基于ZigBee和ARM9的农田墒情远程监测系统

针对农田信息采集的需要,设计了一套基于ZigBee网络与GPRS网络相结合的远程监测系统。农田信息数据的采集利用CC2430无线射频芯片完成,可采集土壤温度、作物叶片温度、土壤含水量和光照强度。系统控制终端基于ARM9和嵌入式Linux操作系统进行设计,用于农田信息的接收、实时显示和存储,通过GPRS方式实现与远程管理...     

基于无线传感器网络的农田灌溉远程监控系统

为了实现自动灌溉控制,节约农田灌溉用水,设计了一套集农田土壤温湿度监测、泵和电磁阀控制、远程管理的灌溉远程监控系统.该系统以433 MHz频率为核心开发无线传感器网络节点,完成农田土壤温湿度实时监测.基于ARM9微处理器S3C2410构建基站,对比已存储在数据库中的限值,由基站控制泵和电磁阀的启闭,并通过GPRS无线传输方式进行灌溉系统的远程实时监控,远程监控中心采用Citect组态软件实现数据、人机界面管理.试验中,选用4组无线传感器网络节点,分别测得25 cm深度土壤的温度和湿度,数据采样时间间隔为30 min,基站根据土壤信息控制泵与阀门的开闭,并通过GPRS无线网络传输至远程监控中心.试验表明系统使用灵活、功耗低、人机界面友好,能较好地满足农田灌溉远程监控的应用需求.     

封闭式养殖空调系统的节能优化算法研究

在解决养殖空调系统节能问题中,采用了自适应蚁群算法对多参量、非线性系统可寻最优求解的算法,并考虑到可能发生系统局部最优问题,利用Metropolis准则下的模拟退火算法来改善全局优化能力,提出了全局最优化参数的退火-蚁群算法,并在空调系统中进行了验证.结果表明,应用算法能使空调控制系统鲁棒性增强,节能率可达27.12%.     

土壤信息采集传感器节点的透地通信特性试验

为了揭示电磁波在土壤中传输的一般特性,部署无线地下传感器网络节点,设计了土壤信息采集传感器节点的透地通信试验.试验利用433 MHz载波频率无线地下传感器网络节点,通过小麦大田试验和计算机模拟,对不同的接收节点高度、发射节点和接收节点间水平距离等条件下传感器节点电磁波的传输特性进行了研究,建立了接收信号强度和丢包率的关系模型,提出了小麦4个生育期农田土壤信息采集传感器节点在土壤中的传输特性.试验结果表明,接收节点高度变化时,接收节点高度和节点间水平距离对接收信号强度影响的8种模型拟合优度,R²最大为0.998,R²最小为0.837;对丢包率影响的8种模型拟合优度,R²最大为0.998,R²最小为0.900.节点间水平距离变化时,接收节点高度和节点间水平距离对接收信号强度影响的8种模型拟合优度,R²最大为0.958,R²最小为0.847;对丢包率影响的8种模型拟合优度,R²最大为0.997,R²最小为0.941.     

自动化控制在节水灌溉系统中的应用

为了节约农田灌溉用水,提高水资源的使用效率,应用计算机技术、自动化控制技术于农田灌溉系统。结合ZigBee无线传感网络与GPRS网络,设计开发了基于CC2530和MSP430的节水灌溉控制系统。该系统以单片机为控制核心,由无线传感器节点、无线路由节点、基站、监控中心4部分组成,能实时监测土壤含水率变化。系统利用土壤水分传感器测量土壤含水率参数,对比预设的含水率上下限,判断是否需要灌溉及何时停止灌溉。初步测试证明,该系统运行稳定可靠,能够准确获取土壤含水率信息,并进行节水灌溉控制。和传统灌溉方式相比,自动灌溉实现了智能化、自动化、精确化的灌溉控制,节约了水资源,有效地提高了生产率。     

数字农业试验平台运动方向切换机构的设计

数字农业试验平台是进行数字化精准耕作试验研究的硬件载体,为达到精准试验的目的,平台行进在两幅宽度不同且垂直交叉的轨道上.为解决平台在轨道交叉处进行运动方向垂直切换的问题,采用机械传动方式,应用平面四杆机构原理,通过齿轮驱动使悬挂在平台摇臂上平面四杆机构形式的纵向轮系统整体同步升降,带动平台整体升降,从而控制纵向轮和横向轮能够交替行进在自身轨道上,避免了四轮同步驱动时的运动干涉,达到平台运动方向垂直切换的目的.     

田间群体机器人主要研究内容及方向

多机器人协调是设计者给定一些任务,多机器人系统在事先设计的协调原理的基础上展示出协调的行为,以提高整个系统的效用。一个相互协调的多机器人系统有着单个机器人系统所无法比拟的优势。为此,结合多机器人协调的研究现状,论述了田间群体多移动机器人协调系统的主要研究内容,并指出目前迫切需要开展的研究工作。