基于计算机控制的水肥一体机通信系统模块设计

针对水肥一体机智能化程度不高、数据传输不够稳定的问题,设计了基于计算机控制的水肥一体机,并对通信系统模块进行了改进。水肥一体机的主要组成部分为核心控制器、数据采集模块、灌溉施肥模块、通信系统模块和报警模块。其中,通信系统模块采用构件无线传感网络(WSN),融合ZigBee和GPRS无线网的方式传递数据信息,通过对通信系统架构和通信节点进行设计,以保证数据快速、准确的传输。试验结果表明:通信系统可以满足数据准确、快速传输的要求,灌溉作业状态稳定,能够根据土壤状态及时进行灌溉作业。     

基于模糊策略的水肥一体机控制可行性分析

为进一步提高我国农业水肥一体机的综合作业效率,实现用水量与施肥量的混合浓度最优配置,以模糊策略为设计基点,针对整机控制展开可行性分析研究。以整机作业架构组成为基础,考虑灌溉施肥同步过程的水肥动态平衡,搭建正确的模糊策略模型,进行系统的软件设计与硬件匹配。通过升级型水肥一体机实施灌施作业的效果验证,结果表明：基于模糊策略的水肥一体机控制系统整体试验过程顺畅,灌施的肥液均匀度可相对提升8.77%,系统对于各监测参数的响应度与稳定性均保持在90%以上,验证了设计的可行性;试验中节水率和肥料利用率分别较模糊策略应用前提升至91.70%和93.15%,整体灌施效率良好,说明了此模糊策略应用设计的优越性。研究结果对于实现水肥一体装备的智能控制水平向纵深提升具有很好的参考价值。     

基于嵌入网络的水肥一体机系统平台软件测试

以水肥一体机系统平台为研究对象,利用嵌入式系统及TCP通信方式建立平台控制通信软件.利用Visual Studio对系统平台中的TCP通信软件、监控系统运行软件以及水肥溶液浓度控制模块软件进行测试,结果表明:嵌入式控制系统TCP通信及监控中心TCP通信均能够正常工作,且通信运行状态良好;监控系统软件能够实时进行灌溉过程...     

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。     

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...     

基于网络平台的植保无人机通信系统设计

以提升植保无人机的通信系统性能、改善无人机作业效率为目标,结合先进数据传输网络平台技术,对其通信系统进行了设计。在植保无人机通信系统运行原理的基础上,搭建基于网络控制与传输平台的通信模型并增设控制补偿模型,根据实现功能目标需求,针对系统进行软件模块功能设计与硬件架构配置,形成完整的植保无人机地面监控与机体飞行通信系统并进行通信试验。试验结果表明:该植保无人机通信内部数据处理丢包率、系统通信强度、无人机作业通信距离等指标均得到改善,系统有效通信距离大幅度提高,系统收发数据信号反应灵敏度较一般传统通信提高21%,系统平均丢包率由1.5%可提升至1.36%,并实现了分级、分功能的数据准确传输与显示,为无人机进行远距离作业提供通信数据传输控制便利,可为类似农机设备通信系统优化提供参考。     

基于计算机网络的水肥一体机监控作业研究

针对我国传统的灌溉和施肥技术的水分利用率较低、农田管理效率低下的问题,基于计算机网络技术对水肥一体机的监控作业进行研究.该水肥一体机的主要组成包括设备模块、通信模块、数据模块、接口模块和用户模块.农作物生长状态主要受电导率(EC)和酸碱度(pH值)的影响,为了实现对这两项指标的控制和调节,对水肥一体机的监控软件进行设计...     

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。     

基于通信耦合的大面积灌溉系统设计研究

为进一步提高大面积灌溉系统的作业效率与灌溉后田间土壤效果,基于通信耦合理念针对系统展开设计。以大面积灌溉系统控制组成与作业机理为基础,根据灌溉流量与时间的内在关系,考虑信息冗余及检测攻击等条件,应用CI核心耦合算法,结合MatLab最优解,建立大面积灌溉控制的通信耦合理论计算模型,进行系统通信耦合硬件布置架构与软件布局,并实施灌溉作业试验。结果表明:在同一灌溉速率的试验条件下,灌溉前土壤湿度与灌溉时间呈负相关,符合实际;基于通信耦合后的通信数据丢包率在3.51%以下,灌溉均匀度在85.9%～90.3%之间,灌溉后土壤湿度达标率达到95.5%以上。系统可为类似智能控制农机通信改善提供思路与参考,具有较好的推广价值。     

在线式水肥一体机设计及其EC值稳定性研究

在设施农业无土栽培系统中,营养液作为作物的主要营养源,其稳定性尤为重要,而EC值（The value of Electrical Conductivity）是衡量营养液中离子浓度的重要指标。本文设计了一款满足营养液配置和供给的在线式水肥一体机,并在生产环境下对其进行运行试验,持续跟踪水肥一体机在生产环境下的运行数据,分析水肥一体机EC值不稳定的原因,最终找到了影响EC值稳定性的3个因素：PID算法、管路系统设计以及供水水源的水压稳定性。     

基于STM32的水肥一体机智能控制系统优化研究

以水肥一体机智能控制系统为研究对象,对作物生长过程中所需的水分及肥料进行分析,利用工控机作为上位机、STM 32控制板作为下位机,搭建水肥一体机智能控制系统.系统可根据作物生长状态、灌溉面积及环境参数,结合作物生长需求进行灌溉量和肥量的分析计算,并根据肥料溶解特性进行灌溉施肥时间的分配转换,在STM 32控制板的输出指...     

自走式山地割膜耙膜卷膜一体机的设计与试验

针对国内地膜回收机械在收膜过程中出现卡死及收膜率不高等问题。根据农艺要求,设计了一种自走式山地小型化割膜、耙膜、卷膜多功能一体机。同时,介绍了该多功能一体机的总体设计方案、主要技术参数和传动系统,并进行关键部件的设计。为了检验山地割膜、耙膜、卷膜一体机的作业性能,进行了田间单因素及多因素试验,结果表明:该机可一次性完成卷膜、收膜及护苗等功能,各项设计指标均达到要求;当作业速度达到0.3 m/s、地膜铲入土深度为0.0 4 m、挑膜齿安装角度9 0°时,收膜率为9 5%,可满足山地地膜回收作业技术的发展需求。     

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。     

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.     

农机作业现场视频无线传输系统的设计与实现

为解决农业机械作业信息滞后、时效性差的问题,基于嵌入式技术和3G通信技术设计一套应用于农机作业现场的视频无线传输系统.系统中制定了一种可靠的进程间通信规约,采用H.264视频编码技术编码视频,根据RTP协议封装编码后的视频数据,使用3G无线网络作为通信信道传输视频数据给远程监控中心.试验表明,系统工作稳定可靠,能够实现每秒25帧720×576分辨率大小的实时视频的传输.     

多频与无线传感融合下的植保无人机通信系统研究

为进一步提高植保无人机的通信质量与整机作业效率,以多频与无线传感融合通信机理为出发点,针对其通信系统进行设计。在深入理解无人机作业特点与通信控制目标的基础上,侧重通信链路质量与数据收发成功率等关键指标,建立无人机多频无线传感通信模型,以通信系统多频与无线传感融合设计框架为依托,进行硬件选型与软件控制模块设计。多频无线传感融合通信试验表明:通信系统经合理调度及多频无线融合,通信误差率平均可保持在2.889%,整机一次作业完成时间效率提高了12.83%;作业过程各通信节点设置准确合理,整机工作效率可由传统无线式的89.90%提高到93.20%。该设计满足多频融合数据传输稳定、高效的作业要求,具有很好的参考价值。     

轻简水肥一体化系统设计与实现

针对小规模农业灌溉应用中对水肥一体机高精度及低成本的需求,设计了一套轻简型水肥一体化系统.为实现精准水肥比例调控,系统可根据用户输入的标准水肥比和测量实时水速,利用脉宽调制技术通过改变占空比来调控肥速,直至满足水肥比误差要求.为降低测量误差的影响,设计中对传感器所测流量及水肥比例调控过程进行修正补偿,提高水肥调控精度.此外,提供了触摸屏和远程APP两种控制模式,操控方式简单,用户只需根据实际情况输入灌溉水肥总量,系统即可自动完成控制过程.结果表明,所设计的轻简水肥一体系统在不同水肥比例要求下,水肥配比精度高,运行稳定,可实现精准施肥灌溉.     

稻麦联合收获开沟埋草一体机播种系统设计与试验

目前免耕播种机多为收获后免耕播种作业,未有将免耕播种系统与收获、秸秆还田相结合的复式机型,为了满足此种集成作业需要,达到抢农时、提高作业效率、减少机器下地次数的目的,设计了一种免耕播种系统与稻麦联合收获开沟埋草一体机相结合的机型,该播种系统主要由排种装置、种沟开沟装置、抛土装置构成。性能试验结果表明:设计的小型免耕开沟器开沟深度为3.1 cm,开沟宽度为3.6 m,破茬率为83.4%;延伸板长度为12 cm的抛土装置单侧抛土幅宽为105 cm,覆土厚度为2.2 cm,碎土率为97.8%,抛土均匀性为91.7%。播种系统水稻旱直播田间试验表明:当播种系统播种水稻干种、湿种播量分别为112.5 kg/hm~2、135 kg/hm~2时,产量分别为6 532.4、6 510.0 kg/hm~2,满足一体机免耕旱直播的播种需求。     

基于模糊控制的水肥一体化pH值控制策略研究

近年来,各级部门大力推广水肥一体化技术,提高水肥的利用率,节约水肥资源。目前国内的水肥一体化系统还存在智能化水平低、混肥精度不高和pH调控不精准的问题,针对水肥一体机调节水肥pH值过程的大滞后、大惯性、数学模型不确定的特点,本论文将模糊控制应用于水肥一体化设备,设计调节水肥pH值的模糊控制系统。用Matlab软件对此系统和传统的PID控制系统进行对比仿真,试验证明该系统能够满足精准施肥过程中对pH值调节的控制要求,并且该系统具有更小的超调量和稳定时间,超调量减少32%,调节时间减少90 s,以及更强的抗干扰能力的特点,恢复时间减少90 s。仿真效果理想,可以将此控制策略应用于水肥一体化控制设备中。     

基于WEB的粮仓信息采集远程监控系统

针对粮仓的信息采集要求,结合嵌入式Web,设计了一种粮仓信息采集远程监控系统.该系统由粮仓现场检测系统、Web服务器、远程监控中心3部分组成.Web服务器通过RS-232标准串行接口与粮库现场测控器通信,经光纤以太网与远程监控中心交互信息.粮仓现场测控器采用89C51单片机,通过温湿度传感器采集信息,将采集的数据经过处理后通过串行通信接口上传到Web服务器.基于嵌入式平台进行嵌入式Boa服务器的设计和Boa监控软件的开发,远程用户可方便地实现对粮仓信息采集的监控.