饲喂机器人的研究与开发

精确饲喂的机器人主要由行走机构、料箱、分料螺旋和控制系统等部分组成,利用霍尔传感器和无线识别装置分别实现自身的精确定位以及奶牛的识别。机器人的控制器采用PIC16F877微处理器构成,主要完成机器人的运动控制以及与管理微机的数据交换。饲喂机器人效率高、成本低,定量饲喂有利于提高奶牛的产奶量,适合在奶牛场推广和应用。     

自走式喷雾机自动控制系统的研制

根据小型自走式喷雾机在田间固定轨道完成自动行走以及自动喷雾的作业要求，成功研制了基于单片机的喷雾机自动控制系统，利用线性霍尔器件，成功设计了可以远距离检测到磁标志的位置传感器，解决了田间喷雾机移动位置的信号传感问题。该控制系统可以实现自走式喷雾机的运动及喷雾控制。     

Remote sensing of biotic and abiotic stress for irrigation management of cotton

The applicability of commercially available remote sensing instrumentation was evaluated for site-specific management of abiotic and biotic stress on cotton (Gossypium hirsutum L.) grown under a center pivot low energy precision application (LEPA) irrigation system. This study was conducted in a field where three irrigation regimes (100%, 75%, and 50% ET_c) were imposed on areas of Phymatotrichum (root rot) with the specific objectives to (1) examine commercial remote sensing instrumentation for locating areas showing biotic and abiotic stress symptomology in a cotton field, (2) compare data obtained from commercial aerial infrared photography to that collected by infrared transducers (IRTs) mounted on a center pivot, (3) evaluate canopy temperature changes between irrigation regimes and their relationship to lint yield with IRTs and/or IR photography, and (4) explore the use of deficit irrigation and the use of crop coefficients for irrigation scheduling. Pivot-mounted IRTs and an IR camera were able to differentiate water stress among irrigation regimes. The IR camera distinguished between biotic (root rot) and abiotic (drought) stress with the assistance of groundtruthing. The 50% ET_c regime had significantly higher canopy temperatures than the other two regimes, which was reflected in significantly lower lint yields when compared to the 75% and 100% ET_c regimes. Deficit irrigation down to 75% ET_c had no impact on lint yield, indicating that water savings were possible without reducing yield.     

CO 2与土壤水分交互作用的番茄光合速率预测模型

为了实现不同土壤水分管理下的CO 2气肥精细控制,建立了番茄作物不同生长阶段的光合速率预测模型。实验设置了4个CO 2浓度与3个土壤水分条件的交互处理,利用无线传感器网络长期实时监测温室内环境信息,采用LI-6400XT型光合速率仪定时采集作物净光合速率信息;并用BP神经网络分别建立了番茄苗期、花期和果期的光合速率预测模型。预测模型的验证结果表明,对于苗期预测模型,预测值与实测值之间的决定系数 R 2为0.925;花期预测模型的决定系数 R 2为0.920,果期预测模型的决定系数 R 2为0.958;番茄各生长期的光合速率预测模型均具有较高的预测精度。在不同土壤水分条件下改变CO 2浓度,得到的CO 2浓度与光合速率预测曲线与实测值相近,可反映实际土壤水分管理下的CO 2浓度最优值,对指导不同土壤水分条件下CO 2气肥的精细调控具有重要意义。     

喷头水量分布信息传感测试机理分

针对传统喷头水量分布特性测试手段落后的问题，研究了喷头水量分布特性自动测试的关键技术，并根据水量测试原理，建立了水量信息传感器的转换模型，实现了水量信息从模拟量到数字量的一步转换。采用基于分布式总线技术的水量信息采集方案，设计了喷头水量分布特性自动测试系统，使水量分布信息和其他测试数据快速直观地显示在计算机屏幕上，并可打印输出，提高了喷头性能测试的工作效率和水平，对新型喷头的试验研究提供了可靠数据和分析手段。     

智能粮食水分测试仪的研制

给出以AT89C52单片机为核心的粮食水分测试仪的硬件结构组成,并详细介绍了信号处理和测量方法;通过对传感器的标定并进行相应的数据处理。通过实验发现,该仪器使用方便,测量精度高。     

用Delphi实现温度传感器的数据采集和误差分析

利用Delphi嵌入式汇编的扩展功能实现基于I／O的热敏电阻温度传感器数据采集，并用二次样条插值法研究电压和温度特性非线性化的S曲线，减少非线性误差。     

作物茎秆膨胀收缩监测柔性可穿戴传感器研制与试验

作物茎秆膨胀和收缩变化与其水分状态密切相关,实时监测茎秆的膨胀和收缩变化能够及时掌握作物水分状态,对指导灌溉、提高农业水资源利用率具有重要意义。目前,对于作物茎秆膨胀和收缩变化的监测主要采用基于线性微位移测量原理的传感器,通过测量茎秆的膨胀和收缩引起的位移变化来反映水分状态,存在体积大、价格高、安装不便等问题。为此,该研究提出了一种基于压阻效应的柔性可穿戴传感器,采用柔性压力电极作为传感元件,贴附在作物茎秆表面,通过监测茎秆膨胀和收缩引起的压力变化来反映作物的水分状态,压力检测电路和数据采集电路将作物茎秆的压力信号转换成电信号进行输出和存储。首先在实验室环境下对传感器性能进行测试和标定,然后在温室环境下将传感器安装在番茄茎秆上观测番茄茎秆的压力变化,并与线性微位移传感器观测结果进行比较,最后在充分灌溉和水分亏缺2种条件下观测番茄茎秆的膨胀和收缩变化。结果表明,柔性压力传感器稳定性测试的平均相对变化率为0.109%;弯折前后引起的输出变化非常小,可以忽略不计;标定结果的决定系数大于0.99,最合适的工作压力范围为2～100 kPa;实验室环境下,柔性压力传感器与线性微位移传感器输出值之间的决定系数为0.9551;温室环境下,充分灌溉组中柔性压力传感器与线性微位移传感器输出值变化趋势一致,两者之间的决定系数为0.7672,亏缺灌溉组中两类传感器输出值均因水分亏缺而呈现下降趋势,输出值之间的决定系数为0.8519。本文所设计的柔性可穿戴压力传感器不仅能够实时监测番茄茎秆的膨胀和收缩变化,还可以对番茄亏水胁迫进行诊断,为实现高效节水灌溉提供重要的技术支撑。     

Spectral indices measured with proximal sensing using canopy reflectance sensor, chlorophyll meter and leaf color chart for in-season grain yield prediction of basmati rice

A number of optical sensing tools are now available and can potentially be used for refining need-based fertilizer nitrogen (N) topdressing decisions.Algorithms for estimating field-specific fertilizer N needs are based on predictions of yield made while the crops are still growing in the field.The present study was conducted to establish and validate yield prediction models using spectral indices measured with proximal sensing using GreenSeeker canopy reflectance sensor,soil and plant analyzer ...     

光电技术在农业工程中的应用与展望

我国是农业生产大国,农业种植面积和多种农产品产量居世界前列,但是我国农业生产自动化程度相对较低,农业效益提升潜力大.光电技术在提升农业效益方面大有可为.概述了光电技术在农业工程中的应用现状,并展望了光电技术在农业工程中的发展趋势.