摘要：为提高混肥精度,该文在基于脉宽调制的文丘里变量施肥装置的基础上,对其结构进行了改进,并利用电导电极设计了一个电导率测量仪用以实时反馈肥液浓度,使之构成一个闭环控制的自动混肥装置。该装置采用粗细2级调节的控制策略,首先根据检测的入口水压调用对应的函数关系,自动调节电磁阀PWM（pulsewidthmodulation）控制的占空比进行混肥;然后以电导率测量仪实时反馈混肥浓度,并采用模糊控制算法进一步细调PWM的占空比,使混肥浓度尽量逼近目标浓度。试验结果表明,电导率测量仪的有效测量范围为0~12.64mS/cm,它所测量的电导率与肥液浓度呈显著的线性关系,其决定系数R2为0.997。对混肥装置进行了实测验证,结果表明混肥时的最大浓度误差为0.04%,控制装置达到稳态的响应时间为7.8～10.4s,能满足实际应用的要求。

摘要：为利用文丘里施肥器实现变量施肥,基于脉宽调制(pulse width modulation,PWM)技术设计了一种水肥一体化变量施肥装置,它主要由压力变送器、文丘里施肥器、脉冲电磁阀及控制器组成。通过改变PWM的占空比对脉冲电磁阀进行控制以改变文丘里施肥器进出口压力差,从而改变文丘里施肥器的吸肥量。以压力变送器检测管道入口压力,通过试验标定的方法将入口压力转化为相应的流量信息,从而获得施肥量和施肥质量分数。在多个入口压力水平下进行了试验,试验结果表明:电磁阀PWM控制的最佳频率为6 Hz;入口流量与入口压力呈线性正相关关系,决定系数为0.9936;施肥装置的最佳入口压力范围为0.15～0.25 MPa,在此压力范围内改变PWM的占空比对电磁阀进行控制,可实现施肥质量分数在1.25%～9.13%范围内可调。

摘要：为提高偏远山区柑橘园滴灌的管理效率,降低劳力投入,节约生产成本,利用低功耗设计技术研制了一个以干电池供电的滴灌控制器。控制器主要由ATMega88V单片机、电源电路、人机交互单元、双稳态脉冲电磁阀及其驱动电路组成。以可调数字电源提供0～10V直流电压,分别在0～0.9MPa管道水压条件下,测试了控制器的耗电情况,试验结果表明,控制器能驱动电磁阀开关动作的最低工作电压为3V,电磁阀开关动作的电流随电压的升高而增大,水压条件对电磁阀开关动作电流影响不显著,当电压>5V时控制器的静态电流为50μA,当电压从5V下降至3V的过程中,静态电流逐渐上升至最大值149.2μA。采用型号为6LR61的9V碱性电池作为电源,并使控制器每休眠5s则驱动电磁阀开或关动作一次,以测试控制器连续工作于大负载下时的电池使用寿命,试验结果表明,电池可工作364h,共驱动电磁阀开关动作272160次。根据试验结果估算出,一节额定容量为2500mA.h的9V电池可使控制器工作5a以上。该控制器成本低,操作简单,适合于中小面积柑橘园的滴灌自动控制。

摘要：土壤水分的测量是精细农业中实施节水灌溉的基础。基于真有效值检测技术,利用土壤的介电特性,设计了一个高频电容式土壤水分传感器,主要由电源滤波电路、100MHz有源晶振、XC74UL14AA、探针电极和AD8361组成。其中,探针电极由印刷电路板制成并与主印刷电路板一体化成型。传感器以直流电压输出,分别在空气和去离子水中测得其输出范围为工作电压的20%～70%。通过2-异丙氧基乙醇、二氧六环和去离子水3种溶液配制了一系列不同等效土壤体积含水率的待测溶液,在不同工作电压下,对传感器进行了标定以及在5～40℃范围内以24.8℃基准进行了温度变异性试验。试验结果表明:传感器对工作电压有明显的依赖性,在特定含水率下传感器的输出电压随工作电压的升高而增加;特定工作电压下传感器的输出电压与土壤体积含水率呈线性负相关,其决定系数R2>0.987;温差越大则传感器的测量偏差也越大,最大偏差为4.44%。并配制土样对传感器进行了验证,最大误差为4.95%。

摘要：为实现肥液pH/EC的快速在线检测,设计了一种pH/EC测量仪,主要由MSP430F2132单片机、pH/EC传感器、电源稳压模块、人机交互界面、pH信号调理电路、EC信号调理电路等组成.通过配制9种不同pH的溶液,在10~40℃范围内,测试了温度对pH值的影响,并与经验方程的计算值作对比,结果表明在适合农作物生长的土壤环境(pH值为6.5~7.5)中,由温度引起的测量误差可忽略.以1.0~19.5 ms/cm范围内的195种不同电导率值溶液为待测肥液,试验确定了采用8档电阻分档测量模式,其测量激励信号为幅值±3.5 V、频率4 kHz的方波信号,并进行了电导率的温度补偿.对测量仪进行了标定与验证试验,结果表明:pH值测量的最大绝对误差为0.04,EC值测量的绝对误差在±0.1 ms/cm内,能在农业工程上满足要求.

摘要：为提高无电力设施果园的滴灌管理效率,设计了一款可用单节干电池供电的滴灌定时自动控制器.控制器主要由MSP430F2132单片机、电源升压电路、人机交互单元、双稳态脉冲电磁阀及其驱动电路组成.在0.9～1.8 V输入电压范围内测试了控制器的静态电流和电磁阀动作时的工作电流,结果表明:静态电流随着输入电压的减小而增大,其范围为20.0～46.6μA;控制器驱动电磁阀开关动作时所消耗的电流随电压的升高而升高,其范围为200～413 mA,而且电磁阀在开启时所消耗的电流略大于关闭时.分别以单节型号为劲量L91的1.5 V AA电池、2节同型号的电池并联作为电源供电,使控制器每休眠5 s驱动电磁阀开关动作一次,测试了电池的使用寿命,结果表明:能驱动电磁阀的最低电压为0.9 V;单节电池持续供电30 h,共驱动电磁阀开关动作11 160次;两节电池并联可用46 h,共动作16 740次.根据试验结果估算出,一节额定容量为3 000 mA.h的1.5 V电池可使滴灌控制器工作3 a以上.

摘要：为了达到以一种低成本方式实时采集土壤水分信息用于指导橘园的节水灌溉,根据土壤电阻率随土壤含水率变化的原理,设计了一种土壤水分传感器。为克服恒定直流电压测量时探针电极的极化效应的影响,提出了一种以H桥正反脉冲间歇电压信号作为激励信号的测量方法。采用无线收发模块CC2420,实现了传感器与上位机之间的无线通信与数据无线传输。利用电源管理技术和睡眠机制,提高了电池的使用寿命。对传感器进行了标定,并在土壤含水率为13.6%~50.2%的范围内进行了验证实验,结果表明：当土壤含水率在21.1%~41.5%范围内,测量的平均误差为2.8%;当土壤含水率小于21.1%或大于41.5%时,测量的平均误差为5.2%。

摘要：在构建新型电力系统背景下,传统的分散式小水电控制器难以满足分布式小水电的建设需求。本文设计了一款基于ARM+DSP双核异构芯片AM2732的分布式小水电控制器,利用ARM实现小水电控制管理、快速的网络传输和传输信息的完整性认证,利用DSP实现小水电数据采集和分析处理。阐述了分布式小水电控制器总体设计以及软硬件结构,并重点描述了双核信息交互、基于国密算法的远程通信完整性认证两项关键技术。现场应用表明,所设计的控制器不仅具有良好的小水电调控和通信功能,而且还可以支撑分布式小水电微电网的发展需求。

摘要：针对配电网电缆管道分布广、空间狭窄、巡检难度大的问题,以STM32单片机为核心,以OV7725摄像头作为图像采集设备设计了一种用于电缆排管巡检的智能小车来代替人工巡检。小车采用WiFi通讯方式进行下位机与上位机通讯,采用LED照明。对小车电源的电压与电量关系进行分析,确定了电压与电量的关系曲线。在PC端及手持设备上均可进行小车控制,通过小车摄像头所拍摄图像回传对管道内情况进行观测,图像传输速度超过15帧/s。对小车进行了多次爬坡实验、越障实验、管道行走等实验,小车可通ϕ150 mm、ϕ160 mm、ϕ200 mm等电缆排管,续航时间可达到30 min以上,爬坡角度大于10°,有效通信距离40 m以上。

摘要：随着我国经济日益增长,输电线路建设与改造量大增。传统的输电线路应力、弧垂计算方法为手工计算,计算过程烦琐、效率低。现对应力、弧垂的计算方法和过程进行分析,并使用易语言编程软件将算法实现,最终开发了一套可以自动计算应力、弧垂,预测输电线路导线在空中的形态并将其在软件中进行显示的系统,为线路设计提供了便利。