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刘卫平: 作品数：41 被引量：88H指数：6; 供职机构：北京林业大学工学院更多>>; 发文基金：北京市共建项目国家自然科学基金北京市科技计划项目更多>>; 相关领域：农业科学自动化与计算机技术电子电信文化科学更多>>

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一种林业微环境监测系统: 本实用新型提供一种林业微环境监测系统，包括：微环境监测传感器组，包括土壤参数监测传感器组、大气参数监测传感器组、光照参数监测传感器组以及植物参数监测传感器组；以及数据采集与处理装置，输入端与所述微环境监测站的输出端连接，...; 郑一力赵燕东刘卫平田昊

基于活立木茎干含水量的杨树生长状态评估模型构建被引量：2: 2021年; 【目的】分析活立木茎干含水量在不同季节的变化规律及与所在环境中各参数的变化关系,构建一种通过茎干含水量反映植物生长状态的数学模型,为未来搭建树木生命状态评价体系提供模型基础和解决思路。【方法】基于2017—2018年实测杨树茎干含水量数据,将全年植物生长状态划分为萌芽期、生长期、落叶期和休眠期,分析各生长周期茎干含水量变化规律。对多维环境数据进行主成分分析,选取最大主成分(PC1)与活立木茎干含水量绘制日变化曲线,提出一种植物茎干含水量椭圆模型,用于评判植物生命体征状况。【结果】萌芽期茎干含水量处于上升态势,4月初日均值为20%,4月末增至43%,日变幅为5%~8%;生长期茎干含水量日均值稳定在50%上下,变化情况受天气影响较大,日变幅差异明显,最大9%,最小1%;落叶期茎干含水量逐渐降低,从10月初的日均值46.9%降至月末的42.8%,日变幅减小至4%;休眠期因低温产生水分冻融现象,茎干含水量波动剧烈,12月中最小值为12%,最大值为42%,日变幅最大达20%。针对植物不同生长周期分别进行椭圆曲线拟合,结果显示:春季萌芽期与冬季休眠期的茎干含水量变化规律近似,椭圆倾角θ<0°,与PC1变化呈负相关;夏季生长期与秋季落叶期的茎干含水量变化规律近似,与PC1变化呈正相关,其中生长期植物受环境影响较弱,θ绝对值最小。从倾角与旋转方向可推导出茎干含水量与环境参数的超前或滞后关系,其中萌芽期与休眠期茎干含水量滞后于环境参数,生长期与落叶期茎干含水量超前于环境参数。【结论】基于茎干含水量的生长状态评估可为植物生命体征研究提供全新研究方向,各生长周期的椭圆拟合曲线区分度较高,有可能作为植物生长状态的评判标准,基于此可进一步研究出更完善的植物生理评价体系并用于实际生产中。; 刘卫平宋维高超赵燕东; 关键词：主成分分析

基于驻波原理的锥式林区土壤含水率仪设计与性能分析被引量：1: 2018年; 为了提高现有土壤含水率传感器在林区的测量性能及可使用性,在优化传感器结构的基础上,设计了一种基于驻波原理的锥式林区土壤含水率仪,其锥角30°、探头直径20 mm、探头长度150 mm。实验结果表明:传感器横向测量范围为10 cm、纵向测量范围为18 cm,输出线性拟合决定系数在0.96以上。静动态特性分析表明,传感器测量范围为零到粘壤性土壤饱和含水率,测量精度为3%,稳定性标准差0.49%,超调量为0.48%,过渡时间0.582 s。通过与TDR(TRIME-HD2型传感器、德国)进行对比,测量结果线性拟合决定系数在0.97以上,两者测量性能相当,表明所设计的传感器能够达到实际使用的要求。本文设计的土壤含水率仪性价比更高,更适用于林区土壤含水率测量,使用更为便捷。; 田昊刘卫平赵燕东; 关键词：林区

土壤剖面水分传感器的边缘电磁场分析被引量：3: 2021年; 为了提高基于驻波比原理(Standing Wave Ratio,SWR)的土壤剖面水分传感器非接触式测量精度及传感器在田间土壤水分测量中的实用性,该研究基于电磁仿真软件和印刷电路板工艺设计了一种基于边缘电磁场理论的小型定向测量探头,并进行了探头阻抗变换电路的设计,最后借助矢量网络分析仪探究了探头阻抗与介质、电导率的关系。在论证检测原理有效性的基础上,首先采用High Frequency Structure Simulator电磁场仿真验证探头结构的合理性。并配置不同介电常数的介质溶液进行试验,确定了剖面土壤水分传感器的阻抗特性及测量范围。同时,为了分析土壤电导率对测量结果的影响,配置不同水分、电导率梯度的土壤样本,利用矢量网络分析仪分析了探头阻抗与水分及电导率的关系。结果表明,在土壤含水率3%~56%、土壤电导率0~6 300μS/cm时,测量最大绝对误差6.33%。与ET-5、5TE两种商用传感器受土壤电导率影响精度性能进行对比,传感器在非盐碱土壤(电导率在0~6 300μS/cm内)土壤体积含水率相对误差相比其他两款传感器减少了0.17~5.27个百分点,受电导率影响在非盐碱土壤测量时更小,基本满足非盐碱地土壤田间实际检测需求。研究成果可为土壤剖面水分测量提供理论基础与技术参考。; 赵燕东李博刘卫平刘卫平米雪; 关键词：土壤传感器含水率阻抗变换电磁仿真

一种多节管状冻土传感器及冻土检测系统: 一种多节管状冻土传感器及冻土检测系统，多节管状冻土传感器包括若干个单节管状冻土传感器组成，还包括传感器盖体、航空插头接口、连接件、堵头；所述单节管状冻土传感器包括线路控制板、上螺纹、下螺纹、黄铜电极；冻土检测系统包括多节...; 赵燕东刘卫平高志涛聂明君李宁

基于茎干水分的植物生命亏水评估方法研究及其应用分析: 亏水胁迫是限制植物生长的重要因素,会诱导植物细胞产生渗透失衡、膜系统损伤、代谢速率降低等不良反应,进而导致作物的产量下降甚至衰亡。植物水分生理信息可以准确地表征植物亏水胁迫程度,更好地获取植物水分生理信息有助于农林业的可...; 刘卫平; 关键词：复合传感器实时监测

无线传感器网络在智能家居控制系统中的应用被引量：2: 2015年; 本文设计了一个基于AVR单片机、ZigBee协议、传感器技术,并结合TCP/IP网络技术的智能家居控制系统。该系统能实时检测家居被控参数,利用ZigBee模块建立家庭局域网,利用ENC28J60以太网控制芯片与Internet连接,用户可以通过PC机以及智能手机等远程监控家电设备。以环境温度与光强作为被控参数,建立含有四个控制节点、一个网关节点的无线传感器家居控制系统,经测试,在数据传输距离为50米时,传输成功率达95%时,控制成功率100%,完全满足了智能家居控制系统的要求。; 陈善安刘卫平赵燕东; 关键词：智能家居无线传感器 TCP/IP网络 ZIGBEE协议

土壤硝态氮含量原位检测系统设计被引量：6: 2022年; 针对现阶段土壤硝态氮测量成本较高、无法长期原位测量等问题,该研究提出了一种使用钛烧结滤芯收集土壤溶液,通过近红外光谱法检测土壤溶液中的硝酸根浓度进而得到土壤中硝态氮含量的方法,并设计了相应的检测装置。通过试验对比陶土头与钛烧结滤芯在不同土壤条件下的土壤溶液收集效果,选用钛烧结滤芯作为土壤溶液采集器收集土壤溶液,以近红外LED作为测量光源,采集人工配置土壤溶液的光谱数据,利用BP神经网络进行预训练建立硝态氮含量预测模型。建立的硝态氮含量预测模型其训练集皮尔逊相关系数、测试集皮尔逊相关系数、预测均方根误差分别达到0.997、0.995、3.43。实地测量土壤溶液并与硝酸根离子电极以及土壤养分速测仪进行对比,最大相对偏差为5.9%,可满足实际测量准确性要求。该套检测设备在深度为10~40cm、含水率为15%以上的土壤中有较好的土壤溶液采集效果;检测装置的长期测量标准差为0.006,动态响应时间为1.4 s,具有良好的检测特性。试验结果表明,使用溶液吸光度数据建立的硝态氮预测模型具有较好的预测效果,可以应用于土壤溶液硝态氮原位监测,为长期自动测量土壤硝态氮及水肥一体化系统的搭建提供了一种可行的方案。; 赵燕东刘宇琦孙哲常诚至赵玥赵玥; 关键词：土壤氮硝态氮 BP神经网络

活立木茎干水分状况实时检测传感器研究: 2023年; 活立木茎干水分状况是植物生命状态的有效体现,其中茎干含水率(Stem water content,StWC)和液流密度(Sap flux density,SFD)是研究植物体内水分变化规律的重要参数。准确检测活立木茎干同一空间位置的含水率和液流密度可以更有效地分析2个参数的关系、评估植物生长状况。将基于驻波率(Standing wave ratio,SWR)原理的茎干水分检测方法和基于热比率法(Heat ratio method,HRM)原理的茎干液流检测方法结合,设计了活立木茎干含水率和液流复合参数检测传感器,复合传感器的含水率检测单元和液流检测单元复用一套三针式探针,可对活立木茎干同一位置的含水率和液流实时精准检测。含水率检测单元输出电压与介电常数(6~53.3范围内,对应茎干含水率为0~85%)具有良好的线性关系(决定系数R^(2)=0.9701),静态稳定性良好(长时间测试最大波动为0.6%全量程)。以杨树为研究对象,含水率检测单元与BD-IV型植物茎体水分传感器的对比实验结果一致(决定系数R^(2)=0.9800)。液流检测单元与ST1221型热扩散式液流计对比,二者检测的杨树液流密度具有显著的线性关系(决定系数R^(2)=0.8991),热扩散式液流计不能准确判断零液流条件而低估了液流密度,ST1221型液流计检测的平均值比本系统液流检测单元低1.1 cm/h,液流检测单元使用的热比率法可以准确检测低速液流。复合传感器对杨树茎干含水率和液流的长时间监测结果与前人研究一致且符合植物生理规律。茎干含水率和液流存在极显著的负相关性(Pearson相关系数为-0.7951)。; 赵燕东黄红伦赵玥赵玥米雪; 关键词：活立木复合传感器

一种土壤参数测量装置: 本发明提供一种土壤参数测量装置，包括：土壤水分检测模块，包括双探针探头，所述双探针探头包括第一探针和第二探针；土壤电导率检测模块，包括Wenner组态的四个探针，其中，所述四个探针中位于外侧的一个探针为所述第二探针，位于...; 赵燕东刘卫平左佃云

刘卫平

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