基于红外探测的果园自动喷药机控制系统

果园作物为非连续种植,喷洒在果树间的药液会造成农药的浪费和环境污染。为此,应用漫反射式红外光电开关检测果树有无,产生开关信号,通过单片机进行处理,产生控制信号控制电磁阀开闭,以实现间歇式喷施,进而可以实现喷药机械自动对靶控制喷药,有效减少农药浪费,降低对环境的污染。     

基于物联网的扶梯卡簧监控装置制作

随着社会生产力的发展,城市化进程的不断深入,电扶梯早已成为与我们生活密切相关的一种大规模轨道交通工具,然而电扶梯因卡簧松动、脱落而发生的事故也比比皆是。为了有效管控风险,保障电扶梯运行安全,便于工人进行检查,并防止人为疏忽漏检,目前在基于物联网技术的基础上,制作电扶梯运行状态监控装置,并具有采集和传输数据的作用,有效评估风险,可最大限度地避免危险发生。同时相应数据也将通过物联网模块,同步至电扶梯维保人员客户端,以便更加及时全面的了解电扶梯运行状况。     

基于物联网的农业虫害智能监控系统

为提高我国农业抗病虫害的整体水平,精准研究农作物生长环境对虫害数目变化趋势的影响尤为重要。基于物联网的农业虫害智能监控系统研发了一套自动采集农田环境信息、害虫数目,并且可以进行设备参数设置的系统。采用K-means聚类算法从拍摄图片背景中提取稻飞虱和最小二乘法椭圆拟合,用椭圆率区分虫体和杂质统计稻飞虱数目。同时,详细介绍了系统的硬件组成和软件设计功能模块,实现了虫害等信息的自动采集和自动化运作,为有效防控病虫害奠定基础。     

谈植保喷药机的喷药技术

介绍我国喷药机使用与发展的基本情况和现阶段喷药机最常采用的喷药技术与设备,通过对国外先进喷药机喷药系统的分析,重点阐述喷药机在作业过程中的各项功能和作用,为提高喷洒农药的效率以及推广先进的喷药技术提供了参考。     

基于模糊控制的棉田变量对靶喷药除草系统设计

为实现自动精确去除棉田杂草, 减少除草剂用量,设计了一种以S3C2410处理器为核心,采用模糊控制算法的变量对靶喷药除草系统,实现了自动识别杂草以及根据采集车速、杂草密度信息自动调整流量的功能。设计了双输入、单输出模糊控制器,并对其进行了仿真研究。仿真结果表明,利用该控制器能实现喷药量随车速及杂草密度变化而实时改变。在室内搭建了模拟棉田环境的变量对靶喷药试验台,对喷药系统进行了测试,试验测得在速度0.2m/s时,喷药除草对靶率达90%。     

双路自动调节变量喷药监控系统的设计

设计了一种双路自动调节变量喷药监控系统,进行了仿真试验。首先,设计了系统的硬件和软件。系统由上位机和下位机组成,上位机通过LabVIEW编程软件实现数据的分析与存储,下位机以单片机为核心进行数据采集与处理。系统根据喷药区域病虫草害程度的不同,将喷药执行管路分为两条支路分别控制,结合采集的速度信息实现自动调节变量喷药,使喷药控制方法更加精确、农药有效使用率更高。在下位机通过PROTEUS进行的电路仿真试验中,流量阀控制信号模拟试验可实现电压表实时显示0～5V的控制信号,并可根据脉冲的频率变化而实时更新;压力模拟量的采集与转换试验转换数据的平均误差为1%。在对上位机软件进行的仿真试验中,LabVIEW前面板可将采集到的数据实时生成变化曲线,并通过VI存储程序存储为表格形式。仿真试验表明:硬件和软件系统设计较为合理,可达到目标要求。     

基于PLC的可变量对靶弥雾喷药机控制系统设计

为保证果园作物生长需要,更好地进行果树病虫害防治,提高农药利用率,减少环境污染,设计了基于PLC的可变量对靶弥雾喷药机控制系统。系统以PLC为核心,包括人机界面、对靶弥雾子系统和电动阀开度调整子系统,利用红外线传感器和超声波传感器获取树木信息,通过支持Modbus协议的速度传感器和流量传感器获取弥雾机行驶速度信息和管道内液体总流量信息,并使用HC-Suk8102触摸屏完成人机交互界面设计。试验结果表明:将红外线传感器和超声波传感器数据融合可有效提高检测精度,根据不同行驶速度实现了可变量弥雾;当行驶速度在3～4km/h之间时,弥雾总流量为12.0L/min;当行驶速度小于3km/h时,总流量为9.8L/min;当行驶速度大于4km/h时,总流量为15.0L/min。系统实现了精准弥雾,性能稳定,应用前景广阔。     

基于信息技术的自动修剪机智能监控系统研究

随着城市园林绿化建设的不断发展,园林修剪需求逐渐增大,但传统的修剪方式耗费大量的人力物力、作业强度大且工作效率低,同时由于自动修剪机缺乏参数监控,无法根据实际情况自动调整修剪机的修剪机构,导致修剪效果不好.为克服这一难题,提高园林修剪效率,将信息技术、传感器技术及通信技术等先进技术应用在自动修剪机中,对自动修剪机工作过...     

基于物联网技术的现代农业智能物流系统设计

从我国农业物流的发展现状入手,引入农业智能物流的概念、关键技术和发展趋势等.提出基于物联网技术的现代农业智能物流解决方案,包含物流计划、车辆实时监控、运输配送管理、仓储管理和基础信息管理等五大子系统,形成全套农业智能物流解决方案.对系统的物理组网方案进行详细设计,并进行信息、设备、流程和应用的综合管理,描述系统扩展性和自定义业务开发功能等.     

基于物联网的温室智能监控系统设计

根据现代温室监控与管理需求,基于物联网技术框架,设计并实现了一种基于物联网的温室智能监控系统。系统由现场监控子系统、远程监控子系统和数据库3部分组成。采用基于分布式CAN总线的硬件系统实现环境数据的实时采集与设备控制,将分布图法应用于采集系统离异数据的在线检测。为了提高远程监控子系统的响应速度与交互性,采用了基于异步Java Script和XML技术(Ajax)的Web数据交互方式。结合温室环境调控的特点,将基于混杂自动机模型的温室温度系统智能控制算法应用于实际系统,实现了温室环境的自动调控。为保证设备控制的安全性,采用轮询法实现了现场监控子系统和远程监控子系统中设备状态的同步,并将基于Zernike矩的图像识别技术应用于双向型设备的状态检测,实现设备的自动校准。试验表明系统数据传输稳定,环境调控可靠,满足现代温室智能监控的需求。     

自动对靶精准施药机研究——基于图像边缘检测和目标识别

为了提高施药作业的效率和实际着药量,降低喷药成本和给环境造成的负担,提出了准确精量的对靶施药系统的设计理念,并给出了施药平台的原理和结构构成,最后对施药平台的图像处理系统进行了重点设计。为了验证方案的可行性,以传统的施药机械为搭载平台,将PC图像处理器嵌入到了精准对靶控制系统中,选择地势平坦的果园为实验场地,对施药平台进行了实验研究。实验结果表明:基于图像边缘检测和目标识别的自动对靶施药平台即使在光线不好的条件下,仍可以准确地得到果树果实和枝叶的位置信息,施药平台的实际着药量要比传统施药平台更高,而成本却更低,从而验证了方案的可行性。     

农业自动化喷雾机械标靶害虫自动识别系统的研究

农业喷雾对象的识别和定位是农业自动化喷雾机械研究中的核心技术之一。对病虫害甘蓝进行精准喷洒农药,实现病虫害准确自动识别成为关键。为此,利用机器视觉的欧氏距离甘蓝夜蛾虫害自动识别检测系统,结合由Qualityspec光谱仪组成的光谱成像系统,对甘蓝正常叶片和遭受甘蓝夜蛾虫害的甘蓝叶片的颜色特征和光谱特征进行分析,并采用机器视觉分割阈值选取中的Otsu算法和自适应波段选择方法提取出了颜色差异的最佳几何阈值和两种叶片的特征波段。试验结果表明:综合机器视觉和光谱技术能够实现甘蓝夜蛾虫害的自动且准确的识别,准确率可达94%。因此,建立机器视觉和光谱技术综合识别体系,可为农作物病虫害自动防治喷雾机器人的研制奠定基础,以达到农作物病虫害实时识别和及时治理的目的。     

基于GIS的智能喷洒系统数据监测研究

以蔬菜种植智能喷洒系统为研究对象,利用GIS与网络通信技术相结合的方式建立智能喷洒控制系统及数据监控系统,并进行智能喷洒系统的硬件及软件设计.对系统监控数据与系统数据库标定的各状态使用数据进行相比,结果表明:实际使用过程中的系统数据与标定数据存在微小的偏差,整体运行数据相符,说明所建立的智能喷洒系统能有效地进行系统运行...     

果园自动变距精准施药系统设计与试验

针对我国北方果园施药设备自动化程度不高、农药利用率低、适应性差等问题,设计了基于冠层体积估算的果园自动变距精准施药系统。施药系统的喷施臂在控制系统的控制下可以在水平和垂直方向调整喷雾距离和喷施高度,以适应不同果园的果树特征。为实现精准喷施,利用红外测距传感器组成了传感器阵列,通过该阵列探测冠层,将测得的数据用数学方法构建了冠层体积估算模型,并设计了喷雾参数调整方案,使得喷雾距离与喷雾量可进行相应调整。为验证施药系统的性能,测试了喷施臂在接收到移动指令时的响应时间与运动实际耗时以及冠层体积估算模型的准确率,并选用仿真桃树进行了定距和变距两组自动对靶喷施试验。结果表明,喷施臂的移动可实现瞬间响应,运动实际耗时与理论耗时几乎一致,冠层体积估算模型的相对误差为11.27%;与定距对靶喷雾相比,自动变距对靶喷施的农药附着率提高了18.66%,节约了30.25%的药液。     

基于物联网的安徽省农田灌溉实时监测及自动灌溉系统研究

农田灌溉缺乏科学技术的指导,多存在大水漫灌等粗放式灌溉现象,水资源浪费问题突出。基于物联网技术,利用信息传感、实时监测和自动控制等科技手段,实现了土壤墒情及灌溉流量等信息的自动采集、数据的远程存储与分析以及灌溉的自动控制,该系统的研究对安徽省智能灌溉的发展具有重要意义。     

果园自主导航兼自动对靶喷雾机器人

为同时实现果园智能植保机自主导航及自动对靶喷雾,研制了一种果园自主导航兼自动对靶喷雾机器人。首先采用单个3D LiDAR（Light Detection and Ranging）采集果树信息确定兴趣区（Region of Interest,ROI）,对ROI内点云进行2D化处理得到果树质心坐标,通过随机一致性（Random Sample Consensus,RANSAC）算法得到果树行线,并确定果树行中间线（导航线）,进而控制机器人沿导航线行驶。通过编码器及惯性测量单元（Inertial Measurement Unit,IMU）确定机体速度及位置,IMU矫正采集到的果树分区冠层信息,最后通过程序判断分区冠层的有无控制喷头是否喷雾。结果表明,机器人自主导航时最大横向定位偏差为21.8 cm,最大航向偏角为4.02°,相比于传统连续喷雾机施药液量、空中漂移量及地面流失量分别减少20.06%、38.68%及51.40%。本研究通过单个3D LiDAR、编码器及IMU在保证喷雾效果的前提下,实现了喷雾机器人自主导航及自动对靶喷雾,降低了农药使用量及飘失量。     

基于CAN总线的喷雾过程监控系统

为了研究果树仿形喷雾试验中仿形喷雾效果,必须对喷雾系统中喷雾压力、喷雾流量、喷雾距离和机车行走速度等因素进行实时准确地监测.为此,提出了一种基于CAN总线的喷雾过程监测系统,阐述了系统的硬件组成,并给出了系统智能节点的软硬件设计.该系统能够实时监控喷雾过程各参数,可以随意扩充节点,具有较强的通用性.     

宽幅施药机械机器视觉辅助导航系统研究

为了实现宽幅施药机械喷幅的精确拼接,提出一种机器视觉辅助GPS导航方法。该方法首先对施药机械幅边喷洒泡沫剂并进行泡沫剂识别,识别过程中为了有效分割目标与背景,选定蓝色泡沫剂作为试验对象,提出使用超蓝色灰度化方案,并经过形态学滤波、行定位点的选取、Otsu分割提取泡沫剂信息,使用迭代的最小二乘法检测泡沫剂中心线的信息;然后给出了二维图形航向偏角和偏距的定义,并根据识别的泡沫剂信息进行航向偏角和偏差信息的提取,从而指导施药机械的行进方向。试验表明,所提方法可以较为准确地进行泡沫剂识别,根据泡沫剂信息识别得到的偏角计算值和实际测量值平均误差为1.58°,最大误差为2.5°,偏距计算值和实际测量值平均误差为5.4 cm,最大误差为8.4 cm,检测精度能够满足实际需求。