基于Hilbert变换的害虫自动计数和发布系统的设计

基于希尔伯特变换(Hilbert),设计了害虫自动计数和远程发布预警系统。系统主要由杀虫灯、采集卡、变压器、PC机、可编程逻辑控制器(PLC)、路由器等硬件设备组成,运行时,杀虫灯高压网端的电压信号经变压器降压,采集卡采集降压后的杀虫网电压,采集卡通过USB口与PC机相连,PLC通过串口与PC机相连。用Lab VIEW软件作为平台,对采集到的信号进行Hilbert变换,得到信号的瞬时幅值,当瞬时幅值小于设定值时,通过串口给PLC发送Modbus指令,PLC接收到指令后对相应寄存器进行计数。利用PLC和My SCADA组态软件对PLC寄存器数据进行远程发布,手机端、远程桌面端都可监测现场害虫计数值。对采集到的714只害虫触网扰动信号进行分析,从中任意选4组共7个扰动信号进行演示,结果系统能准确识别7个扰动区,并通过手机端和远程桌面端显示。     

圆盘风扇风送喷雾气流速度场的CFD模拟及试验验证

为了研究圆盘风扇气流速度场分布特性及各因素的影响规律,建立了基于CFD模拟的沈力SF-4型风机气流速度场分布模型,并且设计实验验证了模拟结果。研究表明,进口气流速度变化对气流场分布特性无明显影响,但与风扇轴中心距离不同的截面上气流场速度分布规律有较大差异。双风扇同时送风时,对彼此气流场影响显著,且双风扇气流场气流速度分布均匀。模拟值与试验值对比表明,所建模型可以比较准确地模拟圆盘风扇气流场的分布。     

基于CFD模型的温室温度多指标GA优化控制

建立了基于CFD模型的温室温度多指标优化闭环控制系统.采用GA优化算法,在综合考虑温度平均值、温度均匀性和控制代价3项指标下,通过循环迭代构建了温度系统的闭环形式,获取了自然通风模式下的最佳控制量(入口和天窗开度),使得系统在多指标条件下达到最优.仿真实验表明:基于CFD模型的设计方法可将温室整体纳入控制系统之中,区别于传统的“点”控制形式,通过多指标体系的GA算法寻优,可使温室作物的区域性生长差异和能量消耗减小,提高温室控制精度,丰富温室控制系统的设计方法.     

基于CFD模拟模型的温室温度场均匀性控制

为达到精确控制温室环境因子的目的,提出一种基于计算流体力学(CFD)模拟模型的试验设计(DOE)优化控制系统,通过正交试验设计,在尽可能少的CFD求解次数下,获得环境因子控制的最优组合;以温度场控制为例,通过引入均匀性评价指标,以CFD为计算工具不断改变控制输入的组合,使该指标达到极小,从而在原有温度定值控制基础上,使温室作物温度生长的局部差异减小,提高温室综合生产效率;最后以试验实例给出了这种方法求解的基本过程,结果表明优化后的效果明显,控制组合方式易于获得。     

墒沟集草型稻麦联合收获机设计与试验

在现有全喂入式稻麦联合收获机上,采用技术集成的方法,重新配套动力,加装开沟、导草及其传动等装置,设计了墒沟集草型稻麦联合收获机.试验表明,该机设计方案可行,作业质量稳定,平均作业速度可达0.8 m/s,作业效率0.27 hm2/h,秸秆入沟率不小于95％,能一次完成稻麦联合收获、墒沟开挖、秸秆集沟还田作业.     

植物无糖组培CO2增施系统设计

设计了无糖组培试验用的CO2 增施系统。该系统硬件结构简单, 安装方便, 成本低廉。系统的控制软件操作简便, 功能灵活, 移植性强, 扩展性好, 其控制策略可用于组培生产。整个系统运行稳定可靠, 可实现计算机自动控制。增施后CO2 的测量值与目标值之差小于 20μL·L-1。     

基于ZigBee无线传感网络的自动滴灌系统设计

针对国内目前多数滴灌作业人工操作,费时费力效果不佳,部分自动滴灌系统实用性不强的情况,提出了基于ZigBee无线传感器网络的自动控制滴灌系统,介绍了系统的硬件构成,软件设计和工作过程。该系统能够监测植物土壤湿度、环境温度和光照的变化,通过无线网络将传感器信号反馈,结合传感器融合技术可对滴灌动作做出精确判断,实施高效的节水灌溉措施。     

基于FPGA的智能温室控制系统的研制

提出一种基于Verilog HDL语言描述,FPGA实现的智能温室测控系统的软硬件设计方法。FPGA主控芯片采用Altera公司的EP2C8Q208C8芯片,结合ADC0809芯片完成数据采集,并在LCD图形液晶上显示采集到的信息,上位机界面采用VC++进行编程实现,上位机界面显示温室环境信息的实时值及其变化曲线。在温室控制方面,使用分段式控制,并且借助于串口继电器的无线模块实现无线控制。此种基于硬件电路的设计方法时钟频率高,响应及时,能够完成对温室内温湿度的采集、显示,以及对温室的控制。     

鱼菜共生系统中不同种类蔬菜对养殖尾水氮素转化的影响

鱼菜共生系统实现了水产和蔬菜间的物质循环转化,是一种零排放可持续的先进农业生产模式,为探究鱼菜共生系统中不同种类蔬菜生长状况及其对养殖尾水氮素转化的影响,设计了5种不同种类蔬菜（圣女果、线椒、蕹菜、芹菜、紫背菜）基于耦合型鱼菜共生系统的栽植试验。结果表明：在26 d的栽植试验中,各试验组蔬菜鲜质量和株高均有正向增长,根质量占比与鲜质量增长量关系的拟合曲线为一元二次方程,当根质量占比在34%～42%间时,植株各器官发育较好,对营养物质转化效率高,圣女果有最大鲜质量增长量28.43 g、最大株高增长量31.84 cm和最大株高相对增长率241.32%;试验中换水周期为3 d,各试验组水体氮化物浓度指标均显著下降,圣女果42 h氨氮相对去除率达69.17%,6 h内亚硝酸盐氮相对去除率为41.09%;在循环周期末期,水培组圣女果有最小氨氮质量浓度0.152 mg/L,pH值稳定在6.98左右,水培紫背菜有最大亚硝酸盐氮相对去除率55.25%和硝酸盐氮相对去除率42.35%。综上,在耦合型鱼菜共生系统中圣女果对养殖尾水的水质和氮素有较好的净化作用和转化效果。     

稻麦联合收获开沟埋草多功能一体机设计

设计了一种集稻麦收获开沟埋草等功能于一体的复式作业机械,该机采用联合作业方式,一次作业可完成联合收获、开沟、埋草等作业.田闻试验表明,该机传动合理、工作可靠、开沟作业质量稳定,梯形沟上、下口宽分别约为220 mm和160 mm,平均深度为193 mm,满足农艺埋草、排水的要求.