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基于物联网的设施农业温室远程监控系统研究

中国农机化学报 2020年第5期41卷 176-181页

作者：朱丹陈学东张学俭李锋张建华宁夏农林科学院农业经济与信息技术研究所银川市750000

针对我国设施农业的智能化、信息化水平不高的背景,设计一套基于物联网技术的农业温室远程监控系统。环境信息采集模块通过传感器模块采集温室内的空气温湿度、土壤温湿度、光照强度和二氧化碳浓度,利用485通讯协议组网并通过物联网网关... 详细信息

针对我国设施农业的智能化、信息化水平不高的背景,设计一套基于物联网技术的农业温室远程监控系统。环境信息采集模块通过传感器模块采集温室内的空气温湿度、土壤温湿度、光照强度和二氧化碳浓度,利用485通讯协议组网并通过物联网网关和4GDTU模块实现数据传输;HMI微控器根据PLC的通讯协议控制灌溉设备、电动卷帘机、风机和补光灯的运行;利用Web端友好的系统界面实现温室的远程监控。应用表明,该系统运行稳定可靠,能够实现温室的远程监控和智能化管理,有效提高了温室科学化管理水平。

关键词：物联网温室信息采集远程监控

基于改进RHT及均值漂移聚类方法的双孢菇图像目标提取研究

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中国农机化学报 2022年第11期43卷 195-202页

作者：马聪陈学东周慧宁夏农林科学院农业经济与信息技术研究所银川市750002

工厂化生产环境下双孢菇图像存在成簇粘连、菌柄倾斜、白色菌丝繁盛等复杂状态,采用常规阈值分割方法无法准确提取目标,采用改进的随机霍夫变换圆形检测算法与滑动平均聚类算法结合的方法开展目标提取研究。通过图像预处理降低部分背景... 详细信息

工厂化生产环境下双孢菇图像存在成簇粘连、菌柄倾斜、白色菌丝繁盛等复杂状态,采用常规阈值分割方法无法准确提取目标,采用改进的随机霍夫变换圆形检测算法与滑动平均聚类算法结合的方法开展目标提取研究。通过图像预处理降低部分背景干扰,改进边缘点取样方式提升圆形检测效率,依据菌盖半径范围剔除无效参数;以双孢菇图像检测出的所有圆形为目标,采用均值漂移聚类算法合并圆形,消除圆形检测算法中识别出的错误目标。采用算法提取目标结果:针对双孢菇规则生长、菌盖附土、菌盖重叠率不高或变形较小的图像,目标提取正确率大于92%;针对大面积菌丝包围菌菇、菌菇成簇倾斜、大小菌菇密集掺杂、菌盖堆积变形严重的图像,存在圆形检测不准、聚类误判或漏判等问题,目标提取正确率大于82%。本文采用的算法数据处理量小、计算速度快、适应性强,能够满足菌菇生产过程中长势自动监测、出菇统计等需求。

关键词：双孢菇改进RHT 均值漂移聚类目标提取

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宁夏草畜产业链发展现状、存在问题及对策

宁夏社会科学 2017年第S1期 144-149页

作者：王微周蕾宁夏农林科学院农业经济与信息技术研究所宁夏银川750002

在明确产业链概念的基础上,引入产业链分析框架,通过调研宁夏草畜产业链以及关键环节的发展水平、特征,并重点分析草畜产业链发展模式,认为宁夏草畜产业存在产业链发展层次低、增值能力低等问题。宁夏草畜全产业链优化发展的关键问题在... 详细信息

在明确产业链概念的基础上,引入产业链分析框架,通过调研宁夏草畜产业链以及关键环节的发展水平、特征,并重点分析草畜产业链发展模式,认为宁夏草畜产业存在产业链发展层次低、增值能力低等问题。宁夏草畜全产业链优化发展的关键问题在于规范市场秩序,构建优质畜产品加工营销体系,推进草畜产业转型升级等。

关键词：宁夏草畜产业链对策

不同管理方式下干旱风沙区荒漠草原土壤性状变化及质量评价

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农业工程学报 2024年

作者：马菁周瑶陆琪马静利刘进娣马红彬宁夏大学林业与草业学院宁夏农林科学院农业经济与信息技术研究所

明确不同管理方式对草地土壤质量的影响对草地科学管理具有重要意义。为了明确不同管理方式对干旱风沙区荒漠草原土壤理化生性状和土壤质量的影响，该研究以宁夏东部干旱风沙区荒漠草原为对象，研究禁牧封育、暖季轮牧、自由放牧、柠条... 详细信息

明确不同管理方式对草地土壤质量的影响对草地科学管理具有重要意义。为了明确不同管理方式对干旱风沙区荒漠草原土壤理化生性状和土壤质量的影响，该研究以宁夏东部干旱风沙区荒漠草原为对象，研究禁牧封育、暖季轮牧、自由放牧、柠条种植4种不同管理方式对土壤理化及生物学性质的影响，分析土壤因子间的相关性，借助最小数据集和土壤质量指数对不同管理方式下草地土壤质量综合状况进行评价。结果表明：1）禁牧封育、暖季轮牧草地的土壤有机碳、全氮、碱解氮、速效钾含量及土壤含水率总体高于自由放牧、柠条种植草地；土壤容重和速效磷含量反之；土壤微生物生物量碳、氮、磷总体在自由放牧草地较高，柠条种植草地较低；不同管理方式草地土壤酶活性变化规律不一致。2）土壤物理、化学和生物学性质间相互作用，共同影响并决定着荒漠草原土壤质量。3）最小数据集可以替代总数据集对不同管理方式荒漠草原土壤质量进行评价。基于最小数据集评价的荒漠草原土壤质量指数呈现禁牧封育>暖季轮牧>自由放牧>柠条种植草地。研究认为，在干旱风沙区荒漠草原，管理方式使土壤质量发生变化，土壤物理、化学和生物学性状具有相对一致的变化，禁牧封育和暖季轮牧措施比自由放牧和柠条种植更有利于土壤养分维持和土壤质量改善。因此，建议根据草原生态状况采取科学管理措施，对退化草原可进行一定时期的禁牧管理，而生态恢复了的草原进行合理的放牧利用，才能有利于干旱风沙区荒漠草原土壤的可持续发展。

关键词：干旱风沙区荒漠草原管理方式土壤理化生性质最小数据集(MDS) 土壤质量指数(SQI)

一种安格斯肉牛图像的目标提取及姿态识别算法

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黑龙江畜牧兽医 2021年第6期 42-45,49,144-146页

作者：马聪李锋陈学东张学俭张建华宁夏农林科学院农业经济与信息技术研究所银川750002

为了解决安格斯肉牛图像目标与背景颜色相近导致常用方法无法准确提取牛只轮廓及识别牛只姿态的问题,试验采用最近邻(K-nearest neighbor,KNN)算法分割图像,计算Hu七阶不变矩,分析牛体姿态,在此基础上改进算法以进一步识别图像中的区域... 详细信息

为了解决安格斯肉牛图像目标与背景颜色相近导致常用方法无法准确提取牛只轮廓及识别牛只姿态的问题,试验采用最近邻(K-nearest neighbor,KNN)算法分割图像,计算Hu七阶不变矩,分析牛体姿态,在此基础上改进算法以进一步识别图像中的区域叠加部分。结果表明:改进后的算法弱化了K值取值大小的影响,能准确地提取出目标图像,基于Hu不变矩算法识别站、卧姿态的正确率均超过90%。说明采用的KNN算法和Hu七阶不变矩方法能完整地分割出复杂背景下的安格斯肉牛图像目标,正确分析出牛只姿态。

关键词：安格斯肉牛最近邻算法轮廓提取 Hu不变矩欧氏距离姿态识别

基于LSTM神经网络的肉牛动态称重算法研究

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黑龙江畜牧兽医 2020年第20期 60-63,157,158页

作者：马聪李锋张建华陈学东张学俭朱丹宁夏农林科学院农业经济与信息技术研究所银川750002

为了解决肉牛称重过程存在现场操作困难、耗费人力物力以及近距离接触存在安全健康隐患等问题,试验采用人工神经网络构建动态称重模型,分析了BP神经网络算法实际应用存在的问题及原因,采用LSTM网络开展牛只行走动态称重时间序列训练及测... 详细信息

为了解决肉牛称重过程存在现场操作困难、耗费人力物力以及近距离接触存在安全健康隐患等问题,试验采用人工神经网络构建动态称重模型,分析了BP神经网络算法实际应用存在的问题及原因,采用LSTM网络开展牛只行走动态称重时间序列训练及测试,依据误差分析对算法进行改进。结果表明:改进后的算法提高了动态称重预测结果的精度,最大误差为2.4 kg(1.70%),最小误差为0.1 kg(0.04%),所有测试数据的平均误差为0.70%,符合实际称重需求。说明试验采用的LSTM动态称重算法适用于实际生产,具有较强的实际应用价值。

关键词：动态称重神经网络步态时间序列长短期记忆网络模型

菌渣有机肥的制备及其对西瓜产量和品质的影响

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江苏农业科学 2022年第21期50卷 145-150页

作者：朱丹冯锐陈学东张建华马聪宁夏农林科学院农业经济与信息技术研究所宁夏银川750002

为减轻农业废弃物带来的环境压力,以平菇菌渣为研究对象,通过菌渣好氧堆肥,分析堆肥过程中的温度、微生物数量变化和全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾和有机质含量的变化趋势,并用腐熟好的菌渣开展温室西瓜肥效试验。结果表明... 详细信息

为减轻农业废弃物带来的环境压力,以平菇菌渣为研究对象,通过菌渣好氧堆肥,分析堆肥过程中的温度、微生物数量变化和全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾和有机质含量的变化趋势,并用腐熟好的菌渣开展温室西瓜肥效试验。结果表明,在菌渣堆肥过程中温度能快速升高到进入高温阶段,细菌数量随着堆肥进程在不断增加,而真菌和放线菌数量在逐渐减少;堆肥结束后,全氮、全磷、全钾、速效氮、速效钾和有机质含量都有所增加,均符合有机肥标准。肥效试验结果表明,菌渣有机肥施用30 t/hm^(2)和60 t/hm^(2)可显著提高单个西瓜质量,且效果优于鸡粪有机肥;菌渣有机肥不同施用量均可提高西瓜产量和糖分,但差异不显著(P>0.05),推荐菌渣有机肥30 t/hm^(2)作为当地设施西瓜栽培的指导施用量。

关键词：菌渣有机肥堆肥西瓜肥料效应产量品质

基于水肥一体化的配方施肥对枸杞产量及品质的影响

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北方园艺 2018年第22期 161-168页

作者：李永梅陈学东李锋张学俭宁夏农林科学院农业经济与信息技术研究所宁夏银川750002

为筛选出水肥一体化条件下宁夏枸杞栽培施肥的最佳配方,以3年生"宁杞7号"为试材,按有机质、氮、磷、钾配比设计6个施肥处理,对照(CK)采用穴施覆土的传统施肥方式,处理A1～A6采用水肥一体化智能控制装备进行精准施肥管理,其中A1、A2为氮... 详细信息

为筛选出水肥一体化条件下宁夏枸杞栽培施肥的最佳配方,以3年生"宁杞7号"为试材,按有机质、氮、磷、钾配比设计6个施肥处理,对照(CK)采用穴施覆土的传统施肥方式,处理A1～A6采用水肥一体化智能控制装备进行精准施肥管理,其中A1、A2为氮磷钾配肥处理,A3、A4、A5和A6为有机质+氮磷钾配肥处理,在宁夏枸杞主产区中宁县开展田间试验,研究了各处理对枸杞产量及品质的影响。结果表明:与CK相比,A1～A6处理枸杞产量、百粒质量、总糖含量、多糖含量、蛋白质含量平均增加率为18.75%、2.13%、2.16%、1.11%、4.36%;粒度平均减少7.33粒·(50g)^(-1),脂肪平均减少0.06g·(100g)^(-1)。可见,水肥一体化技术对枸杞提质增产有一定促进作用。对比氮磷钾配肥处理和有机肥+氮磷钾配肥处理枸杞产量及品质各项指标发现,有机肥配施效果更优,其中A5处理枸杞产量、百粒质量、总糖含量、多糖含量增加率最高,分别为39.58%、24.12%、4.75%、2.85%。综合分析表明,水肥一体化条件下处理A5为最佳配施肥。

关键词：枸杞水肥一体化配方施肥产量品质

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基于信息量法的落叶松锉叶蜂发生模型研究

中国植保导刊 2018年第11期38卷 29-34页

作者：马菁宁夏农林科学院农业经济与信息技术研究所宁夏银川750002

应用信息量模型法和地理信息系统技术,结合高光谱卫星遥感影像,对河北省塞罕坝机械林场落叶松锉叶蜂的发生和发展进行预测研究。通过实地调查虫情与环境因子,进行遥感影像处理,建立数据库,计算各评价因子信息量值,分析林分郁闭度、林龄... 详细信息

应用信息量模型法和地理信息系统技术,结合高光谱卫星遥感影像,对河北省塞罕坝机械林场落叶松锉叶蜂的发生和发展进行预测研究。通过实地调查虫情与环境因子,进行遥感影像处理,建立数据库,计算各评价因子信息量值,分析林分郁闭度、林龄、海拔、坡向、林分类型、植被指数等与落叶松锉叶蜂发生的相关关系,建立信息量发生模型。经验证所构建的信息量发生模型精度达到78%,证明信息量法应用于落叶松锉叶蜂的预测研究是可行的。

关键词：落叶松锉叶蜂环境因子信息量模型预测分析