基于模糊控制的肥液自动混合装置设计与试验 被引量：42

1

作者 李加念 洪添胜 +1 位作者 冯瑞珏 倪慧娜 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第16期22-30,共9页

为提高混肥精度,该文在基于脉宽调制的文丘里变量施肥装置的基础上,对其结构进行了改进,并利用电导电极设计了一个电导率测量仪用以实时反馈肥液浓度,使之构成一个闭环控制的自动混肥装置。该装置采用粗细2级调节的控制策略,首先根据检... 为提高混肥精度,该文在基于脉宽调制的文丘里变量施肥装置的基础上,对其结构进行了改进,并利用电导电极设计了一个电导率测量仪用以实时反馈肥液浓度,使之构成一个闭环控制的自动混肥装置。该装置采用粗细2级调节的控制策略,首先根据检测的入口水压调用对应的函数关系,自动调节电磁阀PWM（pulsewidthmodulation）控制的占空比进行混肥;然后以电导率测量仪实时反馈混肥浓度,并采用模糊控制算法进一步细调PWM的占空比,使混肥浓度尽量逼近目标浓度。试验结果表明,电导率测量仪的有效测量范围为0~12.64mS/cm,它所测量的电导率与肥液浓度呈显著的线性关系,其决定系数R2为0.997。对混肥装置进行了实测验证,结果表明混肥时的最大浓度误差为0.04%,控制装置达到稳态的响应时间为7.8～10.4s,能满足实际应用的要求。 展开更多

关键词 肥料 模糊控制 自动 混合 液体 肥液浓度 电导率

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基于太阳能的微灌系统恒压供水自动控制装置研制 被引量：32

2

作者 李加念 洪添胜 倪慧娜 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期86-93,共8页

微灌系统入口水压的稳定性影响着微灌的均匀性以及自动混肥装置的混肥精度。为采用自流滴灌的中小规模灌溉管网提供恒定的入口水压,采用太阳能供电驱动隔膜泵DP-60提水的方式,研制了一个恒压供水自动控制装置。该装置利用液位传感器YZ-Y... 微灌系统入口水压的稳定性影响着微灌的均匀性以及自动混肥装置的混肥精度。为采用自流滴灌的中小规模灌溉管网提供恒定的入口水压,采用太阳能供电驱动隔膜泵DP-60提水的方式,研制了一个恒压供水自动控制装置。该装置利用液位传感器YZ-YO-LAG1在线检测建设于高处的蓄水池的水位,根据水位信息控制DP-60提水至蓄水中,并使其水位在滴灌过程中维持于某一固定高度来实现恒压供水。蓄水池的水位检测信息及DP-60的启停通过无线通信模块CC1100进行无线传输和控制。通过光伏容量设计,确定了太阳能电池板的功率为60W、蓄电池的容量为60A·h。为最大程度利用太阳能,通过试验标定了太阳能板输出功率与太阳辐射传感器TSL230输出频率的关系,并根据太阳能板实际输出功率和蓄电池荷电状态,自动选择直接以太阳能板或蓄电池为DP-60供电。在测试DP-60性能以及无线通信可靠性的基础上,对装置进行了6个多月的实际应用试验,装置运行稳定,且在整个滴灌过程中蓄水池的水位误差小于1cm。 展开更多

关键词 灌溉 自动 控制装置 太阳能 恒压供水 无线通信

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基于光电和倾角检测的全天候太阳跟踪传感器设计 被引量：8

3

作者 李加念 洪添胜 倪慧娜 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第4期83-86,共4页

为提高双轴太阳跟踪系统的跟踪精度,设计了一种全天候太阳跟踪传感器.该传感器主要由外壳、接口电缆、9个光电探头、倾角传感器SCA100T-D02及相应电路组成.晴天时通过光电探头检测太阳的位置,阴雨天气时通过SCA100T-D02实时反馈太阳能... 为提高双轴太阳跟踪系统的跟踪精度,设计了一种全天候太阳跟踪传感器.该传感器主要由外壳、接口电缆、9个光电探头、倾角传感器SCA100T-D02及相应电路组成.晴天时通过光电探头检测太阳的位置,阴雨天气时通过SCA100T-D02实时反馈太阳能电池板转动后的倾角,以修正和消除太阳跟踪系统进行视日运动轨迹跟踪时的机械误差.通过理论分析计算,确定了光敏电阻器在探头中的安装位置,传感器可感知高度角在-88.83°～88.83°范围内的太阳入射光线.经试验测试,传感器的倾角检测的最大相对误差为3.8％,能满足实际应用要求. 展开更多

关键词 太阳跟踪 传感器 光电 倾角 全天候 SCA100T-D02

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基于无线传感器网络的小粒种咖啡园滴灌自动控制系统 被引量：6

4

作者 李加念 倪慧娜 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第10期43-46,共4页

为实现小粒种咖啡种植园的精量灌溉,达到节水增收的目的,基于无线传感器网络(WSNs)设计了一种滴灌自动控制系统,主要由传感器节点、簇头、控制节点和汇聚节点组成。测试了节点间的有效通信距离为50m,并在此基础上,采用静态簇和节点定位... 为实现小粒种咖啡种植园的精量灌溉,达到节水增收的目的,基于无线传感器网络(WSNs)设计了一种滴灌自动控制系统,主要由传感器节点、簇头、控制节点和汇聚节点组成。测试了节点间的有效通信距离为50m,并在此基础上,采用静态簇和节点定位布置的方法进行了灌区划分和节点部署,每个灌区为边长50m的正方形,内设1个簇头、1个控制节点和4个传感器节点。采用定时通信与时间同步技术、休眠技术相结合的方法实现节点数据的无线传输,融合土壤含水率、光强和空气温湿度等信息,采用分区轮灌策略实现滴灌的自动控制。实验结果表明:系统实现了预期设计目标,能应用于小粒咖啡园的精量灌溉管理。 展开更多

关键词 小粒种咖啡 滴灌 自动控制 无线传感器网络

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基于CC1100的土壤湿度监测与控制系统 被引量：5

5

作者 孙剑 可欣荣 +2 位作者 张建瓴 邓继忠 倪慧娜 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2015年第6期99-103,共5页

为节约水资源,降低劳动力和生产成本,以及实时监测土壤湿度,设计了一种基于CC1100的土壤湿度监测与控制系统,每个节点采用9V电池供电,不需要外接其他电源,适合在各种环境下安装使用。同时,为了增强系统的适用范围,采用了2种控制模式:定... 为节约水资源,降低劳动力和生产成本,以及实时监测土壤湿度,设计了一种基于CC1100的土壤湿度监测与控制系统,每个节点采用9V电池供电,不需要外接其他电源,适合在各种环境下安装使用。同时,为了增强系统的适用范围,采用了2种控制模式:定时控制和土壤水分传感器控制。定时控制模式能实现定时定量滴灌,控制简单方便、成本低、电池的使用寿命长;传感器控制模式能根据土壤水分情况实现按需灌溉,既为植物提供了合理湿度环境也提高了水资源的利用率,同时能通过CC1100将土壤湿度及节点状态等传给上位机。 展开更多

关键词 滴灌 控制器 土壤水分传感器 电磁阀

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从红蜘蛛为害叶片的高光谱图像中识别受害区域 被引量：4

6

作者 王建 李震 +3 位作者 洪添胜 倪慧娜 邓小玲 郑建宝 《农机化研究》 北大核心 2015年第7期18-22,共5页

探索从红蜘蛛为害叶片的高光谱图像中识别受害区域的方法,内容包括:1采集20片受害区域色素差异较明显的柑橘叶片的高光谱序列图像,从各叶片的高光谱序列图像中选取522、647和667nm等3个与叶片色素含量具有较高相关性的特征波段的高光谱... 探索从红蜘蛛为害叶片的高光谱图像中识别受害区域的方法,内容包括:1采集20片受害区域色素差异较明显的柑橘叶片的高光谱序列图像,从各叶片的高光谱序列图像中选取522、647和667nm等3个与叶片色素含量具有较高相关性的特征波段的高光谱图像,计算667/522、667/647和647/522等3个特征波段的高光谱图像的比值图像及其二值图像,识别叶片中的受害区域;2计算自动识别和人工识别间的误差,检验算法的识别效果。结果表明:从柑橘红蜘蛛为害叶片的RGB图像或单一波段的高光谱图像中无法直接和自动识别叶片的受害区域;667/647和667/522两个特征波段反射率比值的比值图像均能够有效地抑制高光谱图像中叶片周围的光噪声,进而还原叶片的外形轮廓;从667/522特征波段反射率比值的比值图像中识别叶片受害区域的平均准确率达92.84%,在3个比值图像中识别效果最好;识别算法能够通过计算机编程自动实现,可作为深入研究红蜘蛛的发生和为害规律的技术手段。 展开更多

关键词 柑橘 红蜘蛛 高光谱图像 特征波段 机器视觉

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基于高光谱图像技术的沙梨无损检测 被引量：4

7

作者 王海建 洪添胜 +3 位作者 代芬 欧阳玉平 罗瑜清 倪慧娜 《广东农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第9期185-188,共4页

为探讨基于高光谱图像技术对沙梨糖度无损检测的可行性，采集80个沙梨样本在400～1000nm内的高光谱图像数据及其对应的糖度，采用变量标准化、多元散射校正（MSC）、平滑滤波、基线校正等方法对原始光谱数据进行预处理。发现MSC预处理... 为探讨基于高光谱图像技术对沙梨糖度无损检测的可行性，采集80个沙梨样本在400～1000nm内的高光谱图像数据及其对应的糖度，采用变量标准化、多元散射校正（MSC）、平滑滤波、基线校正等方法对原始光谱数据进行预处理。发现MSC预处理效果最佳，再通过无信息变量消除法对MSC预处理后的光谱数据进行压缩，最后分别建立BP神经网络和PLS沙梨糖度预测模型。结果表明：无信息变量消除法将光谱变量压缩到234个，有效减少了建模的输入变量，建立的PLS预测模型和BP神经网络的预测相关系数均在0.85以上，而PLS预测模型的相关系数为O.9508，均方根误差为0.268，优于BP神经网络模型。 展开更多

关键词 高光谱技术 沙梨 多元散射校正 无信息变量消除法 BP神经网络

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基于电导电极的肥液浓度在线检测仪设计与实现 被引量：4

8

作者 李加念 倪慧娜 +1 位作者 马燕 冯瑞 《安徽农业科学》 CAS 2014年第12期3465-3467,3470,共4页

[目的]为能实时检测灌溉施肥系统进行水肥自动混合时的肥液浓度。[方法]基于电导电极设计了一种以9 V电池供电的肥液浓度在线检测仪,通过测量肥液电导率间接实现肥液浓度的测量,测量结果可通过显示器直接显示,还可通过SPI接口输出至水... [目的]为能实时检测灌溉施肥系统进行水肥自动混合时的肥液浓度。[方法]基于电导电极设计了一种以9 V电池供电的肥液浓度在线检测仪,通过测量肥液电导率间接实现肥液浓度的测量,测量结果可通过显示器直接显示,还可通过SPI接口输出至水肥自动混合控制器。为尽量降低极化效应的影响,试验确定了以幅值为±3.5 V的方波信号作为电导电极的激励源。该检测仪具有温度自动补偿和量程自动切换功能,并通过试验确定了测量量程范围的划分及各个小量程对应的分压电阻与方波激励信号频率。[结果]在农业上,常用的0.1%~1.0%施肥浓度范围内,对检测仪进行了试验验证,其平均相对误差为2.77%。[结论]该检测仪能满足实际应用要求。 展开更多

关键词 肥料 溶液 肥料浓度 检测 电导率

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基于BQ24650的太阳能蓄电池智能充放电控制器设计 被引量：4

9

作者 李加念 倪慧娜 《安徽农业科学》 CAS 2014年第14期4476-4477,4500,共3页

[目的]为解决野外无线传感器网络自动灌溉控制系统的供电问题,设计了一种太阳能蓄电池智能充放电控制器。[方法]采用BQ24650自动控制和管理太阳能向蓄电池充电,以单片机MSP430F2132为微处理器,根据蓄电池放电状态的检测,自动控制蓄电池... [目的]为解决野外无线传感器网络自动灌溉控制系统的供电问题,设计了一种太阳能蓄电池智能充放电控制器。[方法]采用BQ24650自动控制和管理太阳能向蓄电池充电,以单片机MSP430F2132为微处理器,根据蓄电池放电状态的检测,自动控制蓄电池向负载供电,同时该微处理器作为负载控制系统的主控器。[结果]经试验测试知,控制器实现了预期设计目标,且在连续90 d的实际应用中运行稳定可靠。[结论]该充放电控制器能满足实际应用要求。 展开更多

关键词 BQ24650 充放电 太阳能 蓄电池 控制器

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介电溶液测试土壤水分传感器性能的实证研究 被引量：2

10

作者 李加念 洪添胜 倪慧娜 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第5期27-30,共4页

利用土壤等效介电溶液代替土壤测试与评估土壤水分传感器的性能，具有便捷、快速的优点。为验证传感器在介电溶液中的测试结果是否与实际土壤中一致，利用去离子水和2-异丙氧基乙醇（2-iso-proxyethan01）或二氧六环（dioxane）2种溶液... 利用土壤等效介电溶液代替土壤测试与评估土壤水分传感器的性能，具有便捷、快速的优点。为验证传感器在介电溶液中的测试结果是否与实际土壤中一致，利用去离子水和2-异丙氧基乙醇（2-iso-proxyethan01）或二氧六环（dioxane）2种溶液混合，配制了一系列等效土壤体积含水率为0．9％-51．8％的待测介电溶液，同时取广州地区的典型红壤和雷州半岛的典型砖红壤，配制一系列与介电溶液等效含水率相对应的土样，分别从电气特性、与土壤含水率的函数关系、温度变异性和稳定性4个方面测试传感器的性能，并将介电溶液中的测试结果与2种土样中比较。实验结果表明：介电溶液中的测试结果与红壤和砖红壤中基本卜一致．介电溶液在某种程度上可以代替十样进行土壤水分传感器的性能测试． 展开更多

关键词 介电溶液 土壤样品 土壤水分传感器 性能测试

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不同频率激励信号下土壤水分传感器性能试验 被引量：1

11

作者 李加念 洪添胜 倪慧娜 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第3期19-22,共4页

激励信号频率是影响高频电容式土壤水分传感器性能的重要因素。利用去离子水和2-异丙氧基乙醇（2-isoproxyethan01）或二氧六环（dioxane）2种溶液混合，配制了一系列等效土壤体积含水率为0．9％-51．8％的待测介电溶液来替代土样。从... 激励信号频率是影响高频电容式土壤水分传感器性能的重要因素。利用去离子水和2-异丙氧基乙醇（2-isoproxyethan01）或二氧六环（dioxane）2种溶液混合，配制了一系列等效土壤体积含水率为0．9％-51．8％的待测介电溶液来替代土样。从与土壤含水率的函数关系、温度变异性2个方面，分别对激励信号频率为40，50，60，70，80，90，100MHz的7种土壤水分传感器进行了性能测试与分析。结果表明：7种频率的传感器的输出电压均与土壤体积含水率呈线性负相关，其相关系数∥均大于0．94；激励信号频率不影响传感器输出电压的温度变异性，温差是影响温度变异性的主要因素，其最大变异率均小于4％。试验结果可为设计高频电容式土壤水分传感器时选择激励信号频率提供依据。 展开更多

关键词 土壤水分传感器 性能测试 激励信号 频率 介电溶液

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山地橘园低功耗自动提水无线控制系统设计

12

作者 倪慧娜 洪添胜 +4 位作者 李加念 李震 欧阳玉平 王海建 徐宁 《广东农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第15期162-167,共6页

为提高无电力供应的小规模山地橘园水源供应管理效率,研制了一种基于无线通信的低功耗自动提水系统。该系统由主从控制器2个部分组成,主控制器控制直流隔膜泵向山顶蓄水池提水,从控制器用于检测山顶蓄水池的水位;两控制器之间通过无线... 为提高无电力供应的小规模山地橘园水源供应管理效率,研制了一种基于无线通信的低功耗自动提水系统。该系统由主从控制器2个部分组成,主控制器控制直流隔膜泵向山顶蓄水池提水,从控制器用于检测山顶蓄水池的水位;两控制器之间通过无线通信模块CC1101进行通信。测试了主从控制器工作在各个阶段的电流,由此估算出主从控制器运行1 d的耗电量分别为8 576.3 mA·h和2.2 mA·h,使65 A·h的铅酸蓄电池在满荷电状态下可以为装置提供7 d连续阴雨天气的续航能力。系统通信成功率为100%,最长通信时间为12 s,95%的通信可在6 s内完成,且蓄水池水位检测误差不超过0.8 cm。 展开更多

关键词 山地橘园 低功耗 提水系统 无线控制

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用高光谱成像技术检测柑橘红蜘蛛为害叶片的色素含量 被引量：8

13

作者 李震 洪添胜 +4 位作者 倪慧娜 李楠 王建 郑建宝 林瀚 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期124-130,共7页

为解决传统理化法检测柑橘树叶片受红蜘蛛为害后色素含量变化时存在的工作量大、效率低等问题,该文研究应用高光谱成像技术检测柑橘红蜘蛛为害叶片色素含量的方法。研究中对比了正常叶片与受害叶片的原始光谱以及原始光谱一阶微分曲线... 为解决传统理化法检测柑橘树叶片受红蜘蛛为害后色素含量变化时存在的工作量大、效率低等问题,该文研究应用高光谱成像技术检测柑橘红蜘蛛为害叶片色素含量的方法。研究中对比了正常叶片与受害叶片的原始光谱以及原始光谱一阶微分曲线的差异,寻找反映叶片色素含量变化的特征波段;分析了特征波段反射率比值与叶片色素间相关性;采用单变量线性回归法分析了常用植被指数预测叶片色素含量的效果;采用逐步回归分析法建立了叶片色素含量预测模型,并对模型预测效果进行了F检验。结果表明:常用植被指数预测叶片色素含量结果不理想;选取的667/522、667/647和522/647 nm等3个特征波段反射率比值与叶片3种色素含量间具有较高的相关性;用于建立叶片色素含量预测模型的最佳特征波段反射率比值为667/522和667/647 nm,所建立的模型可较好地预测健康及受害叶片的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量。 展开更多

关键词 光谱检测 预测 模型 叶绿素 高光谱成像 特征波段 柑橘 红蜘蛛

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