基于nRF905的水产养殖环境参数自动监控系统

根据现代化水产养殖的低耗高效的发展要求,设计了基于nRF905的水产养殖环境参数自动监控系统.该系统把监控中心PC机作为上位机,通过VB 6.0构建上位机监控软件,同时以单片机MSP430作为下位机,并通过nRFg05构建无线传感网络,从而实现自动监控系统的各项功能.经过试验,该自动监控系统能够对DO、pH进行实时的数据采集、显示和存储,并与增氧机结合对DO进行自动控制以及超限报警.养殖现场试验结果表明,该系统工作稳定、实时性好、能耗低,控制电路设计简单、成本低,有一定的应用推广价值和实际意义.     

基于直驱并联机构的六自由度振动校准系统研究

直驱并联机构六自由度振动校准系统可以实现高精度和多自由度的运动模拟和校准,具有良好的应用前景。为了解决平台驱动关节滑块位置跟踪精度低的问题,对该机构进行动力学力矩前馈补偿分析。利用虚功原理建立该机构动力学模型,提出一种基本伺服算法与动力学前馈补偿相结合的控制策略。在实验样机上进行力矩前馈补偿,实验结果表明,在开放伺服程序增加力矩前馈补偿后,可以降低该机构在运动时的跟随误差,进行不同幅值单自由度正弦运动时,跟随误差分别下降40.32%、39.04%、43.24%、48.19%。并对振动台进行了性能检测,在平台基础上,搭建激光测量系统和数据采集模块,进行传感器校准和性能分析,平台横向振动比较小,谐波失真度均小于2%,平台具有较好的稳定性和性能。     

检测饲料中克伦特罗的免疫电化学传感器的研制

为探索检测饲料中克伦特罗等违禁激素类药物快速、灵敏、方便的检测方法,本文采用本实验室自行研制的免疫电化学传感器对克伦特罗进行了检测。所得结果表明:仪器的稳定性、重现性良好,目前最低检测限可达0.3μg/kg,检测时间在5min以内,检测成本每个样品2元,而且免疫电化学传感器体积小、灵敏度高、携带方便、操作简单、自动化、智能化程度高,完全能满足现场检测的需要。     

黄脊雷篦蝗触角感觉器的扫描电镜观察

利用扫描电子显微镜观察了黄脊雷篦蝗Rammeacris kiangsu(Tsai)触角感觉器的类型、形态、数量和分布。结果表明:黄脊雷篦蝗触角有5种类型的感觉器,即毛形感觉器(sensilla trichodea)、刺形感觉器(sen-silla chaetica)、锥形感觉器(sensilla basiconica)、腔锥形感觉器(sensilla coeloclnica)和钟状感觉器(sensilla cam-pullacea),其中毛形感觉器又分为2种类型(Ⅰ型和Ⅱ型);触角感觉器的总数量、不同类型感觉器的数量、排列及分布,在雌雄虫上都有一定的差异。     

基于光电传感器的精密排种器性能检测

研究设计了由发红外光二极管、凸透镜、PD-0120A型硅光电池裸片组组成的无盲区检测精密排种器性能的传感器以及以89C51型单片机为核心控制部件的硬件系统和软件系统。通过传感器检测、人工检测对比试验证明了该无盲区传感器可准确地检测精密排种器的各项性能指标。     

称重式坡面径流小区水流流量自动测量系统

坡面径流小区流量观测是坡地水土流失状况研究的重要内容。该文提出了一种新型的含沙水流流量自动观测方法和测量系统。通过受力分析和水力推导,得到了无含沙水流流量测定计算模型和含沙水流流量校正公式。模型验证和参数标定的试验结果表明：无含沙水流的拉力输出值和流量之间的关系与推导得到的水力学模型非常吻合,决定系数可以达到0.99。含沙水流流量通过校正可以得到精度很高的观测结果,与人工观测平均相对误差仅为0.4％。因此,该含沙水流自动测量系统具有很好的可靠性和观测精度,有一定的应用前景。     

二氧化硅凝胶葡萄糖传感器上羟甲基纤维素酶活性测定

提出了用SiO2凝胶包埋葡萄糖氧化酶(GOD)电化学传感器(GOD/SiO2)测定羟甲基纤维素酶(CMCE)活性的方法,即基于电极对纤维素水解后生成葡萄糖的催化氧化.考察了各种实验条件对CMCE酶活性测定的影响.实验表明,GOD/SiO2电极检测电位为 0.57 V(以饱和甘汞电极为参比电极), 稳态响应电流与纤维素酶活性在5～400 U/L 之间有线性关系,该方法可用于微量羟甲基酶活性测定.     

吡虫啉分子印迹电化学传感器的制备及电学传感机理分析

以壳聚糖为功能基体、吡虫啉(imidacloprid,IMI)为模板分子、戊二醛为交联剂,应用恒电位沉积法制备了分子印迹电极并构建了吡虫啉印迹传感器(IMI-MIP/F-CNTs/GCE)。利用循环伏安法(cyclic voltammetry,CV)、差分脉冲伏安法(differential pulse voltammetry,DPV)及交流阻抗法(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)考察了新型传感器对吡虫啉的检测性能并构建等效电路模型。结果表明:成功制备了新型分子印迹电化学传感器;传感器表观表面积比裸电极显著提高;新型传感器具有良好的印迹效果,相较于其他结构类似的烟碱化合物(如啶虫脒等),IMIMIP/F-CNTs/GCE对吡虫啉表现出高效的选择识别能力,且在cI M I≤1.0×10-6mol/L范围内传感器峰电流与cI M I存在定量关系;数据模拟分析获得传感器电学阻抗谱等效电路模型为R1(C1(R2(CPE2(R3)))),计算等效电路各元件参数证明该模型能有效模拟传感器检测吡虫啉的传感机理。所得结果可为烟碱类农药残留检测提供一种新的分析方法,为农药残留检测传感器分析机理研究提供有益参考。     

基于多传感器人工嗅觉系统的土壤有机质含量检测方法

为了实现对土壤有机质含量的快速、方便、准确测量,本文提出了一种基于多传感器人工嗅觉系统的土壤有机质含量检测方法。选取10个不同型号的氧化物半导体式气体传感器组成传感器阵列,并采用不同浓度的硫化氢、氨气和甲烷等标准气体对传感器阵列进行了响应测试,从响应曲线可以看出,传感器阵列对不同浓度、种类的标准气体皆有响应且响应结果不同,随着标准气体浓度的增大传感器阵列的响应曲线也随之上升,表明传感器阵列具有较高的特异性和一定的交叉敏感性。提取每个传感器土壤气体响应曲线上的响应面积、最大值、平均微分系数、方差、平均值和最大梯度6个特征构建人工嗅觉特征空间。采用偏最小二乘法回归(PLSR)、支持向量机回归(SVR)和BP神经网络(BPNN)算法建立人工嗅觉特征空间与土壤有机质含量关系的预测模型,使用决定系数(R²)、均方根误差(RMSE)和绝对平均误差(MAE)评估预测模型的性能。试验结果表明,PLSR、BPNN、SVR测试集的R²分别为0.808 78、0.871 79和0.919 57,RMSE分别为3.678 4、3.161 4、2.425 4 g/kg...     

香蕉园机器人导航的激光与超声波组合测距方法研究

在长有小灌木等干扰物和机耕道崎岖不平的复杂香蕉园环境中,机器人定位导航方法有时效果不佳、甚至失效,准确测量机器人与香蕉树的最短距离是实现定位与导航的前提和关键,为此提出一种基于拟合滤波的激光和超声波香蕉树测距方法。首先,在各采样时刻由激光和超声波传感器分别测得机器人到香蕉树的距离数据,并相互校验,生成待测香蕉树的一组距离数据;选择二次多项式以最小二乘法对该组距离数据进行拟合,基于拟合的二次多项式和设定阈值对该组距离数据进行滤波,去除其中偏差较大的距离;最后,对滤波后的距离数据中3个最小值求平均值,以此作为机器人到待测香蕉树的最短距离。实验表明,该测距方法在理想环境下对香蕉树的最大测距误差率为1.0%,在有小灌木等干扰物或者道路崎岖不平的环境以及室外自然场景下最大测距误差率为2.0%,相应的最大测距误差为1.0 cm,且测距稳定性良好。