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梨树风送喷雾关键作业参数优化与试验

农业工程学报 2015年第24期31卷 30-38页

作者：孙诚达邱威丁为民顾家冰南京农业大学工学院南京210031

针对目前不同叶面积体密度果树风送喷雾关键作业参数设置缺少可操作性依据,该文通过叶面积体密度、出口风速、穿透距离对雾滴在树冠中的穿透率、沉积率及飘移率的影响试验,并以穿透率、沉积率和飘移率为评价指标,分析得出不同叶面积体... 详细信息

针对目前不同叶面积体密度果树风送喷雾关键作业参数设置缺少可操作性依据,该文通过叶面积体密度、出口风速、穿透距离对雾滴在树冠中的穿透率、沉积率及飘移率的影响试验,并以穿透率、沉积率和飘移率为评价指标,分析得出不同叶面积体密度果树喷雾的最佳出口风速。同时,根据叶单位面积所需药量标准,提出了估算喷雾机行驶速度的方法,从而优化了梨树风送喷雾的关键作业参数。该文还在试验基础上,建立了树冠内的雾量衰减模型。经检验,雾量衰减模型决定系数R2在0.90以上,平均预测误差在20%以内,有较高预测精度,能较好地预测树冠内各点雾量的分布,可对出口风速、行驶速度等参数的优化作进一步的定量分析。该文为实际喷雾作业参数的优化设置提供了参考。

关键词：机械化优化模型风送喷雾出口风速行进速度叶面积体密度

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农作物几何特征量测量系统设计与试验

农业机械学报 2015年第12期46卷 1-10,17页

作者：孙诚达邱威丁为民顾家冰赵三琴南京农业大学工学院南京210031

为实现复杂背景下农作物几何特征量的实时测量,设计了交互式软件系统和便携式硬件结构。软件基于Matlab图像处理技术和多个作物几何特征量的计算模型,提出了动态交互式颜色特征提取方法和逐点颜色分量差值筛选法,实现了目标作物与背景... 详细信息

为实现复杂背景下农作物几何特征量的实时测量,设计了交互式软件系统和便携式硬件结构。软件基于Matlab图像处理技术和多个作物几何特征量的计算模型,提出了动态交互式颜色特征提取方法和逐点颜色分量差值筛选法,实现了目标作物与背景的有效分离。研究了非旋转体作物体积与投影面积的关系,提出了测量这类作物的体积等特征量的新思路;建立了单位像素实际值与物距的对应关系,避免了需要在背景中设置参照从而计算单位像素代表作物几何特征量的实际值。软件渗透了人机交互和分类设计的思想,具有较好的交互性、通用性和扩展性。硬件采用高配的PC机核心部件、快速响应的工业触摸屏、自动定焦对焦工业相机和可控的相机支架、大容量锂电池。结构紧凑（29.8 cm×19.9 cm×6 cm）、操作简便、便于手持式和分体式测量。系统经过精度测量和实时测试,能完成多种作物的几何特征量测量,一般测量误差4%~8%,自动处理时间平均1.63 s（建好颜色特征库时）,装置有较好的处理速度,有一定的实用价值。

关键词：农作物几何特征量便携式测量装置分类式测量系统人机交互式颜色特征提取分量差值筛选法

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挑战南极科考站供水难题

净水技术 2000年第1期18卷 44-46页

作者：辜家斌贵阳市市政工程管理处

美国的艾姆德森--斯科特(Amundsen Scott)南极科学考察站距地理南极极点仅120余米(原文为400英尺,下文中将美制单位均换算成国际单位,不另注出--译者注),高居于一个海拔2835m、厚度几乎达3200米的一大片冰原上,自然气温通常在-34℃～-6... 详细信息

美国的艾姆德森--斯科特(Amundsen Scott)南极科学考察站距地理南极极点仅120余米(原文为400英尺,下文中将美制单位均换算成国际单位,不另注出--译者注),高居于一个海拔2835m、厚度几乎达3200米的一大片冰原上,自然气温通常在-34℃～-62℃之间,极端最低气温达到-84.4℃,由于环境条件严酷,仅能在每年11月至次年2月之间进出该站,在其余漫长的日子里,这个科考站和它的居民们则与世隔绝.为这种科考站以及类似的地方(如阿拉斯加洲的农村和其它一些偏远地点)设计、安装和操作一个实用而有效的公用供水系统面临着严峻的挑战,包括地方偏僻、后勤供应艰难、自然环境恶劣以及燃料成本高昂的地方等.

关键词：供水系统饮用水南极科学考察站水处理

基于EDEM-Fluent的气动式鱼塘投饲机性能优化

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农业机械学报 2019年第9期50卷 130-139页

作者：赵思琪丁为民赵三琴顾家冰张建凯南京农业大学工学院南京210031 江苏省智能化农业装备重点实验室南京210031

为提高气动式鱼塘投饲机抛料均匀性,提高饲料利用率,利用EDEMFluent耦合方法对投饲机抛料过程进行性能分析和数值模拟,研究造成抛料分布不均匀的主要原因,并对投饲机结构进行优化改进。在此基础上设计三元二次回归正交旋转组合试验,研... 详细信息

为提高气动式鱼塘投饲机抛料均匀性,提高饲料利用率,利用EDEMFluent耦合方法对投饲机抛料过程进行性能分析和数值模拟,研究造成抛料分布不均匀的主要原因,并对投饲机结构进行优化改进。在此基础上设计三元二次回归正交旋转组合试验,研究设计参数外腔体半径Ro、外腔体高度ho、导流板圆心角α等对抛料均匀性的影响,建立饲料颗粒周向分布变异系数Cv与因素Ro、ho、α之间的二次多元回归模型并解析,确定最优设计参数组合并进行场地验证试验。结果表明,各因素对周向分布变异系数的影响程度由大到小为:导流板圆心角α、外腔体半径Ro、外腔体高度ho,当Ro取77.00mm、ho为85.40mm、α为93.20°时Cv最小,其理论结果为14.13%,验证试验结果为15.08%,与模型理论值相吻合,与未优化前相比Cv降低50.50个百分点。表明基于EDEMFluent耦合方法进行气动式投饲机抛料性能参数优化改进是可行的。

关键词：鱼塘气动式投饲机抛料均匀性 EDEM Fluent 周向分布变异系数

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3WZ-700型果园喷雾机通过性能分析

农业机械学报 2012年第6期43卷 63-67,146页

作者：邱威丁为民申宝营史庆春万南城顾家冰南京农业大学江苏省智能化农业装备重点实验室南京210031

针对现代果园低矮密植的园艺特征和果园喷雾机重心动态变化特点,通过试验和建立数学模型对大容量药箱的果园喷雾机的通过性能进行分析,得出药量与越障高度的关系曲线。在0～200 L药量区间内前轮越障由200 mm下降到84 mm;在200～400 L药... 详细信息

针对现代果园低矮密植的园艺特征和果园喷雾机重心动态变化特点,通过试验和建立数学模型对大容量药箱的果园喷雾机的通过性能进行分析,得出药量与越障高度的关系曲线。在0～200 L药量区间内前轮越障由200 mm下降到84 mm;在200～400 L药量区间内前轮越障高度随药量变化缓慢,由84 mm下降到53 mm;后轮越障高度与喷雾机参数无关。实地测试表明,试验均值与理论值基本一致,喷雾机通过性能较好。

关键词：果园喷雾机通过性越障试验

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果园风送式喷雾机防治效果试验

农业机械学报 2015年第1期46卷 94-99页

作者：邱威顾家冰丁为民吕晓兰孙诚达陆江南京农业大学江苏省智能化农业装备重点实验室南京210031 江苏省农业科学院农业设施与装备研究所南京210014

为明确风送条件下不同农药制剂浓度对病虫害防治效果的影响,以虫口减退率和病情指数为指标,测试2种农药对梨蚜虫、梨黑斑病的田间防治效果;同时利用荧光试剂研究雾滴在冠层内的沉积分布,提出适应风送式施药的药液质量浓度范围。结果表... 详细信息

为明确风送条件下不同农药制剂浓度对病虫害防治效果的影响,以虫口减退率和病情指数为指标,测试2种农药对梨蚜虫、梨黑斑病的田间防治效果;同时利用荧光试剂研究雾滴在冠层内的沉积分布,提出适应风送式施药的药液质量浓度范围。结果表明：果园风送喷雾机行驶速度1 m/s、风机转速1 200 r/min、单侧流量7.2 L/min工作条件下,喷施药液量为0.24 L/棵,比人工喷施减少药量33.3%。风送式喷施0.4 g/L的10%吡虫啉防治梨蚜虫,14 d后防效可以达到人工喷施0.8 g/L农药防治效果,药剂质量为0.096 g/棵,为人工施药的1/3。风送式喷雾防治效果随药液质量浓度增加而提高。风送式喷施0.75 g/L、1.0 g/L、1.5 g/L 3种质量浓度的75%百菌清防治梨黑斑病,第14天防效为46.52%、44.46%、55.63%,防效均显著优于人工喷施1.0 g/L质量浓度的农药。喷施0.75 g/L农药的药剂用量为0.18 g/棵,为人工施药时的1/2。风送式施药雾滴空间分布情况更好,可以参考人工作业减少1/3药液喷施量,同时适当增加药液质量浓度以求达到更好防效,实际喷施药剂量建议为人工作业的1/3-1/2。

关键词：果园喷雾机风送药液浓度防治效果

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基于机器视觉的果树树冠体积测量方法研究

农业机械学报 2016年第6期47卷 1-10,20页

作者：丁为民赵思琪赵三琴顾家冰邱威郭彬彬南京农业大学工学院南京210031 南京农业大学江苏省现代设施农业技术与装备工程实验室南京210031

针对人工测量精度低、费时费力,而基于三维激光扫描技术、超声波技术等自动测量方法成本高、操作复杂的不足,提出了基于机器视觉的果树树冠体积测量方法,搭建了可移植性果树树冠体积自动测量平台。基于机器视觉实现待测树冠图像获取,通... 详细信息

针对人工测量精度低、费时费力,而基于三维激光扫描技术、超声波技术等自动测量方法成本高、操作复杂的不足,提出了基于机器视觉的果树树冠体积测量方法,搭建了可移植性果树树冠体积自动测量平台。基于机器视觉实现待测树冠图像获取,通过图像处理算法获得树冠图像面积特征,并采用最小二乘法和五点参数标定法获得普适性树冠面积与体积相关关系模型,从而得到树冠体积,通过对梨树以及桂花树样本的试验,可以发现预测树冠体积平均误差分别为13.73%和10.18%。对于不具备系列样本无法构建模型的树冠,采用单点测量法,根据树冠轮廓拟合椭球结构体,然后根据体积求算补偿公式,完成体积测量,测量误差在10%左右。表明树冠形态特征的图像提取算法可行有效,通过面积以及轮廓特征量均能很好地表达树冠体积特征。

关键词：果树树冠机器视觉体积测量图像处理参数标定面积特征轮廓特征

基于PLC和云平台的鹅孵化机监控系统设计与试验

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华南农业大学学报 2022年第1期43卷 110-119页

作者：李康丁为民郭彬彬顾家冰任慧满施振旦南京农业大学工学院江苏南京210031 江苏省农业科学院畜牧研究所/农业农村部长江中下游设施农业工程重点实验室江苏南京210014 佛山市任氏机械科技有限公司广东佛山520139

【目的】为了提高鹅种蛋孵化性能,针对现有鹅孵化机孵化过程自动化程度低、温度波动大、鲁棒性差,现场操作复杂等不足,设计了一种基于可编程逻辑控制器(Programmable logic controller,PLC)和云平台的鹅孵化机监控系统。【方法】根据鹅... 详细信息

【目的】为了提高鹅种蛋孵化性能,针对现有鹅孵化机孵化过程自动化程度低、温度波动大、鲁棒性差,现场操作复杂等不足,设计了一种基于可编程逻辑控制器(Programmable logic controller,PLC)和云平台的鹅孵化机监控系统。【方法】根据鹅种蛋孵化工艺要求和鹅孵化机工作原理,采用PLC作为主控制器设计了系统的硬件电路和软件程序,实现孵化机温度、湿度、翻蛋和喷水晾蛋的自动控制,利用触摸屏和组态软件设计了孵化机现场监控的人机交互界面,并利用通用分组无线业务(General packet radio service,GPRS)智能网关、云平台服务器和移动端设计了远程监控系统。系统工作时,GPRS智能网关读取PLC中的存储数据,通过4G/5G网将数据上传至云平台服务器,移动端通过微信公众号、APP或网页可以直接访问和下载云平台服务器中的数据,并以图表形式显示出来。【结果】该监控系统运行稳定、状态良好;孵化过程中的温度采样数据鲁棒性高,100%达到控制要求;自动控制有助于提高鹅孵化机自动化水平;孵化生产试验结果表明,狮头鹅受精蛋平均孵化率为87.84%,比现有记载最高纪录高1.44%。【结论】该系统能够满足鹅种蛋孵化要求,且控制精度高,实现了鹅孵化机的自动控制、现场监控和远程监控,具有良好的人机交互界面,对促进农业装备自动化和信息化发展具有指导意义。

关键词： PLC 云平台鹅孵化机自动控制远程监控

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池塘水产养殖精准投喂系统研制与试验

农业工程学报 2023年第22期39卷 27-34页

作者：赵思琪赵三琴国振淇顾家冰丁超刘强丁为民南京财经大学食品科学与工程学院南京210023 江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心南京210023 南京农业大学工学院南京210031

针对传统池塘养殖多依靠经验粗放式投喂而导致生产效率低、环境压力大、养殖风险高的问题,该研究提出一种适配池塘养殖的精准投喂系统。该系统主要包括水质监测、决策控制、驱动执行和远程监控等模块。以影响鱼类摄食需求的关键因子溶... 详细信息

针对传统池塘养殖多依靠经验粗放式投喂而导致生产效率低、环境压力大、养殖风险高的问题,该研究提出一种适配池塘养殖的精准投喂系统。该系统主要包括水质监测、决策控制、驱动执行和远程监控等模块。以影响鱼类摄食需求的关键因子溶解氧、温度、体质量等为输入参数,以摄食需求量为输出参数,基于蚁群优化算法的模糊PID控制技术实现精准投喂。为验证系统的实用性和有效性,以精养草鱼为对象开展池塘养殖对比试验,从调控性能、生长性能、经济效益和环境效益等方面进行综合评价。结果表明:所提出的精准投喂系统控制性能稳定可靠,控制误差小于7%,与传统投喂系统相比,Nash-Sutcliffe效率系数(N_(NS))提高至0.913,均方根误差(R_(RMSE))降低16.10。草鱼生长参数不存在显著差异性(P>0.05),但饵料系数显著降低11.73%(P<0.05),养殖收益提高1.46万元/hm^(2),吨产减排约241.40 kg。所研制的精准投喂系统具有较好的综合应用性能,可为其他养殖模式、鱼类精准投喂设施研发提供参考和技术支持。

关键词：渔业养殖精准投喂草鱼摄食需求饵料系数