国家高技术研究发展计划(2011AA100704)
- 作品数：32 被引量：227H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>>
- 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
- 基于相似度的温室无线传感器网络定位算法被引量：4
- 2013年
- 针对温室移动节点定位简单、易实现要求,提出了一种基于相似度的温室无线传感器网络定位方法。该方法主要包括虚拟网格划分、测量距离修正、节点定位3个阶段。首先,汇聚节点根据信标节点的分布信息,将温室区域等分划分虚拟网格,并返回除区域边界外的网格顶点的坐标;然后,汇聚节点通过比较信标节点间测量距离与真实距离的偏差,获得各信标节点的误差系数,用以修正传感器节点与各信标节点间的测量距离,并按序组成距离向量;最后,量化该距离向量与所有除区域边界外的网格顶点到各信标节点的距离向量之间的相似程度,选取相似度最高的网格顶点的质心为传感器节点的估计位置。仿真试验表明,该方法充分考虑测距误差、虚拟网格、信标节点数量对定位误差的影响,具有较高的稳定性和定位精度,能够满足网络定位成本受限的温室定位需求;将该方法与支持向量机定位算法进行比较,2种算法的定位误差均值分别为2.5407、2.9195 m,定位算法平均运行时间分别为0.2326、2.3719 s,表明该方法具有更低定位误差和计算复杂度。
- 王俊李树强刘刚
- 关键词：温室无线传感器网络
- 基于ZigBee、3G网络的温室远程监测系统
- 基于ZigBee、3G网络的温室远程监测系统,以ARM7为核心,结合ZigBee和3G技术,实现温室内多参数的实时与远程监控技术。系统主要包括远程控制终端,通信链路和数据采集终端;其中远程控制终端包括连接了3G网络的PC...
- 杨玮李民赞
- 关键词：温室ARM7ZIGBEE3G
- 文献传递
- 微流控PCR温度控制算法设计被引量：3
- 2012年
- 在开发的微流控PCR检测仪基础上对温度循环控制算法进行了改进设计。设计了经典PID控制器,在控制算法上研究了模糊PID算法,并用Matlab构建Simulink仿真模型进行验证。仿真结果表明,传统PID算法的超调为8.5%,调整时间为3.4 s,控制精度达到0.044℃;模糊PID算法的超调为1.45%,调整时间为1.94 s,控制精度达到0.015℃。2种算法比系统原有控制精度(0.1℃)均有显著提高。模糊PID算法克服了传统PID超调较大的缺陷,大大缩短了调整时间。
- 李莉朱灵江琴张淼
- 关键词：温度控制算法PID模糊PID
- 基于能量均衡路由的低功耗温室无线监测系统研发
- 2014年
- 温室中农作物生长环境参数信息的实时采集是实施精细农业的基本需求。本文基于能量均衡的路由协议研发了适用于温室环境的低功耗无线监测系统,在IRIS节点基础上设计了对节点进行了软硬件设计,包括电源管理、数据采集、数据处理与无线组网设计。特别针对低功耗这一设计要求,采用基于能量均衡的路由策略进一步降低了网络系统的整体功耗,延长了网络寿命。整个系统将多种模块集成为小型的易于在温室部署的设备,实现了温室环境参数信息的实时获取,满足温室环境监控的基本要求。实验证明,系统能稳定的持续工作,达到了设计要求,感知节点能够自组织成Mesh网络,太阳能供电模块对蓄电池充电8小时(满电)能够保证感知节点稳定运行72小时以上,EBGR路由协议会尽量沿着具有最少剩余跳数的路径向汇聚节点转发数据分组,这样可以保证较小的通信延迟和整条路由路径能耗的优化,并且优先使用能量水平较高的节点作为下一跳节点,使得数据传输均衡消耗整个网络的能量,延长整个网络的生存期。
- 李偲钰
- 关键词：无线传感器网络温室能量均衡TINYOS
- 兰花大棚内无线传感器网络433MHz信道传播特性试验被引量：25
- 2013年
- 不同的应用环境对无线传感器网络的性能有一定的影响。该文针对兰花大棚环境中无线传感器网络节点部署的要求及其应用环境的特性,以433MHz为载波频率,研究了无线射频信号的传播特性和无线信号与影响因素之间的关系,影响因素包括发射功率、数据包长度、距离、发射端位置等参数,获得了接收信号强度、丢包率等数据,并进行了统计分析。试验结果表明,该无线传感器网络信号的衰减符合对数模型,其决定系数R2最大为0.9246,最小为0.8753;发射功率为0和-5dBm时,信号较强、通信成功率较高;发射功率处在0和-20dBm时接收信号强度波动较大;在数据传输速率为1.2kbps、和调制扩频为高斯频移键控方式等参数确定的情况下数据包的长度对丢包率的影响很小。在上述试验研究的基础上,建立了发射功率和接收信号强度之间的关系模型,模型参数与发射功率之间、传播环境因子n与发射功率之间成二次多项式关系,相关系数分别达到0.9967和0.8686;验证试验结果表明:该模型可以较好地预测不同发射功率不同通信距离的接收信号强度,为兰花大棚无线传感器网络的组建提供支持。此外,设计了接收信号强度三维曲面图和等高曲线图,可直观反映兰花大棚环境下无线信号的传播特性,为今后无线节点布置与组网提供依据。
- 李小敏臧英罗锡文李腾刘永鑫孔庆军
- 关键词：温室无线传感器网络无线信道射频特性兰花
