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摘要:针对应急车辆在交叉路口滞留时间长、发生碰撞的可能性高的问题,提出了一种基于有源射频识别(RFID)的应急车辆交通引导系统.采用基于ATmega16的车载主控制器和基于STM32交通灯控制器构成应急信息采集系统,服务器应用程序采用Visual Basic程序设计语言进行开发,最短路径规划采用传统Dijkstra算法.基于STM32F103交通灯主控器利用RFID技术检测即将来到的应急车辆的车载主控制器所控制的NRF24L01收发器发送的信号,融合摄像头拍摄的图像经过WiFi上传至上位机,上位机载入一个区域模型后,采用先进先出(FIFO)原理逐次利用Dijkstra算法处理后得出到达目的地的应急车辆最佳行车路径并经信号回传设置沿路的绿信比.实验结果表明,车辆距交通灯主控器110 m内丢包率小于10%,NRF24L01接收灵敏度为-94 dBm,实测140m内均能有效通信,服务器端能够在4.5s内完成应急交通引导系统所有指令操作.本系统提高了应急车辆的通行效率,减少了应急车辆从途中至事故现场的出动时间,降低突发事件造成重大人员伤亡和财产损失,实现了城市智能应急车辆交通引导....
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北大核心 CSTPCD CSCD CA EI CBST
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摘要:提出了一种基于流形学习算法的柑橘叶片氮含量光谱快速检测方法.分别在萌芽期、稳果期、壮果促梢期和采果期,使用ASD FieldSpec 3光谱仪采集了柑橘叶片的反射光谱,并同步采用凯式定氮法测定叶片的氮含量.首先采用正交试验确定各个生长期小波去噪的最佳参数组合,然后分别采用主成分分析、多维尺度变换、局部线性嵌入、等距映射和拉普拉斯特征映射5种流形学习算法对原始光谱和经小波去噪后的光谱数据进行特征提取,将特征数据导入支持向量机回归建立柑橘叶片氮含量预测模型,4个生长期的最佳验证集模型决定系数依次为0.901 4、0.934 4、0.895 4和0.877 9.试验结果表明,这5种流形学习算法都能有效地用于柑橘叶片氮含量预测,为柑橘叶片氮含量快速元损检测、生长态势监测和变量施肥提供了理论依据....
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ CA EI CBST
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摘要:针对传统柑橘叶片磷含量检测耗时费力、操作繁琐且损伤叶片等弊端,该研究引入高光谱信息探索柑橘叶片磷含量快速无损检测与预测模型,选ASD FieldSpec 3光谱仪采集柑橘4个重要生长期的叶片反射光谱,同步采用硫酸-双氧水消煮-钼锑抗比色法测定叶片的磷含量;先用正交试验确定小波去噪的最佳去噪参数组合,再分别选拉普拉斯特征映射(laplacian eigenmaps,LE)、局部线性嵌入(locally-linear embedding,LLE)、局部切空间对齐(local tangent space alignment, LTSA)、等距映射(isometric mapping,Isomap)和最大方差展开(maximum variance unfolding,MVU)5种典型的流形学习算法对去噪后的光谱数据进行降维和特征提取,进而建立基于支持向量机回归(support vector regression,SVR)的柑橘叶片磷含量预测模型。结果表明,基于一阶导数谱的Isomap-SVR建模结果最佳,全生长期校正集和验证集模型决定系数分别为0.9430和0.8949。试验表明,5种流形学习算法皆适用于对柑橘叶片磷含量的预测,为高光谱检测技术用于柑橘树长势监测和营养诊断提供了参考。...
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ CA EI CBST
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摘要:针对柑橘叶片叶绿素含量的传统化学检测,不仅耗时长且损伤柑橘叶片,还依赖检测者实操技术,无法集成于精细农业中变量喷施农机具的诸多弊端,该文探讨快速无损检测柑橘叶片叶绿素含量方法。以117棵园栽萝岗甜橙树为研究对象,选用ASD FieldSpec 3光谱仪对萌芽期、稳果期、壮果促梢期、采果期共4个生长时期的柑橘叶片进行高光谱反射率采集,并同步采用分光光度法测得叶片的叶绿素含量;以原始光谱及其变换形式作为模型输入矢量,分别在主成分分析(principle component analysis,PCA)降维的基础上利用支持向量机回归(support vector regression,SVR)算法和在小波去噪的基础上利用偏最小二乘回归(partial least square regression,PLSR)算法对柑橘叶片叶绿素含量进行建模预测,全生长期整体建模的校正集和验证集最佳模型决定系数 R2分别为0.8713和0.8670,均方根误差 RMSE (root-mean-square error)分别为0.1517和0.1544,试验结果表明,高光谱可快速无损地对柑橘叶片叶绿素含量进行精确的定量检测,为柑橘不同生长期的营养监测提供理论依据。...
摘要:【目的】设计果园环境监测系统。【方法】该系统由远程ZigBee-GPRS网关与无线传感器网络( WSN )节点组合,果园参数在WSN、GPRS与Internet间进行采集与传输,实现远距离果园环境实时监测。节点采用CC2530作无线数据收发芯片,GPRS采用ComWay模块,由ZigBee进行组网采集环境信息,通过GPRS网络回传给上位机实现实时监测,再由决策支持系统进行分析发送指令控制节点电磁阀通断从而营造一个适合果树生长的环境。【结果和结论】试验表明:系统可完成传感网与移动通信网络之间的数据传送,实现不同类型感知网络之间的协议转换以及对传感器网络的部分管理控制功能。系统在果园中运行稳定并且丢包率低于10%,具有实践应用价值。...
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ CA EI CBST
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摘要:针对山地果园布线困难,而大面积滴灌需要分区控制并集中管理的需求,构建了低成本、低功耗、能满足定时分区灌溉与集中管理需求的小型无线滴灌控制装置。装置采用无线通信方式,硬件选用低功耗微控制器与双稳态电磁阀,系统软件采用基于 CC1100无线唤醒机制的低功耗间同步通信算法,具有避免信道拥塞的特点。试验表明,输入电压9 V时,控制系统静态电流为400 mA、无线唤醒工作电流为19 mA、工作周期内平均电流为439 mA;1节鹏辉450 mAh的AA电池可供系统至少可工作38 d;果园内RSSI信号衰减测试表明通信距离超过60 m,最高平均丢包率为23%;有遮挡的环境中数据丢包率将大于无遮挡环境,但接收信号强度相差不大;在果园环境中尝试使用电力线载波适配器、大功率WiFi无线网桥、GPRS DTU 3种远距离通信模块建立总控制器与远程监控端的数据链路,链路试验表明,GPRS DTU与大功率WiFi网桥均能成功建立通信链路。相比之下,GPRS有强的适应性;采用无线控制系统,系统准时开启电磁阀,开启时间误差小于5 min,土壤含水率变化呈现快速上升后缓慢下降的变化,灌溉区域的土壤含水率保持13%以上,可应用于岭南绝大部分山地果园。解决了控制装置的布线工程困难,实现可远程传输滴灌信息和监测滴灌状态,并可进一步实现分区控制与轮灌控制。...
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ CBST SA
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摘要:针对汽车拥有量爆发式不断增长,停车位日益紧缺,而停车场管理落后导致其利用率低下的问题,设计出了一种基于ZigBee与地磁传感技术相结合的智能停车诱导系统.该系统采用地磁传感器技术检测停车场周围车辆分布,实时监测停车场周边交通信息;再结合ZigBee物联网技术,选用CC2530为主控芯片组网实现车位数据信息传输;在液晶显示屏(LCD)上实时发布停车场空闲车位数量与位置;再经四级诱导方式对车辆进行停车场外与场内引导,实现城市按需智能化停车.实验结果表明,系统可检车距精确度达到0.4m,在150 m范围内采用增加路由器节点法实现0%掉包率的无线传输.该停车系统可提高车位利用率,减少车辆选择与停车时间,缓解城市车位紧缺,减少交通拥堵....
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北大核心 CSTPCD CSCD CA EI CBST
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摘要:针对传统山地果园灌溉中缺乏智能控制而费时、费力等缺点,为提高水资源利用率,设计了基于土壤墒情的自动灌溉控制系统,系统主要核心部件包括S3C2440芯片与CC2530射频芯片.该系统由太阳能充电锂电池后,再供电整个系统;结合ZigBee自行无线网络组网、自行愈合、低功耗和低成本特性;实时监测和记录土壤湿度信息,采集节点采集土壤湿度并经互联网上传服务器,自动控制系统依据土壤湿度自动调节灌溉量.试验结果表明,该系统运行稳定,丢包率低,能准确监测土壤墒情信息,并由自动灌溉系统将土壤湿度保持在适合植物生长最佳范围中,适用于山地果园....
摘要:针对专业硕士研究生人数激增,却普遍缺乏创新意识,创新能力低下的现实问题。寻找出引入产学研模式的方法,加强了跨学科的学习与研究,贯彻了灵活教学方式,落实了科研实践与训练;实践表明,专业硕士科研条件得到改善,使专业硕士紧密结合学科前沿技术,积极投身企业技术工作,提高了其创新能力,也增加了其就业机会。产学研的模式符合研究生培养目标,效果显著,应整合到专业硕士培养与管理体制中。...
[专利] 发明专利 CN201610301127.6
华南农业大学 2016-08-03
摘要:本发明公开了一种兼容UAV的地空无线传感网络通信装置,包括传感监测系统、移动平台系统、一体化Wi‑Fi网络通信系统以及调度管制平台;传感器监测系统是指在传感器网络中,任意散落在被监测区内的传感节点实时监测目标区域内的特定变量对象;移动平台系统是挂载Wi‑Fi通信模块的UAV,采用旋翼垂直起降平台,实现UAV飞行速度和轨迹的可控性;一体化Wi‑Fi网络通信系统指以Wi‑Fi通信方式为主,参照蜂窝移动通信网络的结构;所述的调度管制平台是一套用于无人机飞行路径管制、无线网路拓扑控制信息及环境变量信息采集的软件平台。本发明能够满足栅格化的网络发展需求,建立以网络为中心的UAV通信网络,实现足够的稳定性、可靠性、强大的互联互通和互操作性。
[硕士论文] 全东平
农业电气化与自动化 华南农业大学 2016(学位年度)
摘要:氮、磷、钾是柑橘树生长发育过程当中必需的3种主要营养元素,然而传统的营养元素含量化学计量检测法往往存在着消耗时间长、过程繁琐、工作量大、时效性差和损坏样本等弊端,因此快速、无损、准确地测定叶片氮磷钾含量对柑橘树的栽培管理、变量施肥施药、农机具研发等具有重要意义,希望能为高光谱无损检测技术在果树营养元素含量快速检测和生长发育态势实时监测等方面的应用提供理论参考依据。
  本研究采用高光谱技术,选定萝岗甜橙作为试验的柑橘品种,分别在柑橘树的4个重要生长期采集健康叶片,选用ASD FieldSpec3光谱仪测定柑橘叶片的光谱反射率,采用传统的化学计量方法分别测定柑橘叶片氮磷钾含量,基于柑橘叶片的高光谱数据分别建立了氮、磷、钾含量无损检测模型,主要内容为:
  (1)在基于高光谱的柑橘叶片氮含量检测模型的研究中,分别采用相关系数法、连续投影算法、主成分分析选取光谱的特征波长,其中选取的特征波长数目分别为137、12和25,建立了基于BP神经网络和支持向量机回归的氮含量预测模型,其中支持向量机回归SVR的预测效果最好,验证集模型决定系数V-R2高达0.9520,验证集均方根误差V-RMSE为0.3162。
  (2)在基于高光谱的柑橘叶片磷含量检测模型的研究中,小波去噪的最佳去噪参数组合通过正交试验确定,去噪参数设置为“小波基函数haar、去噪分解层数3、阈值设置方案heursure、阈值调整方案sln”时,建模效果最好;依次建立了小波去噪-逐步多元线性回归模型和小波去噪-偏最小二乘回归模型,验证集模型决定系数V-R2为0.8247和0.8313,验证集均方根误差V-RMSE为0.0675和0.0623。
  (3)在基于高光谱的柑橘叶片钾含量检测模型的研究中,基于多维尺度变换确定了光谱数据的本征流形维数,分别采用了多维尺度变换、等距映射、拉普拉斯特征映射、局部线性嵌入、最大方差展开这5种流形学习算法建立了钾含量预测模型,同时选用遗传算法、粒子群优化算法、交叉验证法优化支持向量机回归 SVR的模型参数与核参数,试验结果表明多维尺度变换-遗传算法-支持向量机回归模型的建模效果最好,校正集模型决定系数C-R2和验证集模型决定系数V-R2高达0.9950和0.9798,校正集均方根误差C-RMSE和验证集均方根误差V-RMSE仅为0.3238和0.6296。
[专利] 发明专利 CN201410781932.4
华南农业大学 2015-04-29
摘要:本发明公开了一种用于果园单轨车的紧急避险装置及控制方法,装置包括车载子系统、轨道子系统与监测服务端;轨道子系统由多个轨道节点组成,轨道节点用于将轨道信息发回给单轨车;车载子系统由信息处理单元和车载节点组成;监测服务端接收轨道节点上传的数据,并通过Internet发送到远程计算机进行分析处理。方法是:获取当前多个轨道节点所采集到的轨道数据、车载节点采集的车轮数据和信息处理单元所采集的车身数据。通过计算所采集的数据,判断单轨车是否处于危险状态,如果处于危险状态,采取紧急制动避免危险,并将当前的单轨车的状态发送给轨道节点。本发明可以实现根据果园单轨车在轨道运行的状况,最大限度提高果园单轨车在轨道上运行的安全率。
[专利] 实用新型 CN201520383643.9
华南农业大学 2015-09-30
摘要:本实用新型公开了一种用于采集灌溉环境的环境参数的无线监测系统,包括环境监测系统和远程服务终端系统;所述环境监测系统包括多个监测子系统,所述监测子系统包括定时采集环境监测单元的数据并将所采集数据存储后定时上传到远程服务端系统的通信管理单元和用于实时监测灌溉环境的各项参数的环境监测单元;所述远程服务端系统包括用于接收环境监测系统上传的数据并发送控制数据到环境监测系统的服务通信单元和用于采集服务通信单元接收的数据并根据所采集的数据生成灌溉决策的信息处理单元。本实用新型能够自动感知灌溉环境的环境参数,并能够大量存储数据,便于更加精确的估计灌溉环境的整体状况。
[专利] 实用新型 CN201520383699.4
华南农业大学 2015-09-30
摘要:本实用新型公开了一种具有节气感知功能的灌溉装置,包括太阳能板、控制器、电磁阀、滴灌管、无线通信单元和蓄电池;所述太阳能板、控制器、电磁阀及滴灌管顺序连接,所述无线通信单元和蓄电池均与控制器连接;所述控制器包括主处理器单元以及与主处理器单元连接的充电控制单元、电磁阀驱动单元、人机接口单元、时钟单元和存储单元。本实用新型通过可自主采集太阳能,具有长期工作的能力,并能够通过无线网络自动更新农历节气数据,实现按节气规律自主工作。
[专利] 发明专利 CN201510270031.3
华南农业大学 2015-09-16
摘要:本发明公开了一种基于无线网络的太阳能智能收集利用装置及控制方法,装置包括太阳能电池板、储电子系统以及电源管理子系统,所述储电子系统、电源管理子系统安装在装置内部,太阳能电池板安装在装置的外部;所述太阳能电池板配装无线微控制器,将太阳能电池板的属性通过AD_HOC网络传递给电源管理子系统,所述储电子系统包括多个相同的储电子节点,每个储电子节点均与电源管理子系统连接;所述方法是:将收集起来的太阳能转化为电能,根据电量输入状况和储电子系统上传的数据,动态调整充电策略;根据用电需求与储电子系统上传的数据动态调整放电策略。本发明可以实现储电子节点的快速组网,最大限度提高能量利用率和设备供电的稳定性。
[专利] 实用新型 CN201520378967.3
华南农业大学 2015-09-30
摘要:本实用新型公开了一种基于动态含水量估计的智能灌溉调控系统,包括无线监测系统、灌溉控制系统及灌溉决策系统,所述无线监测系统包括多个监测子系统,所述监测子系统包括土壤水分检测单元和监测通信单元;所述灌溉控制系统包括控制器、控制通信单元、蓄电池、电磁阀和滴灌管;所述灌溉决策系统包括决策通信单元和的决策处理单元;土壤水分监测单元、监测通信单元、决策通信单元、控制通信单元、控制器、电磁阀以及滴灌管顺序连接,决策处理单元与决策通信单元连接,所述蓄电池与控制连接。本实用新型能够自动感知土壤水分的含量,并根据灌溉决策及时补充土壤所需水分,同时可以实现远程监控土壤水分含量,减少人工实地检测工作量。
[专利] 发明专利 CN201510270035.1
华南农业大学 2015-09-16
摘要:本发明公开了一种基于动态含水量估计的智能灌溉调控系统及方法,该系统包括无线监测系统、灌溉决策系统与灌溉控制系统。所述无线监测系统包括多个监测子系统,监测子系统包括监测通信单元和土壤水分检测单元;灌溉决策系统包括决策通信单元、决策处理单元、决策电源管理单元;灌溉控制系统包括多个灌溉子系统;方法是:土壤水分检测单元实时检测土壤的环境数据,监测通信单元定期采集土壤水分检测单元的数据,决策处理系统采集决策通信单元所接收的数据,估计出灌溉区的整体含水量,产生控制数据,使电磁阀产生相应动作,进行自主灌溉。本发明于采用最大似然估计法动态估计整个灌溉区的含水量,更加精确的估计土壤含水量,实现精准调控灌溉。
[专利] 实用新型 CN201520082311.7
华南农业大学 2015-06-17
摘要:本实用新型公开了一种基于NFC的低功耗自动灌溉通讯装置,包括主控制器、NFC通信单元、电磁阀驱动单元、按键输入/显示输出单元以及供电捷联单元,主控制器分别与电磁阀驱动单元、NFC通讯单元、按键输入/显示输出单元、供电捷联单元连接;供电捷联单元分别为主控制器、电磁阀驱动单元、NFC通讯单元、按键输入/显示输出单元供电;NFC通讯单元包括NFC存储器和射频接口电路,NFC存储器接收调控参量更新,通过IIC总线与主控制实现内部通信,并通过内部集成的射频接口电路与外部感应天线连接,实现与外部NFC移动终端的数据通信。本实用新型新增近距离无线通信模块实现非接触式通讯,通过配置NFC存储器为被动模式实现设备间数据传输,同时不会增加系统的功耗。
[专利] 实用新型 CN201520084645.8
华南农业大学 2015-06-17
摘要:本实用新型公开了一种基于可穿戴设备的灌溉环境监测装置,包括微处理器以及与微处理器连接的无线充电单元、蓄电池、无线通讯单元;所述微处理器包括充电控制单元、供电稳压单元、用于对检测信号进行处理的主处理器单元以及用于提供显示环境信息和发出灌溉控制指令的触控接口单元;所述充电控制单元、供电稳压单元、触控接口单元均分别与主处理器单元连接;所述无线充电单元与充电控制单元相连。本实用新型通过蓄电池供电,无需外接市电,安装简单;采用无线充电技术,减少充电端口,实现无导电接点外露,避免充电线的重复插入引起不必要的故障。
[专利] 发明专利 CN201410326535.8
华南农业大学 2014-09-17
摘要:本发明公开了一种基于无人飞行器的物联网灌溉设施调控平台及方法,平台包括无人飞行器和远程地面测控站两部分,无人飞行器和远程地面测控站之间通过无线网络通信;方法包括由用户在起飞前或飞行时将航线数据及盘旋区域写入无人飞行器飞行控制子系统;无人机在机载飞行控制子系统引导下,飞行至物联网灌溉设施上空进入低速盘旋状态,此时机载物联网无线通信子系统与地面物联网灌溉系统建立通信链路,藉此,实现灌溉参数修改、数据收集、通信中继等服务。本发明的调控平台可对部署在偏远地区(无移动通信网络)的物联网灌溉设施进行参数读取、调控、巡检,有效扩展了物联网系统的使用范围。
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