基于云计算和RFID技术的农产品物流信息系统研究

以安徽舒城调研为基础,分析影响农产品物流市场发展现状和存在的问题,并提出利用云计算平台、RFID智能物流管理等先进信息技术构建农产品物流信息管理系统,进而完善农产品质量安全溯源体系,充分降低物流成本,提升农产品的质量安全档次。     

智能化海量空间信息分析与地图制图软件包IMAT设计及构建

【目的】在农业与环境研究领域,受研究条件和手段限制,多数研究实际上只能集中于点过程、局部地区或某一时段问题,只能关注某些特定主题相关现象和机制。由此产生大量分散数据。通过坐标关联可以对原先在各自独立研究中获取的不同类型数据与证据进行关联,这种连接可能赋予原先所认知的过程以新的涵义。海量空间数据分析方法能够从多渠道、多角度获得对事物的认知,并能够利用新的数据与证据不断修订假设。大数据分析的主要难点是海量空间信息不仅体量大,还要根据数据异质类型进行差异化抽提、整合和表达,难以采用现有主流软件工具,针对这一问题,本研究旨在创建一个能够以自动化和人机交互方式对异源、异质海量空间信息进行抽提、整合与大尺度、大比例尺专题图表达的专用工具--智能制图工具（IMAT）。【方法】采用海量空间信息分析方法中的流程设计与软件设计原则构建IMAT。总设计由系统体系架构设计、系统数据支撑平台设计、模块与组件模型设计3部分组成。程序采用C#为编程语言,以NET Framework 4 Extended为软件开发环境,同时调用制图软件包ArcGIS、数据库软件包Access与界面制作软件包DotNet Bar控件。【结果】IMAT含38个独立功能模块,覆盖了对农业与环境领域产生的海量空间信息进行抽提与制图表达所需主要功能,各模块既可独立进行某项特定数据分析与处理,例如,海量信息调用、存贮、空间要素统计、分类码审核、赋码、要素筛选、数据整合、制图表达等,也可通过多模块组合,完成一项比较复杂的数据抽提与表达任务,弥补了国内外主流数据库软件包与专业制图软件包与在处理海量空间信息方面的功能缺失。IMAT数据分析对象为海量空间数据库。在进行数据分析时,IMAT能够根据研究目标设定对各异源、异质、异构库进行信息抽提的规则,并以自动化、批量化方式完成海量空间信息的逻辑结构与存储结构整合;在进行制图表达时,IMAT能在全图设定分幅图差异化要素抽提规则,并以智能化、自动化、人机交互方式完成由多图幅组成的大比例尺专题图全图的视图表达。【结论】在对农业与环境主题相关海量空间信息进行分析时,IMAT既适用于土壤类型、土壤质地等以多等级分类系统表示的专题要素,也适用于土壤养分含量、土壤污染物含量、面源污染排放指数等以量化分级指标表达的专题要素;既可用于对多专题要素与图层的综合性信息抽提与复合性制图表达,还能用于进行不同比例尺、不同分幅类型的可视化地图制图。IMAT设计中采用组建化模块与模型设计构筑系统体系架构,提高了设计与研制效率;利用函数化的海量空间数据集四元表达式作为IMAT系统中各空间数据库接口文件,使得IMAT各模块均能够接受和处理处于数据整合与表达进程不同阶段的异质、异构海量空间信息,从而实现了各功能模块的可装配性,分析人员能根据数据抽提、整合和表达目标选择并灵活组合适宜的功能模块。     

综合农业园区农业物联网系统的研究与应用

为提升综合农业园区信息化与智能化水平,提高农场生产效率与效益,设计了综合农业园区农业物联网前端信息采集系统和后端智能控制系统的软硬件结构,开发了物联网信息采集设备及农业智能化控制装备;前端信息采集结合传感器节点、无线传输网络和传感器配置等进行信息采集,后端智能控制系统结合专家系统、农业智能化变频灌溉系统、自动温室控制系统等进行智能化控制。开发的系统和仪器在浙江海宁的实际应用收到了较好效果,取得了较好的经济和生态效益,对现代农业信息化与智能化发展具有重要意义。     

移动机器人自动导航技术研究进展

针对目前果园移动机器人自动导航技术研究现状,综合分析现有的有关文献,依据环境感知方式的不同,分别讨论了以激光、视觉、机械、电磁、GPS、超声波为感知系统的导航方法的研究进展,分析了现有几种导航方法在精度、实时性、抗干扰能力及系统适应性等方面的优缺点,认为多传感器融合技术可为果园移动机器人的导航提供更高的精度和稳定性。在此基础上,提出了未来果园移动机器人自动导航技术的发展趋势,即多传感器融合技术是果园移动机器人感知环境的主要手段,满足果园移动机器人精度和稳定性要求的导航系统将是今后研究的重点。     

基于多能互补的光伏木耳大棚智慧控制系统设计

【目的】针对光伏木耳大棚的智能化管理和现代设施农业资源高效利用问题,设计光伏农业大棚供能系统和改造传统大棚控制方式。【方法】设计一种以光伏发电为主的光、水、热、储微能源网络和物联网智慧控制系统,建立数学模型分析能源需求和供应,同时利用控制系统为木耳生产、管理提供远程客户端服务。【结果】微能源网络系统中,光伏发电量为13 654 (kW·h)/a,占年总发电量的92%,直接用于需求侧负荷;水轮机发电量为1 108 (kW·h)/a,占年总发电量的8%,用于无光环境下的系统补能;盈余电能为5 109 (kW·h)/a,占年总发电量的34.6%,用于相变储热和蓄电池储能,或者送入配电网。控制系统采集点温度正常值设置为20～25℃,预警值设置为15～32℃,采集点空气相对湿度正常值设置为90%～95%,预警值设置为80%～98%,测试过程中通风系统、供热装置和报警系统正常工作。【结论】通过不同状态下微能源网络系统的功率调配,能够提高光伏大棚能源利用率,同时自动调控大棚环境参数,满足了木耳大棚远程遥控和预警要求。     

数字合作社:产销融合的农业智能系统

产销信息不对称,缺乏资金、知识和经验是小规模农户发展的障碍。作为互助性经济组织,农业合作社的经营受气候、市场和农户水平等自然、经济和社会因素的影响。如何贯通产销信息,并基于需求精细核算成本和组织生产,是合作社经营的重要内容。本文借鉴工业领域数字双胞胎的思想,基于平行智能系统的描述、预测和引导,提出合作社数字四胞胎(数字合作社)的构想,服务合作社规划、准备、生产和评估的各个环节。同时对数字合作社的整体方案、系统设计及其关键技术等进行了描述,并对数字合作社的用户及其运行机制进行了探讨。数字合作社系统框架包括数据感知、决策支持和决策实施,其核心智能技术包括作物建模、动态规划、区块链技术、机器学习等。以有机水稻种植为例,简述了合作社成本分析、种植规划、远程种植可视化等过程,模拟水稻定制种植的场景,以此说明数字合作社的部分功能。数字合作社的概念可为面向合作社的信息系统开发提供方向。鉴于目前以小农经济为主、合作社为主要经营主体的现状,数字合作社系统有助于提升从业者的经营能力,助力小农户对接大市场,提升农业物理社会经济系统的整体效率。     

应用小麦-玉米连作智能决策系统模拟大田生产--以河北省吴桥县小麦-玉米连作实验为例

利用“小麦--玉米连作智能决策系统”，对河北吴桥县小麦--玉米连作生产进行了模拟。结果表明：模型对生育期的模拟值与实际值有很好的一致性；经分析，作物水氮环境与实际生产条件相符合；地上部干物质与实际干物质的增长趋势一致；模型对小麦的产量模拟值稍高于实测值，玉米的模块值低于实测值。     

以普鲁兰多糖为载体的CO2型指示标签的研制

以普鲁兰为成膜材料制备一种CO_2敏感型指示标签,以食品包装中CO_2含量作为监控指标,以甲基红和溴百里酚蓝为指示剂,与成膜材料普鲁兰多糖及甘油混合制得对CO_2敏感的凝溶液,以滤纸为基材制备指示标签,并研究普鲁兰多糖浓度、甘油添加量、倒板量对指示标签变色的影响,采用响应面分析法对指示标签的制作工艺进行优化。结果表明,指示标签制备的最佳工艺条件为:在甲基红溶液与溴百里酚蓝溶液体积比为3∶2,质量浓度为5%的混合指示液中添加普鲁兰多糖7.5 g/100 m L、甘油2 g/100 mL,将6.5 mL溶液倒入铺有滤纸的平皿中,浸泡2 h并自然晾干12 h,可制得CO_2气敏性指示标签,对其进行验证,色差值为18.21。该指示标签制备工艺简单,可重复操作,具有较大的使用价值。     

智能算法在农业大数据中的探究

为进一步推进智能农业大数据产业的健康有序发展,减少农业领域在生产、销售等环节中的风险因素,确保农业生产者、销售者的最大利益。通过详细分析农业大数据中的核心问题,以云南省鲜切花产业为研究对象,拟采用人工神经网络算法分别构建鲜切花价格预测模型群、鲜切花质量等级识别模型群,将鲜切花价格预测模型群嵌入云平台中,以低廉的价格提供给需求者;将鲜切花质量等级识别模型群应用于鲜切花等级分类的流水线,方便快捷的进行智能化分类。整个研究引入了智能算法,将智能与农业进行有机的结合,为农业大数据中心的发展提供参考依据。     

配体交换色谱手性流动相法拆分和定量茶氨酸对映体

建立了配体交换色谱手性流动相法拆分茶氨酸对映体的方法。采用Polaris C₁₈柱;流动相为L-脯氨酸：Cu²⁺（摩尔比）为2:1,Cu²⁺浓度为0.5βmmol/L,pH6.8,甲醇的加入体积比为2%;波长254βnm;流速0.9βml/min;柱温30℃。L-茶氨酸的进样量在0.09542βμg~4.241βμg范围内峰面积与进样量之间线性关系良好,回收率在97.45%~100.4%之间;D-茶氨酸的进样量在0.08486βμg~4.243βμg范围峰面积与进样量之间线性关系良好,回收率在97.07%~100.1%之间。该方法通用,准确。