农业元宇宙：关键技术、应用情景、挑战与展望

元宇宙这一新兴概念受到了产、学、研各界的广泛关注。农业与元宇宙的结合将极大地推动农业信息化和智能化发展,为农业智能化转型升级提供新动能。为深入分析元宇宙在农业领域的应用研究可行性,本文首先分析了农业元宇宙的概念,以及区块链、非同质化代币、5G/6G、人工智能、物联网、三维重建、云计算、边缘计算和扩展现实等元宇宙农业应用的关键技术。接着讨论了元宇宙在虚拟农场、农业教学系统和农产品追溯系统三个农业应用领域的主要情景,最后总结了农业元宇宙面临的系统建立、通信基础、硬件设备和运营等方面的主要挑战,并展望了未来的发展方向。本文可为元宇宙在农业的应用研究提供指导。     

Performance Analysis of MIPv4 Regional Registration Combined with Low Latency Handoffs

The mechanism of MIPv4 regional registration and the low latency handoff protocols are introduced. Ways and procedure of pre-registration handoff and post-registration handoff are discussed also. The authors analyze the performance of the low latency handoff protocols combined with low latency handoffs over a wireless access based on IEEE 802. 11 standard in a tree-like network topology. The performance of pre-registration and post-registration scheme is given by simulation.     

基于移动通信网络的农业移动机器人遥操作研究

以农业移动机器人为研究对象,首先介绍了基于移动通信网络的遥操作技术,并基于ARM嵌入式技术,设计了农业移动机器人硬件方案,并从硬件和软件两方面设计实现了该系统.实验结果表明:该系统能够出色地完成任务,满足了预期的效果,具有一定的稳定性和可靠性.     

基于Bayesian网的蔬菜质量安全追溯模型构建

蔬菜产品的质量安全是当前亟待解决的问题,只有从蔬菜的种植源头抓起,找出蔬菜生产过程中影响蔬菜质量安全的关键因素,结合蔬菜生产流程,建立完善的可追溯模型,才能真正实现蔬菜生产的质量安全监控.为此,建立了基于Bayesian网的蔬菜质量安全追溯初始模型,通过该模型可兼顾"事先"预防和"事后"追踪,从而保障蔬菜的质量安全.     

和田地区绿洲外围农田防护林带的防护效益

在和田地区新垦农地外围的流动沙地种植新疆杨乔木+沙拐枣灌木复合防护林,通过布设风速风向观测仪、沙尘通量梯度仪、温湿度和辐射等测定仪于林带前后,研究防护林网的防护效益,为营建绿洲外围防护林和合理开发利用荒漠区的土地资源提供理论依据。结果表明,防护林带的防风效能随着高度的增加而减弱,大于起沙风速(6m/s)时,新疆杨林带、沙拐枣林带在0.5m处的防风效能分别为67.2%和94.5%,在3m处的防风效能分别为31.3%和33.7%。随着风速的增大,沙拐枣林带和新疆杨林带的防风效能均减弱,新疆杨林带的减弱更为明显。防护林带有效地降低了地表风速,减轻地表风蚀。林带内的输沙量仅为外围的10%左右。此外,林带内的太阳辐射强度下降,温度降低,湿度显著增加。由此可见,防护林可以有效地起到防风固沙,改善区域小气候的作用。     

基于生物特征纹理信息的西瓜追溯标识算法设计与实现

为了将生物特征识别技术应用于追溯系统中的果品标识,该文提出了一种采用西瓜蒂外围纹理信息标识果品个体的方法.该方法首先采集西瓜图像并在瓜蒂外围构造一个环形区域;将环形区域归一化后利用Gabor滤波器对图像纹理进行特征提取及编码;然后通过计算码间的Hamming距进行纹理编码的匹配.在试验中,为100个西瓜在采后贮藏初始、第7天和第14天各采集一幅图像并计算出3组每组100个纹理编码,将第7天、第14天的每一个编码与初始阶段的每一个编码两两比对,累计完成20 000次比对证实西瓜纹理具有唯一性,不同个体的纹理特征各不相同.使用成对数据的假设检验证实在采收后14d内纹理特征不随时间的推移产生显著变化(P＞0.05).通过理论和试验证实算法对平移、尺度和旋转具有适应性,即西瓜在图像中的平移、尺度和旋转对Hamming距的计算不会产生显著影响(P＞0.05).使用最大类间方差法在50个西瓜的纹理编码内训练出判别阈值,并用该阈值判别另外50个西瓜3个时间点间相互比对生成的100个来自同一个西瓜的Hamming距和4 900个来自不同西瓜的Hamming距,结果表明上述Hamming距均能正确判别,准确率与召回率为100％.该研究为农产品追溯系统的标识技术提供新的思路.     

基于GPRS的移动式农田信息智能服务系统通信协议

移动式智能服务信息系统中,远程无线网络通信协议至关重要,担负着远程主机和移动终端之间进行信息交换和实现信息同步的功能。由于农田信息复杂多样,无法设计出通用的网络传输协议,必须根据实际应用中具体的需求而制定,因此该文提出了基于TCP/IP远程农田网络通信协议。利用此协议,移动式智能服务信息系统实现了远程主机对移动终端PDA的有效管理,实现了远程主机与无线移动终端之间的信息无缝连接,为实现对农田土壤水分、温度等数据的监控奠定基础。     

基于智能手机的高职移动学习资源库建设研究

智能手机在高职院校的普及使得移动学习成为一种新的学习方式。阐述移动学习在高职院校应用的可行性,分析移动学习的国内外研究现状,提出高职移动学习平台及资源库建设项目。以畜产品加工技术课程为例,说明智能手机学习平台搭建、资源库内容建设、资源库学习活动设计,为该项目的建设及应用提供参考。     

移动机器人避障路径规划方法研究

以全自主移动机器人为研究平台，介绍了移动机器人的硬件体系结构、避障行为决策、避障运动控制等。提出一种足球机器人避障路径规划方法，该方法吸取了栅格法信息处理量小的优点，只对障碍物的威胁点进行检测，弥补了其在特征匹配方面的不足，同时无需考虑障碍物的运动状态和运动速度，提高了机器人避障的灵活性和鲁棒性。     

6YBM―750×2500型移动式剥麻机的研制

介绍了6YBM―750×2500型移动式剥麻机的主要技术经济指标、工作原理和主要部件的设计及结构特点,考核结果表明,该机适用于亚麻干茎的初加工作业,能满足亚麻干茎初加工的农艺要求,具有广阔的推广应用前景。