基于PLCC的果园轮灌控制系统设计及试验

提出一种二线合一的控制方式,将电力线载波通信技术应用到果园轮灌控制系统。以ST7540载波芯片为基础,设计耦合滤波电路构成电力线载波通信模块;根据均匀传输线理论,建立果园轮灌电力传输线模型;利用此模型在不同传输距离下对电力线载波通信模块的传输可靠性进行测试。测试结果表明,ST7540在直流24 V电压情况下,理论上通信距离可以达到2 000 m,能够满足果园分区轮灌控制系统的传输距离需求。     

基于改进SSD的广佛手病虫害检测方法

[目的]针对广佛手在田间真实环境下病虫害识别较为困难的问题,提出一种基于改进SSD(single shot MultiBox detector)算法——SSD-Res50-3C的广佛手病虫害检测方法。[方法]SSD-Res50-3C算法主干网络部分用ResNet50网络替换原有的VGG16网络,增加模型在田间真实环境下对广佛手病虫害特征的提取能力;在预测特征层之前加入一种轻量高效的特征融合模块提升SSD算法的多尺度特征融合能力,进一步提高SSD算法在田间真实环境下的抗干扰能力。[结果]SSD-Res50-3C算法平均精度均值达到92.86%,相较原始的SSD算法提升6.61%,FPS(frames per second)达到64.1。相比YOLO v3、YOLO v4、YOLO v5x6、Faster R-CNN和EfficientDet-D3模型,SSD-Res50-3C算法的平均精度均值分别高6.41%、2.01%、0.79%、0.58%和5.10%,FPS分别高16.20、40.280、24.40、36.20和54.84。[结论]基于改进SSD算法的广佛手病虫害检测方法能够弱化田...     

山地果园植保技术与装备研究进展

我国山区与丘陵的面积占全国国土面积的65%左右。山地果园矮化密植水平低,病虫害诱导率高,喷施化学农药仍然是病虫害防治的主要方法。选择适宜的施药机械方式,不仅可以节省果园生产成本,提高水果品质,也有利于果园的绿色可持续发展。在劳动力不断减少和人工成本不断攀升的趋势下,果园只有大面积采用机械化作业,才能在未来的竞争中生存。为此,研究适用于山地果园农药喷施作业的省力化及自动化装备具有广阔的应用前景。本文重点介绍适用于山地果园植保作业的遥控喷雾、管道恒压喷雾、管道顺序自动喷雾及搭载于运输轨道上的喷雾技术及装备,指出在我国山地果园实现植保机械化进程中,千园千样与果树种植模式不统一是造成植保装备研发投入高、周期长及造价高等问题的主要原因,提出山地果园果树宜机化栽培,研发、推广应用先进适用的装备,是加快山地果园植保机械化的有效途径。     

基于无线传感器网络的山地柑橘园灌溉控制系统设计与试验

为了科学合理地制定灌溉计划、解决农业生产粗犷用水的问题,以STM32C8T6单片机作为主控单元,结合土壤水分传感器、空气温湿度传感器、电磁阀及驱动电路组成无线传感器网络节点,设计基于无线传感器网络的山地柑橘园灌溉控制系统,实现柑橘园的土壤湿度监测和精准灌溉,达到农业生产节约用水的目的。田间试验结果表明,在节点通信距离平均为203 m时,系统的合计丢包率为0.09%,空气温度数据采集误差低于6%,空气湿度数据采集误差低于4%,土壤湿度采集误差低于6%,电磁阀节点平均响应时间为6.7 s。     

基于Web实验室开放管理系统的设计

介绍了根据华南农业大学工程学院的电子信息工程专业实践教学需求,采用浏览器/服务器式模型,在Windows下采用ASP和SQL数据库来实现OLMS,开发基于Web实验室开放管理系统的总体过程。该系统设计简洁,功能齐全,在实践教学中运行良好。     

基于多光谱和气象参数的菜心水分胁迫指数反演

作物水分胁迫指数（Crop Water Stress Index,CWSI）的监测对掌握作物的水分状况、指导灌溉具有重要意义。该研究以菜心为试验对象,测量了不同土壤水分条件下的冠层温度,采集了空气温度、相对湿度、风速、光合有效辐射和4个波段（450、650、808、940 nm）的光谱反射图像,并计算了归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）、差值植被指数（Difference Vegetation Index,DVI）、再归一化差值植被指数（Re-Difference Vegetation Index,RDVI）和转换型土壤调整指数（Optimized Soil-Adjusted Vegetation Index,OSAVI）等,通过支持向量回归（Support Vector Regression,SVR）分别构建了CWSI上基线、CWSI下基线和冠层温度的反演模型。结果表明,菜心在450和650 nm的冠层光谱反射率在0～0.1之间,在808和940 nm的反射率较高,在0.4～0.6之间,当菜心由营养生长阶段进入生殖生长阶段,808和940 nm的反射率有所上升。植被指数能反映菜心的生长状态和植被覆盖度,随着冠层温度的升高,NDVI、DVI、RDVI上升,OSAVI下降;而同一个水分处理组在不同生长期的植被指数有明显的差异,生殖生长期的植被指数变化范围小于营养生长期。结果表明,使用空气温度、相对湿度、风速、光合有效辐射反演CWSI上、下基线具有可行性,决定系数均大于0.75;使用植被指数反演菜心在两个生长期的冠层温度具有较好精度,决定系数均大于0.7。基于反演值计算的CWSI与基于测量值计算的CWSI有较好的相关性,决定系数为0.70;CWSI与气孔导度是负相关的关系,决定系数为0.53。该研究应用气象参数反演CWSI上基线和CWSI下基线,利用植被指数反演冠层温度,基于SVR的模型反演值达到了一定的拟合效果,为实现菜心水分胁迫指数的光谱监测提供支持。     

山地果园管道自动喷雾系统设计与试验

基于管道的自动喷雾技术及设施可以解决山地果园植保作业中喷雾作业效率低、劳动强度大、移动式喷雾机械难以进入的问题。本研究设计了适用于山地果园的管道自动喷雾系统,主要包括喷雾首部、喷雾管道、自动喷雾控制器及喷雾小组等结构,计算了山地果园管道药液压力损失,研制了自动喷雾控制器,并开发了控制程序。喷雾作业时,喷雾首部将药液经管道引入果园,利用自动喷雾控制器控制电磁阀,逐次打开或关闭喷雾小组,实现手动控制或自动控制喷雾。为确定电磁阀持续开通时间,进行了喷雾有效性试验。结果表明,控制喷雾小组的电磁阀持续开通8 s即可保证喷雾的有效性;采用这种管道自动喷雾设施的喷雾作业效率为2.61 hm²/h,与人工喷雾相比,提高了喷雾作业的效率。本研究可为山地果园的喷雾技术及智能施药设施的研发提供参考和思路。     

风送式喷雾机变速喷雾雾滴沉积试验

首次提出一种新的变量喷雾的方法—采用控制风机转速以改变风送式喷雾机喷雾雾滴在果树冠层中的沉积量,并进行了喷雾试验。用示踪剂Rhodamine-B与水混合成0.05%浓度的溶液代替农药进行喷雾试验,改变风机的转速在水蒲桃树上进行变速喷雾,采样区域分别为上部(距离地面(4.00±0.2)m)、中部(距离地面(3.05±0.2)m)、下部(距离地面(2.15±0.2)m),各区域又分别在外层及内层采样。借助于荧光分光光度计测定雾滴在蒲桃树上某一区域的沉积量。结果表明:风机转速在1316～1400r/min范围内变化时,雾滴在蒲桃树上的总沉积量与风机转速成正比;风机转速的改变与喷雾雾滴在蒲桃树上不同层间及冠层内外上的沉积变化不显著。     

基于冠层温度的夏玉米旱情指数理论模型和经验模型的比较

对水分胁迫指数(CWSI)的经验模型和理论模型在华北平原夏玉米中的应用进行了对比,分析了2种模型与土壤含水量以及叶水势之间的关系,对比了2种模型得到的CWSI的日际变化.结果表明,经验模型经常性地溢出0～1的范围,理论模型则很少出现溢出0～1的范围,经验模型的日际变化较理论模型大,理论模型1 d中得到的CWSI变化很小;2种CWSI模型与土壤含水量均显著相关,可用于指导作物灌溉时间;CWSI理论模型与夏玉米叶水势的相关性较好,更能反映作物本身的水分状况.