国家气象业务内网设计与实现

为改变气象系统内部服务平台分散的现状,国家气象信息中心对各国家级气象业务中心原先自建的气象、气候、观测、服务等若干小系统进行整合,构建国家气象业务内网,形成气象系统内部统一的国家级气象服务平台,提供一个能浏览、检索与综合显示实况监测、预报预测、预警信息、历史气候资料以及信息网络等业务信息的共享平台。国家气象业务内网使用MVC模式设计,为适应气象应用的特点,在J2EE应用架构(Struts+Spring+Hibernate)的基础上,对底层数据交互模块进行了封装,有效提高了系统的灵活性和开发效率。2015年3月国家气象业务内网2.0版业务运行,目前涵盖了探测、天气、气候等6大核心服务栏目、近100个子模块、近2 000余种业务产品,对各类气象业务起到了有效的支撑作用。     

基于无线传感器网络的温室大棚环境监测系统设计

针对目前温室大棚环境监测系统存在布线困难、灵活性低和成本高等问题,构建了基于无线传感器网络(WSN)的温室大棚环境监测系统,并重点对传感节点和网关节点进行了设计。该系统的传感器节点负责对环境参数进行采集,并通过无线传感器网络将数据发送到网关节点,网关节点再向远程监测平台传输数据。节点硬件的微处理器模块采用MSP430F149单片机进行数据处理和控制;无线通信模块由nRF905射频芯片及其外围电路组成,负责对数据进行传输和接收;传感器模块采用AM2301传感器进行数据测量;电源模块以LT1129-3.3、LT1129-5和Max660组成的电路提供3.3和±5.0 V电源。节点的无线路由协议和时间同步算法均采用C语言开发,实现节点数据采集与处理、规则转发和远程传输等功能。远程监测软件采用NET.ASP、HTML和C#开发,为用户提供形象直观的Web模式远程数据管理平台。该系统在青海省西宁市温室大棚进行了组网测试,结果表明系统运行稳定可靠,网络平均丢包率为2.4%,有效解决了温室环境监测系统中存在的问题,满足温室大棚栽培环境监测的应用要求。     

疾病费用预测的建模分析

果肉自溶是影响龙眼采后果实贮运、货架寿命和贮藏品质的重要因素。本文综述了龙眼果肉自溶过程的组织结构变化、生理生化变化及微生物侵染与自溶的关系、果肉自溶相关的分子生物学等的研究进展,探讨龙眼果肉自溶的机理和常用的保鲜技术,并提出未来研究的方向,以期对龙眼果实采后贮运保鲜提供参考。     

热力管道小漏温度场特征标定研究

泄漏特别是小漏预警对热力管道的安全维护具有重要意义。受空间分辨率的影响,分布式光纤传感器对小漏引起的局部温度变化测试精度较低,测量温度与实际温度差异较大。以布里渊光时域反射仪(BOTDR)作为测量手段,提出了一种建立分布式光纤测量温度与实际温度之间对应关系的方法。设计完成了小漏温度场模拟测量实验,通过高斯拟合对测量数据进行特征提取,再用人工神经网络建立测量温度与实际温度的映射模型。结果表明:设计的实验方案可获得代表管道小漏温度分布的先验数据,基于此训练的人工神经网络可确立实际温度场与BOTDR测量温度场的对应关系,提高了光纤测试精度并为泄漏预警策略的制定提供了依据。     

基于多信道路由控制的精量播种机优化设计

为了提高花生播种机播种的质量及作业效率,在花生引播机的路径和排种器的控制系统中,引入了多信道独立通信原理,降低了播种过程的漏种率;利用模糊神经网络控制原理,结合模糊域对花生播种机的结构进行了非线性优化设计。为了验证设计的花生精量播种机结构和控制系统的可靠性,对花生播种机进行了田间试验,结果表明:多信道路由花生播种机的合格率要明显高于传统的播种机,重播率要明显低于传统的播种机,破碎率和空穴率都比较低。这说明播种机的路径选择和排种器的控制都达到了最优,为花生播种机的研究和设计提供了理论依据。     

基于无线传感网络湿度自适应的折射式喷灌喷头设计

为了降低风和蒸发因素对喷灌效果的影响,针对我国农业种植的分散和多样性特点,提出了一种适用于生态农业的节水喷灌喷头结构,并设计了具有无线传感网络湿度自适应感应能力的电控阀门,可以根据土壤的湿度情况自动实时灌溉作业,从而有效节约了水资源。本设计的节水喷灌喷头在结构上增加了反向补气嘴,使喷头可以完成直射、步进和反向旋转动作,灌溉系统使用短距离无线通信协议,构建了无线通信网络,使用MSP4 3 0和CC2 4 2 0为主要部件搭建了硬件平台。利用田间试验的方法对喷灌喷头的性能进行了测试,结果表明:传感器采集数据的误差均在精度允许的范围内,采集数据的可靠性较好,节水喷灌喷头可以有效的节约利用水,节水率较高,并且灌溉耗时短,提高了灌溉的质量和效率。     

基于多跳路由算法的地膜回收机械装置优化

为了增强地膜回收机的通信能力,使其适应不同地膜密度的地块,提高地膜回收机的工作效率,实现多地膜回收机的协同控制,设计了一种新的基于多跳无线网络的地膜回收机和多回收机协同控制系统。改进后的地膜回收机在起膜铲的轴上装有起膜阻力传感器,可以实时测试起膜阻力,调整起膜机的速度,实现速度的自适应调节。为了适应不同的起膜机速度,在卷膜机上装有速度传感器,可以对卷膜速度进行控制,提高了起膜和卷膜的作业精度。同时,设计了5点的多跳通信网络,利用无线局域网络,实现了地膜机的协同控制。最后对地膜回收机的性能进行了测试,通过测试发现:残膜机作业的回收率达到了90%以上,其作业时间较短,满足高效残膜回收机的设计需求,可以在其他农业现代化机械控制系统的设计过程中进行推广     

农机数据采集传输系统的设计与实现——基于CAN总线

随着CAN总线的发展应用,越来越多的农业机械开始装备使用CAN总线,采集农机CAN数据对于农机作业运行及故障维修的应用研究具有重要意义。农机CAN总线数据采集传输系统,能够实时采集、解析、传输农机CAN总线数据信息,且可将数据传输到PC机进行数据处理和数据分析。为此,详细介绍了基于单片机、CAN控制器及CAN收发器的农机CAN总线数据采集传输系统,并给出了硬件设计和软件实现。试验表明:该系统将发动机转速、油耗、经纬度、高程等数据解析并传输存储,在实际应用过程中,系统可靠性好,信息准确、运行正常。     

基于BP-NN的温室膜下滴灌茄子蒸腾速率预测模型

通过田间试验,对温室膜下滴灌茄子冠层叶片蒸腾速率的变化规律进行了深入研究。通过分析温室内地面温度、相对湿度、植株冠层温度、气压、水面蒸发、太阳辐射等6个环境参数与茄子蒸腾速率的综合影响关系,确定了网络拓扑结构为6-9-1。并应用MATLAB软件,选择Levenberg-Marquardt(L-M)优化算法,建立了基于Back Propagation(BP)神经网络的温室膜下滴灌茄子蒸腾速率预测模型。经模型验证得出,BP神经网络模型预测值与蒸腾速率实测值间拟合效果较好,平均相对误差为0.029 8,达到预测精度要求。该研究成果对温室膜下滴灌作物需水规律及需水量研究具有较好的参考价值。     

生鲜肉冷链物流体系建立研究

由于肉类保鲜期短,对温度要求高,因此完善的冷链体系是保障肉类质量安全的主要手段。文章通过利用HACCP原理对肉类冷链物流中的危害因素进行分析并进行关键点的控制,最终建立以物联网为基础,以HACCP为依据完善肉类冷链物流体系。