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农业温室大棚远程智能监控系统的设计与实现

农业温室大棚远程智能监控系统的设计与实现

作者：巩师洋北方民族大学

学位级别：硕士

农业生产与国家的发展紧密相连,随着科学技术的不断发展,我国设施农业高速推进。设施农业可以能够克服自然环境的影响,提高生产效率。设施农业的发展是中国实现农业现代化的必由之路,我国温室大棚已经得到了普遍推广,但自动化程度不高... 详细信息

农业生产与国家的发展紧密相连,随着科学技术的不断发展,我国设施农业高速推进。设施农业可以能够克服自然环境的影响,提高生产效率。设施农业的发展是中国实现农业现代化的必由之路,我国温室大棚已经得到了普遍推广,但自动化程度不高。随着通信技术、微控制器、传感器、控制系统和互联网的发展,物联网出现并得以在各行业内得到应用。物联网可以使物与物相连,基于物联网的农业温室大棚远程智能监控系统可以监测和控制大棚中空气的温度湿度、CO浓度和土壤的温湿度等农作物生长的影响因子。影响农作物生长的因素较多且相互关联,同时温湿度的控制往往会出现滞后的现象,这是常用的控制方法无法解决的问题。随着控制技术的发展,模糊控制得以应用到设施农业中,可以解决这种多变量相互关联的复杂问题。本文设计了一套温室大棚远程智能监控系统,主要监控环境影响因素为温室大棚内的空气的温度湿度、CO浓度和土壤的温湿度,主要控制设备为温室大棚内的风机、加热器和电磁阀等设备。系统分为受控终端、网络通信、和用户终端三个部分,其中受控终端为温室大棚内的控制系统和相关设备,网络通信通过GPRS实现,用户终端为PC和手机操作系统。本系统实现了远程控制,PC和手机客户端将指令发送到网络服务器,网络服务器下发指令,远程GPRS收到数据,下位机读取到GPRS数据并解析,实现对风机、加热器、电磁阀等设备的控制。实现了由单片机主控、控制面板、继电器,电源和空开构成的下位机系统通过手动方式控制风机、加热器、灌溉设备。设计出模糊控制器,根据测得的大棚内空气温湿度、CO浓度信息和土壤温湿度自动控制风机、加热器和电磁阀等设备使温室大棚内环境达到农作物最适宜的生长环境。

关键词：温室大棚 ZigBee 模糊控制 SIMULINK仿真

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基于STM32的农田节水灌溉系统的设计

北方园艺 2017年第1期 200-203页

作者：巩师洋王福平北方民族大学电气信息工程学院宁夏银川750021 北方民族大学创新创业教育中心宁夏银川750021

农田湿度是农业中考量自然环境的重要因素,为了保证农田湿度适合农作物良好生长,设计了一套基于STM32/AT89C51单片机的农田精准灌溉智能监测及控制系统。系统主要功能:结点湿度传感器检测土壤湿度并发送到单片机,结点单片机将土壤湿度... 详细信息

农田湿度是农业中考量自然环境的重要因素,为了保证农田湿度适合农作物良好生长,设计了一套基于STM32/AT89C51单片机的农田精准灌溉智能监测及控制系统。系统主要功能:结点湿度传感器检测土壤湿度并发送到单片机,结点单片机将土壤湿度传感器检测到的土壤湿度模拟量传给主机单片机转换成数字量显示到LED显示器;若需灌水,则手动控制按下主机开启按钮通过485传输控制电磁阀进行滴灌或自动控制下湿度超过设定的最低下限进行倒计时定时灌水。现研究了一套基于STM32的农田节水灌溉系统,以期达到实时掌握和控制农田湿度的效果。

关键词：节水灌溉单片机智能监测

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基于物联网的马铃薯贮藏环境智能监控系统

北方园艺 2019年第5期 169-174页

作者：巩师洋王福平李瑞新疆大学科学技术学院新疆阿克苏843000 北方民族大学创新创业教育中心宁夏银川750021 北方民族大学电气信息工程学院宁夏银川750021

为了便于用户实时掌握和控制马铃薯贮藏的环境信息,解决窖内环境检测不方便及环境调控不及时等问题,课题组设计了一套基于物联网的马铃薯贮藏环境远程调控系统。该系统主要监控环境因素为马铃薯内的空气温度、湿度和CO_2浓度,主要控制... 详细信息

为了便于用户实时掌握和控制马铃薯贮藏的环境信息,解决窖内环境检测不方便及环境调控不及时等问题,课题组设计了一套基于物联网的马铃薯贮藏环境远程调控系统。该系统主要监控环境因素为马铃薯内的空气温度、湿度和CO_2浓度,主要控制设备为马铃薯窖内的风机、加热器等设备。系统分为受控终端、网络通信和用户终端3个部分,其中受控终端为马铃薯窖内的控制系统和相关设备,网络通信通过GPRS实现,用户终端为PC和Android操作系统。该系统研究和实现了一套基于物联网的贮藏环境远程智能监控,以期达到实时掌握和控制马铃薯窖内温度、湿度和CO_2浓度。

关键词：物联网 Android平台智能监控

基于ROS系统的全地形智能弥雾消杀机器人研究

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信息记录材料 2023年第10期24卷 154-156页

作者：巩师洋封天颜王乘云赵佳冉张嘉仪赵堂学卢锡升新疆理工学院新疆阿克苏843100

本文设计一种基于机器人操作系统(robot operating system,ROS)的全地形智能弥雾消杀机器人。该机器人采用全轮驱动和悬挂式底盘设计,配备激光雷达、深度相机和红外传感器等多种传感器,能够实时感知周围环境,避免障碍物和危险区域。机... 详细信息

本文设计一种基于机器人操作系统(robot operating system,ROS)的全地形智能弥雾消杀机器人。该机器人采用全轮驱动和悬挂式底盘设计,配备激光雷达、深度相机和红外传感器等多种传感器,能够实时感知周围环境,避免障碍物和危险区域。机器人的底盘采用铝合金材料制作,机器人的控制系统采用ROS系统,通过多种传感器实现自主导航、避障和消杀功能。机器人的弥雾消杀系统采用高效的超声雾化器和消杀剂,能够快速覆盖整个场所并杀灭病菌。通过不断实验和改进,机器人已经能够在不同的地形中自由移动,并能够准确感知周围环境。机器人的消杀效果也得到了验证,能够快速、高效地对不同场所进行消杀喷雾。

关键词： ROS系统全地形机器人弥雾消杀自主导航避障

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基于单片机的贮藏环境监测系统

中国科技期刊数据库科研 2016年第9期 279-279页

作者：巩师洋宁夏银川市西夏区北方民族大学宁夏银川750021

温度、湿度和CO2浓度是马铃薯储藏的重要环境参数,温度过高、湿度过大、CO2浓度过高均会导致马铃薯发芽或腐烂。为了确保马铃薯保存条件适宜,设计了一套基于STM32的马铃薯储藏环境远程监控系统。本系统成本低、可靠性高、功耗较低、实... 详细信息

温度、湿度和CO2浓度是马铃薯储藏的重要环境参数,温度过高、湿度过大、CO2浓度过高均会导致马铃薯发芽或腐烂。为了确保马铃薯保存条件适宜,设计了一套基于STM32的马铃薯储藏环境远程监控系统。本系统成本低、可靠性高、功耗较低、实时传输,本文介绍了系统的硬件的设计、通信模块的设计以及软件开发等几个方面。现已投入使用,可实现多数据采集,达到对马铃薯储藏环境实时监测和远程控制。

关键词：温度湿度二氧化碳单片机智能控制

微纳结构对混凝土PTFE超疏水涂层性能影响研究

维普期刊数据库评论

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功能材料 2024年第4期55卷 4111-4120页

作者：索智巩梦洋胡佳恒邓欣然闫实北京建筑大学土木与交通工程学院北京100044 北京未来城市设计高精尖创新中心北京100044 北京城市交通基础设施建设工程技术研究中心北京100044

为了探究微纳米粗糙结构对水泥混凝土基聚四氟乙烯(PTFE)超疏水涂层性能的影响。研究考虑了混凝土表面的粗糙结构及微米级金刚石、碳化硅、刚玉粉末与纳米级疏水二氧化硅粉末构筑的微纳米粗糙结构。利用接触角测量仪和扫描电子电镜(SEM... 详细信息

为了探究微纳米粗糙结构对水泥混凝土基聚四氟乙烯(PTFE)超疏水涂层性能的影响。研究考虑了混凝土表面的粗糙结构及微米级金刚石、碳化硅、刚玉粉末与纳米级疏水二氧化硅粉末构筑的微纳米粗糙结构。利用接触角测量仪和扫描电子电镜(SEM)对各种粗糙结构下PTFE涂层的湿润性和微观形貌进行了表征。同时,还评价了涂层抗滑性和耐磨耗性。结果表明:两步法制备工艺,先构筑微纳米粗糙结构再修饰PTFE涂层,能获得最强超疏水性能。微米级与纳米级粉末复配使用效果最佳,且随用量增加而增强,推荐比例1∶1,粒径比控制在60~120倍间为宜。不同粗糙结构中,金刚石效果最佳,其次是碳化硅和刚玉,混凝土凿毛处理后其抗滑性均满足规范要求,采用湿轮磨耗仪在试件表面往复摩擦1 000次后也均可保持85%以上的疏水性。该研究深入揭示了微纳米粗糙结构对涂层性能的影响机制,可指导实用型高性能PTFE超疏水涂层的制备。

关键词：超疏水微纳米粗糙结构聚四氟乙烯制备工艺路用性能

用于变频电机绝缘测试的高频高压脉冲发生器设计

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仪器仪表学报 2024年

作者：师洋王鹏吴冬桃朱英伟程驰宙四川大学电气工程学院

高频高压脉冲是变频电机绝缘评估的关键技术之一，其产生、控制、保护与传统高压直流、正弦条件下的相应技术具有较大差异，已成为高频高压脉冲技术的关键难题。为此，采用时钟可达纳秒级的现场可编程逻辑门阵列，研制了一套边沿时间40... 详细信息

高频高压脉冲是变频电机绝缘评估的关键技术之一，其产生、控制、保护与传统高压直流、正弦条件下的相应技术具有较大差异，已成为高频高压脉冲技术的关键难题。为此，采用时钟可达纳秒级的现场可编程逻辑门阵列，研制了一套边沿时间40 ns～500 ns可调的高频高压脉冲发生器。基于半桥结构的脉冲发生器，提出测试容量达1 600 pF、电压峰峰值可达24 kV的全桥拓扑结构。通过设计多级电压突降保护算法、电流脉宽实时检测、纳秒级脉冲控制技术以及多种抗干扰措施，保障了脉冲发生器在高频电磁干扰环境下安全稳定运行。实验结果表明，该脉冲发生器产生电压的脉宽和死区时间最小1 μs，最大重复频率100 kHz，为变频电机全参数绝缘测试提供了新平台。

关键词：变频电机绝缘测试现场可编程逻辑门阵列局部放电耐电晕

某化工厂土壤与地下水Cr^(6+)污染分布及健康风险

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西北地质 2024年第1期57卷 73-82页

作者：马海珍张振师李权许林戈洋杨贞中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司陕西西安710054

为掌握某化工厂Cr^(6+)污染状况及风险水平,在研究区布设土壤与地下水采样点各19个,测定Cr^(6+)含量,分析污染特征与成因,并开展健康风险评估。结果表明:表层土壤(0~0.5 m)Cr^(6+)超标率为42.11%,其浓度随深度增加总体上降低,但在地下... 详细信息

为掌握某化工厂Cr^(6+)污染状况及风险水平,在研究区布设土壤与地下水采样点各19个,测定Cr^(6+)含量,分析污染特征与成因,并开展健康风险评估。结果表明:表层土壤(0~0.5 m)Cr^(6+)超标率为42.11%,其浓度随深度增加总体上降低,但在地下水位附近(15~20 m)回升,主要因长期淋溶作用使污染物向下迁移至含水层位富集。浅层地下水Cr^(6+)超标率为73.68%,深层地下水超标率为37.50%。整体而言该区土壤和地下水Cr^(6+)污染形势不容乐观,应开展水土协同治理。空间上表层土壤Cr^(6+)分布受人类活动影响,与投产期厂内功能区的划分相关性较低。地下水Cr^(6+)受水动力场影响,表现为西北高东南低,污染羽中心向下游方向迁移。土壤致癌风险均值为1.85×10^(-6),介于10^(-6)~10^(-4),风险中等,应引起必要重视。非致癌风险低于1,无慢性毒害影响。经口摄入土壤为主要暴露途径。地下水致癌风险高达10-2数量级,远超过10^(-4),风险不可接受。非致癌风险均值51.62,远大于1,极可能引发慢性毒害效应。另外需进一步考虑Cr^(6+)通过牛羊肉食物链进入人体的危害。

关键词：重金属铬污染特征健康风险

基于倾向得分匹配探讨中国老年人听力损失与认知功能之间的关系

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四川大学学报（医学版） 2024年第1期55卷 161-166页

作者：廖玉琪寇文凯师赛龙周亚希钟怀昌邱培媛万洋四川大学华西公共卫生学院/四川大学华西第四医院老年保健与姑息医学系成都610041 四川大学华西公共卫生学院/四川大学华西第四医院流行病与卫生统计学系成都610041 四川大学华西公共卫生学院/四川大学华西第四医院神经内科成都610041

目的通过倾向得分匹配法,探讨老年人群听力损失与认知功能各维度之间的关系。方法使用中国健康与养老追踪调查(China Health and Retirement Longitudinal Study,CHARLS)2018年的数据,纳入60岁及以上的参与者共7605人。使用无卡钳值、... 详细信息

目的通过倾向得分匹配法,探讨老年人群听力损失与认知功能各维度之间的关系。方法使用中国健康与养老追踪调查(China Health and Retirement Longitudinal Study,CHARLS)2018年的数据,纳入60岁及以上的参与者共7605人。使用无卡钳值、不可替换的1∶1最近邻匹配法进行倾向得分匹配,再用G-computation估计听力损失对认知功能各维度的平均处理效应(average treatment effect,ATE)。结果匹配前,女性3626人(47.68%),听力损失1409人(18.53%),认知障碍3031人(39.86%)。匹配后,听力损失组和听力正常组分别纳入1409例受试者,且两组间人群基本特征分布相似。人群平均处理效应结果显示,听力损失组的认知功能得分均低于正常组,整体认知功能低0.593分〔95%置信区间(confidence intervel,CI):-0.916~-0.257,P<0.001〕、定向力低0.183分(95%CI:-0.302~-0.055,P=0.004)、即时记忆力低0.150分(95%CI:-0.218~-0.085,P<0.001),以及语言能力低0.178分(95%CI:-0.303~-0.058,P=0.006)。老年听力损失者的认知障碍患病率比正常者高4.2%(95%CI:0.007~0.077,P=0.020)。结论听力损失影响老年人定向力、记忆力和语言能力,同时也是老年人发生认知障碍的潜在危险因素。

关键词：听力损失认知功能倾向得分匹配