航空施药中雾滴沉积传感器系统设计与实验

基于变介电常数电容器原理设计雾滴沉积传感器及检测系统,由此实现对航空施药中雾滴地面沉积量的快速获取。通过实验,分析建立了传感器对电导率487μS/cm、25 mS/cm雾滴的沉积量测量线性回归方程,决定系数R2分别为0.9923和0.9544。利用M-18B型飞机和AU-5000型喷雾机,对系统进行了应用测试,结果表明:与水敏纸图像分析方法对比,2种方法获得的雾滴地面沉积量分布曲线拟合度可达0.914 6,样点单位面积沉积量的相对测量误差分布在10%~50%之间。     

基于无线传感器网络的稻田信息实时监测系统

针对农田环境信息采集过程中监测周期长、环境干扰大等特点,设计了一种基于混合天线无线传感器网络稻田环境信息实时监测系统,采用分簇路由协议进行组网,为不同类型的节点配置不同类型的天线,并使用转台控制汇聚节点定向天线的方向,以扩大网络的覆盖范围和提高系统的稳定性。基于该系统进行长时间稻田组网试验,对网络丢包率和稻田环境参数采集准确性进行测试,试验结果表明,系统运行稳定、测量准确,网络数据平均丢包率为0.44%,稻田空气温度、空气相对湿度和土壤含水率的平均相对误差分别为0.26%、0.64%和0.33%。     

基于RFID与ZigBee的羊场养殖信息管理系统

为了选育性状优良的羊进入核心种群,将RFID射频识别、ZigBee无线通信与ARM嵌入式技术相结合,研制了一套羊场养殖信息管理手持终端。手持终端包括基于S3C6410处理器的ARM核心板、125 kHz RFID阅读器、基于CC2530芯片的ZigBee无线通信模块以及多功能底板。软件开发过程中,构建了包含设备驱动的Linux系统环境,利用Qt/Embedded的信号/槽机制实时接收RFID数据,基于OSAL操作系统的ZigBee2007协议栈实现ARM与ZigBee网络之间的通信,在Qt中设计触摸屏图形界面以及串口通信、通信指令、软键盘、蜂鸣器、中文显示等后台程序,具有日常管理、育种管理及疫病管理等模块功能。现场测试结果表明,手持终端能够实时采集、录入、存储、拷贝、查询养殖信息并通过ZigBee无线网络与上位机通信,可满足羊场信息化管理的需要。     

平行梁冲量式谷物质量流量传感器田间实验

设计了平行梁冲量式谷物质量流量传感器,以该传感器为核心部件构建了测产系统。针对小麦、水稻两种不同谷物品种,不同联合收获机机型以及不同田间地面状况,于2004年夏秋两季分别在中国科学院栾城农业生态系统实验站和上海五四农场做了精准收获实验。实验结果表明,测产系统可以在正常农田地面状况下可靠地工作,单产和总产测量误差均小于10%,且对联合收获机机型以及谷物品种不敏感。     

电控发动机的氧传感器波形分析

通过汽车示波器对氧传感器的信号电压波形测试,介绍了氧传感器的标准信号电压波形、氧传感器波形分析法诊断发动机故障的一般流程及其具体应用。     

电容式水流泥沙含量传感器温度补偿技术的研究

采用自行研制的电容传感器测量了水流中泥沙含量与传感器输出电压，研究了测量水流泥沙含量的温度补偿技术。结果表明，水流泥沙含量与传感器的输出电压呈线性关系，传感器的输出随温度的升高而逐渐增大；通过对温度的监测并由软件实现补偿的方法，可大大提高测量的精度；该方法能得到工作温度范围非标定条件下任一温度状态的输入－输出特性，可显著提高其温度稳定性。     

利用微机对温室培育温度进行控制的研究

随着社会的发展和农业的进步,人们在各个季节都能吃上新鲜的蔬菜和水果.单片机和微型计算机在农业的发展中也起到了非常重要的作用.为此,以MCS51单片机温度控制系统对果蔬的培育环境进行温度控制为例,结合国内外先进温度控制系统的设计,对整个温控系统设计的硬件进行了阐述,说明了具体的调试步骤.     

农作物无损检测的机器视觉系统标定方法研究

基于机器视觉的无损检测是植物生长建模的关键技术之一,对图像采集系统进行标定是实现无损检测的基本步骤.目前,摄像机标定的方法有传统标定方法、主动视觉标定法、自标定方法等.为此,对现有标定方法分别进行了讨论与比较,结果表明,传统线性标定法可以满足农作物无损检测的要求.     

科氏力谷物流量传感器的研究

通过比较市场上应用的几种谷物流量传感器的优缺点,利用科氏力原理,分析谷物流量与科氏力力矩之间的关系,研究出一种旋转圆盘式谷物流量传感器.同时,简述了其系统构成、工作原理及信号接收系统.实践证明:该流量传感器具有测量精度高、使用方便等特点,具有一定的应用价值.     

颗粒肥料质量流量传感器设计与试验

变量施肥具有提高肥料利用率、保护生态环境、节约农业生产成本等优点,但目前还没有得到广泛的应用,除了难以获得变量施肥的处方图之外,缺乏闭环检测也是原因之一。闭环控制是实现变量施肥的关键之一,与间接测量排肥轴的转速相比,实时检测肥料的质量流量更为准确。本文基于静电感应原理,设计了一种颗粒肥料质量流量传感器。由于颗粒肥料之间、颗粒肥料与空气、颗粒肥料与排肥管之间的摩擦和碰撞,颗粒肥料会携带一定量的电荷,因此本研究设计了环形电极来检测电荷强度,并利用电流放大电路输出感应电流。通过标定质量流量与感应电流的关系,获得了实时的肥料质量流量。搭建试验台对该颗粒肥料质量流量传感器进行检测,试验台主要包括动态信号采集系统、肥料箱、电流放大器和环形电极传感器。以大颗粒尿素（CO(NH2)2）、过磷酸钙（Ca(H2PO4)2·H2O）和氯化钾（KCl）为研究对象,其平均容重分别为0.7、1.2、1.1g/cm3。根据施肥装置的物理参数,通过调整排肥轴转速可获得近似的目标质量流量,目标质量流量的范围是3~15g/s,增量为1g/s。对于每个质量流量,进行了4次重复。每次重复30s,施肥装置与信号采集系统同时启动。利用平均感应电流和平均质量流量建立回归方程,采用插值法得到实时质量流量。随后,对每种肥料进行25次试验,从而检验本文中颗粒肥料质量流量传感器的测量精度,每次试验的目标质量流量由5个随机质量流量组成,每个质量流量下持续排肥6s,用天平称量30s内的实际质量,通过积分质量流量和时间曲线计算检测质量。采用SPSS 22.0软件对试验结果进行统计分析,分析表明,大颗粒尿素、过磷酸钙、氯化钾的检测误差分别为3.9%、5.1%、5.9%,相应的标准差分别为5.21、7.98、11.29。检测质量与实际质量无显著性差异（P>0.1）,大颗粒尿素、过磷酸钙和氯化钾检测误差的数学期望值分别为3.74%、4.93%、5.22%。本文的研究结果表明,检测误差随颗粒肥料粒径的减小而增大。