基于相关向量机的双变量施肥控制序列优化

提高变量施肥精度和均匀性的关键在于减小变量机构的响应时间,选择最佳控制参数。提出了一种基于相关向量机的开度转速双变量施肥控制序列决策方法。首先考虑了施肥处方中前、中、后相邻3次施肥量的相互影响,综合了开度和转速的响应时间和工作死区等特性,利用非线性规划方法实现最佳控制参数的决策,避免了小施肥量下的大开度、小转速现象,减小了对外槽轮脉动性的影响。为了协调车载计算机运算能力与控制响应的矛盾,利用相关向量机实现了施肥控制序列的近优实时计算。室内试验结果表明,平均施肥误差比原方法减小了4%,同时该方法有效地避免了极端情况下电动机无法驱动排肥转轴的情况。田间作业试验证明,使用该方法的施肥机指令响应及时,施肥均匀、准确,证明了方法的实用性。     

基于ARM的变量施肥控制系统的研究

介绍了一种新的精确农业变量施肥控制系统.该系统接收施肥和速度传感器输入信号,经过ARM嵌入式内核处理后,输出控制步进电机的脉冲信号,控制施肥机上排肥轴的转速,实现精确农业变量施肥.实践证明,该控制系统工作稳定,达到了精确农业变量施肥的要求.     

基于DSP图像处理和HPI通信接口的采摘机器人设计

为了提高采摘机器人的智能化程度,降低设计和制造成本,提高机器人的通信能力,提出了一种基于HPI接口和DSP系统的新型采摘机器人。该机器人将嵌入式DSP系统和ARM控制器利用HPI接口有效地结合起来,利用图像DSP系统对采集图像进行处理,实现目标的定位,从而提高了嵌入式系统的运算能力;利用ARM控制器对执行末端进行控制,实现了机械臂的准确定位和控制;使用滤波器对通信过程的干扰信号进行降噪处理,从而提高了整个系统的稳定性和可靠性。最后,对采摘机器人的通信能力进行了测试,结果表明:IIR滤波器可以有效的滤除干扰信号,通信较为稳定,从而验证了嵌入式DSP系统和HPI通信接口在采摘机器人设计上使用的可行性。     

基于模糊PID的冬小麦变量追肥优化控制系统设计与试验

为了实现冬小麦实时变量精确追肥,研究了基于模糊PID控制技术的变量追肥机追肥量实时调整算法,通过对排肥器转速和开度双变量调节,实现追肥量的优化控制。系统首先采用粒子群优化算法确定PID控制器参数的初始值,然后通过实时获取冬小麦冠层归一化植被指数和排肥器实时状态,结合模糊控制理论和PID控制技术,对PID参数进行在线整定,实时调整排肥器的转速和开度,从而实现追肥量的最优控制。试验结果表明:施肥过程中,施肥量存在波动性。但施肥量变异系数小,最大为3.22%,均值为2.09%,可以满足田间变量施肥的要求。模糊PID控制算法具有良好的动态稳定性和跟踪性能,无论是室内试验还是大田试验的控制精度均达到86%以上。     

变量施肥液压驱动系统设计及试验研究

针对变量施肥液压驱动系统转速控制精度不高、存在小范围转速波动及无法实现系统的无差控制等问题,设计开发了变量施肥驱动系统,并采用阀控马达的驱动方式。本文以国内外变量施肥驱动装置研究现状及发展趋势为指导,全球定位技术、地理信息技术和软件工程作为基础,设计了变量施肥驱动系统,利用液压马达排量大、转速低的特点,通过控制进油回路中的比例型流量控制插装阀的开度来实现液压马达的无级调速,进而达成变量施肥中对排肥轴速度控制的要求来实现变量施肥。室内试验结果表明:作业质量符合农艺要求;变量施肥驱动系统设计合理,为变量施肥的试验提供了技术支持。     

基于ARM和DSP的嵌入式收获前籽棉分级系统

提出了一种嵌入式收获前籽棉分级系统的总体设计方案。嵌入式终端以ARM（TMS320DM365）为主处理器,以DSP（TMS320DM6437）为从处理器。在ARM上构建Linux系统环境,并行执行视频采集和人机交互任务：摄像头采集模拟视频流送解码芯片（TVP5146）解码;同时,在用户界面上实时显示数字视频流,并通过SPI向DSP发送视频处理请求。DSP在同步采集视频流的过程中收到请求信号后,对当前帧进行图像分割、特征提取和判别,并将处理结果返回给ARM。田间试验表明,系统能够以90.48%的正确识别率快速地识别籽棉品级。     

基于ARM9与MCX314As的嵌入式数控系统

提出了一种基于ARM嵌入式微处理器和DSP运动控制芯片MCX314As的嵌入式数控系统的设计方法。介绍了系统的硬件原理及构成,并分析了系统软件的主要功能。该设计采用ARM处理器为主CPU,运动控制芯片为从CPU,系统可以很好地进行多任务处理,保证运动控制的实时性。该数控系统具有低功耗、高性能、低价位等特点,是未来经济型数控机床的发展趋势。     

果园微型施肥机自动施肥系统设计与实现

综合运用机电控制、嵌入式软硬件开发和系统集成系统等先进技术,研制开发一台匹配功率小、机身小巧、操作灵活、能够实现自动施肥的微型果园施肥机,它能够完成果园间自动施肥管理,能够较好地满足果园生产管理者需要,对于提高果园的生产效率具有重要意义。     

双变量施肥机施肥控制系统设计

变量施肥机施肥控制系统对于实现变量施肥至关重要。结合国内外变量施肥机及相应控制系统现状与发展趋势,本文提出了一个基于外槽轮式排肥器,通过调节施肥机排肥轴的转速与排肥器开度来实现双变量施肥的闭环控制系统,以克服单变量施肥精度差、可调度小,低速时脉动性显著等问题。     

基于嵌入式Linux的灌区信息采集系统设计

针对灌区管理领域中对灌区现场信息进行实时监测的实际需求,基于ARM9硬件平台以及嵌入式Linux操作系统设计和实现了一种灌区信息采集系统。该系统以嵌入式微处理器S3C2440为核心,通过温湿度、降雨量传感器和COMS摄像头采集灌区多点的气象及图像信息,利用socket套接字通过3G网络平台将数据信息发送到PC上位机监测中心,实现了灌区信息采集、传输、处理的自动化、无线化,提高了灌区数字化管理水平。     

基于ZigBee和3G的多污水处理厂监控系统设计

为了实现快速准确地采集多污水泵站和处理厂信息,提出了基于ZigBee和3G技术的远程多污水处理厂协同监控系统.该系统主要由污水处理厂信息监测网络节点、嵌入式ARM＋DSP开发模块3、G/GPRS传输网络与Internet网络、远程服务器控制中心端组成.在污水处理厂现场,使用传感器节点采集各种所需信息,通过ZigBee无线传感网将各种信息上传到上位机,然后上位机通过网关节点集成移动通讯网络,利用3G/GPRS网络实现与Internet的信息交互,完成多泵站和污水处理厂数据的自动采集、无线传输以及Web方式下的参数远程设置和信息实时监测.采用该系统后,污水处理厂的污水处理量最少增加了5.2%,千吨水电耗最少下降了5.4%,剩余污泥量也均比采用前有明显的下降.     

通用处方农作嵌入式GIS信息处理系统的研制

针对精细处方农作系统田间作业机组对车载嵌入式GIS信息处理的需要,以ARM工控系统和嵌入式GIS为核心,研制了一套通用处方农作嵌入式GIS信息处理系统。该系统通过嵌入式GIS二次开发平台e Supermap 6.0对FieldMapper软件进行开发,并加载运行于ARM工控系统的Windows CE 5.0操作系统;可通过网格划分和属性编辑实现GPS定位信息与农田信息的融合,生成农田信息分布图;还可通过坐标匹配进行机组当前作业位置在工作空间图中的网格识别,实现处方图的解译。模拟测试试验结果表明:该平台能够实现农田信息的定位采集、信息的传输和格式转换、农田信息分布图的生成以及处方图的解译,GPS定位误差≤±0.5 m,能够满足精细农作系统的信息处理需求。     

多功能智能辣椒直播机整车控制系统

基于CODESYS平台开发了多功能辣椒直播机的整车控制系统,主要包括：HST(Hydro Static Transmission)变速箱控制模块、PTO电机驱动模块、农机具提升/下降控制模块、施肥机具控制模块等。本文的控制系统通过读取HST电动推杆位置电压反馈,结合车速双闭环控制算法输出,精确控制HST变速杆位置,达到稳定目标车速;通过读取整机车速和施肥电机轴的转速闭环PID(Proportion Integral Derivative),控制施肥电机转速随车速改变,实现智能化精量施肥等;通过CAN总线向农机物联网终端发送整车、农机具相关信息,以供农民、用户在远程电脑终端或手机上查看。本嵌入式系统匹配3台样机,完成了多处实地功能性检测。为节省辣椒、小麦等农作物播种、旋耕、施肥等作业的人力、成本、时间,提高作业精度、提升作业效率提供了参考。     

基于ARM/ZigBee的远程粮情监控系统的研究与设计

研究和设计一种基于ARM/ZigBee的远程粮情监控系统。该系统基于无线传感器网络和上位机监控中心的框架构建,主要模块包括粮情信息采集、ZigBee无线自组网通信和嵌入式ARM的Web服务器等。系统可以实现粮情参数的采集、处理、传输和Web浏览等功能,从而达到实时监控储粮情况的目的。本文重点分析基于ARM的Web服务器和无线传感器网络的构建方案。     

采摘机器人避障控制系统研究 —基于ARM+DSP和视觉传感器

以采摘机器人移动路径中躲避障碍物为研究对象,首先介绍了视觉系统,接着从系统总体方案、软硬件设计等方面进行了详尽的介绍和设计。系统以防止采摘机器人与障碍物的碰撞为前提,分析了系统躲避障碍物的策略,实现了基于ARM+DSP和视觉传感器的采摘机器人避障控制。利用MatLab 7.0进行了仿真验证,结果表明:避障控制系统可以实现避障和路径规划,且路径最优、耗时最少,证实了整个系统的可靠性和可行性。     

基于嵌入式系统的电机调速控制系统设计

本系统基于ARM2410-S嵌入式系统,控制直流电机与步进电机调速,通过键盘作为控制输入信号端,通过键盘上输入命令,来控制直流电机和步进电机的转向、转速,软件的开发平台采用的是Red Hat Linux9.0。系统控制程序分为主程序、直流电机控制程序、步进电机控制程序以及键盘控制程序等。通过调试,嵌入式控制系统较好地实现了直流电机与步进电机转向、转速控制。     

深松旋耕全层施肥联合整地机施肥量影响因素分析

针对深松旋耕全层施肥联合整地机在作业过程中存在施肥不均、精度较低等现象,对影响施肥量因素进行分析,确定排肥轴转速、排肥器开度以及肥箱料位高度为影响因素,设计三因素五水平正交试验,以施肥量变异系数为评价指标,进行极差分析和方差分析得出影响因素主次顺序:肥箱料位高度>排肥轴转速>排肥器开度,其中料位高度对施肥量变异系数的影响高度显著,为后续肥箱肥料监测系统提供理论基础。施肥量变异系数在0.19%~3.12%之间,满足试验要求。运用最小二乘法建立施肥量关于排肥轴转速、排肥器开度和肥箱料位高度之间的数学模型。经检验:数学模型值与实测值的相关系数达到0.889,可以作为施肥精量控制相关技术参数的选择依据。     

基于双核AM2732芯片的分布式小水电控制器设计

在构建新型电力系统背景下，传统的分散式小水电控制器难以满足分布式小水电的建设需求。本文设计了一款基于ARM+DSP双核异构芯片AM2732的分布式小水电控制器，利用ARM实现小水电控制管理、快速的网络传输和传输信息的完整性认证，利用DSP实现小水电数据采集和分析处理。阐述了分布式小水电控制器总体设计以及软硬件结构，并重点描述了双核信息交互、基于国密算法的远程通信完整性认证两项关键技术。现场应用表明，所设计的控制器不仅具有良好的小水电调控和通信功能，而且还可以支撑分布式小水电微电网的发展需求。     

冬小麦精准追肥机专家决策系统

为了实现小麦生长过程中的实时变量追肥,研究了光谱数据处理策略及目标追肥量的计算模型,开发了基于近地光谱探测技术的实时变量追肥专家决策系统,结合小麦冠层归一化植被指数(NDVI)、追肥机实际行进速度和肥料反馈量,双通道独立控制施肥机构的转速和开度,从而实时调整追肥量,实现精准变量追肥。试验结果表明,专家决策系统的控制精度达到90%以上,可以满足精准追肥的要求;拔节期,变量追肥比定量均匀施肥增施氮肥28 kg/hm2左右;变量施肥有利于改善小麦群体结构,降低产量差异性。     

小型农产品分选机的控制系统与控制方法

为减小基于机器视觉的农产品分选机的体积、降低设备成本,提出了一种以DSP为视觉核心、ARM为控制核心的小型农产品分选机。为此,详细介绍了基于机器视觉技术的小型农产品分级机控制系统及控制方法,并以圣女果、金桔及桂圆干等3种物料作为试验对象,测试系统的可靠性和工作效率。结果表明:针对家庭农场及小规模农产品的处理和营销,在基于机器视觉的小型农产品分选机中采用ARM与DSP相结合的方法进行分选是可行的,能够替代PC机或工业计算机实现分选机的低成本和小型化。