LabVIEW软件平台在果园生态环境远程监测系统中的应用

在果园的生产管理中，环境对果树的生长发育、栽培技术的实施、病虫害的预防等产生极其重要的影响。应用LabVIEW虚拟仪器开发平台，结合数据采集模块和各种传感器，实现了果园生态环境数据的实时采集，并利用LabVIEW自带的远程面板技术让客户远程监控服务器端。试验结果表明：系统能较好地实现果园生态环境远程实时监测，为果树生产管理提供决策依据。     

基于物联网技术的土壤温度水分远程实时监测系统的构建和运行

物联网能够通过传感器和互联网将任何物体联系起来,为进行实时跟踪监测、管理和研究提供了有效手段。该技术在土壤生态系统研究领域具有应用前景,但在国内发展滞后亟待深入研究和拓展。本研究将物联网技术与土壤生态环境因子监测研究相结合,选择三峡库首地区典型土壤和不同施肥条件下的脐橙为对象,通过野外安装土壤剖面温度水分传感器、环境温湿度传感器、有线和无线数据传输网络硬件,同时定制开发了一套远程监控管理软件平台,构建了一个基于物联网的土壤环境远程实时监测系统。该系统是利用交叉学科优势对土壤生态因子监测和研究手段在时空范围上拓展和探索,克服了传统原位采样和测试方法带来的滞后和误差,提高了获取数据的效率和准确性。利用该系统特点通过进一步研究脐橙生长过程对土壤剖面温度水分实时动态的响应机制,可深入探讨脐橙高效生产和提高水肥利用率的措施,验证物联网技术在土壤生态因子研究中的准确性和可靠性。该系统的构建和运行,将为三峡库区优质脐橙生产提供科学依据,为土壤干旱预警、水土流失以及面源污染监测提供科学手段。     

基于计算机视觉的大田害虫远程自动识别系统

为了实现大田害虫的快速实时识别和诊断,设计了一套大田害虫远程自动识别系统。该系统通过3G无线网络将害虫照片传输到主控平台中,在主控平台中实现远程自动识别。系统首先对害虫图像进行基于形态和颜色特征值的提取。害虫图像的形态特征由周长、面积、偏心率等以及7个胡不变矩共16个特征值组成,颜色特征值由9个颜色矩组成,然后建立支持向量机分类器。采用该系统对6种常见大田害虫进行了测试,平均准确率达到87.4%。考虑到不同的害虫姿态和大田中不同的光照条件,系统的分类效果是满意的。     

现代信息技术在害虫种群密度监测中的应用

害虫种群密度监测是害虫预测准确度关键,对农田生态系统中害虫综合管理有重要指导意义。该文从传统的害虫监测技术入手,分析了近年现代信息技术在害虫自动化监测中应用的进展,分析了计算机视觉、声音信号、传感器、雷达和遥感等信息技术在害虫密度估算中的优势和存在的问题,指出了计算机视觉技术和传感器技术是具有潜力的监测技术,阐述了现代信息技术在害虫自动化监测的主要方向和实现途径,对未来农田生态系统中害虫预测和综合管理具有重要意义。     

数学形态学在害虫种群密度监测中的应用

随着信息快速采集技术、计算机网络技术、人工智能、图像识别、决策支持系统等高新技术的发展,推动了“精细农作”技术体系的广泛实践。该文将数学形态学的基本运算方法及形态分水岭分割算法等图像处理信息技术运用到害虫种群密度监测中,根据昆虫飞行中CCD镜头区域远近及昆虫个体大小的先验知识,利用基于先验知识的流域分割算法,能有效地抑制背景及翅膀的影响,准确地识别出昆虫的个数,试验分析表明大大提高了害虫信息的采集效率及精度。     

诱杀害虫的新招法——昆虫性引诱剂在害虫防治上的应用

当今世界上生活着一百万种以上的昆虫,它们情愫暗通,争相追逐,有人把这种现象称为昆虫的“恋爱”。雌虫靠什么向雄虫暗送秋波呢?早在一百多年前,科学家在研究鳞翅目昆虫雌雄间性引诱现象时,就发现了把能同种异性昆虫从远地引诱而来交配的化学物质--性信息素.原来昆虫成虫在性成熟时成虫腹部未端腺体,能分泌在空气中迅速扩散,具有特异性气味的物质。昆虫的触角一旦感受这种“讯号”,就会跟踪而来,激起     

低功耗经济型区域墒情实时监测系统

灌区墒情实时监测是现代灌区灌溉管理中的必要部分和基础工作。该文设计了一种利用微功耗处理器的墒情监测仪,仅用2节1号干电池供电,结合GPRS(general packet radio service)数据传输至网络服务器处理分析,从而实现了区域分布式的墒情监测。本系统设计装载4层土壤水分/温度传感器和1层水势传感器,根据灌溉管理需要布设在作物根区不同深度;利用微处理器和设计电路进行土壤墒情等参数的采集、存储、传输和控制,每小时采集1次数据、每日将数据发送至网络服务器。通过在灌区不同区域典型作物生育期内实际运行1 a结果表明,该系统采用干电池或锂离子电池供电,体积小而便于在田间布设,不影响农田耕作,方便经济;监测数据能够及时传送至网络服务器以进行结果处理和灌溉管理。该文同时也对系统特点进行了总结,并指出对该系统进一步改进和研发方向。     

少免耕播种机牵引阻力远程监测系统

针对少免耕播种机牵引阻力的监测,该文提出了一种能够实时采集信号、无线传输数据、现场移动监测、远程同步监测的少免耕播种机牵引阻力监测系统。该系统通过在3点悬挂杆铰接处安装2维轴销测力传感器实现对其受力情况的实时检测。采用无线传感网络技术(wireless sensor network,WSN)实现传感器信号采集和数据短距离无线传输。采用嵌入式技术开发无线数据监测移动终端,实现牵引阻力的现场监测以及数据转发。利用Visual C++开发的远程监测软件,在远程计算机上实现牵引阻力的动态监测、实时显示、在线分析和批量存储。经计量,该系统模拟量检测最大误差为4 mV,线性度为0.04%。田间试验表明:系统实现了少免耕播种机牵引阻力的现场移动监测以及远程同步监测,系统使用方便并降低了田间测试的复杂程度。     

农机作业远程监测系统的开发与设计

随着我国社会主义经济的快速增长以及科学技术水准的飞速提升,以往的人工操作手段已经难以满足现阶段农业作业面积的准确计算和农机补贴申请流程加快的目标。基于此,有关部门和管理人员可以合理使用物联网以及移动互联网等信息技术来创建一套完备的农机作业自动监测体系,从而使用农机监测终端收集并传输相应的农机定位信息、状态数据以及作业轨迹信息等。     

基于无线传输的粮仓温湿度远程监测系统

该文设计了一套基于ZigBee无线传输方式的粮仓温湿度远程监测系统,有效地解决了目前粮仓粮情监测系统存在的布线困难、扩展性差和成本高的缺点。该系统采用CC2430芯片搭建ZigBee星型网络,网络中的ZigBee设备以TI公司的Z-Stack为基础进行软件设计。ZigBee终端节点承载了粮仓温湿度数据采集的基本功能,并通过ZigBee网络将数据发送给ZigBee协调器,协调器通过RS232串口将数据传送给服务器。并且系统在服务器机上配置了数据库服务和WEB服务,远程粮仓管理员可以通过http服务访问服务器,查询粮仓的温湿度数据并控制粮仓的温湿度采集,从而取消了对粮仓管理员工作地点的限制。该文采取试验对该系统进行了验证,系统的温度误差在±0.4%范围内,湿度误差在±1.0%范围内。研究结果表明该系统数据传输正确、可靠同时具有实时性好、可靠性高以及耗能低等优点。     

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。     

地面遥感监测系统在水土保持监测中的应用初探

目前我国3S技术地理信息系统GIS（Geographic Information Systen）、遥感RS（Remots Sensing）、全球定位系统GPS（Global Posititon System）广泛应用地质、军事、交通、环境、林业等多种领域。如果地面遥感监系统能在水土保持监测中得到充分应用,将使部分监测工作自动化、数字化、高效化,使水土保持监测工作更加系统、完善。就地面遥感监测系统在水土流失动态监测、水土保持工程验收、效益评估、监督执法等方面的应用进行了初步探讨。     

地面遥感监测系统在水土保持监测中的应用初探

目前我国"3S"技术广泛应用于地质、军事、交通、环境、林业等多种领域。如果地面遥感监测系统能在水土保持监测中得到充分应用,将使部分监测工作自动化、数字化、高效化。使水土保持监测工作更加系统、完善。就地面遥感监测系统在水土流失动态监测、水土保持工程验收、效益评估、监督执法等方面的应用进行了初步探讨。     

本地存储技术在农业远程监控系统中的集成应用

数据安全存储和方便调用是远程监控系统研发中的重要技术,在前期重点解决网络服务器异地数据存储技术的基础上,研发了基于U-Disk和现场计算机设备的数据存储技术。实践应用表明,新增功能具有很高的可靠性,可解决因网络故障或通信阻塞引起的数据丢失等问题,且弥补了只有在计算机和Internet都具备的情况下才能查看和浏览数据的不足。     

基于GSM短消息的铁路水土流失远程自动监测系统研究

铁路沿线水土流失及其带来的灾害严重威胁铁路运输安全。研究人员开始着手水土流失监测及灾害预警研究工作。但新建铁路沿线人烟稀少地段的水土流失监测及灾害预警仍然比较困难。核心问题就是远程数据传输存在成本高、通讯距离短、通讯效果差等问题,采用其它的信息回收实时性及可靠性差。基于覆盖范围广的GSM网络的短消息信息成熟技术,设计了基于公共GSM短消息信息平台,实现了现场数据降雨量和土壤流失量远程监测及基于监测数据分析实时灾害预警系统,取得了良好的实验效果,推广应用将产生重大的社会和经济效益。     

基于ARM和GPRS的远程土壤墒情监测预报系统

为提高农业灌溉用水利用率、实现节水灌溉,设计了基于GPRS的无线土壤墒情监测预报系统。提出了一种土壤墒情监测预报模型,开发了以ARM9系列S3C2410处理器、GPRS模块和CS8900a网卡等组成数据采集系统,实现了对土壤墒情信息的自动采集、存储和墒情信息的无线网络传输,并可以根据墒情信息实施定时、定量的灌溉控制。该系统已投入国家农业示范基地使用15个月的时间,试验表明,该系统对土壤墒情的预报值与实际测试数据误差为3.39%,实现了对土壤墒情的有效监测和准确预报。     

水土流失遥感监测GIS数据库在嘉陵江流域上的应用

在对水土流失遥感监测数据流程进行分析的基础上,详细说明了数据库的设计内容,嘉陵江流域水土流失遥感监测项目涉及项目区DEM、土地利用、植被覆盖、土壤侵蚀等诸多因子的信息,累计达200GB,设计完成后的数据库可以满足对水土流失海量监测成果的数据进行科学系统和有效地管理,便于嘉陵江流域水土保持的宏观决策和大、中尺度水土保持规划设计。     

基于GPRS的土壤风蚀实时监测系统研制与测试

为克服野外观测和风洞测试的缺点与不足,提高观测数据的连续性、科学性与可靠性。该文综合无线传感网络技术、传感器技术、电子技术和网络通信技术,研制了热敏式风速传感器、分流对冲式风沙分离器和具有无线组网与自动数据采集处理功能的近地表风速廓线仪和多通道集沙仪,建立了基于GPRS网络的土壤风蚀监测系统,实现了被测区域环境温度、相对湿度、大气压力、近地表风速廓线和风沙流结构等参数的同步采集、实时处理和远程监测等功能。试验结果表明:风速传感器输出电压在0.3～4.3 V之间,响应时间小于3 s,有效测量范围在0～17 m/s,测量精度随风速增大而降低,在6和17 m/s风速下的测量精度分别为0.1和0.3 m/s;风沙分离器的降速效率和风沙分离效率分别在96%和99.8%以上,平均等动力性≥92%;称量系统有效测量范围在0～170 g,精度达0.01 g,短期静态误差和长期累积误差分别不超过±0.02 g和±0.04 g;9、12、15和18 m/s风速下的平均集沙效率达91.98%;无线通信建立时间≤5 s,中心汇聚节点可在3 s内实现一次节点遍历和数据汇聚,有效传输距离达140 m以上;风速廓线节点和集沙仪节点单次最大工作时长不低于6和22 h。在野外试验条件下,系统软硬件部分均运行稳定可靠,自组网数据传输的丢包率和错误次数为0,环境温度、相对湿度和大气压力的偏差分别小于2℃、4%和10 hPa;测得的近地表风速廓线与风沙流结构均符合指数分布规律,满足大尺度、跨区域野外土壤风蚀同步研究的需求。     

自动监测系统在江西红壤坡地水土流失监测中的试验应用

介绍了试验应用于江西省红壤坡地水土流失监测的自动监测系统的组成与特点,以及该系统在江西水土保持生态科技园的试验应用和野外人工模拟降雨条件下的水土流失监测实践。结果表明,温度、湿度、雨量、水位、土壤含水量等的自动监测结果与人工测定结果之间呈良好的线性相关关系,监测数据较为准确、稳定。自动监测系统操作简单、性能可靠、自动化程度高,可适用于江西省红壤地区。