基于CC1110的田间无线数据采集系统

介绍一种采用无线通信方式的多节点数据采集系统。该系统由CC1110无线模块连接各种传感器作为数据采集节点;由CC1110无线模块、存储芯片、显示单元和串行通信电路构成数据接收中心,并与PC机连接,完成数据的采集、存储和分析。详细阐述了CC1110的功能、结构及特点,并分析了各个功能模块的电路构成和程序设计方法。     

板栗叶片颜色最佳色差仪参数确定

为了确定利用色差仪观测板栗叶片颜色的最佳参数,实现板栗叶片正面颜色观测结果数据化,以来自10个省(市)的240份板栗资源的成熟叶片为试材,利用色差仪测定叶片正面的明度值(L*)、红度值(a*)、黄度值(b*)、色差值(Eab*)、色度值(c*)和色调角(h*),比较了6个颜色参数在板栗品种内和品种间的变异情况.结果表明:L*和a*在板栗品种内的一致性符合率均达到95％以上,且品种间的变异系数均为10％以上;b*和c*在板栗品种内的一致性符合率较低,分别为62.08％和67.50％;Eab*和h*在板栗品种间的变异系数较低,均<3.5.因此,确定L*和a*分别作为表示板栗叶片明暗程度和绿色程度的最佳颜色参数,而b*、c*、Eab*和h*均不宜作为表示板栗叶片颜色的最佳参数.     

植物叶片智能分析系统的设计

为避免农作物病害智能诊断过程中人为主观因素的影响,客观准确的表达叶片信息,利用数字图像处理技术和农业植保专家知识相结合,设计了适合于大田作物的植物叶片图像处理与分析系统。该系统主要包括植物叶片几何失真校正模块,几何特征计算模块、颜色识别模块以及病害区域识别模块;以校正后非线性失真现象的叶片图像为基础,实现了叶片几何特征值和颜色值的计算,并提取其病斑区域图像。试验结果表明,该方法满足病害智能诊断要求,具有良好的适应性和实用性。     

基于MSP430的土壤温度检测系统

针对传统土壤温度测量方法的缺陷,设计了一种以16位单片机MSP430F149为主控制系统的土壤温度检测系统。在测量时将整个传感器节点埋入土层长期监测土壤温度,通过无线通信芯片nRF905以无线方式进行数据传输,解决了传统测量方法中劳动强度和测量准确性不能兼顾的矛盾。该系统运行速度快、传输距离远、精度高、功耗低。     

基于图像处理的植物叶片参数的测量

针对传统植物叶片参数手工测量方法精度低、速度慢的缺点,提出了一种基于扫描仪和参考物利用图像处理技术来测量植物叶片参数的方法.首先利用扫描仪获得含有植物叶片和参考物的数字图像,然后通过图像处理技术分别获得参考物和被测叶片的二值图像,最后利用实物参考物周长和参考物在图像中周长之间的比例关系来求取被测植物叶片参数.对真实图像进行了实验,结果表明此方法具有较高的效率和实用性.     

油菜田间生态环境数据采集装置的设计

为解决油菜田间生态环境数据采集过程中数据传送速度慢、存储量小、传感器线路铺设和调整困难的问题,设计了一种无线数据采集装置,该装置集成了带有无线模块的CC1110单片机、SHT71温湿度传感器、TSL2561照度传感器、SWR土壤水分传感器。数据接收模块与PC计算机之间采用MAX3232串行通信的方法,最终实现数据多点定时测量、节点电池供电、大量数据传送和保存的目的。     

植物叶片面积测量系统的设计及应用

介绍了用CCD（Charge Coupled Device）测量植物叶片面积的方法，设计了测量系统的多种组成方案。该系统通过标准的图像接口，实现了硬件部分与软件部分相互无关，硬件可以采用扫描仪、数码相机、视频图像采集卡加视频摄像头等应用CCD的数字化图像采集设备。软件采用交到方式实现图像分割、系统标定和最终测量，试验表明，该系统具有测量精度高、测量范围大、使用方便等特点，使用数码相机时可以实现非破坏性测量，在农业、林业等方面具有广泛的应用前景。     

花花柴叶片解剖结构与生态环境关系的研究

通过光学显微镜和扫描电镜观察和研究了花花柴叶的形态解剖结构及其与生态环境的关系。结果表明花花柴是典型的泌盐植物，叶的形态解剖结构明显表现出与其生态环境相适应的显著特征。     

低功耗的无线传感器网络节点分析

伴随着全球单片机及无线传感技术的飞速发展,现代化无线传感器网络技术拥有着更加广阔的前景发展空间,因此也对低能耗的无线传感器网络节点设计提出了更高的要求,希望可以通过网络节点的低能耗设计,延长无线传感器网络的户外作业使用寿命。     

烤烟叶片化学成分与颜色关系的研究

以四川省主产烟区的烟叶样品为研究对象,采用相关分析、通径分析及逐步回归分析方法,研究了烟叶颜色与主要化学成分间的关系。结果表明:总糖含量对颜色分值的直接影响最大,其次为钾和还原糖含量,这3个因子对烤烟颜色分值的影响均是正向的;总氮、烟碱和氯含量对烤烟颜色分值均有较大的负向的间接影响。逐步回归分析结果显示,烟叶总糖和钾含量是影响颜色分值的主要因子。     

基于无线传感器网络的农村供水厂水质监测节点的设计

为解决目前农村供水厂监测所存在的无线通信障碍、污染预警滞后和成本高等问题,设计了一款无线传感器网络节点,用于组网实现农村供水厂水质的监测。节点以STM32F103ZET6为核心,WLK01L39射频芯片及其外围电路作为无线通信模块,传感器模块由美国ASI公司的水质溶解氧、p H、温度复合传感器以及Global Water公司的WQ730浊度传感器组成。为节点编写了通信协议、时间同步算法和应用程序。在软件设计上,节点采用睡眠、苏醒工作机制来降低功耗。对节点的功耗和通信距离进行了分析和测试,组网试验结果表明,节点运行稳定可靠,组网系统在空旷地带有效通信距离达到500 m,节点平均工作电流低于50 m A,休眠电流低于25μA。     

驱动圆盘犁田间测力无线传输数据采集系统

驱动圆盘犁田间测力无线传输数据采集系统采用AT89S52单片机作为控制器,采用AD7730作为信号处理核心器件,将动态应变仪及数据采集器的功能集成在该系统中,使得测试系统更简化.试验结果表明,该系统在精度、稳定性和可靠性等方面均能较好地满足田间测力试验的要求,可用于1至8个通道的田间测力试验.     

基于无线图像传感器的太阳能系统设计和实现

【目的】电源决定着无线传感器节点的生命周期,本研究通过软硬件一体化设计最大限度地延长节点寿命。【方法】针对自主研发的无线图像传感器节点,根据公式估算节点总功耗,计算铅酸蓄电池容量,根据电池容量设计太阳能电池板,最后根据太阳能电池板和电池参数,设计太阳能充放电智能控制器。【结果】节点选用阀控式密封高能铅酸蓄电池的容量为10 Ah,额定电压为12 V;选用功率为10 W、输出电压17 V、输出电流0.5 A、尺寸为540mm×350 mm的单晶硅太阳能电池板。【结论】太阳能供电系统运行在该无线图像传感器节点中,能够稳定、可靠、长期工作。     

基于无线传感器网络的农业现场数据采集研究进展

无线传感器网络是一种新兴的获取和处理数字信息的技术,近年来,在农业现场数据采集中的应用日益广泛。尤其是随着精细农业的快速发展,无线传感器网络在应用中的相关技术越来越成为研究热点。本文综述了无线传感器网络的体系结构和特点,以及其在农业生产现场数据采集应用的国内外现状,提出了其在现场数据采集的发展趋势和面临的挑战。     

基于ZigBee无线传感器网络的森林环境监测系统

设计了一种基于ZigBee无线传感器网络的森林环境监测系统;描述了该系统的构成原理与整体结构,以及基于CC2430芯片的传感器节点和网关的硬件设计和系统软件工作流程.采用的星—簇首—路由的拓扑结构,具有低成本、易于部署、使用寿命长等优点.     

基于无线数字传输的节水灌溉数据采集系统研究

采用灌溉数据实时采集实现节水灌溉自动控制是当今的发展方向之一.该系统介绍的为节水灌溉自动化系统中的无线数据采集子系统,利用nRF903收/发芯片实现数据的无线传输.该系统由采集和接收两部分组成:采集端将传感器的输出信号进行模数转换,利用无线数字传输技术将数据发送到接收端,在接收端对数据进行存储和显示.阐述了系统的总体结构,并从硬件和软件两方面描述了系统的设计及实现方法.实践证明,该系统使用灵活,数据传输可靠,适合不便连线的一般测试场合应用.     

烘烤过程中不同部位烟叶颜色值和主要化学成分的变化

为优化烤烟密集烘烤技术,实现烟叶烘烤进程的精准化和智能化控制,以中烟100下部叶、中部叶和上部叶为试验材料,研究了密集烘烤过程中不同部位烟叶亮度值(L*)、红度值(a*)、黄度值(b*)、彩度值(C*)、色相角(H)与主要化学成分变化的关系.结果表明:密集烘烤过程中3个部位的烟叶各颜色值变化趋势基本一致,开始烘烤至42℃变化最为显著,但上部叶各颜色值变化较中部叶和下部叶滞后;不同部位烟叶颜色值与主要化学成分相关性差异较大,其中总酚含量与各颜色值的相关性均不显著,但还原糖和色素类物质与各颜色值的相关性较好;中部叶还原糖含量与L*值和a*值呈极显著正相关,与b*值和C*值呈显著正相关,与H值呈极显著负相关;下部叶和中部叶叶绿素a含量和叶绿素总量、中部叶叶绿素b含量与b*值和C*值呈显著相关,与a*值和H值呈极显著相关;上部叶叶绿素类物质含量只与a*值和H值极显著相关;下部叶和上部叶类胡萝卜素含量与a*值呈显著负相关,中部叶类胡萝卜素含量则与a*值呈极显著负相关,中部和上部叶的类胡萝卜素含量与H值呈极显著正相关,下部叶的与其呈显著正相关;只有中部叶类胡萝卜素含量与L*值呈显著负相关     

2种刺柏属彩色树叶色参数与色素变化

  目的  研究刺柏属Juniperus彩色树叶色参数与色素变化规律。  方法  以欧洲刺柏‘金叶疏枝’Juniperus communis ‘Gold Cone’ (JC)和鹿角桧‘金叶’Juniperus×media ‘Pfitzeriana Aurea’ (JM) 2年生扦插苗为对象,测定不同季节叶色参数(L*、a*、b*)、光合色素(叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素)质量分数和花色素苷相对含量,并进行相关分析,建立叶色参数和色素含量的回归方程。  结果  ①不同季节欧洲刺柏‘金叶疏枝’和鹿角桧‘金叶’的叶色参数变化趋势不同。‘金叶疏枝’的L*、b*值变化趋势相同,始终为正值,a*值秋冬季显著升高,由负变正;‘金叶’的L*值春夏显著上升,a*值波动幅度不明显,色相始终偏绿,b*值春夏显著上升,秋冬季无波动,色相始终偏黄;春夏秋季‘金叶疏枝’的L*、b*值显著高于‘金叶’。②‘金叶疏枝’的花色素苷相对含量与L*、b*值呈极显著负相关,与a*值呈极显著正相关;‘金叶’的光合色素与b*值呈极显著负相关。③逐步回归结果表明:a*值与b*值可以准确预估‘金叶疏枝’花色素苷相对含量的年变化和秋季变化,b*值和L*值可以准确预估‘金叶’光合色素质量分数的年变化和夏季色素变化。  结论  2种刺柏属彩色树的叶色参数与色素含量关系显著相关,不同树种不同时期存在差异;‘金叶疏枝’叶色观赏性整体好于‘金叶’。建立的叶色参数与色素含量回归方程,可以实现以叶色参数精确预估叶片色素含量。图2表4参32     

大麦田间视频采集与无线传输系统设计

针对我国农田作物生长状况需大量人力监测的问题,以大麦农田为试验对象,设计一种大麦田间视频采集的无线传输系统。主要对视频图像的采集与传输进行了理论分析和设计,通过田间试验对结果进行验证。相关分析结果表明,本系统采用的有损压缩算法(Discrete cosine transform,DCT),在1 000m以内传输时间70ms,数据包发送成功率98%,与农田监控直送系统采用的无损压缩算法(Differential pulse-code modulation,DPCM)相比,在相同传输距离下,数据量小,传输时间短,传输成功率高,具有较好的实时性和稳定性;而且成本低、体积小、易于安装,可实现对大麦生长视频信息的自动采集及无线传输。     

金叶白蜡色素含量与叶色参数的年变化规律研究

为揭示金叶白蜡的呈色机理,以白蜡为对照,对金叶白蜡叶绿素、类胡萝卜素、花色素苷含量和叶色参数(L*、a*、b*)的年变化规律进行了测定分析,结果表明:(1)5-10月,各色素含量及比例发生变化,金叶白蜡和白蜡的叶绿素含量均表现出先升后降的趋势,入秋后两者的类胡萝卜素含量都逐渐升高。花色素苷的含量稳定,且保持在较低水平,对两者叶片的呈色影响不大。(2)金叶白蜡各色素含量都低于白蜡,但其类胡萝卜素的相对含量却高于白蜡;7月～8月,叶绿素含量不断升高,类胡萝卜素含量不断降低,分别与生长初期的含量达到极显著差异(P<0.01)。(3)叶色参数(L*、a*、b*)随着季节的变化发生波动,金叶白蜡b*值与类胡萝卜素含量呈极显著正相关性,与叶绿素含量呈极显著负相关性,L*值与叶绿素含量达到极显著负相关关系,与类胡萝卜素含量达到显著正相关关系。花色素苷与各参数均未达到显著相关性,叶片呈黄-绿-黄的变化趋势。白蜡叶绿素含量与L*值呈极显著正相关性,类胡萝卜素、花色素苷与各参数均未达到显著相关性,叶片呈绿-黄的变化趋势。