水肥一体机核心部件间嵌入式通信接口设计

为提高水肥一体机的作业效率与原料利用率,针对其核心部件间通信系统的接口方式进行了嵌入式设计。以理解水肥一体机作业机理为基础,将SQL数据库与嵌入式通信相结合,采用双路信号检测与多路施肥作业通道,搭建水肥一体机数据通信模型。根据通信系统嵌入式并行处理流程进行硬件配置,根据实现通信接口功能不同进行通信软件程序设计,依照通信系统传输协议执行流程进行水肥一体机嵌入式通信接口运行试验。试验结果表明:嵌入式通信理念应用到水肥一体机,通信成功率保持在91%以上,可节约灌溉量55.4kg/hm~2,节水率与节氮率较传统控制分别提升了13.14%和23.62%,具有较好地推广价值,可为类似农机设备优化设计提供参考。     

基于模糊PID控制的水肥一体化设备的设计

针对智能水肥一体机的水肥混合过程，结合PID控制、模糊控制理论等完成水肥一体化设备，控制器主要是基于模糊的PID控制的规则，以多元数据为依托的控制系统。水肥一体机设备的整体平台主要包括分析层、平台管理层、控制层及资源层几个方面。本次设计的PID控制的自动水肥一体机旨在解决控制对象复杂影响控制系统准确性的问题，应用PID算法提高整体系统的稳定性及响应速度。     

智慧农业下的水肥一体机精准化作业研究

针对我国农业水资源和化肥资源的利用率较低的问题,在智慧农业下对水肥一体机的精准化作业进行了研究。水肥一体机的主要组成包括控制系统、监测系统、灌溉施肥系统、网络传输系统和数据中心。将粒子群算法与PID控制算法结合,对粒子群-模糊PID控制器进行设计,并对水肥溶液的EC值和pH值进行控制,提高了水肥一体机的控制精度,减少了控制时间。为了验证水肥一体机的性能,进行了数据采集准确性分析试验和精准化作业控制试验,结果表明：数据采集较为准确,且可以精准地配比水肥溶液,满足作物的灌溉要求。     

面向对象的玉米收获机系统优化可行性分析

为深度提升我国玉米收获机的整机作业效能与运行效率,采用面向对象的软件设计开发方法,对其作业系统展开可行性优化设计.以整机的作业机理为基础,融合ETL技术与面向对象的设计方法,把系统划分为不同的对象进行系统建模,并构建完整的系统运行体系展开可行性验证试验.试验结果表明:经面向对象方法设计优化,收获机系统的数据冗余度可降低...     

智能化控制的精整地联合机设计及关键部件分析

精整地联合机可为农作物的种植与耕种提供良好先决条件。为不断提高精整地的作业效率,实现精准化、机械智能化控制目标,根据精整地联合机的工作原理,通过对其整机结构进行参数优化及关键作业部件的机理分析,将智能自动控制与调节技术应用到精整地联合机控制装置,完成联合机整机的设计与关键部件参数选定。同时,进行试验验证,结果表明:采用智能化控制的精整地联合机作业效果良好,整机的翻土、平整等多项性能均得到较好提升,效率提升约可达20%。此设计对于农业机具的发展具有一定的参考价值。     

基于微积分理论的玉米收获机作业效率优化

为提升玉米收获机的作业效率,提出以微积分控制理论为优化主导,针对其核心结构与作业控制展开应用性研究。以通用型玉米收获机的主要作业流程为依据,结合整机作业过程特点,搭建用于收获机各环节的微积分控制优化模型,针对机体的核心结构及执行部件进行相适应性设计,给出微积分算法下的导向控制执行系统与干扰控制系统设计,并展开针对性的收获作业试验。试验结果表明:基于微积分理论的玉米收获机结构与控制设计,收获含杂率与籽粒破碎率明显降低,系统运行准确、平稳,整机的作业效率相对可提升9.26%,对于我国类似农用收获机械的持续创新有重要的参考价值。     

基于PDCA的精量播种机常见故障优化研究

为进一步降低精量播种机的故障频率,以PDCA理论为优化基础,针对气吸式精量播种机进行故障分析,以达到提升整机综合作业效率的研究目标。通过深入理解精量播种机的结构组成与应用场景,结合PDCA持续改进的应用理论,对漏播和堵塞等常见的故障进行优化方案设计。整机作业试验验证结果表明,基于PDCA的精量播种机作业过程故障率得到明显降低,优化效果明显,漏播率降低至3.73%,重播率降低至3.12%,平均堵塞率为5.42%,同时在PDCA理论下优化后的播种机作业运行稳定,综合效率相对提升6.74%。研究结果具有很好的推广与借鉴价值。     

基于迭代算法分析的无线通信信号识别研究

为进一步提升我国植保无人机通信系统的作业效率，基于迭代计算思维，针对其无线通信信号的识别与处理模块展开分析。以通信路径原理为基础，以通信信道资源识别、功率改进为切入点，搭建准确的通信迭代计算模型，进行特性分析与关联匹配设置，并展开整机通信作业参数试验效果验证。结果表明：基于迭代算法分析的无线通信信号识别与处理各模块功能运行稳定，信号时延率与信道误码率均相对降低，通信的识别准确率相对提升8.94%,整体通信综合效率提升至96.93%。此迭代算法分析准确，设计效果明显，对于类似智慧型农机装备的通信质量与通信效率提升有较好的参考价值。     

一种智能采摘机器人的电控系统设计研究

为进一步提升我国农业采摘的作业效率及实现采摘装备的深度智能化,针对通用型采摘机器人的电控系统展开研究。以采摘机器人的作业原理及核心部件组成为设计基础,搭建电控系统输入参数与机构组件执行之间的数学模型,进行电控系统的软件功能优化与硬件配置实现。同时,展开基于电控系统设计优化的采摘机器人整机作业试验,结果表明：采摘机器人的系统动作响应迅速,系统响应率与采摘成功率分别可达98.53%及96.40%,结构协调度良好,实现了综合采摘效率相对提升5.69%的设计目标,且各采摘机构及装置运行稳定,具有较强的实践与推广价值。     

基于农业互联网平台的灌溉监测信息系统研究

为进一步提高我国农作物智能灌溉系统的作业效率,基于农业互联网平台,针对其灌溉监测信息处理环节展开研究。以大数据及SOA平台为核心架构,建立土壤环境参数与灌溉系统数据监测之间的内在关系,完成监测信息的布局设计与精准灌溉作业实现。进行系统在互联网平台下的灌溉试验验证,结果表明：基于农业互联网平台的灌溉监测信息系统改进后,各灌溉模块的功能运转效率得到显著提升,信息监测准确率与系统控制精准度分别提升至95.56%与94.51%,灌溉系统效率相对平台应用前提升了7.79%。所设计的联网平台架构下的灌溉系统整体改善效果明显,是我国向智慧农业方向迈进的重要基础,对于类似智能灌溉装备广泛推广有重要的参考价值。     

形态学与光谱成像协同的割草机作业优化研究

以进一步提升割草机的收割修剪综合效率为目标,从识别的精准度层面入手,基于形态学与光谱成像技术展开优化研究。以通用智能型割草机的作业结构组成为切入点,深入理解形态学与光谱成像的算法机理,建立两者的协同算法识别与检测模型,并针对割草机完成相关联模块的软件程序控制及硬件组件配置,形成协同处理的高效能割草机装置。展开整机协同识别处理与检测作业试验,结果表明：基于形态学与光谱成像协同的割草机整体识别检测能力较单一的算法应用有显著优势,准确率与特征分类精度分别相对提升5.40%和7.65%,识别覆盖率可相对提升7.80%;整机避障识别误差大幅度下降,系统稳定,显著提高了割草机的综合检测效率,有利于农艺园林智能化管理的实现。     

轻简水肥一体机的设计及其在日光温室黄瓜种植中的应用效果试验

为解决农户传统水肥一体化灌溉方式中存在的施用营养液浓度均匀性差、劳动强度大、过量施肥等问题,研究设计了一种与膜下微喷灌高灌溉流量特性相匹配的大吸肥量、低成本的轻简水肥一体机.通过自主设计的性能测试平台对其吸肥性能进行了测试,从而确定了吸肥泵的安装位置.为验证该水肥一体机应用效果,首先检测了应用水肥一体机和传统方式下灌溉营养液浓度均匀性,然后按照追肥总量比传统方式减少30％的方案进行了日光温室黄瓜栽培对比试验.结果表明,在水肥一体机出口压力分别为0.09、0.11、0.13 MPa时,吸肥泵前置吸肥效果好于后置;应用轻简水肥一体机灌溉施肥与传统方式相比,灌溉营养液浓度的空间均匀性没有显著差异,但时间均匀性差异显著,传统方式下灌溉营养液浓度随时间的推移不断下降,而应用水肥一体机的则保持稳定;在减施化肥30％情况下,与传统方式相比,应用水肥一体机灌溉仍可增产6.18％,每栋温室(670 m2)毎个生长季(7个月)可节约工时14 h,减施化肥27 kg,可提高效益2.15万元/hm2.综上,该轻简水肥一体机灌溉营养液均匀、节省人工和肥料、提高生产效益,具有较好的推广应用前景.     

高精度视觉感应技术在水肥一体机中的应用

以农田水肥智能化管理为研究对象,构建了一种高精度视觉感应式水肥一体机。采用高精度视觉感应技术获取作物生长状态参数图像,基于超像素图像分割技术,对复杂的作物生长状态图像特征向量进行提取,采用模糊聚类算法对图像进行分割处理,根据目标图像的像素值统计结果进行生长状态预测,并结合环境参数信息,构建灌溉过程土壤电导率EC和pH预测模型。测试结果表明：水肥一体机控制系统能够有效预测作物对水肥需求,提高了灌溉过程混肥精度,可节约灌溉用水量、提升生产效率、降低人工成本。     

基于能控机理的插秧机核心构件数控加工方法

为进一步提升插秧机的制造精度与作业效率,从数控加工的能耗控制角度出发,建立插秧机核心部件数控加工的能控数学模型,并通过三维加工仿真UG软件对各构件进行尺寸确定与运动装配,对加工工艺进行参数优化,编制合理科学的数控加工程序。选取相适应的数控机床进行加工试验,通过工步与能耗效率的对应分解,数据处理得出:数控加工工艺与参数的控制与调整对于能效最优化有重要的影响,且能控机理应用后,能效指标可提升15%左右,整机的加工作业效率提升,验证了该思路的可行性,可为其他农业机械制造设计提供参考。     

基于KNN神经网络的无人机作业操控系统研究

为进一步提升我国农业植保无人机的精准作业效率,针对其操控系统展开优化研究。选定KNN神经网络算法为执行理念,以无人机作业控制原理为基础,搭建正确的过程参数动态计算模型,进行操控系统的算法实现与调控配置,并展开基于KNN神经网络的无人机喷施作业试验。试验结果表明：KNN神经网络算法下的无人机操控系统运行稳定,过程参数的分类准确率相对提高了8.00%,目标喷施流量与试验喷施流量的偏差率相对降低了5.71%,农药喷施均匀度可提升至94.75%,整机作业综合效率明显提升。此设计理念以计算机智能数据处理为出发点,对无人机的高效率全面发挥有一定的推动作用,可用于类似智能农机装备的控制系统改进与开发,具有一定的参考价值。     

基于云平台的智能水肥一体机控制系统研发

针对目前滴灌水肥一体化技术推广应用中普遍存在的管理模式粗放、自动化程度低、水肥浪费严重的现状,以智能水肥一体机控制系统开发为研究对象,借助于无线通讯技术、传感器技术及自动控制技术等现代技术开发了一套可以通过远程和本地两种相对独立的模式实现对施肥配方、施肥程序及轮灌编组等灌水施肥过程调控的控制系统。实测结果表明,控制系统有效性达98.3%以上,较传统水肥管理模式节省人工80%以上,有效提高田间水肥管理的自动化程度和精细化水平,符合现代农业的发展需求。      

基于Web数据挖掘的水肥一体机功能参数实现

以水肥一体机控制系统中各功能参数为研究对象,对水肥一体机的结构组成及工作原理进行分析,并采用Web数据挖掘技术,对水肥一体机及作物生长大数据进行深度分析,形成水肥一体机工作过程知识数据库.将常规水肥一体机的传感系统数据与Web数据库中的知识参数进行比对,形成水肥一体机控制指令,操纵水肥一体机进行混肥、施肥及灌溉.根据水...     

基于智能逆变技术的玉米精播机性能优化

为进一步提升我国玉米精播机的综合作业效率,以性能优化提升作为研究目标,基于智能逆变技术的深度应用展开分析。以电控逆变处理与调速机制相融合为出发点,建立正确的电控模块逆变应用数学模型,通过控制分析与硬件优化,进行整机作业试验。结果表明：基于智能逆变技术应用的玉米精播机性能优化效果明显,排种精准率与播深合格率分别可提升至94.46%与94.05%,满足精量播种机的设计要求;同时,种子的重播率与漏播率可降低至3.83%与3.06%,整机作业运行稳定,各零部件指令执行协同性好,综合效率相对提升了5.88%,充分体现了智能逆变应用的准确性与适应性,可为类似农机播种装备优化提供参考。     

一种玉米收获机控制系统的机器学习算法应用

为进一步提升我国玉米收获机的作业水平、降低其籽粒损失率，基于机器学习算法理念，针对其控制系统展开优化研究。以玉米收获机控制系统的结构组成为基础，恰当地选择对象与目标明确的机器学习算法为应用核心，建立系统的控制模型，同步实施系统的硬件配置以满足机器学习算法在进行收获作业时各功能要求的实现，并展开此机器学习算法应用下的玉米收获机作业试验。试验结果表明：经机器学习算法应用前后对比，应用后的玉米收获机控制系统的控制精度相对可提升7.92%,在保证了秸秆切断合格率与苞皮去除率的前提下，实现了籽粒损失率相对降低2.32%的良好控制作业效果，整机作业效率比机器学习算法应用前提升了5.12%,并提高了收获控制精度及收获籽粒完整性。     

基于“互联网+”模式的水肥一体机智能终端设计

以水肥一体机灌溉过程为研究对象,对农业生产自动灌溉和施肥控制方式进行分析,采用“互联网+”模式建立水肥一体机智能控制终端系统。系统通过传感器进行土壤湿度和肥力采集,形成土壤墒情监测控制模块,并采用数据分析的方式进行传感数据分析处理,生成系统灌溉施肥控制指令。系统测试结果表明：水肥一体智能终端能够有效地进行数据采集与传输,在灌溉控制过程中水肥一体机自动生成的灌溉控制指令与计算结果相符,系统具有较高的可靠性。