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基于双传感器数据融合的土壤湿度测量与建模

农业工程学报 2012年第15期28卷 60-64页

作者：孙道宗王卫星姜晟华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室华南农业大学工程学院广州510642

为了克服TDR-3土壤湿度传感器所测量的土壤湿度数据受土壤硬度的影响,得到客观的水分/土壤的质量百分比,设计并制作基于TDR-3土壤湿度传感器和土壤硬度计的土壤湿度测量装置。装置标定时,通过逆向烘干法精确计算水分与土壤的质量百分比... 详细信息

为了克服TDR-3土壤湿度传感器所测量的土壤湿度数据受土壤硬度的影响,得到客观的水分/土壤的质量百分比,设计并制作基于TDR-3土壤湿度传感器和土壤硬度计的土壤湿度测量装置。装置标定时,通过逆向烘干法精确计算水分与土壤的质量百分比,进行土壤湿度(c)、土壤硬度(ψ)和TDR-3传感器输出电压(U)三因素正交试验,用Matlab软件进行二元曲线拟合,构建三者间的数学关系。试验表明,融合TDR-3传感器的输出电压和土壤硬度计的硬度数据后,装置可直接测量出土壤水分的质量百分比,与理论含水率的最大误差为4.75%。相对于单纯使用TDR-3土壤湿度传感器测量土壤湿度,装置的测量精度显著提高。对同一土样测量的最大重复性误差为0.83%,模型具有一定的可靠性与鲁棒性。该文可为开发更加精确的土壤湿度传感器提供参考。

关键词：土壤湿度硬度传感器数据融合 TDR-3

能量自给的果园信息采集无线传感器网络节点设计

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农业工程学报 2012年第9期28卷 153-158页

作者：姜晟王卫星孙道宗李震华南农业大学工程学院广州510642

针对果园中所存在的无线通信障碍与电池更换困难问题,该文设计了一款适合果园信息采集的无线传感器网络(wirelesssensor network,WSN)节点。节点以MSP430F149为核心,nRF905射频芯片及其外围电路作为无线通信模块,CN3058和HT6292智能充... 详细信息

针对果园中所存在的无线通信障碍与电池更换困难问题,该文设计了一款适合果园信息采集的无线传感器网络(wirelesssensor network,WSN)节点。节点以MSP430F149为核心,nRF905射频芯片及其外围电路作为无线通信模块,CN3058和HT6292智能充电芯片及其外围电路作为太阳能充电模块,电机驱动芯片ULN2003及水平、垂直电机作为太阳追踪模块,DHT22空气温湿度传感器和TDR-3土壤含水量传感器及其外围电路作为传感器模块,并以该硬件平台编写了通信协议、应用程序和时间同步算法。分析、测试了节点的功耗、通信距离以及太阳能充电时间,在空旷地带有效通信距离达到202m;主电路电池由3V充电至3.6V所需时间为580min,传感器电路电池由5.6V充电至7.2V所需时间为283min;在无太阳能充电且节点系统工作周期为30min情况下,主电路生命周期理论值为497d,传感器电路生命周期理论值为147d。组网试验结果表明:网络丢包率小于1.5%,能够满足果园信息采集以及能量自给的应用要求。

关键词：无线传感器网络太阳能信息采集能量自给低功耗果园

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水力学

水力学

1992年

作者：孙道宗

中等专业学校教材:本书内容包括绪论、水静力学、水动力学基础、水流型态和水头损失、有压管道中的恒定流、明渠恒定均匀流等10章。

ISBN: (纸本)7120014773

中等专业学校教材:本书内容包括绪论、水静力学、水动力学基础、水流型态和水头损失、有压管道中的恒定流、明渠恒定均匀流等10章。

关键词：水力学学科:专业学校学科:教材

来源：汇雅图书（南通市图书馆... 评论

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汇雅图书（南通市图书馆）

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风送式喷雾机喷筒结构优化数值模拟与试验

农业机械学报 2013年第6期44卷 73-78,55页

作者：宋淑然夏侯炳刘洪山洪添胜孙道宗卢玉华华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室广州510642 华南农业大学后勤处广州510642 华南农业大学工程学院广州510642

采用动参考系模型,将可动风机的转速作为仿真的初始值,分段划分喷筒内计算区域中的网格,利用数值及正交试验的方法,对风送式喷雾机的喷筒结构进行了优化设计,仿真计算喷筒出口处的风速。为验证模型的正确性,在对应风机转速下,实测了喷... 详细信息

采用动参考系模型,将可动风机的转速作为仿真的初始值,分段划分喷筒内计算区域中的网格,利用数值及正交试验的方法,对风送式喷雾机的喷筒结构进行了优化设计,仿真计算喷筒出口处的风速。为验证模型的正确性,在对应风机转速下,实测了喷筒出口各采样点的风速,并将实测值与仿真结果进行了覆盖率统计及χ2检验。结果表明:影响喷筒压力损失及喷筒出口风速的因素依次为:出风口直径、柱形喷筒长度、锥形喷筒长度;在喷筒出口采样点上,仿真计算出的风速区间覆盖实测风速的概率为95%;χ2检验表明在水平0.05下,喷筒出风口风速的仿真值均服从其实际测量值的分布;因此,利用动参考系方法,以风机转速为初始条件,对喷筒出风口速度的数值模拟是可信的。

关键词：风送式喷雾机喷筒数值模拟结构优化正交试验 χ2检验

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果园悬挂式柔性对靶喷雾装置研制与试验

农业工程学报 2022年第18期38卷 11-20页

作者：陈泽鸿陈建泽宋淑然孙道宗华南农业大学电子工程学院广州510642 广东利元亨智能装备股份有限公司惠州516000 广东省农情信息监测工程技术研究中心广州510642 国家柑橘产业技术体系机械化研究室广州510642

为减少农药飘移损失,保护生态环境,该研究从提高喷雾有效性和降低喷雾装置对果树枝叶的机械性损伤出发,研制了一种悬挂式柔性对靶喷雾装置。该装置以东方红MS-304拖拉机为载体,采用超声波传感器探测树冠位置,利用霍尔传感器构建测速模... 详细信息

为减少农药飘移损失,保护生态环境,该研究从提高喷雾有效性和降低喷雾装置对果树枝叶的机械性损伤出发,研制了一种悬挂式柔性对靶喷雾装置。该装置以东方红MS-304拖拉机为载体,采用超声波传感器探测树冠位置,利用霍尔传感器构建测速模块。对株距4.0 m、树高1.6 m、树冠直径1.4 m的橘树进行对靶喷雾试验验证悬挂式柔性对靶喷雾装置作业性能。试验结果表明:拖拉机行驶速度为0.5 m/s时,喷雾压力0.4、0.5及0.6 MPa对应的平均药液附着率分别为84.7%、91.7%、88.9%,药液附着率较高且接近,喷雾压力对药液附着率的影响不明显;拖拉机行驶速度为1.0 m/s时,喷雾压力0.4、0.5和0.6 MPa对应的平均药液附着率分别为64.2%、70.3%、75.8%,喷雾压力越大,药液附着率越高;拖拉机行驶速度为1.5 m/s时,平均药液附着率低于50%,且喷雾飘移较为严重,不适宜进行自动对靶喷雾;拖拉机行驶速度和喷雾压力相同时,药液附着率按树冠上、中、下层顺序呈递减规律,且速度越高,递减规律越明显。研究结果对提高果园对靶喷雾的药液附着率具有较好的实用价值。

关键词：植保机械果园对靶喷雾柔性超声波测距附着率

基于无线传感器网络的水产养殖水质监测系统开发与试验

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农业工程学报 2013年第4期29卷 183-190页

作者：黄建清王卫星姜晟孙道宗欧国成卢康榉华南农业大学工程学院广州510642

为解决目前水产养殖水质自动监测系统存在布线困难、灵活性差和成本高等问题,该文构建了基于无线传感器网络的水产养殖水质监测系统。该系统的传感器节点负责水质数据采集功能,并通过无线传感器网络将数据发送给汇聚节点,汇聚节点通过RS... 详细信息

为解决目前水产养殖水质自动监测系统存在布线困难、灵活性差和成本高等问题,该文构建了基于无线传感器网络的水产养殖水质监测系统。该系统的传感器节点负责水质数据采集功能,并通过无线传感器网络将数据发送给汇聚节点,汇聚节点通过RS232串口将数据传送给监测中心。传感器节点的处理器模块采用MSP430F149单片机,无线通信模块由nRF905射频芯片及其外围电路组成,传感器模块以PHG-96FS型pH复合电极和DOG-96DS型溶解氧电极为感知元件,电源模块以LT1129-3.3、LT1129-5和Max660组成的电路提供3.3和±5V。设计了传感器输出信号的调理电路,将测量电极输出的微弱信号放大,满足A/D转换的要求。节点软件以IAR Embedded Workbench为开发环境,采用单片机C语言开发,实现节点数据采集与处理、无线传输和串口通信等功能。监测中心软件采用VB6.0开发,为用户提供形象直观的实时数据监测平台。对系统的性能进行了测试,网络平均丢包率为0.77%,pH值、温度和溶解氧的平均相对误差分别为1.40%、0.27%和1.69%,满足水产养殖水质监测的应用要求,并可对大范围水域实现水质环境参数的实时监测。

关键词：水产养殖传感器实时系统无线网络水质监测

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风机电源频率对风送式喷雾机喷雾沉积的影响

农业工程学报 2011年第1期27卷 153-159页

作者：宋淑然洪添胜孙道宗朱余清罗承华南农业大学南方农业机械与装备关键技术省部共建教育部重点实验室广州510642 华南农业大学工程学院广州510642

风送式喷雾机的风机速度影响雾滴的沉积分布及喷幅。以D400型风送式喷雾机为试验平台,用染色剂Rhodamine-B与水混合成1g/L浓度的溶液代替农药进行喷雾试验。改变风机供电电源的频率进行喷雾,借助于荧光分光光度计计算雾滴在采样点上的... 详细信息

风送式喷雾机的风机速度影响雾滴的沉积分布及喷幅。以D400型风送式喷雾机为试验平台,用染色剂Rhodamine-B与水混合成1g/L浓度的溶液代替农药进行喷雾试验。改变风机供电电源的频率进行喷雾,借助于荧光分光光度计计算雾滴在采样点上的沉积量。结果表明:喷嘴在喷口处不同高度上的分布在喷筒轴向上形成了3个雾滴沉积高峰区;随着风机供电频率的降低,雾滴沉积的高峰区向喷口处移动,沉积高峰区数目及沉积高峰区之间的间距变小;喷幅试验中(44.5～49.5Hz),距离喷筒轴线±2m以内的采样点上雾滴沉积量占喷幅范围内采样点上雾滴沉积总量的百分比的平均值为97.11%,越偏离这部分区域,雾滴沉积量越小,表明风送式喷雾具有很好的方向性,能防止雾滴漂移,且变频喷雾不会改变这一特性;环境自然风对喷口前方前8m以外的雾滴沉积有明显的影响。在实际喷雾作业时,可根据喷施目标物与风送式喷雾机间的距离,调节合适的供电频率,使雾滴主要沉积在目标区域,减少雾滴在非目标区域的沉积;减小喷头位置在高度层间的差异,可以改善喷雾效果。

关键词：风送式喷雾机雾滴沉积喷幅变频

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柑橘全爪螨虫害快速检测仪的研制与试验

农业工程学报 2014年第14期30卷 49-56页

作者：李震洪添胜王建李楠孙道宗林瀚华南农业大学工程学院广州510642 南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室广州510642 国家柑橘产业技术体系机械研究室广州510642 华南农业大学公共基础课实验教学中心广州510642

为实现在果园现场快速、准确和无损地检测果树受柑橘全爪螨为害程度,该文研制了基于光学测量技术的柑橘全爪螨虫害快速检测仪,并通过试验检验了仪器的使用效果。检测仪采用光反射法,测量果树冠层叶片对红光和近红外光的反射率,根据反射... 详细信息

为实现在果园现场快速、准确和无损地检测果树受柑橘全爪螨为害程度,该文研制了基于光学测量技术的柑橘全爪螨虫害快速检测仪,并通过试验检验了仪器的使用效果。检测仪采用光反射法,测量果树冠层叶片对红光和近红外光的反射率,根据反射率计算全爪螨为害程度指数作为仪器的输出结果,进而按照无、轻度和重度3个级别判定柑橘全爪螨虫害程度。硬件设计中选取中心波长为665和815 nm的发光二极管阵列作为红光和近红外光源,通过光调制/解调技术、专门设计的光路和光电探测适配电路,克服了自然光线对检测结果的影响。仪器使用效果为:通过标准白板试验确定检测系数k等于2.622;检测结果受树叶密度影响较小;检测结果受自然环境光线影响较小,但气温对检测结果有一定影响;检测仪可区分无、轻度和重度3个级别的全爪螨虫害程度,当虫害程度较低时,检测结果稳定;检测仪输出结果与叶片表面柑橘全爪螨卵数间具有较高的相关性。进一步研究的方向为引入温度补偿的方法以减小温度对检测结果的影响,同时分析当为害程度较严重时结果稳定性较低的原因。

关键词：检测仪无损检测光谱分析柑橘果树虫害全爪螨

远射程风送式喷雾机气流场分布及喷雾特性试验

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农业工程学报 2017年第24期33卷 72-79页

作者：陈建泽宋淑然孙道宗洪添胜张龙华南农业大学工程学院广州510642 华南农业大学电子工程学院广州510642 国家柑橘产业技术体系机械研究室广州510642 广东省农情信息监测工程技术研究中心广州510642 广东省山地果园机械创新工程技术研究中心广州510642

由于远射程风送式喷雾机的空间风场及喷雾特性尚未明确,该文利用风速测量定位网架,进行了远射程风送式喷雾机空间风场特性试验和喷幅试验。试验结果发现,远射程风送式喷雾机轴心上的纵向时均风速随采样点距喷嘴距离的增加而衰减,两者呈... 详细信息

由于远射程风送式喷雾机的空间风场及喷雾特性尚未明确,该文利用风速测量定位网架,进行了远射程风送式喷雾机空间风场特性试验和喷幅试验。试验结果发现,远射程风送式喷雾机轴心上的纵向时均风速随采样点距喷嘴距离的增加而衰减,两者呈负对数关系,这一特征符合淹没射流的流速变化规律;远射程风送式喷雾机轴心方向同一采样点上的风速与风机供电频率之间呈线性正相关,决定系数最低为0.609 1;远射程风送式喷雾机的水平喷幅关于喷筒轴心方向左右对称;而垂直喷幅在喷筒轴心方向的上下方呈现为不对称;远射程风送式喷雾远射程风送式喷雾机的送风量及出风口气流的时均风速均与风机供电电源的频率成正比;采用纸卡法测量了喷雾机的水平作业幅宽,该试验样机的水平作业幅宽为22 m。卷吸引起的伯努利效应和附壁效应是形成垂直喷幅不对称的重要原因,采用喷筒仰角喷雾可消除此效应。研究结果为远射程风送式喷雾机的生产和使用提供理论基础与参考。

关键词：农业机械喷雾风速远射程风送空间风场喷幅附壁效应