,设计了节点的节能算法。该系统稳定、可靠,满足设计需求。     

无线传感器网络在养殖环境监控中的研究进展

文中针对养殖环境监控现状综述了无线传感器网络技术的应用及发展趋势。重点对水产、禽、生猪养殖环境的监控技术研究进展进行了分析,论述了节点能量管理、无线传感器网络拓扑、时钟同步以及节点定位等无线传感器网络养殖环境监控中的关键技术,对研发低功耗传感器、节点优化设计、适应于养殖环境的传感器网络路由协议等研究方向进行了展望。     

基于动态休眠算法的低功耗温室信息采集系统设计

在当前温室环境信息采集系统中无线传感器网络得到广泛的应用,如何降低无线网络的工作能耗成为研究热点。针对这一问题,设计一个低功耗无线温室环境信息获取系统,该系统采用网络动态休眠算法通过一个周期内的参数变化规律预测该参数变化量达到设定值所需时间,以此来控制传感器的开启和数据传输网络的通断,实现无线网络的动态休眠。通过在河北农业大学温室大棚所做的试验表明:设计的低功耗温室信息采集系统及动态休眠算法在低功耗节点、中等功耗节点和高功耗节点运行时,省电率分别为28.6%,33%,44.4%。该低功耗系统能够准确采集温室中不同节点的环境参数并将其上传至后台进行存储,可为温室生产工作提供重要参数信息,具有一定的推广价值。     

喀斯特坡地灌溉控制系统的研究及应用

针对喀斯特坡地特征,设计了一种基于ZigBee网络的灌溉控制系统。该系统下位机节点采用太阳能供电,可按照作物需水规律进行灌溉,并同步测量出各级管道流量。按照本文提及的等腰三角形(B型)布置灌溉点和对角5点形式布置传感器,对农作物进行了喷灌实验,并对管道流量进行了测量。     

基于生命周期的农机企业危机信息管理研究

随着自然环境日益复杂,以及农业生产受天气、道路、土壤等因素影响,农机企业可能面临各种危机,危机管理对农机企业而言愈发迫切.农机企业的危机生命周期各个阶段无一例外涉及种种信息活动,实施有效的危机信息管理,不失为实现危机管理目标的一种有用可行的途径.本文基于危机的生命周期,分析和设计农机企业危机信息管理系统,并探讨企业危机信息管理组织机制和动态协调机制.     

洋葱的贮藏原理及方法

洋葱是一种无呼吸跃变的蔬菜,具有明显的休眠期。洋葱的贮藏原理就是人为地抑制其呼吸强度,延长其休眠期。为此,根据洋葱的贮藏原理和贮藏环境因素,研究了目前国内主要采用的几种洋葱贮藏方法的特点,为洋葱的贮藏与加工提供一定的参考。     

高速覆带车辆静液传动模糊自适应PID同步控

以某轻型高速履带车辆的静液传动系统为研究对象,结合模糊控制与PID控制方法,设计了模糊自适应PID同步控制器,仿真及试验表明：直驶工况下,采用该控制器的双泵双马达静液传动系统在经受突变载荷干扰时能有效抑制两侧马达转速误差值,快速同步到设定速度,具有较好的鲁棒性,所设计的控制系统优于常规的PID控制方法, 适用于轻型高速履带车辆静液传动系统的同步控制。     

Effects of wetting agents on water infiltration into poorly wettable sand,dry sod and wettable soils

Summary Six commercial wetting agents (three nonionic and three anionic compounds) were tested for their effects on water infiltration into poorly wettable sand, a layer of dry bermudagrass sod, and two wettable soils. The poorly wettable sand and the sod of dormant bermudagrass were obtained from an old lawn area, and the wettable soils (silty clay, and saline sodic silty clay loam) from a pecan orchard and a cotton field. The infiltration of tap water (salinity of 0.8 dS m^–1 and a sodium adsorption ratio of 5) was measured in laboratory columns using air-dried soil (or sod) samples after initial soil application of wetting agents at rates equivalent to 12 and 24 L ha^–1. The stem of the dormant bermudagrass exuded a brownish substance, and was found to be strongly water-repellent. Application of wetting agents markedly improved initial water infiltration into both the poorly wettable sand and the sod. The effect persisted for the entire test period of four irrigations using a total of 10 cm of water. Effectiveness, however, varied significantly among the tested compounds: polyoxyethylene glycol, polyethylene glycol ether and sulfosuccinate compounds were more effective than linear sulfonate or ethoxolated alcohol. The water-repellency of the poorly wettable sand was reduced substantially without wetting agents after two irrigations (using 5 cm of water), and that of the dormant sod after three irrigations (7.5 cm of water). Water infiltration into the air-dried wettable soils also increased significantly in the 1st irrigation (using 10 cm of water) showing 10 to 25% reductions in infiltration time with the application of polyoxyethylene glycol and polyethylene glycol ether.Contribution from Texas Agricultural Experiment Station, Texas A&M University System     

Reduced water consumption of dormant-seeded sugar beet in a semiarid climate

Dormant seeding refers to sowing spring crop species in fall. In the spring, seedlings start growing and the crop is established before spring sowing is normally completed. A dormant-seeded crop can establish quickly in spring and may escape from early season drought. A study was conducted to compare performances of dormant seeding with early and late spring seeding of sugar beet. Field experiments were carried out in the Khorasn province (NE of Iran) in 2002 and 2003 by growing a bolting resistant variety (BR1). The experiment consisted of a randomized complete block design with four replications. Dormant seeding was subjected to six irrigation treatments in addition to an early and late spring seeding. The first irrigation was applied 0, 10, 20, 30, 40 and 50 days after 60% soil moisture depletion. After harvest, root yield, sugar concentration, white sugar yield, and non-sugar components of the root samples were measured and analyzed. The results of the dormant seeding showed that root yield of sugar beet decreased with increasing delay of irrigation at the early stages of plant growth. High white sugar yield was obtained at dormant seeding without irrigation delay compared to the early seeding. No significant differences were observed for white sugar yield until three and five water withholdings in 2002 and 2003, respectively. In the second year of the experiment (2003), a relatively cold winter induced about 4.5% bolters and reduced plant population with 33% compared to the early and late spring sowing treatments. In general, white sugar yield produced in response to specific irrigation amounts for dormant-seeded treatments was higher compared to early and late seeding. However, dormant seeding cannot yet be recommended as a comprehensive agricultural practice for sugar beet and, therefore, further investigations are required to improve the quality of the beet by both agronomic techniques and new improved varieties.     

田间数据传输同步策略与中间件研究

移动终端的田间信息采集相比于传统的田间信息采集,具有灵活性强、采集方便等优势,已成为田间信息采集的主要手段之一。但是在进行田间信息采集时存在数据同步问题,主要表现在慢同步频发、无为数据(已经传输过的数据)重传、服务器端变化数据没有及时同步到移动终端等问题。针对这3个数据同步的主要问题,基于Sync ML协议,提出了慢同步策略,并对该协议进行了改进;设计了主动推送策略和变化数据捕获策略;在此基础上设计并且实现了改进后的移动数据同步中间件,并且把该中间件应用到种业科研育种田间信息采集系统和水稻定位试验打分系统中,试验证明,该中间件提高了数据同步的效率,减少了无为数据的重复传输,表现出良好的实用性和普适性。     

强混合动力汽车全生命周期成本研究

当前环保问题和节能问题正日益受到重视,因此,混合动力汽车在很多国家已成为解决这两大问题的重要途径.本文简要地分析了强混合动力汽车在其全生命周期成本状况,并且对于在高燃油价格情况下强混合动力汽车的成本进行预测,从而得出了强混合动力汽车在高油价条件下有着显著的成本优势,其未来有着广阔的发展前景.     

点对点和集总帧通信下网络化CNC系统的位置同步控制

为了提高网络化数控系统协同运动的同步控制性能,提出了一种将点对点通信模式和集总帧通信模式结合应用在环形网络的周期通信规划,以使主节点能及时获取所有轴的反馈信息。提出了相应的位置同步算法和运动消息预估算法,并对根据算法设计的位置同步控制器进行了稳定性证明。实验表明,该通信规划相应的位置同步控制器具有良好的同步性能。     

广东中调DTS系统数据同步的问题

随着电力系统及电力工业的飞速发展，调度员培训模拟器(DTS)已经成为许多网、省、地调培训调度员和反事故措施研究的重要工具。在培训过程中，学员台和教员台的数据同步问题是培训能否顺利进行下去的一个关键因素。广东省中调在新引进的DTS系统工程化过程中，依照广东省电网和目前使扩的能量管理系统(EMS)的实际情况，就此问题进行了较多的研究和改进，完善了DTS系统的数据同步。     

连通式油气悬架升降同步控

提出了一种基于调速阀和压力跟随元件的改进型连通式油气悬架系统.利用调速阀和压力跟随元件的有效组合,完成了系统刚柔性状态间的平稳切换,实现了大型工程车辆整车的同步升降.建立油气悬架系统AMESim仿真模型,对变负载工况下系统同步升高进行了仿真.搭建相关试验台,对该改进型系统进行试验研究,其升高过程的同步误差小于2.5mm,刚柔性状态切换平稳,悬架缸无抖动现象.试验与仿真结果吻合,既验证了改进型连通式油气悬架系统的可行性,又验证了仿真模型的正确性.