山地橘园无线环境监测系统优化设计及提高监测有效性

针对山地橘园生长环境时空变异大,气候复杂多变的情况,对山地橘园无线监测系统进行了优化设计及试验,以实现橘园生长环境信息的有效监测。设计了适合山地橘园环境工作的信息帧结构,引入了双向指令控制机制,节点拓扑发现,路由监测以及节点信息多样化采集优化机制,以增强山地环境下橘园信息采集的鲁棒性和可控性。对橘园无线信道衰减情况进行了测试,引入阻挡和雨衰因子建立无线信道衰减模型,并用于指导橘园无线监测网络部署试验。无线信道衰减分析与网络部署试验结果表明,在复杂气候条件下,系统天线部署高度在1.5 m,单跳通信距离在30 m内,可较好地完成山地橘园环境信息采集和传输任务。744 h的连续监测运行试验数据表明,优化设计后的无线监测系统信息传输成功率得到了提高,30 m距离内的传输成功率在99.12%以上,监测系统工作稳定,运行良好,适于野外条件下山地橘园生长环境无人远程实时监测工作。     

农情信息智能感知及解析的研究进展

现代农业中,农业生产者需要实时、准确、全面地了解农田环境和农作物的生长状态,并对得到的农田信息数据做出相应分析、归纳和决策。农情信息智能感知和解析技术在现代农业生产中具有不可替代的地位。本文从农情智能感知和信息解析技术2个方面展开论述,重点分析了国内外农业物联网农情信息智能感知技术和基于大数据分析的农情解析方法研究进展,详细介绍了基于农情信息的智能决策技术在农机装备智能化应用的研究现状,总结了目前农用传感器应用存在的问题,并对今后在农情感知、信息解析技术、农业数据库技术以及智能决策技术方面的发展提出了建议,以期为智慧农业的深入发展提供参考。     

沙特阿拉伯的森林资源

沙特阿拉伯干旱地区的天然林,从南方的也门领土延伸到北方方塔伊夫。经调查其面积约为762,474公顷。主要树种是非洲桧(Juniperus procera),在一部份森林中还混生着相思树鸽之一种(Acacia spp)和金叶齐墩果(Olea chrysophylla)。这片森林过去被无限制的林区放牧和滥砍滥伐,目前正在为拟定一个保证木材连年生产量的管理计划而进行着深入细致的调查研究。一个以保护环境为目的,在王国全国范围内植树造林的方案正在实施。沙特阿拉伯约占阿拉伯半岛的五分之四。它的陆地总面积约为2.2亿公顷。沿海的平原是狭窄的,而东面平原较宽,多数地方低于海拔200公尺;整个西部有一系列海拔超过900公尺的山岳和高原。山脉在麦地那附近被山凹切割。一片海拔超过1800公尺的高地从塔伊夫向南穿过哈利进入也门领土。     

生物埂护坡上黄花根系分布特征及其对土壤养分的影响

以川东丘陵区的梯田生物埂为研究对象,选择生物埂护坡上种植的黄花和生物埂网格内土壤为研究内容,为明确4种不同种植年限黄花根系分布特征及其对土壤养分的影响,通过野外调查和室内实验相结合的研究方法,分析了生物埂护坡上黄花根系分布特征、生物量与土壤养分之间差异性和相互关系。结果表明,随着种植年限的增长,黄花根长、根量、根表面积和根体积等指标均增加,4年生黄花根系垂直分布明显比其他3种种植年限的大,分别为185.3 cm、17 133条、237.5 cm²、301.2 cm³和158.9 cm。根系水平分布由于受到网格大小的限制而出现差异性。4种不同种植年限黄花根系平均生物量的大小顺序依次为: 4 a>3 a>2 a>1 a,不同生长年限不同土壤层内根系的生物量也存在一定的差异。黄花根系形态不但影响植物本身的生长,还影响其保土培肥效果,3、4年生黄花根系土壤养分含量均比1、2年生黄花高,且种植植物的样地比对照裸坡地养分含量高,不同种植年限同一土层的土壤养分含量有显著性差异,土壤全氮、有效氮和有效钾含量均与黄花根系指标有显著的相关性,说明黄花根系的水土保持作用有保留土壤养分的能力。研究结果可为川东丘陵区的梯田生物埂的草本选择和土壤养分改良方面提供理论依据和实际应用参考价值。     

双孢蘑菇母种培养基的优化

双孢蘑菇母种培养基的优化首先采用单因素试验所得到的最佳碳源、氮源和维生素的种类以及最适合的无机盐含量和pH,并进一步通过正交试验确定了最佳配方为玉米粉4%、蔗糖2%、蛋白胨0.1%、硫酸镁0.25%、磷酸二氢钾0.4%、维生素B1 0.05%、pH 6.0。     

基于GPRS与ZigBee的果园环境监测系统

【目的】设计果园环境监测系统.【方法】该系统由远程ZigBee-GPRS网关与无线传感器网络(WSN)节点组合,果园参数在WSN、GPRS与Internet间进行采集与传输,实现远距离果园环境实时监测.节点采用CC2530作无线数据收发芯片,GPRS采用ComWay模块,由ZigBee进行组网采集环境信息,通过GPRS网络回传给上位机实现实时监测,再由决策支持系统进行分析发送指令控制节点电磁阀通断从而营造一个适合果树生长的环境.【结果和结论】试验表明:系统可完成传感网与移动通信网络之间的数据传送,实现不同类型感知网络之间的协议转换以及对传感器网络的部分管理控制功能.系统在果园中运行稳定并且丢包率低于10%,具有实践应用价值.     

黄腐酸液肥对草莓根系生长发育的影响

草莓是宿根性草本植物，根系浅，多分布在0-15cm的土层内，吸收性能弱，既不抗旱，又不耐涝，导致草莓移栽后扎根缓慢，容易造成大量死苗，严重影响了草莓产量和效益。为此我们于2003-2004年进行了黄腐酸液肥冲施试验，取得了促进草莓根系生长发育，降低死苗率的良好效果，为大面积应用提供了科学依据。     

基于WiFi的无人机视频传输系统设计与试验

针对目前传统无人机视频传输系统抗干扰能力差、无法多用户监测的缺点,设计了一种基于Wi Fi的无人机网络实时视频监控系统。系统采用Tiny210嵌入式开发板为核心,通过架设在无人机上的网络监控摄像头和无线网关实现视频采集与传输;嵌入式系统采用Linux操作系统,采用Mjpg-Streamer视频传输方案;S5P210对网络摄像头获得的视频数据依据Mjpg-Streamer方案进行数据格式转换和压缩,通过无线网关上传到网络服务器,监控端计算机组通过监听相应的网络端口实现视频监控。测试结果表明,视频设定分辨率为76 800,当理论帧率在10至25 fps之间递增,视频传输的实际帧率随理论帧率变化接近线性增加,最大实际帧率达到3.27 fps,同时系统占用带宽在每秒1到2 M之间递增,当理论帧率大于25 fps,实际帧率保持最大传输帧率不变,而此过程系统占用带宽在理论帧率25至40 fps之间缓慢递增,大于40 fps后带宽开始下降。设置分辨率大于307 200,摄像头接近其工作极限,视频实际传输帧率维持稳定,与用户设定帧率无关,系统占用带宽平缓保持在每秒2到3 M之间,上位机画面清晰流畅,满足大数据传输下的视频传输要求。该研究为无人机实时性传输、减小运行功耗的深入研究提供了参考。     

山地果园中低功耗无线滴灌控制装置设计与试验

针对山地果园布线困难,而大面积滴灌需要分区控制并集中管理的需求,构建了低成本、低功耗、能满足定时分区灌溉与集中管理需求的小型无线滴灌控制装置。装置采用无线通信方式,硬件选用低功耗微控制器与双稳态电磁阀,系统软件采用基于CC1100无线唤醒机制的低功耗间同步通信算法,具有避免信道拥塞的特点。试验表明,输入电压9 V时,控制系统静态电流为400 mA、无线唤醒工作电流为19 mA、工作周期内平均电流为439 mA;1节鹏辉450 mAh的AA电池可供系统至少可工作38 d;果园内RSSI信号衰减测试表明通信距离超过60 m,最高平均丢包率为23%;有遮挡的环境中数据丢包率将大于无遮挡环境,但接收信号强度相差不大;在果园环境中尝试使用电力线载波适配器、大功率WiFi无线网桥、GPRS DTU 3种远距离通信模块建立总控制器与远程监控端的数据链路,链路试验表明,GPRS DTU与大功率WiFi网桥均能成功建立通信链路。相比之下,GPRS有强的适应性;采用无线控制系统,系统准时开启电磁阀,开启时间误差小于5 min,土壤含水率变化呈现快速上升后缓慢下降的变化,灌溉区域的土壤含水率保持13%以上,可应用于岭南绝大部分山地果园。解决了控制装置的布线工程困难,实现可远程传输滴灌信息和监测滴灌状态,并可进一步实现分区控制与轮灌控制。     

紫色土区土壤初始含水量对坡面径流溶质流失的影响

土壤初始含水量在一定程度上影响着紫色土区的水土流失.通过人工降雨试验,研究了紫色土在5％,10％,15％和20％共4种初始含水量条件下的入渗、产流和径流溶质迁移变化过程.结果表明:径流强度随降雨时间呈对数函数变化;降雨25 min后,径流强度趋于稳定值;在单位时间内,紫色土坡面平均径流深度和累积径流量随初始含水量的增大而增大,而坡面平均入渗率则呈相反的变化趋势.径流中PO3-4,K+,Br-浓度均呈现相同的变化规律,在开始产流时,径流溶质浓度很高,随后迅速衰减并逐渐趋于稳定.径流溶质的流失量随初始含水量的增加而增加,径流溶质从土壤迁移到径流的过程是从很小值迅速增大到某一峰值,然后逐渐衰减至稳定.指数函数比幂函数更适合描述紫色土丘陵区坡地径流溶质迁移变化过程.