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2014年“农业电气化与信息化工程与学科创新发展”学术年会

作者：陈洋师玉玲王忠义黄岚中国农业大学信息与电气工程学院北京 100083 农业部农业信息获取技术重点实验室北京 100083 中国农业大学信息与电气工程学院北京 100083 教育部现代精细农业系统集成研究重点实验室北京 100083 农业部农业信息获取技术重点实验室北京 100083

温室环境下应用无线传感器网络采集信息时,随着农作物植株的生长和杂草等障碍物的增加,会直接影响网络连通性,导致某些节点采集的信息无法传输到数据中心.因此,如何降低障碍物对网络连通的影响,从而使传感器数据可靠传输是当前要解决的... 详细信息

温室环境下应用无线传感器网络采集信息时,随着农作物植株的生长和杂草等障碍物的增加,会直接影响网络连通性,导致某些节点采集的信息无法传输到数据中心.因此,如何降低障碍物对网络连通的影响,从而使传感器数据可靠传输是当前要解决的问题. 针对此问题,本文提出随着植株生长影响网络连通时,通过向网络连通性比较差的区域加入长距离路由节点,可以保证网络的连通性.为了验证本文的方案,首先从理论上分析了网络节点的部署和网络连通性;通过NS2仿真证明了长距离路由节点的加入缓解了网络连通性变差的问题;最后,根据在温室中运行的一个基于GPRS的无线传感器网络远程监控系统,在作物生长称中动态获取农作物生理参数和温度、湿度、光照强度等环境参数,特别是网络中节点的接收信号强度;通过系统实验证明,长路由节点的加入可以提高网络的连通性,当普通路由节点接收信号强度(RSSI)小于-100dBm时应开启长距离路由节点,以满足应用要求.

关键词：植物生长温室环境信息采集无线传感器网络连通性

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作物长势信息空间分析系统设计

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农业机械学报 2013年第11期44卷 234-240页

作者：李树强孙红张彦娥李民赞河南科技大学车辆与动力工程学院洛阳471003 中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083

为了满足作物长势动态测量的要求,设计了作物长势信息空间分析系统,针对作物冠层信息获取手段及其数据特点设计相应的功能模块。系统主要由光谱文件管理、定点作物光谱分析、动态采集监测、空间数据分析等功能模块组成。系统能够兼容多... 详细信息

为了满足作物长势动态测量的要求,设计了作物长势信息空间分析系统,针对作物冠层信息获取手段及其数据特点设计相应的功能模块。系统主要由光谱文件管理、定点作物光谱分析、动态采集监测、空间数据分析等功能模块组成。系统能够兼容多种光谱文件格式,具有两种空间数据分析方法,配有专家数据库接口,具有较强的二次开发潜力。该系统配合车载作物长势检测平台,对玉米的长势空间分析进行了应用效果验证,结果证明:该系统能够实时读取和分析车载式作物长势检测平台的动态数据,通过不同的空间插值方法能够掌握冠层生物信息空间分布状况。该系统为车载动态测量提供了良好的技术支持,可为制定相应的精准管理决策提供理论依据。

关键词：作物长势空间分析系统空间插值

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基于量子遗传模糊神经网络的苹果果实识别

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农业机械学报 2013年第12期44卷 227-232,251页

作者：马晓丹刘刚周薇冯娟中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 黑龙江八一农垦大学信息技术学院大庆163319

针对田间苹果采摘机器人视觉系统中彩色图像边界像素的模糊性和不确定性影响苹果果实识别精度和速度问题,提出了一种将量子遗传算法的全局搜索能力和模糊推理神经网络的自适应性相结合的算法来识别苹果果实。利用量子遗传算法对模糊神... 详细信息

针对田间苹果采摘机器人视觉系统中彩色图像边界像素的模糊性和不确定性影响苹果果实识别精度和速度问题,提出了一种将量子遗传算法的全局搜索能力和模糊推理神经网络的自适应性相结合的算法来识别苹果果实。利用量子遗传算法对模糊神经网络的可调整参数初始值进行了全局优化,加快了网络学习速度,避免了传统BP误差反向传播学习算法易陷入局部极小值、迭代次数多等弊端。实验表明:该识别模型高速且稳定,鲁棒性好,对于果实本身颜色不均匀样本正确识别率为100%,对自然光照引起颜色不均匀样本正确识别率为96.86%,对邻接图像正确识别率为94.29%,对重叠图像正确识别率为92.31%。

关键词：苹果量子遗传算法模糊神经网络颜色空间

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日光温室作物产量监测系统设计

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农业机械学报 2013年第S2期44卷 205-208页

作者：李莉王海华袁洪波王小红中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 河北农业大学机电工程学院保定071001 中国农业大学农业信息获取技术农业部重点实验室北京100083

根据日光温室作物产量测量和监控的需要,开发了日光温室作物产量监测系统。该系统由压力传感器终端、无线数据传输网络和上位机产量监测软件构成。通过无线数据传输网络的建立及节点间的通信,实现无线网络与压力传感器终端和上位机产量... 详细信息

根据日光温室作物产量测量和监控的需要,开发了日光温室作物产量监测系统。该系统由压力传感器终端、无线数据传输网络和上位机产量监测软件构成。通过无线数据传输网络的建立及节点间的通信,实现无线网络与压力传感器终端和上位机产量监测软件的通信,产量监测软件获取的产量相关信息保存到数据库中,方便对数据进行统计分析,从而及时调整温室环境及作物生长环境,调整温室管理方式。同时,对所测量的蔬菜添加RFID标签,实现对蔬菜产地等信息的溯源。试验表明,系统方案设计合理、操作简单、运行可靠,能够提高日光温室作物产量测量的效率,有效提升日光温室生产自动化程度,有利于温室管理的调整。

关键词：日光温室产量监测 WSN RFID 设计

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农产品产地环境质量预测系统设计

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农业机械学报 2013年第S2期44卷 226-230页

作者：咏梅张漫王圣伟刘刚中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 西北师范大学计算机科学与工程学院兰州730070

基于数据库技术、ArcGIS Server技术、Flex技术及模型理论构建了农产品产地环境质量污染预测系统。该平台以VS 2008、Flash builder 4.6为开发环境,实现了农产品产地环境信息的查询、环境污染物的空间分析以及农产品产地环境污染预测等... 详细信息

基于数据库技术、ArcGIS Server技术、Flex技术及模型理论构建了农产品产地环境质量污染预测系统。该平台以VS 2008、Flash builder 4.6为开发环境,实现了农产品产地环境信息的查询、环境污染物的空间分析以及农产品产地环境污染预测等功能。根据农产品产地重金属污染的时间序列特征,采用指数平滑预测模型对土壤重金属的污染进行了预测。在对2010年1月~2013年4月重金属监测数据分析的基础上,建立了6种重金属浓度预测模型。研究结果表明,指数平滑预测模型能较好地拟合重金属污染变化规律,预测精度在90%左右。

关键词：农产品产地环境质量预测 Flex 指数平滑

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基于.NET的农业生产环境信息监测系统

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计算机工程与设计 2013年第2期34卷 696-701页

作者：张帆刘刚中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083

针对农业生产环境信息化管理的需求,在***平台上结合C#语言和***技术,构建了基于.NET的农业生产环境信息监测系统。采用B/S体系结构模型,设计了系统功能与数据库,着重解析了诸如.NET组件设计、***数据访问、Ajax动态更新页面、多媒体嵌... 详细信息

针对农业生产环境信息化管理的需求,在***平台上结合C#语言和***技术,构建了基于.NET的农业生产环境信息监测系统。采用B/S体系结构模型,设计了系统功能与数据库,着重解析了诸如.NET组件设计、***数据访问、Ajax动态更新页面、多媒体嵌入以及系统安全等几个关键技术。该系统通过试验分析与示范验证,具有较好的实用性、安全性和可维护性,有效实现了农业生产过程中多元环境信息的实时监测和远程共享,为农业生产管理提供了及时准确的科学依据。

关键词： NET 浏览器服务器多媒体农业生产环境信息监测

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基于GPS的农田坡面平整技术与试验

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排灌机械工程学报 2013年第5期31卷 456-460页

作者：王泷刘刚刘寅李宏鹏中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083

设计了一种基于GPS的农田土地坡面平整系统,该系统由自主差分GPS接收设备、车载式工控机、控制转换器、液压系统、铲运装备等几部分硬件组成,以Visual C++6.0为系统软件开发环境;系统可对农田进行动态地势测量及坡面平整作业.首先,将GP... 详细信息

设计了一种基于GPS的农田土地坡面平整系统,该系统由自主差分GPS接收设备、车载式工控机、控制转换器、液压系统、铲运装备等几部分硬件组成,以Visual C++6.0为系统软件开发环境;系统可对农田进行动态地势测量及坡面平整作业.首先,将GPS接收设备安置在铲运设备上,利用拖拉机牵引铲运设备对农田进行动态蛇形测量,并通过相应的校正算法对测得的GPS数据进行误差校正;然后,根据校正后的数据,对农田进行三维地形成图及坡面建模,得到农田坡面期望高程;最后,将实时接收的农田实际高程与坡面期望高程进行比较,通过控制转换器输出液压控制信号驱动铲运设备进行挖填土方的平地作业.在田间试验条件下,根据农业工作者要求对纵向长度为180 m的地块进行1/1 000纵向坡降的平地试验,结果表明,平地后标准偏差值在5 cm左右,坡低的平均相对高程约为40.62 m,坡顶的平均相对高程约为40.78 m,坡面高差为16 cm,其理论坡面高差为18 cm,有效改善了农田坡面地形.

关键词：全球定位系统三维地形测量数据处理坡面建模农田坡面平整

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基于AD5933的便携式阻抗仪研制

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计算机测量与控制 2013年第4期21卷 1090-1092,1108页

作者：温新华颜小飞安冬中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083

阻抗测试芯片AD5933高度集成化、低成本的特点使其具有解决市场上阻抗仪体积大、成本昂贵等问题的潜力;在分析AD5933存在问题的基础上,研制了基于AD5933的便携式阻抗仪;系统采用S3C2440AL ARM9处理器为控制核心,通过I2C接口控制阻抗测... 详细信息

阻抗测试芯片AD5933高度集成化、低成本的特点使其具有解决市场上阻抗仪体积大、成本昂贵等问题的潜力;在分析AD5933存在问题的基础上,研制了基于AD5933的便携式阻抗仪;系统采用S3C2440AL ARM9处理器为控制核心,通过I2C接口控制阻抗测量模块完成测量,并通过触摸屏显示测量结果;硬件上通过设计信号调理电路消除直流分量及输出阻抗的影响,软件上采用全新的校准方法实现阻抗计算以减小存储量及查询量;阻抗测量实验表明,所设计阻抗仪的阻抗模值平均相对误差为0.33%,最大相位误差为4°,满足一般阻抗测量要求;该阻抗仪还具有操作简单、成本低、体积小的优点。

关键词：阻抗仪 AD5933 S3C2440AL

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植物活体原位离子流无损检测中的校准模型及关键技术

植物活体原位离子流无损检测中的校准模型及关键技术

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2014年“农业电气化与信息化工程与学科创新发展”学术年会

作者：薛琳赵东杰王子洋王晓冬王成王忠义黄岚中国农业大学信息与电气工程学院北京 100083 北京联合大学信息学院北京 100101 农业部农业信息获取技术重点实验室北京 100083 中国农业大学信息与电气工程学院北京 100083 农业部农业信息获取技术重点实验室北京 100083 国家农业信息化工程技术研究中心北京 100097 中国农业大学信息与电气工程学院北京 100083 教育部现代精细农业系统集成研究重点实验室北京 100083 农业部农业信息获取技术重点实验室北京 100083

SIET(自参考离子选择性微电极技术)是一种能够原位无损检测生物组织离子沿着浓度梯度扩散所产生离子流的技术,可用于植物的信号传导研究.该技术使用离子选择性微电极将植物胞内外离子浓度转换为电压信号,其幅度为mV级,属于微弱信号,易... 详细信息

SIET(自参考离子选择性微电极技术)是一种能够原位无损检测生物组织离子沿着浓度梯度扩散所产生离子流的技术,可用于植物的信号传导研究.该技术使用离子选择性微电极将植物胞内外离子浓度转换为电压信号,其幅度为mV级,属于微弱信号,易受外界干扰.本文依据扩散理论,研究了植物活细胞的等效离子源形式和扩散的时空分布特征;以人工离子源代替植物活细胞,建立了植物活细胞胞外离子流无损检测的校准模型。结果表明，该离了流检测系统实测得到的数据能够与理论预测数据相吻合，建立起的校准模型为建立新型离了流无损检测方法和传感器设计提供了理论基础。

关键词：植物细胞离子流检测系统设计校准模型自参考离子选择性微电极技术

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多嵌套空间尺度农田土壤重金属空间变异研究

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农业机械学报 2013年第6期44卷 128-135页

作者：王圣伟冯娟刘刚张天蛟中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 西北师范大学计算机科学与工程学院兰州730070 河北农业大学信息科学与技术学院保定071001

运用地统计学技术对棕壤土典型地块进行了重金属多尺度嵌套空间变异和结构来源分析。选取5种反映土壤污染水平的典型重金属元素铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、铜(Cu)、铬(Cr)以及类重金属元素砷(As)进行采样检测。利用克里格法插值拟合,选择... 详细信息

运用地统计学技术对棕壤土典型地块进行了重金属多尺度嵌套空间变异和结构来源分析。选取5种反映土壤污染水平的典型重金属元素铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、铜(Cu)、铬(Cr)以及类重金属元素砷(As)进行采样检测。利用克里格法插值拟合,选择最优拟合模型,确定了合理采样间距。结合半方差和分维数分析,研究确定了合理采样尺度。采取主成分分析和半方差分析相结合的方法,确定土壤重金属来源,指导农业管理措施。研究表明,农田土壤重金属主要由成土母质、降水灌溉和农药施肥构成。中等尺度符合半方差模型拟合,变程的范围从319 m到752 m不等。其中球面模型更适合土壤重金属空间分布拟合描述。

关键词：土壤重金属空间变异分维数嵌套空间尺度半方差函数

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