基于Android的互联网植物医生服务平台

病虫害的诊断和防治是保障农业安全生产的重要环节,诊断的实时性和防治的有效性是必须解决的首要问题。本文建立了基于Android的互联网植物医生服务平台,创建了农作物病虫害数据库、诊断规则库,并通过基于Android智能手机的植物医生APP提供农业病虫害专家远程诊断和基于专家系统的自助诊断,建立了全天候的病虫害诊断服务模式,使农民"足不出户"即可得到植保专家的防治指导,解决作物生产过程中"求医难"的问题。另外,专家还可根据农民咨询的情况,对病虫害的分布与发生进行分析预警。     

设施甜瓜不同生育期水分供应对其产量和品质的影响

为天津地区设施温室甜瓜栽培制定合理的灌溉制度参考,在春季温室甜瓜不同生育阶段进行3种灌溉梯度[充分灌溉（0.9EP）、轻度亏缺（0.6EP）、中度亏缺（0.3EP）,EP值通过连续跟踪有经验种植户灌溉习惯进行测算]、4个灌溉关键节点（定植水、缓苗水、膨瓜水和成熟水）试验。结果表明：设施甜瓜关键生育节点有效灌水能够对其生长和节水产生明显效果,有效增加膨瓜期水量能够在一定程度上提高甜瓜产量;在6个处理中以T5处理[定植期、膨瓜期、成熟期灌水量均为0.9EP（EP=1339.29m3/hm2）,缓苗期灌水量0.3EP] 能够较为合理地平衡节水与甜瓜产量关系,提高甜瓜品质,甜瓜产量达35586.09 kg/hm2,水分利用率8.85%,VC含量22.09 mg/100g,可溶性固形物含量11.98%。T5模式进一步试验后可作为日光温室春茬甜瓜推荐的最佳灌溉制度。     

基于FRAM和NB-IOT的设施温室智能环境采集系统设计

针对设施温室环境数据采集及传输的特点,分别对现有数据存储技术及无线传输技术进行对比分析,最终采用FRAM存储和处理滞留数据,具有低功耗、长寿命、防篡改等特点;采用NB-IOT技术搭建远距离无线传输路径,以其强连接、高覆盖的特点提高数据与指令传输过程中的可靠性,与传统技术相比成本更低;同时设计了具有低功耗特性的MSP430FR5x芯片作为系统核心,采用C++Builder和Mysql设计了服务器守护监听程序。经测试,系统能够有效适应农业智慧生产条件下低频率、小数据量的传输要求,有效降低功耗的同时确保了数据传输的连贯性。     

基于容灾备份的设施温室环境监控系统关键技术的研究

目前大部分设施温室环境监控系统在系统的安全性、稳定性方面考虑较少,为了提高环境采集数据传输的稳定性,防止因为协调器故障而导致系统瘫痪,提出了并联模式的基于IEEE 802.15.4标准的低功耗局域网协议(Zig Bee)的多协调器备份工作机制来降低由于单协调器出现故障而导致系统瘫痪的概率,起到负载均衡及失败转移的目的,以保证农业数据的安全;最后进行系统测试和分析。结果表明,该系统能有效保证采集到的环境数据无故障传输。     

多参数环境因子对黄瓜叶面湿度影响研究

为研究在日光温室环境下多因子对黄瓜叶面湿度影响情况,采用人造叶片电阻模拟叶面湿度值,试验针对天津地区日光温室环境安装小气候检测设备,分别对温室内湿度群数据(空气湿度RH,叶片湿度RHL,土壤湿度RH_(10)、RH_(20)、RH_(30)、RH_(40))和温度群数据(空气温度T,土壤温度T_(10)、T_(20)、T_(30)、T_(40)),以及太阳辐射W进行数据采集,通过相关分析和主成分分析方法探讨各指标之间的关系。结果表明,除空气温度T和土壤温度T_(40)与土壤湿度RH_(30)以及土壤温度T_(20)与太阳辐射W间无显著相关性(P0.05)外,其他指标间均存在极显著的相关性(P0.01);经主成分可将12个指标分为3个主成分,主成分I为土壤温度指标(T_(10)、T_(20)、T_(30)、T_(40))和土壤湿度指标中的RH_(10)、RH_(20)、RH_(40),主成分Ⅱ为空气温湿度指标(T、RH)、太阳辐射指标(W)和叶片湿度指标(RHL),主成分Ⅲ为土壤湿度指标中的RH_(30)。综合而言,本试验所选11个环境因子指标中,叶面湿度受空气温湿度和太阳辐射的影响较大,主要表现为空气温度和太阳辐射高,空气湿度低,则叶面湿度亦低,其他环境因子指标对其影响相对较小。     

物联网技术在设施农业中的应用及其研究方向

初步探讨了目前制约我国农业物联网向纵深发展的主要瓶颈问题,提出缺乏应用研究是关键因素。设施农业物联网应用研究要结合生产实际和未来发展趋势,重点在5个方面,包括数据的积累与分析、研究适宜的应用模式、开发适用的傻瓜化的物联网管理系统、研究制订农业物联网应用标准、加强作物生理生态信息的监测与研究。     

冷链运输监测中无线传感器节点设计

针对当前冷链运输监控系统中存在无线传感器节点功耗大、使用时信道易冲突且协议复杂的问题,设计了一种基于无线传感器网络的冷链运输远程监控系统中的无线采集节点.选择以MSP430F149为核心的处理器,采用SHT11与PT1000双传感器测量温、湿度,完成对不同精度温区的温、湿度数据采集;采用SX1212无线芯片实现无线传输.另外,自主设计了星型自组无线传感器网络协议,针对冷链运输特点设计了物理层,并采用二叉树与动态帧时隙ALOHA的融合算法以避免碰撞.测试结果表明,通过硬件设计及使用自主协议,系统具有功耗低、组网迅速等优点,能较好地满足无线传感器节点在冷链运输环境中的应用.     

设施蔬菜物联网管理系统的构建及应用

针对设施蔬菜种植过程中传统粗放种植向数字化智能种植方式的转变需求,本着实用、灵活、扩展性强的原则,构建了天津市设施蔬菜物联网管理系统。系统由感知层、传输层、数据存储层和应用层组成,通过对系统数据库结构、专家系统、操作界面、物联网系统的合理设计,实现蔬菜设施种植过程中的各个生育时期的专业参数自动分析和控制。     

基于植物全生育期的精量智能灌溉控制器设计

根据设施温室作物种植灌溉的节水需求,设计了一款基于植物全生育期的智能精量灌溉控制器。控制器选用高性能MCU为核心;采用HMI作为系统和用户之间信息交换的桥梁;采用流量传感器控制植物精量灌溉;采用短距离无线通信和GPRS相结合的传输方式在农业物联网架构中充当中间件设备;根据用户需求设计了可供用户选择的3种智能灌溉策略,采用专家辅助决策的知识挖掘技术制定植物全生育期的灌溉处方。试验表明,系统运行稳定,操作简便,节水效果明显,有较大的推广应用空间。