中国大田无人农场关键技术研究与建设实践

智慧农业是现代农业的发展方向,无人农场是实现智慧农业的重要途径。为了探索和推广无人农场在现代农业中的应用,华南农业大学对大田无人农场的关键技术进行了深入研究,包括无人农场作业环境、作业对象和作业机械装备信息的数字化感知技术;土地整治、耕整、种植、播种、田间管理和收获方案的智能化决策技术;农机自动导航和农机精准作业的精准化作业技术;农作物生长、农机运维和农场经营管理的智慧化管理技术。2020年在广东增城创建全球首个水稻无人农场,实现了五大功能,包括耕种管收生产环节全覆盖,机库田间转移作业全自动,自动避障异况停车保安全,作物生产过程实时全监控,智能决策精准作业全无人。取得了显著的经济、社会和生态效益,2021 年广东增城水稻无人农场种植的优质丝苗米十九香产量达到9934.35 kg/hm²,比当地的平均产量高32%;2023年湖南益阳千山红镇再生稻无人农场两季产量达到18625.5 kg/hm²,说明了人不下田也能种地,也能种好地。截至2023年11月,在国内15个省启动了 30 个无人农场的建设,包括水稻、小麦、玉米和花生4种作物,实践结果证明了无人农场和智慧农业发展的巨大潜力,为解决“谁来种地”和“如何种地”提供了重要途径。     

智能手机RGB图像检测植物叶片叶绿素含量的通用方法

为提高RGB（Red, Green, Blue）图像方法在检测植物叶片叶绿素含量的预测精度、普适性和实用性,该研究提出了一种智能手机结合辅助拍照装置获取植物叶片RGB图像并即时检测叶绿素含量的低成本方法。设计了一种内置主动光源的低成本便携式拍照装置,用以降低环境光及拍照角度等因素对成像质量的影响;并采用了基于24色Macbeth标准色卡的二阶多项式回归法构建色差校正矩阵以减小不同手机所获取图像的色差;最后开发了基于微信小程序的远程诊断系统以实现植物叶片叶绿素含量的原地、实时及无损检测。以甘蔗叶片为例,采用了3款不同品牌的手机进行了试验,首先分析了叶片39种颜色特征与其叶绿素含量的相关性及色差校正方法对其的影响。结果表明,该方法获取的叶片颜色特征与叶绿素含量大多具有较强的相关性（相关系数>0.8）,同时,色差校正可明显提升多手机混合数据集的颜色特征与叶绿素含量的相关系数,其中RGB色彩空间下三个颜色通道亮度值R、G、B的代数运算特征(B-G-R)/(B+G)的提升最明显,达到了0.842 4,比校正前提高了89%。进一步结合主成分分析构建了色差校正前与色差校正后的叶绿素含量多元线性回归（Multivariate Linear Regression,MLR）和支持向量机回归（Support Vector Regression,SVR）预测模型。针对多手机混合数据集的通用预测模型中,色差校正后的SVR通用预测模型精度和稳定性最高,相比校正前的SVR通用预测模型,五折交叉验证的R2均值达到了0.721 4,提高了14.6%,RMSE均值为0.328 8 mg/g,降低了13.3%;同时,该模型五折交叉验证的R2标准差仅为0.004 2,具有更高的稳定性。该研究为不同手机准确预测植物叶片叶绿素含量提供了一种通用方法。     

基于区块链技术的农产品质量溯源系统结构设计

农产品质量溯源平台对于农产品质量监管及食品质量保障具有重要作用.农产品质量监管涉及领域广、方面杂,且在质量监管过程中农户与企业参与力度不足,导致部分信息在收集过程中存在可靠性差、准确度低的问题.针对上述问题,从区块链核心技术出发,借鉴现有企业质量溯源经验,提出了一种使用联盟链的质量溯源系统.     

农产品质量安全纳米传感应用研究分析与展望

纳米材料具有特殊的尺寸效应和优异的光电性质，已在传感分析中得到高度重视和广泛应用，大幅提高了传感分析技术的性能。近年来，智慧农业发展迅速，农产品质量安全作为农业生产的重要组成部分，对农业传感技术的灵敏度、稳定性和检测通量等指标要求越来越高。本综述简要阐述了几种常用的纳米材料的性质和特点，包括碳基纳米材料、金属纳米材料和金属-有机框架材料等。重点论述了基于纳米材料的化学传感、生物传感、电化学传感和光谱传感等常用传感分析技术和器件，以及纳米传感分析技术在农产品质量安全，尤其在克伦特罗和三聚氰胺等危害物,甲硝唑、二噁英类化合物,违禁添加物,真菌毒素，锌、镉、铅等目标物，丙烯酰胺、呋喃类、硝基呋喃类抗生素监测等方面的应用。纳米材料的制备和修饰技术扔需要进一步提升，多目标、高通量纳米传感器件在实际应用中的价值广受关注，在线传感分析在农产品质量安全智慧监控方面有迫切需求需要快速、实时、在线监测。     

水利规划中的常用优化方法

自20世纪30年代起，水利规划科学成为人类极为关注的研究课题之一，而其中计算优化方法则是水利规划实践中经常遇到的难点。文章介绍了不同时期水利规划中的优化方法，分析了不同优化方法的优点和适用范围，并对新兴的优化智能算法进行了分析介绍。     

全球智慧农业领域研究态势分析

[目的/意义]通过对全球智慧农业领域的研究态势进行分析,以期为当下及今后中国智慧农业领域的科技创新与管理决策提供数据参考和情报支撑。[方法/过程]基于Web of Science数据库,利用文献计量和知识图谱等方法,针对全球范围内智慧农业的研究概况、研究群体的竞争力、研究重点与热点等进行深入分析及可视化展示。[结果/结论]2010年之后全球及中国智慧农业的研究热度越来越高;中国和美国的生产力和影响力均遥遥领先于世界其他各国,中国农业大学、浙江大学、美国农业部的生产力和影响力具有明显优势,HE Y、JAYAS D S、BLASCO J的生产力和影响力均较高,中国机构和学者的论文质量普遍不高;农学、计算机科学、工程学、食品科学技术、化学是重点学科领域,Computers and Electronics in Agriculture的期刊竞争力最强;全球及中国智慧农业领域均可分为三大研究主题,但研究重点有所差异;以农业物联网为代表的信息感知、分析与调控技术是近年来的研究热点;农用传感器的自主研发、数据挖掘分析和共享利用的技术模式、智能控制的算法模型和系统集成、智能化农机装备和农业机器人自主研发、智慧化农业科技服务模式等是中国智慧农业进一步发展需要突破的重点研究方向。     

电话线路防盗用控制研究

在当前电话已经成为我们日常生活非常重要的工具。虽然我国电话普及率逐年提高,但盗打现象依然存在。本文仅从电路原理方面分析一下电话线路的防盗控制方法和途径。     

现代智能家居的研究设计

介绍了智能家居发展史和国内外现状,对智能家居系统构成和电力载波技术进行了分析探讨。对智能家居产品做了简要介绍,并选择已有智能家居系统中操作相对简单、用户较易理解的智能家居系统进行设计,将智能家居产品与原有家居环境融为一体,体现出以人为本的家居环境。     

Point Force Model of Smart Structure Piezoelectric Actuator With Paste Layer

In the smart bar-beam structure with piezoelectric strain actuator active control function to vibration, the thickness effect of paste layer is considered and strain is assumed linear distribution along the thickness direction of each layer. The piezoelectric actuator point force model of Crawley and Luis is refined, a more general point force model is established to the smart beam with strain actuator. Point force model calculation formula is educed to smart beam with two-side symmetry paste actuator or one-side paste actuator. The computer simulation is done and the result reveals modified point model is right. The modified model is more common, as is important to design piezoelectric smart structure.     

奶牛健康监测设备与技术研究及应用进展综述

我国的奶牛养殖数量逐年增加,通过对奶牛的生理参数和行为进行监测,可以提高奶牛养殖的经济效益,提升我国奶业的竞争力。随着人工智能技术的发展,奶牛健康监测的设备和技术在不断更新和完善,为奶牛健康监测提供了便捷和精确的手段。本文综述了近年来奶牛健康监测方面的研究进展,从奶牛的生理参数监测和行为监测两方面展开,生理参数包括体温、体尺、体质量、呼吸频率等,行为包括基本行为（站立、行走、躺卧等）、反刍、跛行等。对国内外奶牛健康监测的设备和技术进行了系统的分析,总结了不同监测设备和技术的优缺点和适用情况,并结合当前已有的应用案例,对奶牛健康监测研究所面临的问题进行了讨论,指出了奶牛智慧养殖的发展趋势,旨在为奶牛健康管理和养殖业的可持续发展提供方法和思路的参考。