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设施化农业中液体微喷控制策略的研究

设施化农业中液体微喷控制策略的研究

作者：郑世健西南科技大学

学位级别：硕士

随着经济水平的提高和农业技术的发展,设施化农业已经成为当代农业的重要组成部分,温室作为重要的农业设施,发展迅速,由传统简易控制或人工控制转变为有调控设施的比例逐年增加,传统设施化农业向现代精细化设施农业转变的需求日益迫切... 详细信息

随着经济水平的提高和农业技术的发展,设施化农业已经成为当代农业的重要组成部分,温室作为重要的农业设施,发展迅速,由传统简易控制或人工控制转变为有调控设施的比例逐年增加,传统设施化农业向现代精细化设施农业转变的需求日益迫切。本文以费约果扦插育苗温室作为研究对象,由于费约果扦插育苗过程中,对空气湿度要求较高,故重点研究温室空气湿度的精细化控制。在广泛查阅国内外相关文献的基础上,设计了温室微喷控制系统,研究了传感数据异常检测处理算法、空气湿度传感器部署算法和微喷控制策略,为实现温室精细化控制的研究做了有意义的探索,主要研究的工作包括以下几个方面:一是针对温室采集数据的离群和丢失现象,提出了基于数据间的多属性相关特性改进的密度异常检测算法来消除数据不准确问题的新方法;二是针对温室空气的空间变异性,提出了采用逐步累积和与离散粒子群优化的传感器部署算法,通过少量湿度传感器确定温室整体空间湿度分布特征,在保证感知精度与采集数据代表性的同时,降低了部署成本和数据冗余;三是研究了温室机理建模和实验建模方法,采用阶跃建模方式建立了温室空气湿度模型,通过大量温室仿真实验验证了温室空气湿度模型的合理性。在温室空气湿度模型基础上,对比了PID控制、模糊控制和模糊PID控制方法的控制效果,针对温室控制存在的时滞问题,采用了动态矩阵控制反馈调整的预测模糊PID控制方法,提高了温室控制的精度。四是搭建了基于无线传感器网络和WIFI的嵌入式温室监控系统硬件框架,并设计了系统功能;最后,对温室空气湿度控制系统软硬件平台进行测试,结果表明,系统能够有效的将温室空气湿度控制在预设的阈值间,有助于提高费约果扦插育苗的存活率。

关键词：温室控制空气湿度异常检测传感器部署微喷控制

基于UWB的离散制造车间实时定位关键技术研究

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基于UWB的离散制造车间实时定位关键技术研究

作者：吴旗南京航空航天大学

学位级别：硕士

在推进离散车间实现监控智能化、生产管理精益化、制造现场可视化的过程中,实时定位起着至关重要的作用。针对UWB技术在离散制造车间实时定位中出现的定位“盲点”与“零漂”现象,从UWB传感器部署与定位优化两个阶段实现离散车间的精确... 详细信息

在推进离散车间实现监控智能化、生产管理精益化、制造现场可视化的过程中,实时定位起着至关重要的作用。针对UWB技术在离散制造车间实时定位中出现的定位“盲点”与“零漂”现象,从UWB传感器部署与定位优化两个阶段实现离散车间的精确定位,为离散车间制造要素精准管控与生产可视化提供技术支持。本文的主要研究内容包括:（1）研究分析车间定位与普通的室内定位的区别,明确面向离散车间的定位需求,构建基于UWB的实时定位平台,并分析面向离散车间的UWB技术应用,包括应用特点、部署分析及定位优化。（2）针对定位“盲点”问题,首先结合离散车间特点,对UWB定位在离散制造车间中的性能与大空间连续部署问题进行了分析研究;其次,从部署与优化两个阶段过程分别以最小成本和最大定位精确度为目标构建模型;最后,采用遗传算法并基于OpenCL并行计算框架求解模型,并以某车间为例进行部署求解,通过与常规方法运算结果的对比分析,验证了方法的有效性与可行性。（3）针对随机“漂移”问题,首先通过对UWB定位数据进行预处理,剔除定位数据中的随机扰动,降低信号毛刺,稳定定位数据,从源头上尽可能的降低离散车间中大量不确定环境因素对UWB定位数据产生的干扰;然后以AGV为研究对象,分析其运动特点,建立离散车间移动对象跟踪模型;最后通过实时定位融合算法将两种数据融合,并进行实验与分析验证了方法的有效性。（4）在解决定位“盲点”和随机“漂移”问题的基础上,基于得到的连续精确的位置信息,设计并开发离散车间UWB实时定位系统,构建了离散车间实时定位系统框架,设计了系统功能模块,搭建了硬件平台与系统开发、运行环境,给出了软件框架并开发了原型系统。

关键词： UWB定位离散车间传感器部署跟踪模型

融合特征距离与信息熵的大田土壤数据聚类方法

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融合特征距离与信息熵的大田土壤数据聚类方法

作者：谷云霞北京邮电大学

学位级别：硕士

农业是国家现代化的基础,也是全面建成小康社会的重点和难点。当前我国仍处于由传统农业向现代农业转变的关键时期。大田状态感知的数据量多、结构复杂,引入数据聚类方法能够有效挖掘感知数据的内在联系,从而为过滤冗余数据和合理优化... 详细信息

农业是国家现代化的基础,也是全面建成小康社会的重点和难点。当前我国仍处于由传统农业向现代农业转变的关键时期。大田状态感知的数据量多、结构复杂,引入数据聚类方法能够有效挖掘感知数据的内在联系,从而为过滤冗余数据和合理优化传感器部署提供了可行方案。为此,本文在国家支撑计划的支持下,针对大田状态感知的数据冗余大和传感器部署混叠的问题,研究融合特征距离与信息熵的大田土壤数据聚类方法,主要研究内容如下:1、面向大田作业的数据效能分析和聚类算法支撑。研究当前大田作业的空气和土壤的特征变化情况,得到大田作业感知数据的维度和时效需求。研究蓝牙、射频、Zigbee等不同传感器网络在大田作业中的数据感知能力。分析BIRCH、STING、DENCLUE以及k-means等四种数据聚类算法的数据处理能力。2、融合特征距离与信息熵数据聚类算法。针对现有聚类算法的聚类簇难以确定,以及初始聚类中心敏感的问题,本文提出融合特征距离与信息熵数据聚类算法,对多维扩散的感知进行数据标准量化,降低原始数据的偏差值。基于欧式聚类因子对感知数据进行初级聚类,得到概略的聚类簇,限定数据的分类范围。基于概略聚类簇,仍需要进一步提升数据的聚类程度。针对非均匀稀疏数据的处理效果差的问题,提出融合熵增减的聚类优化,构建基于熵增减的多目标聚类准则函数,通过级联熵增减的多目标聚类收敛方法,实现面向大田作业状态感知数据的最优聚类。通过仿真表明,融合特征距离与信息熵数据聚类算法能够提升数据能效2.3%。3、研制特征距离与信息熵数据聚类的大田墒情监测与预测系统。设计并完成大田墒情监测与预测系统的总体架构、硬件架构、软件架构和数据库字典。基于级联熵增减的非均匀稀疏数据聚类算法,优化大田传感器部署。通过搭建大田墒情监测与预测系统对融合特征距离与信息熵的大田土壤数聚类方法进行测试和性能分析。利用河南长葛试验田采集到的数据为聚类样本进行聚类,根据聚类结果指导当地的传感器部署,大田覆盖信息度为93%,利用优化前后的数据对大田墒情进行预测。实测数据表明,基于融合特征距离与信息熵的数据聚类方法的传感器部署方案采集的数据对大田土壤墒情预测平均误差为0.016。

关键词：无线传感器网络传感器部署聚类算法 k-means

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基于概率感知模型的有向传感器网络覆盖

基于概率感知模型的有向传感器网络覆盖

作者：武宁宁河南科技大学

学位级别：硕士

无线传感器网络给人类提供了一种安全、便捷的从自然世界获取信息的方法,极大提高了人类认识自然和利用自然资源的能力。无线传感器网络广泛应用于军事战场战况监视、民用公共设施维护与管理、工业设备检测与维修、动植物聚集地的科学... 详细信息

无线传感器网络给人类提供了一种安全、便捷的从自然世界获取信息的方法,极大提高了人类认识自然和利用自然资源的能力。无线传感器网络广泛应用于军事战场战况监视、民用公共设施维护与管理、工业设备检测与维修、动植物聚集地的科学观测等。本文针对有向传感器网络的部署问题进行了研究。首先介绍了无线传感器网络中全向和有向传感器的特性与特点,根据传感器自身功耗低、速率低、以数据为中心、可用资源有限等特点,对全向感知模型和有向感知模型的区别和限制做出了有效的分析,同时分析了有向传感器网络覆盖和节点部署的研究现状,在此基础上提出了有向传感器节点的感知概率模型,建立了评估算法覆盖度、稳定性和冗余性及能耗等评估指标。针对随机部署条件下的有向传感器网络区域覆盖问题,基于有向传感器概率感知模型,预设网络内节点标准工作方向,通过对目标的联合概率感知,使监测区域内网格点被网络感知的概率等于或超过感知阈值,通过比较工作节点的理论位置和实际节点位置,采用分布式算法对节点进行唤醒。该方法使用较少的节点对监测区域进行覆盖并达到了目标要求,仿真结果表明,该算法实现了有向传感器网络节点的合理分布,有效地减少了节点的使用,提高了网络的覆盖率和生存期。基于方向可调的视频传感器节点概率感知模型,对视频传感器网络中路径覆盖增强算法研究(PFPCE)进行改进。通过分析该模型下视频传感器节点等效质心位置,确定目标轨迹点对跟踪节点的引力、两个跟踪节点之间的斥力大小关系,跟踪节点根据所受合力调整感知方向,使网络对目标轨迹点的联合感知概率等于或者超过感知阈值。仿真结果说明,本算法进一步增加了有向传感器节点对目标进入覆盖区域的感知,以更少的有向视频传感器节点,获得视频传感器网络对路径的充分高效覆盖。

关键词：无线传感器网络传感器部署有向传感器网络概率感知

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电力宽带无线与自组网的融合策略研究

电力宽带无线与自组网的融合策略研究

作者：朱娟溪华北电力大学

学位级别：硕士

随着智能电网的提出,配电网的规模不断的扩大,配电设备也在不断的增加,电力接入网在电力通信中起着越来越重要的作用。由于配电网存在着密度大、结构复杂多变以及终端节点多等特点,单一的通信技术已经不能满足电力配电网的需要。 McWiL... 详细信息

随着智能电网的提出,配电网的规模不断的扩大,配电设备也在不断的增加,电力接入网在电力通信中起着越来越重要的作用。由于配电网存在着密度大、结构复杂多变以及终端节点多等特点,单一的通信技术已经不能满足电力配电网的需要。 McWiLL是我国自主研发和拥有完全知识产权的宽带无线通信技术,具有支持高容量、广覆盖、低成本的语音业务,以及高带宽数据业务的特征,满足当前和未来电力业务需求,适合建立区域性的专用无线网络覆盖。 WIA无线传感器网络技术是一种高可靠、超低功耗的无线自组织网络技术,具有网络节点数量大、自组织多跳网络、短距离无线通信等特点,能很好的作为宽带无线的延伸网络,使宽带无线的盲区节点能通过多跳的方式接入宽带无线网络。本文针对我国电力通信网以及宽带无线网络和无线自组织网络的特点,提出了McWiLL和WIA的融合宽架,并针对McWiLL和WIA的融合网络应用在配电自动化通信网的场景,提出一种基于能量均衡的WIA无线传感部署算法。该算法以网络效率作为优化目标,在已知采集节点数和节点之间距离的前提下,求解出最优中继节点部署方案和各采集节点的传输距离。仿真结果表明,该算法符合配电网中的无线传感器的网络部署要求,能够延长网络生命周期、提高网络效率。并在此基础上完成了长沙河西麓谷经济开发区建设配电自动化工程McWiLL与WIA网络融合方案的设计与实现,最后,对整个系统进行测试,验证了此方案的正确性。

关键词：配电通信网电力宽带无线网无线自组织网融合网络传感器部署

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自动化和检查传感器技术确保产品高质量

橡胶参考资料 2020年第2期50卷 46-47页

作者：冯瑶不详

"自动化"和"零缺陷制造"由于其在弹性体制造中越来越重要而成为一个热门话题,特别是它能够更有效地利用资源,降低成本。这种策略的基础是使用传感器部署工艺集成控制。原则是"以较低的生产风险实现最佳的性能和最优单位成本或更高的交... 详细信息

"自动化"和"零缺陷制造"由于其在弹性体制造中越来越重要而成为一个热门话题,特别是它能够更有效地利用资源,降低成本。这种策略的基础是使用传感器部署工艺集成控制。原则是"以较低的生产风险实现最佳的性能和最优单位成本或更高的交付保障"。一般来说,这意味着可以减少成本,同时也能提高客户满意度。尤其是在生产大量弹性体零件的情况下,自动化还提供了优异的过程设计,同时,通过使用传感器优化了橡胶硫化过程,得到更高质量的产品。硫化真正可以成为零缺陷生产工艺。

关键词：橡胶硫化单位成本传感器部署零缺陷传感器技术工艺集成传感器优化生产工艺