基于机器人的盆栽作物生长环境智能监控系统设计

针对作物育/选种过程中,采用人工操作方式对作物样本植株个体的生理指标和生长环境参数进行高频次采集,存在数据采集精度低、生产效率低、劳动强度大等问题,设计一种以AGV为采集终端的盆栽作物生长环境智能监控系统。系统以FPGA控制器为硬件核心,结合传感器、采集装置、导航、定位和Wi-Fi传输模块将采集的环境参数和图像信息传至上位机,上位机根据预先设定指令控制AGV执行终端依次对选取样本植株个体的图像和生长环境信息进行自动采集,并结合设定参数实现执行机构的远程控制功能,提高了育/选种过程中的智能化管理水平。试验结果表明,该系统采集盆栽作物的生长环境参数精度高、图像信息完整清晰、采集样本位置精度误差为25 mm、停车定位精度误差为±10 mm,无走偏和脱轨现象。该研究有利于技术人员快速、准确获取作物的生长环境和生长态势信息,为培育出更优质的农作物品种提供科学依据。     

工厂化水产养殖智能监控系统设计

提出了一种工厂化水产养殖中具有可溯源功能的智能监控系统.系统利用PROFIBUS-DP总线和工业以太网技术实现了数据的传输与共享,利用模糊控制与神经网络相结合的算法实现了对数据的处理分析,并得到控制信号,进行闭环控制,利用无线射频识别技术( RFID)实现了水产品质量的可溯源功能.结果表明,养殖环境各关键环境因子均满足控制精度,水产品的可溯源信息写入与读出均完整有效,完全达到了设计要求,能够满足工厂化水产养殖智能化的需要.     

采摘机器人智能监控和路径规划设计研究

为了提高采摘机器人自主导航和自动化定位能力,提升机器视觉的路径规划精度,基于 TI 公司的MSP430 F149 单片机,设计了一款具有监控终端和GPS导航功能的自动采摘机器人,实现了机器人路径规划实时处理、通讯、定位、报警一体化和自动化控制功能. 通过测试发现,MSP430F149 单片机具有功耗低、体积小、操作简单,便于系统管理维护等优点. 对机器人5 种路径规划的总体行驶精度路、径规划的移动时间利用率、路径规划的漏采率进行了测试,通过测试发现:5 种路径规划中套行法的各种指标测试效果最好. 同时,结合MSP430 F149 单片机和PID算法,实现了采摘机器人高效自动化采摘功能,提高了机器人的采摘精度,为采摘机器人的智能化设计提供了较有价值的参考 .     

基于单片机的水产养殖水质监控系统设计

根据工厂化内循环水产养殖的特点和中小型水产养殖户的需求,设计一种基于单片机的水产养殖水质监控系统,应用单片机技术对水质实时监控,具有高性价比、使用简单、可靠有效等特点,可实现对养殖池的自动控制.     

基于PLC的智能搬运机器人控制系统设计

随着市场经济的发展,企业竞争日益激烈,为了节约成本,提高生产力,越来越多的企业在工业生产中引进智能机器人。与传统工业生产设备相比,智能机器人生产效率高、人机界面可操作性强、性能稳定,在实际应用中可节约大量的人力成本。笔者利用PLC技术,设计了一种智能搬运机器人运行控制系统。仿真结果表明,该智能搬运机器人控制系统功能多样、运行稳定,能有效降低人力成本,提高物料搬运效率,弥补了国内智能搬运机器人运行系统可靠性差、拓展性弱等缺陷。本研究具有一定现实意义,为相关的设计研究提供了借鉴。     

基于MSP430F149智能监控的苹果采摘机器人设计

目前,农村劳动力的匮乏,农业机器人代替工人作业已经成为一大趋势。绝大部分采摘机器人都是以专业的工业PC机为智能控制平台,所占空间大、功耗高且价格十分高昂,使得智能机器人成本太高,推广的阻力很大。为此,以MSP430F149为核心处理器,结合机器视觉理论技术,设计了一套智能监控的采摘机器人控制系统,可以实时处理采集到的图像,指导采摘机器人前进及采摘目标果实。为了实现人机交互工作,设计了LCD显示电路,可以通过其实时了解采摘机器人的工作状态,且极大地降低了制造成本。实验结果表明:该采摘机器人视觉系统识别错误率低至3.72%,提高了采摘机器人的可靠性和采摘效率,具有很好的应用前景。     

基于物联网的温室智能监控系统设计

根据现代温室监控与管理需求,基于物联网技术框架,设计并实现了一种基于物联网的温室智能监控系统。系统由现场监控子系统、远程监控子系统和数据库3部分组成。采用基于分布式CAN总线的硬件系统实现环境数据的实时采集与设备控制,将分布图法应用于采集系统离异数据的在线检测。为了提高远程监控子系统的响应速度与交互性,采用了基于异步Java Script和XML技术(Ajax)的Web数据交互方式。结合温室环境调控的特点,将基于混杂自动机模型的温室温度系统智能控制算法应用于实际系统,实现了温室环境的自动调控。为保证设备控制的安全性,采用轮询法实现了现场监控子系统和远程监控子系统中设备状态的同步,并将基于Zernike矩的图像识别技术应用于双向型设备的状态检测,实现设备的自动校准。试验表明系统数据传输稳定,环境调控可靠,满足现代温室智能监控的需求。     

基于LEACH协议的水产养殖参数智能监控系统

提出了基于LEACH(Low energy adaptive clustering hierarchy)协议的水产养殖溶解氧参数低功耗无线测量网络和溶解氧浓度的智能变频控制技术。无线传感网络中簇首对测量节点的数据先进行融合,然后发送到基站。针对水体溶解氧参数变化缓慢的特点,规定在每一帧内变化小于0.1 mg/L时,不再向簇首发送数据。簇首调整各节点在该帧内数据发送时隙,延长簇首和节点的休眠时间,降低了功耗。PLC根据溶解氧参数的变化一方面通过变频器控制叶轮增氧机,在白天水体溶解氧质量浓度大于5.0 mg/L时,叶轮增氧机低速"耕水",充分利用自然界的风能、光能和藻类的光合作用改善水质;另一方面当溶解氧质量浓度低于5.0 mg/L下限时,采用模糊变频控制迅速缩小误差,在接近控制目标后,变频器输出稳定。通过试验验证,相对于人工粗略控制,节约电能42.3%以上,产量提高11.8%,综合经济收益提高41.3%。     

水产养殖实时监控系统设计

分析了目前国内水产养殖的现状以及存在的问题,提出了一种可以改善目前水产养殖现状和解决这些问题的水产养殖监控系统。该系统是以51单片机作为控制核心设计的,利用温度传感器和pH电极实现了对水中温度和pH的实时监控,并采用对增氧机进行软件定时的方法实现对水中含氧量的控制。通过此种方法可以大大降低目前进行科学化水产养殖的成本,加快其规模化的进程。     

基于嵌入式的农田灌溉管网漏损智能无线监测系统设计

农田灌溉对于提高农作物产量具有重要作用,灌溉管网漏损实时在线监测对提升农田用水效率具有积极的现实意义。本文设计基于嵌入式的农田灌溉管网漏损智能监测系统,通过压电加速度传感器、压力变送器和超声波流量计等传感器信号采集,获取农田灌溉管网的振动噪声、水压和流量等数据,通过嵌入式单片机自适应滤波处理后,应用4G无线数据通信模块,将传感器采集的数据传输到云平台,云平台应用管理软件系统对灌溉管网监测数据进行实时处理和分析,从而准确确定灌溉管网漏损情况。试验结果表明,在非灌溉时间测试管网漏损状态,系统能够有效采集噪声、水压和流量等传感器数据,噪声数值超过预警值80 dB并进行报警。数据在无线网络中传输稳定高效,数据无线传输延时小于1.8 s。云平台应用管理软件系统功能正常,数据查询平均响应时间小于1.2 s。系统部署实施快捷,可广泛应用于农田灌溉管网运行状态实时监测,有效提高农田灌溉用水效率进而实现用水精细化管理。     

家禽智慧养殖从业人员继续教育模式调查分析

在全面实施乡村振兴战略和促进畜牧业高质量发展的背景下,为准确辨识对家禽养殖从业人员在智慧养殖技术的继续教育方式方法中存在的不足,及时改进教学模式提升家禽从业人员对于智慧养殖技术的运用能力。对家禽养殖业一线饲养和生产管理的从业人员进行问卷调查,对主要生产环节中智慧养殖技术的教授需求迫切性、教授方式、教学重点内容、生产环节等方面进行调查和数据统计分析。结果表明,从业人员对于家禽智慧养殖技术的需求迫切程度较高;在教育培训方式中,分类报告教授和现场教学的方式为较多人所接受,而对于网络教学的关注度和兴趣相对较低;继续教育内容的关注重点主要集中于智慧养殖中设施设备使用方法、安全事项和实操实践等方面,对于智慧养殖技术原理和新技术的进展,从业人员对其关注度也相对较低;针对教培中涉及的生产环节,从业人员对于家禽养殖环境智能控制和异常行为监测的关注较多。根据调研结果中发现的不足,从5个方面对家禽智慧养殖从业人员教培模式作进一步探讨,给出从业人员继续教育模式的改进措施。     

灌溉泵智能运行监测系统的研发

为了实时获取农业灌溉泵的性能参数信息以及农业灌溉用水水质信息,以达到优化灌溉泵运行,降低灌溉泵能耗,减少灌溉泵安全隐患,保证灌溉用水水质,防止农作物污染的目的,研发了一种基于STM32F103ZET6单片机设计的灌溉泵智能运行监测系统.该系统主要包括MCU核心控制模块、水质监测模块、驱动电动机电压电流信号采集模块、GP...     

智能田间除草机器人发展现状研究

智能田间除草机器人是当代农业发展现代化、精细化、智能化的重要体现,对国家社会发展、环境保护等方面有着重要意义。为明确智能除草机器人关键技术与装备当前研究现状,从除草方式、苗草识别定位和智能导航方式等方面,总结梳理典型除草机器人的研究现状及作业方式;综述智能导航、苗草识别、除草执行系统关键技术的重要意义及研究进展;结合除草机器人具有作业环境复杂多变性、作业对象娇嫩性、使用对象特殊性、作业季节性的研究特点,指出当前关键技术的现存问题并阐释组合导航技术、复杂田间环境图像处理技术及杂草分类、株间除草末端执行机构研发及机械结构优化是未来发展趋势。     

基于单片机的磁力泵温度监测系统的设计

针对磁力泵运转中多数故障及故障表现形式均与隔离套温度密切相关的特性,在分析磁力泵监控技术发展现状的基础上,结合磁力泵密闭式结构的特点,采用以单片机为核心技术,通过温度传感器对隔离套温度进行采样,将采样得到的模拟量通过转换电路,将温度信号放大修正,由A/D转换器转化为数字量,并由CPU读入单片机对磁力泵运行过程中隔离套温度状态进行实时监测,实现了温度数值实时显示、高温越限报警及停机保护.试验结果表明,该系统运行稳定、响应迅速准确,对磁力泵故障预防与诊断,确保磁力泵系统安全可靠运行,具有一定的实用价值.     

中小规模禽舍适用的无线环境监控系统设计

针对已有监控系统存在设计冗余、部署复杂、成本较高难以在生产规模较小的禽舍推广使用的缺点,设计并实现一种适用于中小规模禽舍使用的环境监控系统。系统中的无线监测器采用低功耗Wi-Fi技术实现,可为系统提供较为精准的数据采集功能。监测器通过不同的子任务流程,实现周期性的低功耗控制策略。业务服务器基于树莓派单板电脑,采用基于Java的Spring Boot框架,可在实现用户接口的同时,使用底层硬件接口对环控设备实施自动化控制。长期对比测试表明,该系统可降低禽舍用电量约7.71%,使禽类淘汰率降低0.8%。系统所具有的硬件实现成本低、部署简便、环境监控准确可靠等特点,使该系统在中小规模禽舍中具有较高的推广应用价值。     

基于Web技术的农田恒压灌溉远程监控系统测试研究

为了解决农村灌溉质量不高,能源利用率低等问题,基于物联网技术、控制技术以及互联网技术,研究设计了1套农田恒压灌溉远程监控系统.该监控系统主要包括了现场感知层、网络层以及应用层.现场感知层主要通过Zigbee无线通信模块构建了星形感知网络,利用PLC与单片机2大核心节点以主从模式实现了现场泵站设备的控制、田间环境参数的采集和电磁阀节点控制等;利用改进后的粒子群算法对农田灌溉出口压力进行了PID优化控制;应用层主要利用以太网通信,借助于西门子PC Access软件作为OPC Server,从而以B/S模式,采用Java语言结合JavaBean组件开发了基于Web技术的远程灌溉网络监控应用软件.系统目前应用于江苏省太仓市某一标准化农田灌溉,不仅数据采集准确,压力控制平稳,节能效果好,与阀门控制达到恒压的系统相比,可以节电20%左右,而且该系统的抗干扰能力强,当外界设定压力发生变化时,能够在10 min 左右进行快速调节达到预置压力;另外该系统远程与就地控制设备灵活可靠,状态监测实时,人机交互便利,节省劳动力达到90%.     

基于农用STM32的电动机转速监测系统设计

农业作业环境复杂,实时监控农用电动机转速对判断电动机运行状况具有重要意义.笔者设计了一种电动机转速监测系统,该系统主要由光电开关传感器、触发圆盘、OLED、STM32单片机组成,通过单片机的定时器中断和外部中断功能,可实现对电动机转速的实时监控,通过IIC通信技术,可实现转速数据的可视化.该系统抗干扰能力强、精度高、实...     

基于STM32的越野搬运机器人的设计

随着智能技术突飞猛进的发展、教育理念的不断更新,综合了对人工智能、计算机、自动控制、图像处理、传感器的机器人技术需求也在高速发展。本文所设计的越野小车,通过黑箱法得出其总功能,功能元求解获得最优解。继而对机械结构、硬件选型、软件设计三个部分采用模块化设计,设计制作出一款高可靠、低功耗且操作便利的越野搬运机器人以适应教育理念的更新迭代。