基于智能手机平台的猪饲料配方系统设计与实现

设计依猪只个体日龄、体重等参数而异的饲料配方是实现猪精细饲养的关键,目前已有很多具备此功能的饲料配方软件,但它们大多数基于PC平台。结合智能手机便于携带、可移动性好等优点开发的基于智能手机平台的猪饲料配方软件,便于携带且操作简单,使用NRC1998模型精确预测了猪营养需要量,配方结果更准确科学,饲料原料营养成分数据用XML文件贮存,数据读取方便,有效地降低了系统开发成本。     

围封对流动沙丘表层土壤有机碳、全氮和活性有机碳的影响

以流动沙丘为对照,研究不同围封年限(14年和26年)下科尔沁退化沙质草地表层(0-15cm)土壤有机碳、全氮及活性有机碳的变化。结果表明:流动沙丘围封显著提高了土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、轻组有机碳(LFOC)和微生物量碳(MBC)含量,14年和26年围封样地SOC、TN、LFOC和MBC含量均随围封年限的增加而增加,且0-5cm层增幅高于5-15cm层。14年和26年围封样地土壤碳氮比显著高于流动沙丘,但2个围封样地之间差异不显著。流动沙丘围封也显著增加了表层SOC、TN、LFOC和MBC储量,0-15cm土层SOC、TN、LFOC和MBC储量均表现为26年围封地>14年围封地>流动沙丘。相关分析表明,LFOC、MBC均与SOC存在极显著正相关关系,说明LFOC和MBC均可作为衡量土壤有机碳变化的敏感指标。     

移动尼龙袋法对常用饲料蛋白质小肠消化率的研究

文章旨在研究反刍动物常用饲料的干物质和粗蛋白质小肠消化参数,为科学配制日粮提供依据。试验选用3头装有瘤胃瘘管和十二指肠瘘管的干奶牛,采用移动尼龙袋法研究了饲料瘤胃非降解蛋白在小肠中的消化吸收。结果表明,在瘤胃发酵16h后,蛋白类饲料的干物质与粗蛋白降解率高于粗饲料和能量饲料。豆粕、棉籽粕、菜籽粕、花生饼、麻籽饼、亚麻籽饼、膨化大豆、DDGS、啤酒糟、玉米、苜蓿、羊草和全株玉米青贮的干物质小肠消化率依次是:0.69、0.35、0.38、0.74、0.11、0.40、0.80、0.52、0.35、0.67、0.14、0.09和0.03;蛋白质的表观小肠消化率依次:0.91、0.80、0.71、0.92、0.64、0.79、0.96、0.70、0.89、0.61、0.61、0.61和0.63。由此可见,不同饲料瘤胃降解和消化特性不同,过瘤胃蛋白为小肠提供的可消化吸收蛋白质的潜力也不同。     

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。     

用于观光农业的混合型无线传感器网络节点设计

【目的】设计用于观光农业中游客服务与田间种植管理通用的混合型无线传感器网络节点。【方法】设计该节点的硬件结构及基于Android系统的移动智能设备APP;利用ZigBee与上位机通信来实现种植环境监测和设备控制。【结果】支持用户使用基于近场通信和蓝牙技术的节点田间快速接入功能,通过移动设备为游客和种植管理者提供园内位置定位、种植信息查看、环境参数监测等服务。【结论】该混合型无线传感器网络节点使用灵活、方便、快捷、功能扩展性好,可为观光农业提供较为灵活的多业务工程化支持。     

粪源环丙沙星对潮土中抗生素抗性基因的影响

为了探究粪源环丙沙星(Ciprofloxacin, CIP)对潮土中抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)的影响,布置培养试验(81 d),设置5个处理,分别为Ⅰ:CK(对照),Ⅱ:CIP(外源添加CIP),Ⅲ:DF(不含CIP的鸭粪),Ⅳ:DF+CIP(Ⅲ基础上外源添加CIP),Ⅴ:DF(CIP)(粪源CIP)。采用PCR技术分析土壤中6大类27种抗生素抗性基因和4种可移动遗传元件的检出情况,并利用荧光定量PCR技术对检出频率较高的目的基因及总细菌基因(16S rRNA)的绝对丰度进行检测。结果表明:不同处理土壤中共检出6种ARGs(tet G、sulⅠ、qnr A、qnr S、aad A2、aad D)和1种可移动遗传元件(intⅠ),且检测到的目的基因基本一致。DF(CIP)和DF+CIP处理对土壤中细菌和不同种类ARGs的影响不同。DF(CIP)、DF+CIP处理均显著降低了土壤中16S rRNA、tet G的绝对丰度;DF(CIP)处理显著增加了土壤中sulⅠ、aad A2的绝对丰度;DF+CIP处理显著增加了土壤中qnr A的绝对丰度。不同种类的ARGs与intⅠ、土壤理化性质的偏相关性分析表明,土壤中intⅠ与sulⅠ、aad A2呈正相关,与qnr A呈负相关,qnr A与CIP残留量呈正相关,tet G与有机质呈正相关。研究结果可为科学地评价氟喹诺酮类抗生素的环境风险以及粪肥的合理施用提供一定的理论依据。     

设施园艺移动平台分布式驱动自适应防滑控制

针对设施园艺特殊作业场景对电驱移动平台灵活作业与高操纵稳定性需求,该研究设计了一种四轮轮毂电机独立驱动的分布式设施园艺电驱移动平台,并提出了一种可提高转向灵活性与稳定性的自适应防滑控制策略。在该控制策略中,首先构建电驱移动平台动力学模型与Ackermann差速转向模型,结合速度瞬心原理及轮胎侧偏角确定各车轮转向目标转速;其次,为提高电驱移动平台对时变附着系数的适应能力,采用改进的强跟踪自适应无迹卡尔曼滤波算法设计复杂路面识别器,实现对路面附着系数准确估计;最后,设计基于自适应滑模算法的防滑控制器,根据路面附着系数估计值确定车轮相对最佳滑转率并实时控制滑转率。为验证所提控制策略的有效性,开展了Carsim-MATLAB/Simulink联合仿真与分布式设施园艺电驱移动平台实车试验。试验结果表明,所提控制策略可准确估计复杂道路下路面附着系数,降低车轮滑转率误差;在不变路面、对接路面与对开路面3种工况下,左侧车轮滑转率误差分别为0.031、0.015和0.038,右侧车轮滑转率误差分别为0.026、0.005和0.028;在不变路边随机路面实测路况下,电驱移动平台路面附着系分别数约为0.44和0.47,最大滑转率分别约为0.69和0.68,有效抑制了轮胎转向时的过度滑转,提高了电驱移动平台的行驶稳定性。研究可为设施园艺车辆驱动防滑控制提供具体理论依据和实施方案。     

基于PID直流电机驱动的移动式采摘机器人设计

为了提高移动式采摘机器人的控制效率和移动精度,将直流电机驱动电路引入到采摘机器人移动控制系统的设计中,并采用PID算法对移动速度进行调节,从而避免采摘机器人在移动过程中产生较大的速度波动,提高其作业时的平稳性。为了验证PID算法在采摘机器人移动控制系统上使用的可行性,模拟葡萄采摘机器人的作业环境,对采摘机器人移动过程的速度控制进行了仿真模拟,结果表明:达到速度预定目标时,PID算法比常规算法具有更快的响应速度,调节过程也更加平稳。     

Characterization of mobile LiDAR data collected with multiple echoes per pulse from crowns during foliation

Abstract

As a state-of-the-art technology for fine-scale forest investigation, mobile terrestrial light detection and ranging (LiDAR), also referred to as mobile laser scanning (MLS), recently has been increasingly exploited to improve its performance on this task. One potential solution is to apply special MLS systems with the capability of collecting multiple echoes per pulse (multi-echoes, for short) from canopies. The methodologies of this rationale turned out to perform better but still insufficiently for canopy properties retrieval, owing to their common defective premise. That is, the knowledge of the characteristics of MLS scan data comprising multi-echoes, so far, is in shortage, especially when regarding the dynamic process of tree foliation. As a pioneering work for this challenge, this study attempted to comprehensively analyze the characteristics of MLS multi-echoes collected from tree crowns during foliation. Specifically, new stable multi-echoes-related features were deduced under the schematic frame of relative quantification, in both spatial and temporal sense. “Relative” here briefly means the division operation deployed on the attributes of multi-echoes, individually in terms of the number of echoes, echo width and crown volume integrity, between their different return orders. Then, the “relative” schematic was primarily validated for more stably representing crown properties during foliation, based on the real data that was collected by the Sensei MLS system with a maximum of three echoes per pulse. Further, a case of tree species classification was examined using a linear discriminant classifier, and it was testified that the resultant temporal statistical rules of multi-echoes as the reverse clues can enhance the performance of MLS in applications.     

基于移动端作物大田测试数据采集技术研究与实现

作物品种田间测试是评价、筛选新品种不可或缺的关键环节，是品种大规模推广应用的主要依据。育种单位每年试验小区数量巨大，单一育种公司每年新产生大约1 000万个数据点，依靠传统的人工纸质录入效率低、错误率高。针对测试数据田间野外录入的特点，研究设计了一套高效的测试数据快速录入、及时传输的技术方案，并详细介绍了客户端与服务器数据交互融合、拍照采集条码、数据分块存取等关键技术。该系统进行了Windows Mobile 6.1及以上多个手机平台的应用测试，结果表明此方法是高效可行的。