国家高技术研究发展计划(2011AA100704)
- 作品数：32 被引量：226H指数：9
- 相关作者：刘刚罗锡文王圣伟臧英冯娟更多>>
- 相关机构：中国农业大学中国科学院河南科技大学更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划国家自然科学基金国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：农业科学自动化与计算机技术环境科学与工程理学更多>>
- 痕量N_2O气体检测系统的设计与实现被引量：18
- 2012年
- 建立了基于光谱吸收技术的检测系统,用于快速、准确地测量N2O气体浓度。首先,从理论上证明了二次谐波、一次谐波与N2O气体浓度之间的关系;然后,设计了痕量N2O气体浓度检测系统,利用光源调制、锁相放大等技术,实现了强杂波背景下气体浓度弱信号的解析;最后,实验测试了系统的检测性能、抗干扰能力及检测结果的可重复性。测试结果表明,系统能够在0～1%有效检测N2O气体浓度,检测下限为5.0×10-5,相对检测误差为0.11%,检测结果线性方程为Y=192.699 09 X-0.006 24,线性度为0.998 07。多次检测实验表明,系统相对标准偏差为0.137%,CO2、O2、水蒸气等常见气体对检测结果无影响。改变激光器的中心波长,该方法亦可用于CO2,CH4等其它温室气体的检测。
- 郑守国李淼张健张浩东胡泽林
- 关键词：谐波检测光谱吸收N2O分布反馈激光器
- 微流控实时荧光聚合酶链式反应成像非均匀性的校正被引量：5
- 2013年
- 综合参考标样法和定标校正法的思想,提出了一种用于校正微流控实时荧光聚合酶链式反应(PCR)系统荧光成像非均匀性的"多目标像素区域定标线性校正"算法,以提高其检测结果的准确性。以与PCR荧光标记物SYBR Green光谱特性相似的荧光素钠溶液为样本,检测了11种不同浓度的均匀荧光素钠溶液受激发射荧光信号的强度,分析了各个目标像素区域荧光强度和荧光素钠溶液浓度之间的线性响应关系,采用两点定标校正方法计算了CCD各个目标像素区域的校正系数矩阵。实验表明,3种浓度荧光素钠溶液的成像均匀度分别从校正前的71.28%、72.01%、70.73%提高到校正后的77.49%、80.07%、90.64%;微流控四腔芯片中相同浓度的DNA样品在PCR扩增阶段的Ct值相对标准偏差由校正前的4.38%、1.94%、3.31%减小到校正后的2.44%、0.79%、1.31%,显著提高了微流控实时荧光PCR检测结果的准确性。
- 刘勇钱鸿鹄朱灵赵树弥张龙
- 关键词：微流控非均匀性校正荧光检测
- 无线传感器网络农田环境监测管理平台设计被引量：4
- 2014年
- 无线传感器网络在现代农业中有着广阔的应用。为此,针对农田环境场景,设计了一个基于无线传感器网络的农田环境信息监测管理平台。采用GPRS网络和Socket通信编程技术,将无线传感器网络节点采集的田间环境参数数据存储于服务器数据库中,由C#编写的网站平台发布监测信息。该平台能够将农作物种植地的关键环境参数准确直观地展示给用户和管理者,高效地实现了农田环境信息监测。
- 伍丹高红菊梁栋李偲钰理苏磊
- 关键词：无线传感器网络SOCKET通信实时监测
- 基于单片机的四通道数据采集器设计被引量：7
- 2011年
- 为提高基于离子选择性电极的土壤养分检测效率和降低检测仪器成本,研发了一款可用于离子选择性电极电势信号采集的四通道数据采集器;采集器以16位超低功耗MSP430F149单片机作为处理器,电极电势信号经信号调理模块和外扩的16位模数转换器送至中央处理器进行数据处理,并将检测结果在液晶显示器上显示;设计完成了与国外进口离子计M555的对比实验,实验结果表明,数据采集器检测精度可达0.1mV,两者的检测结果具有较好的一致性,基本满足离子选择性电极信号采集的要求,可同时完成4个参数的检测,检测效率得到提高;该数据采集器还具有操作简单、使用方便的特点,在土壤养分检测中具有一定的使用价值。
- 张丽楠张淼盛明娅陈莉
- 关键词：离子选择性电极MSP430F149单片机数据采集器
- 基于机器视觉的稻田灌溉用水铜离子浓度检测被引量：1
- 2015年
- 为实时、快速地监测稻田灌溉用水的质量,确保粮食生产安全,提出了基于机器视觉的稻田灌溉用水铜离子浓度检测方法。利用搭建的机器视觉检测试验装置,设计了不同浓度铜离子溶液的机器视觉检测试验,通过提取试纸图像的特征值,运用指数回归、对数回归、2阶多项式回归和线性回归等方法建立铜离子浓度的预测模型,减少了人为认知对检测结果的影响。试验结果表明,在0～300 mg/L范围内,基于机器视觉的试纸检测水中铜的方法训练集和预测集的相关系数分别达到0.9438和0.9191,均方根误差分别为19.9563、9.7889 mg/L,误差控制在8%以下,基本上达到了对稻田灌溉用水进行实时快速检测的要求,为进一步开发实用的稻田灌溉用水监测设备提供了依据。
- 曹晓曼臧英周志艳周志艳罗锡文陈盛德
- 关键词：水稻灌溉机器视觉
- 多嵌套空间尺度农田土壤重金属空间变异研究被引量：18
- 2013年
- 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。
- 王圣伟冯娟刘刚张天蛟
- 关键词：土壤重金属分维数半方差函数
- 四波段作物冠层分析仪设计被引量：9
- 2011年
- 为解决当前作物氮素分析成本较高、分析过程复杂、分析时间长等问题,设计了一款基于光谱学原理的四波段作物冠层分析仪,通过快速检测作物冠层植被指数预测作物长势。分析仪主要由控制单元和测量单元组成。控制单元只含一个控制器,该控制器作为整个无线传感网络的协调器,负责将各个传感器节点发送的数据进行分类、显示以及存储等,并根据测量结果计算作物营养成分含量。测量单元则由多个光学传感器组成,主要负责光学信号的采集、放大、发送等。每个传感器可以在4个光学波段进行测量,分别是绿色植物可见光主要反射峰550 nm,可见光主要吸收波段650 nm,近红外波段7668、50 nm。标定试验显示光学传感器工作稳定,仪器具有较高的精度。初步玉米田间试验表明,仪器的测量结果与玉米叶片全氮含量的相关系数达到0.884。
- 李修华张锋李民赞赵瑞娇李树强
- 关键词：作物长势氮含量植被指数光学传感器
- 多通道温室营养液离子检测系统设计与性能评估
- 在温室无土栽培模式下,营养液组成及各组分浓度对栽培作物的生长发育、产量和品质等均会产生重大影响。快速、可靠地获取营养液中各组分离子含量信息对于作物栽培管理具有重要意义。常规检测方法结果稳定可靠,但所需仪器成本高,检测效率...
- 张丽楠张淼盛明娅
- 关键词：离子选择性电极阻抗匹配
- 文献传递
- 基于发射功率自适应的稻田无线传感器网络节点设计被引量：11
- 2014年
- 针对水稻生长过程环境因素变化较大以及传感器节点的能量大部分被无线射频阶段所消耗,设计了发射功率自适应的无线传感器节点,建立了长时间、稳定、高可靠性的稻田无线传感器网络。试验测试了水稻的株高、叶面积与生长天数的关系以及对无线信道的影响,结果表明水稻株高和叶面积的增加会降低无线信号强度和通信成功率;通过增大发射功率可以提高通信质量克服由于水稻生长因数对无线信道的影响。在软件设计方面,传感器节点采用睡眠、苏醒工作机制来降低功耗。同时为了延长工作时间、提高通信质量,提出了根据水稻生长周期、通信距离、接收信号强度、平均丢包率等因素自动调整节点发射功率的能量自适应功耗调整机制。田间试验结果表明,水稻田节点发射功率越大,有效通信距离越远,且水稻的密度和高度等对通信有重要的影响;节点发射功率在5 dBm以下时,发射功率的改变对节点工作电流影响较小,节点工作电流均小于40 mA;采用该机制对发射功率进行调整,增大节点发射功率可使通信成功率有大幅的提升;降低节点发射功率仍然保持良好的通信效果。水稻分蘖和抽穗2个生长时期的田间试验结果表明,采用发射功率自适应策略,提高了通信质量,平均丢包率在5%以下,通信成功率大于97%,达到了预期设计目的。
- 李小敏臧英罗锡文王在满胡炼李腾刘永鑫
- 关键词：无线传感器网络发射功率功率自适应
- 基于粒子群优化聚类的温室无线传感器网络节能方法被引量：8
- 2012年
- 温室传感器网络中,不同区域节点间高相似度数据的传输会浪费通信带宽和增加能量消耗,因此研究相应的节点数据压缩方法对减少数据冗余和提高节点续航能力具有重要意义。该文针对温室无线传感器网络中节点感知数据的特点,同时考虑节点续航能力有限的因素,提出一种温室无线传感器网络方案,系统按轮运行,每轮中利用粒子群(Particle Swarm Optimization)的K-均值聚类算法将节点按监测数据相似性划分到相同的区域,每个数据相同区只允许聚类有效性指标值最高的节点向汇聚节点传输数据,其余节点暂时休眠。试验结果表明,16个节点在10轮试验中归入休眠集合的总次数达到131次,DCAPI平均值为0.1814,每轮降低能耗72.93%以上,该系统能够极大地减少每轮中的工作节点,压缩发送的数据量,降低能耗。
- 王俊王俊
- 关键词：温室无线传感器网络粒子群优化K-均值聚类
