无线传感器网络数据终端设计与开发

在无线传感器网络（WSN）中,网关是连接无线传感器网络与外部网络的桥梁。该文根据农业应用需求,针对现有WSN网关功能单一、适用面狭窄等问题,设计开发了一个基于嵌入式Linux系统和ARM的多功能数据终端。该数据终端包括硬件层和软件层,硬件层主要包括控制核心、GPRS模块和无线传感器模块等,软件层则主要包括窗口模块、拔号模块、数据远程发送模块和数据采集模块。系统不仅具有数据转发的功能,而且可进行实时显示、本地存储和历史数据查询。系统使用MINIGUI为平台构建了一个窗口操作程序,用户可通过窗口进行系统控制,     

农业病虫害预测预报专家系统平台的开发

详细介绍了农业病虫害预测预报专家系统平台的设计与开发，包括系统的整体结构与功能设计、系统知识库的设计与知识组织模型、系统各功能模块的设计及系统的特点等。系统主要由专家知识库、系统推理机、预测预报模块、知识库管理模块、案例库管理模块和预测结果解释模块等构成，以数据库形式来存放有关的专家知识，共定义10个数据表，各表间形成了特定的关联关系，使得表中所包含的有关知识描述、特征临界值、生成的判别条件及发生等级间构成一种网状模型。系统采用了基于专家知识的前向型推理与基于案例的推理(Case-Based Reasoning, CBR)相结合的方式进行预测推理。各模块的用户界面采用“向导”或其它提示方式引导用户完成专家知识库的维护、用户数据输入、推理确认、病虫害预测预报结果显示、案例库管理(包括案例确认、补充信息及案例统计)及预测结果解释等操作。系统具有开放、自学习、易操作等特性，可广泛应用于农业、林业等病虫害预测预报专家系统的构建。     

BTOPMC/SCAU分布式流域水文模型原理和系统设计

BTOPMC(block-wise use of TOPMODEL(TOPgraphic MODEL,基于地形的水文模型)with the Muskingum-Cunge method,分块应用TOPMODEL和马斯京根-康吉汇流方法)是一个具有较强物理基础的分布式流域水文模型,主要用于教学和流域研究,模型有待软件化,以便用于流域作业预报和水资源管理。该文采用多层架构体系设计了该模型的计算机系统,形成了BTOPMC/SCAU(south china agricultural university),系统由数据层、模型层、通信层、数据表达层和用户操作层组成,运行环境采用客户端/服务端模式。提供手动和自动2种参数率定模式,自动率定采用SCE-UA(shuffled complex evolution developed at university of arizona)全局最优算法,内置7种目标函数。采用Open MP(open multi-processing,开放式多处理)多核并发编程技术在产汇流模块实现了多核并行计算。系统为流域水文作业预报和水资源管理提供了精致的方法和简便工具。     

基于物联网的温室大棚环境监控系统设计方法

目前农业物联网通信协议尚不统一。为了更好地封装和传输农业信息,提出一种适用于农业物联网的通信协议AGCP(agricultural greenhouses communication protocol)。利用AGCP协议结合物联网架构完成了基于物联网架构的农业大棚监控系统的设计,重点完成了感知层中协调器和节点终端的信息采集以及设备控制的软硬件设计,并详细设计了光照控制模块、温度控制模块和灌溉控制模块,最后进行了系统测试和分析。试验表明,该系统能有效监测温室大棚的空气温度、湿度、二氧化碳以及土壤湿度等农业环境信息,并能进行相应设备的自动控制,验证了AGCP协议在农业物联网的有效性以及构建系统的可行性。     

防御玉米低温冷害专家系统(PMLTCD)的研制

PMLTCD系统是针对我国东北地区夏季(5—9月)低温冷害的主要作物玉米而研制的。系统汇集了该领域专家的知识和经验,用知识基(知识库、数据库、推理机等)的形式存入计算机,让计算机模拟本领域专家的推理思维过程,进行求解和决策。我们选用了Turbo—Prolog语言和CM.1开发工具为本系统的建造工具。系统中的知识是以产生式规则表示。知识库由五大模块组成:(一)玉米生物学特性;(二)低温冷害成因;(三)冷害类型,(四)冷害规律,诊断;(五)防御措施。系统推理机主要采用目标驱动控制策略(即反向链)。系统可在IBM—PC/XT机上运行。系统与用户接口,既可以用英语又可用汉语对话。系统能为用户预测未来低温发生的几率和玉米冷害的诊断及需采取的防御措施等。     

猪场信息综合管理系统研究

该文设计了一个猪场信息管理系统,这个系统包含以下6个模块：用户信息、猪场和生猪信息、饲料管理、环境监测、疾病诊断、销售管理。该系统的用户信息管理模块可以实现用户的注册、信息修改、登录和退出等功能;猪场信息管理模块主要实现生猪基本信息的添加、删除、查询等功能以满足实时查询生猪入栏、出栏数量;饲料信息管理模块是查询每个猪场所使用的饲料品牌及相应的价格、买入量和剩余量,使用户能实时记录猪场饲料使用的基本情况以追溯不同品牌的饲料的质量。猪场环境直接影响生猪的生长和健康状况,环境监测管理模块能实时监测影响生猪生长的六大因素,即温度、湿度、NH3、SO2、CO2、光照强度;疾病诊断信息模块用于记录和查询生猪的疾病症状、诊断信息和用药信息,可支持不同猪场疾病信息的动态汇总,并能够根据发病规模进行预警和提醒;销售信息管理模块用于记录和查询生猪的出栏体重、销售价格、背膘厚度、检疫信息;本系统实现了生猪从入栏到出栏的所有信息及猪场相关信息的动态汇总、查询和管理,可实现生猪猪场的自动化管理,提高了生猪养殖户的管理效率,并降低了生猪养殖户的养殖成本,该系统具有重要的实用价值。     

柑橘叶面积指数自动测量红外透射系统的开发与应用

针对间接方法测叶面积指数(leaf area index,LAI)一般不考虑单一孤立果树冠层、叶片相互重叠因素及图像处理速度低的缺点,通过正交试验确定单一孤立柑橘LAI测量的主要影响因素为重叠叶片数(α<0.05),建立等间隙模型解决有间隙的重叠的影响问题,采用三维行走机构实现自动采集,应用LabVIEW平台开发一个基于红外透射的柑橘LAI自动测量系统。系统硬件由控制模块与行走机构、信号调理模块、数据采集卡和PC机组成,其标定LAI相对误差绝对值平均为11.11%。在行走机构按照S形路线,自动进行扫描、定位采集的方式下,系统对华南农业大学工程学院柑橘园45棵橘树测量,以直接法和采样法计算的LAI值作为真实值,相对误差绝对值的平均为31.4%;参照对比的Win SCANOPY Pro植物冠层分析系统专业版测量值与真实值比较,相对误差绝对值的平均为29.8%。两系统误差接近,表明本系统可满足柑橘LAI测量试验要求。     

基于机器视觉的松林天牛远程智能监测系统

松墨天牛和褐梗天牛是松树上两种重要蛀干害虫，及时获取松林天牛的数量变化趋势是松林害虫精准防治的重要前提。为此，该研究构建一款基于机器视觉的松林天牛远程智能监测系统。系统主要由诱捕器模块、天牛检测模块和系统Web端三部分组成。诱捕器模块通常放置于松林重点区域来诱捕天牛害虫，并通过摄像头定时采集天牛图像；天牛检测模型部署于边缘端，以深度学习YOLOv5s模型为基础搭建轻量化检测模型，实现边缘端的天牛实时检测统计；检测结果经无线传输在系统Web端进行呈现，实现天牛数据可追溯。试验结果表明，智能监测系统对天牛监测效果良好，模型的准确率为94.4%，召回率为93.6%,IoU阈值为0.5下的平均精度均值(m AP0.5)为96.2%，单张推理耗时为1.40 s，模型大小为9.3 MB；用户可通过系统Web端查看天牛数量变化趋势。该系统可实现诱捕器场景下的天牛远程智能监测，对提高森林害虫防控智能化水平具有重要意义。     

基于短信息的温室生态健康呼叫系统

为解决温室监测“低端化”的问题，IPMIST实验室开发了由W78E58B单片机及WMOD2B GSM模块构成的基于短信息的温室生态健康呼叫系统。该系统由RS232串行接口电路及数据采集系统组成，具有在温室的温度和湿度超出作物适宜生长的阈值范围时自动以发手机短信的形式向用户报警，以及用户可以根据需要向模块发送手机短信来随意设置手机号与温湿度范围等功能，方便用户对温室环境进行及时控制。该系统具有结构简单、工作可靠、安装方便等特点，同时该系统的成功研制证明了短信息应用于温室监测是可行的。     

CNN-LSTM在日本鲭捕捞渔船行为提取中的应用

目前，国内外部分自动化程度较高的捕捞渔船逐渐开始采用人类观察员与电子观察员相结合的捕捞监控方式。为简化电子监控系统数据处理流程、提高电子监控系统自动化程度、增强相关渔业公司及政府部门的管理效率，该研究提出将卷积神经网络（Convolutional Neural Network, CNN）与长短期记忆模块（Long Short Term Memory, LSTM）应用在传统电子监控系统数据中，用于灯光渔业日本鲭捕捞渔船行为提取。根据日本鲭捕捞渔船工作特点，划分出放网、收网、进鱼、转载等9种捕捞作业行为。设计4组平行试验，分别对比3层卷积神经网络、带有LSTM模块的3层卷积神经网络、8层卷积神经网络、带有LSTM模块的8层卷积神经网络在日本鲭捕捞渔船行为提取中的表现。试验结果显示，在测试集中该4种神经网络训练得到的模型综合评价指标F1分数分别达到了0.794、0.799，0.966及0.972，在配备NVIDIA Tesla V100 32GB高性能GPU的超算环境下5 000组数据平均每次检测耗时分别为34.66、34.50、37.41、37.61 ms。在一定范围内，网络深度的增加会显著提升模型的效果，但检测耗时也会有明显增加；LSTM模块的加入对网络模型效果有一定程度的提升，且不会显著影响检测耗时。因此，CNN-LSTM 模块在电子监控系统高实时性、高精度场景下均有较大的应用前景，能够提高电子监控系统自动化程度，提高相关部门的管理效率。     

基于北斗/GPS的谷物收割机作业综合管理系统

针对在谷物产量测量作业中收割机采用单一的全球定位系统(global positioning system,GPS)进行定位时定位信息不稳定的问题,提出利用具有定位和双向通信功能的北斗/GPS双模用户机,其内部采用北斗(BJ-54)和GPS(WGS-84)2种混合定位方式,将这2种定位方式互补使用,可以解决当使用单一定位情况下定位信息不稳定的问题。利用北斗/GPS双模用户机的定位信息实现谷物收割机行走线路图的测绘;利用北斗卫星的报文通信功能代替全球移动通信系统短信息服务,实现谷物收割机作业数据的远程传输功能。谷物收割机作业综合管理系统包括作业管理中心和车载子系统两部分。车载子系统实现收割机的地理位置、收割面积和谷物质量等数据的采集,然后将采集的数据通过北斗卫星传输给作业管理中心。作业管理中心利用这些数据可以绘制出收割机作业轨迹图和产量分布图,同时作业管理中心也可以向收割机发送作业指令,并通过文本语音转换模块将文本内容转换成语音信号输出,实现作业的综合管理与调度。田间产量测量试验表明,系统测量谷物收割面积相对误差为2.9%,谷物产量相对误差为3.47%,系统运行稳定、可靠。该系统可为南方丘陵山区谷物收割机跨区作业的产量测量、管理提供参考。     

生鲜农产品供应链近场通信智能数据采集终端系统设计与开发

为了解决生鲜农产品供应链信息传递不连续、不完整、不真实等问题,防止农产品给人民生活健康带来威胁,该研究开发了基于近场通信技术的数据采集终端。该文分析了生鲜农产品供应链数据采集设备及工作环境的特点,开发一种基于近场通信技术(near field communication)、北斗系统(bei dou system)及全球移动通信系统(global system for mobile communications)集成技术的生鲜农产品供应链数据采集终端。该终端包含4个模块:NFC模块、系统CPU模块、北斗模块和GSM模块及电路系统。终端在写入数据时,同时将北斗加密数据通过NFC芯片PN532写入NFC标签,并通过GSM模块以短信的方式传递给后台数据库,利用RS232将数据信息传入节点企业平台,实现生鲜农产品数据信息的三重备份。该采集终端借助物联网及无线传感网的技术优势,实现生鲜农产品供应链各环节数据的自动智能采集并进行加密,满足企业在生产过程中不断变化环境下的数据采集及存储需求,该终端在极端环境下读取速度虽然降低了10%~25%,但存储率依然为100%,满足生鲜农产品供应链数据采集的需要,能够实现节点企业间信息连续度,为实现生鲜农产品可追溯提供参考。     

RTK-GPS系统设计及VRS差分方式分析比较

为了满足精细农业中对高精度定位数据的需求,该文使用低成本的RTK-GPS OEM板和无线通讯模块,设计开发了一套可采用VRS差分的GPS接收系统,并对北京市VRS系统的RTCM/CMR两种差分数据源格式、GPRS/CDMA两种差分数据无线传输方式的稳定性进行了分析比较。实验结果表明,设计开发的系统性能稳定;VRS差分数据源稳定可靠,可满足不同精度要求的GPS定位需求;CDMA无线传输方式引起的数据延迟小于GPRS方式,但通信成本较高,用户可综合考虑成本和精度两方面因素进行通讯方式的选择。     

基于UAV高分影像的陕北人工林结构参数提取

定期的森林结构参数提取是监测评价造林质量的重要方式,对林业规划有着重要的指导意义.基于大疆四旋翼无人机搭载RGB高清相机获取了陕北人工杨树林的高分影像,通过多尺度分割和面向对象提取、点云分类、以及Leica Cyclone中的点云数据图模块处理,实现了陕北黄土高原地区人工杨树林森林结构参数(冠幅、树高)、冠层高度的提取...     

棉花种质资源管理信息系统的建立与应用

MIS系统的应用是棉花种质资源工作现代化、自动化的标志。本文介绍了用VISUAL FOXPR06．0可视化开发工具，开发棉花种质资源管理信息系统(Cottonmis)系统的过程，同时对该系统的结构、特点及适用范围做了阐述。对其数据维护模块、查询浏览模块、报表输出模块、备份恢复模块等功能使用做了介绍。     

手机移动气象减灾系统中的在线管理系统

在线管理系统的主要功能是对气象减灾的用户和气象信息产品进行管理。阐述了在线管理系统的数据表结构和设计、手机移动气象减灾系统运行的流程以及在线管理系统的主要模块和功能。     

网络品种资源信息管理系统的研制

运用知识工程和系统工程层次分析法,建立了一个基于网络的品种资源信息管理系统。系统以WIindows为开发平台,综合运用数据库技术,建立了品种资源信息数据库;运用系统工程、软件工程实现了系统模块建设。通过高级软件开发工具PB实现了其后台信息维护功能,利用ASP.NET网络开发技术开发出用户能够通过网络访问的客户端系统。该系统是对农业品种资源进行多年收集,并在吸取以往开发信息系统经验,充分利用网络和计算机快速、准确处理信息等优势开发而成。系统除具有客户端查询、分析品种资源信息外,还可通过后台维护系统对用户级别和权限设置,数据备份与恢复,保障了数据的安全性、可靠性。该系统还可对各类信息类型加以设置,以适用于其他种类信息自动化管理,具有良好的可扩充性。     

智能化水产养殖信息系统的设计与初步实现

智能化水产养殖业信息系统以当今世界上主流的Intranet技术(服务器、浏览器),采用先进的Client/Server/Server(CSS)多层体系结构。以等图象处理软件为开发工具,以Windows NT4.0/Windows98为应用软件平台,对水产养殖、网上专家、信息咨询、渔业环保、市场商情、观赏鱼、会员注册、相关站点等8个基本模块进行了系统集成。实现了完善的专家决策支持功能、直观的专家在线功能和广泛的信息服务功能     

“绿十字预测博士”软件系统LSZ98简介

本文介绍了“绿十字预测博士”软件系统的结构、功能、使用方法及其初步应用情况ＬＳＺ９８集数据库管理、模型运等功能于一体,为用户进行建模及数据处理提供了比较完善的解决方案,可在Ｗｉｎｄｏｗｓ９５／９８／ＮＴ等环境下运行。该系统所括的数学模型方法要有：回归分析、时间序列分析、判别分析、聚类分析、典型相关分析、多因素分析、线性规划（单线形法）,有差分析和灰色系统分析等模块,每个模块又包括相互关联的几种不同     

基于GPS和PDA的移动智能农田信息采集系统开发

根据精细农业发展的需要,开发了移动智能农田信息采集系统。系统以掌上电脑(PDA)为平台,集成了ZigBee协调器模块、GPS OEM模块和GPRS模块。ZigBee协调器模块用于管理农田无线传感器网络,通过农田无线传感器网络采集农田信息,应用无线节点进行数据的采集;GPS模块用于采集并管理各采样点的位置信息,并通过虚拟差分站VRS接收GPS位置的差分信息以提高定位精度;GPRS模块用于在申请差分信息和与上位机通讯时建立远程无限网络连接。使用VC语言开发了嵌入式应用模块,实现了无线传感器的农田信息、GPS的