基于核自适应滤波的无线传感网络定位算法研究

针对动态室内环境的变化及时变的接收信号强度(Received signal strength,RSS)对定位精度的影响,提出了一类基于核自适应滤波算法的农业无线传感器网络室内定位方法。核自适应滤波算法具体包括量化核最小均方(Quantized kernel least mean square,QKLMS)算法及固定预算(Fixed-budget,FB)核递推最小二乘(Kernel recursive least-squares,KRLS)算法。QKLMS算法基于一种简单在线矢量量化方法替代稀疏化,抑制核自适应滤波中径向基函数结构的增长。FB-KRLS算法是一种固定内存预算的在线学习方法,与以往的"滑窗"技术不同,每次时间更新时并不"修剪"最旧的数据,而是旨在"修剪"最无用的数据,从而抑制核矩阵的不断增长。通过构建RSS指纹信息与物理位置之间的非线性映射关系,核自适应滤波算法实现WSN的室内定位,将所提出的算法应用于仿真与物理环境下的不同实例中,在同等条件下,还与其他核学习算法、极限学习机(Extreme learning machine,ELM)等定位算法进行比较。仿真实验中2种算法在3种情形下的平均定位误差分别为0.746、0.443 m,物理实验中2种算法在2种情形下的平均定位误差分别为0.547、0.282 m。实验结果表明,所提出的核自适应滤波算法均能提高定位精度,其在线学习能力使得所提出的定位算法能自适应环境动态的变化。     

2BDB-6(110)型大豆仿生智能耕播机设计与试验

针对中国东北地区春季播种时耕种层地温回升较慢和土壤水分不足,严重阻碍大豆发育的问题,设计了2BDB-6(110)型大豆仿生智能耕播机,该机一次进地可同时完成浅松、碎土、播种、扶垄和镇压等作业,在完成播种施肥作业的同时,有效提升耕种层土壤温度和含水率。本文运用逆向工程和曲线拟合等方法,设计出具有减粘降阻功效的仿野兔爪趾浅松铲和仿穿山甲鳞片扶垄铲;运用STC89C52单片机设计了具有镇压力实时监控功能的镇压力自动调节系统。通过田间单因素对比试验,发现仿生浅松扶垄耕整机构可提高一定深度范围内的土壤温度,与传统耕整机构相比可降低作业阻力13%~20%;镇压力自动调节系统可显著提高镇压作业稳定性,提高平均土壤含水率(0~100 mm)1.36%;通过参数优化试验得出耕播联合作业最佳参数组合为浅松深度20 cm,镇压强度48 k Pa;通过对比验证试验发现,浅松、扶垄耕播联合作业与传统播种作业模式相比,可分别提升10、20、30 cm深度土壤温度0.7、1.3、0.9℃,提升平均土壤含水率(0~100 mm)0.47%,缩短大豆出苗时间0.52 d,提高大豆产量2.05%。     

基于以太网和移动平台的奶牛场环境远程监控系统

针对现有奶牛场环境远程监控系统移动性差、操作复杂、功耗高等缺点,开发了一种基于以太网和手机微信开放平台的奶牛场养殖环境远程监控系统,实现了奶牛场温度、湿度、CO2浓度、H2S浓度、SO2浓度、NH3浓度等环境参数的精确采集和远程实时监控。系统通过以太网进行数据传输,利用Kingview 6.55工业组态软件开发了上位机监控软件系统,将上位机监控系统数据库与微信公共平台有机融合,实现了利用手机微信客户端完成对奶牛场环境远程监控的功能。经过实验室仿真试验及在奶牛场的实际运行试验证明,该系统运行稳定可靠,实时性好,监控效果理想,数据丢包率在100 m范围内最高仅0.041%,有效地解决了对奶牛场环境信息进行实时现场监控和远程监控的问题。     

基于Cortex-M3的免耕播种机监控系统设计与试验

针对目前国内免耕播种机的监测传感器抗尘效果差、监测精度低,且施口肥量不能变量调节,施用不当易引起烧种、烂种的问题,设计了一种基于Cortex-M3处理器的免耕播种机监控系统。该系统采用面源无盲区抗尘监测技术设计种子传感器,消除了监测盲区,提高了系统对多尘环境的适应性和监测准确性;采用离散增量式PID控制算法,根据预设施肥量和采集作业速度,实时调节口肥量与作业速度相匹配,实现了播种、施肥状况的监测和作业面积的统计,进一步实现了作业过程中缺种、堵种、缺肥、堵肥等故障报警,并可显示故障类型和故障行号。室内和田间试验验证结果表明:该监控系统工作稳定可靠,播种量计数和施肥量变量调节准确率较高,播种量计数偏差在4%以内,当施口肥量设定为75 kg/hm2时,不同作业速度下,实际施肥量与理论施肥量的偏差在5%以内,满足了实际生产需求,提高了播种机的工作效率和施肥精度。     

基于Hadoop的蛋鸡设施养殖智能监测管理系统研究

为实现对蛋鸡生产过程中长期积累的海量数据进行高效存储和实时查询,利用Hadoop生态系统,设计了规模化蛋鸡设施养殖智能监测管理系统。针对环境数据的实时监测及大规模数据查询,用My SQL数据库存储近期数据、HBase存储历史数据,有效提升了检索速度;针对海量异构视频数据的统一管理,设计实现了基于MapReduce并行处理框架的分布式转码模块,将1.5 GB的视频分割为多个128 MB分段后进行转码,转码效率提高了50%。该系统实现了规模化蛋鸡场生产养殖中对实时信息、历史信息、基础设施信息、生产过程信息的统一管理,并提供了统计分析模块对采集获取的数据进行整合分析,开发了Web端网页版本及移动端APP版本的智能监测管理系统,便于用户进行实时访问,提高了生产养殖的工作效率。     

Establishing an acid deposition monitoring network in East Asia

Acid deposition is widely recognized as one of the most serious international atmospheric pollution problems. East Asian countries are currently experiencing acid deposition and have only recently begun expanding domestic research and monitoring activities. However, acid deposition is not only a domestic but also a transboundary problem. In addressing the transboundary aspect, cooperative and collaborative action will be essential. The Environment Agency of Japan is advocating the need to establish an acid deposition monitoring network in East Asia. Therefore, it is sponsoring three Expert Meetings on Acid Precipitation Monitoring Network in East Asia between 1993 and 1995. The meetings are attended by both scientific researchers and government officials from numerous East Asian countries. At the administrative and scientific discussions of the first two meetings a consensus on the desirability of establishing a monitoring network in East Asia was obtained and a preliminary technical guideline manual for monitoring acid deposition was adopted. By the end of the third meeting it is hoped that a basic consensus can be reached on a framework for an East Asian acid deposition monitoring network. It is essential to establish such a network in order to evaluate the present state of acid deposition in the region and to reach a common scientific understanding on the acid deposition problem. This is a vital step toward promoting international cooperation on the issue.     

我国农情信息需求调查与分析

农情信息是指农业资源、环境与主要农作物的生长过程、状况的信息.调查研究与分析的目的是为国家农情监测系统的研究开发提供信息采集、处理与发布的标准.本次调查通过抽样方式,覆盖了国家7个部委局与全国22个省、自治区三个层次的农情信息用户,通过对农情信息需求的调查分析得出:农情监测信息具有及时、客观与覆盖面广的特点,已成为不可缺少的农业信息资源;农情信息同时已成为各级决策、生产管理、生产经营及农产品市场部门制定农业政策、管理指导农业生产和制定经营策略的重要科学依据;我国农情信息的采集、加工处理与发布缺乏统一的标准,缺乏统一协调的信息服务管理机制,信息资源共享系统亟待解决.     

地面遥感监测系统在水土保持监测中的应用初探

目前我国"3S"技术广泛应用于地质、军事、交通、环境、林业等多种领域。如果地面遥感监测系统能在水土保持监测中得到充分应用,将使部分监测工作自动化、数字化、高效化。使水土保持监测工作更加系统、完善。就地面遥感监测系统在水土流失动态监测、水土保持工程验收、效益评估、监督执法等方面的应用进行了初步探讨。     

USLE在我国的应用和发展

美国的通用土壤流失方程USLE是当今世界上应用最为广泛的水蚀模型。 2 0世纪 70年代中期以来 ,我国在引进、消化、应用USLE方面取得了突破性的进展 ,统一了方程中R、K、S、L、C、P的算法 ,将六大因子的计算完全基于GIS和RS ,提高了监测预报的精度和速度 ,已成功地在国内一些地区得到应用。介绍了USLE的发展过程和在我国的应用与发展     

垦利县冬小麦面积的卫星遥感与分布动态监测技术

应用陆地卫星TM资料和遥感图像处理ENVI3.2软件，以监督分类波谱角法、人机交互等方法提取冬小麦面积及分布信息。采用图像复合分类监测、比值（差值）图像监测、分类结果叠加监测和信息复合人机交互目视提取等方法研究了垦利县1987～1998年冬小麦播种面积及其空间分布的动态变化。结果显示，垦利县冬小麦播种面积呈不断增加的趋势，11年间共增加了11 264.5 hm²，其中从1992～1996年增加幅度较大。麦田面积的增加主要在垦利县中部和靠近黄河口的两侧地区，其减少则主要分布于西南和东北两个原小麦集中分布区。研究结果为该县冬小麦生产的管理及决策提供了科学依据。