摘要：为在实际果园中实现果树的在线识别检测,设计一种基于机器视觉的果树靶标识别装置。首先提出一种应用在DSP端的在线果树靶标识别算法,用HSV色度分割法对图像背景进行分割,然后对分割后的树冠信息(白色像素占有率的数值变化规律)进行研判,设计横框和竖框两种识别算法,并设计一台搭载识别装置的移动小车进行田间试验。预试验发现光照度变化对识别效果的影响较小;选光照度为650 Lux开展进一步试验。结果表明,在车载速度分别为0.2 m/s、0.4 m/s和0.8 m/s时,横框识别算法的识别准确率分别为88%、84%、34%,识别准确率随小车速度的增大呈现递减规律,从摄像头对准靶标植株中心的时刻起,到系统判断出存在有效靶标植株时,产生0.4~0.8 s的检测延时。而相同条件下,竖框识别算法的识别准确率分别为88%、86%、84%,且识别延时较小(0.2~0.3 s)。竖框识别算法的优点是识别速度快、反馈的位置信息丰富,横框识别算法则能同步分析果树树冠轮廓的大小,根据两种算法得到的位置信息有利于进一步优化控制单棵植株的喷雾时间。

摘要：我国南方果园多处于山地,大型喷雾器械无法进入,为实现山地果园自动顺序喷药,设计了一种基于LoRa无线通信技术的管道自动顺序喷雾系统。系统以Stm32单片机为核心,在管网上部署了6个电磁阀控制节点,采用LoRa无线收发模块进行节点之间的通信,设计程序控制6个电磁阀依次按顺序打开,并可以通过手机APP远程开启系统。试验结果表明:当节点之间距离为250 m时,数据接收率为95%;系统通信距离远,数据接收率高,具有较高的可靠性,适合于山地果园中使用。

摘要：针对鲜食葡萄物流过程中的实际模式及通常会使用SO2保鲜剂的情况,研究了4种温度及定量SO2胁迫条件下,基于近红外光谱和质构变化的鲜食葡萄货架期预测方法,结合信息技术设计了基于货架期预测的物流过程安全系统,以期减少鲜食葡萄物流过程中的损失。质构变化是鲜食葡萄采后到达货架期终点的重要原因,研究使用SO2浓度传感器控制电磁阀,通过SO2自动补偿获得设定SO2浓度,研究了不同浓度SO2胁迫条件下鲜食葡萄的质构变化规律及温度的影响。对比了多元散射校正和一阶S-G求导预处理方法对原始光谱的预处理效果,采用偏最小二乘回归方法建立了基于近红外光谱的鲜食葡萄质构无损检测模型,模型决定系数为0.93,均方根误差为1.70,通过交叉验证,模型预测准确度为0.81,均方根误差为2.91。研究表明,近红外快速无损检测可结合品质变化建模和信息技术用于提高果蔬采后物流过程安全管理效率。

摘要：本试验以中草药桔梗、红豆越橘叶以及豆粕为发酵原料,为制备绿色中草药饲料添加剂优选制备工艺。采用枯草芽孢杆菌进行固体发酵,以总多酚含量、总游离氨基酸含量及ABTS自由基清除率为评价指标,通过单因素试验考察发酵温度、发酵时间、原料比例、含水量、接菌量等条件,并采用响应面Box-Behnken设计建立模型,对发酵工艺进一步优化。结果表明:最佳发酵工艺为红豆越橘叶和桔梗比例1:0.8、含水量65%、接菌量8%、发酵温度37℃、发酵时间56 h。在此工艺下,总多酚含量5.86 mg/g、总游离氨基酸含量17.95 mg/g、ABTS自由基清除率66.28%。在单因素试验基础上,运用Box-Behnken响应面法对越桔豆粕复合物发酵工艺进行优化,响应面法预测理论值与实际值接近,可为后续研究提供稳定可行的制备工艺。

摘要：针对黄淮海一年两熟地区小麦机收后地表残留的秸秆量大且根茬过高,致使免耕播种下茬作物时易发生堵塞的现象,设计了一种用于麦茬地免耕精播机的防堵装置。为确定该装置合理的结构与作业参数,采用三因素三水平正交试验方法进行了优化试验,得到最优参数组合:机组作业速度4.5 km/h、清秸覆秸刀齿排布4-3-4、刀轴转速400 r/min。田间试验结果表明,当清秸覆秸刀齿切茬深度为20～30 mm时,防堵装置土壤扰动量为63%～76%,防堵效果好,能够创造良好的种床,提高播种质量。

摘要：为实现刀豆的机械化脱壳,设计了一种齿形轧辊式脱壳机构。该机构利用挤压和剪切复合产生撕搓效应的原理进行脱壳,通过调整脱壳轧辊对的轴心距,可适应不同品种、形状和尺寸荚果的加工。为确定脱壳机构的最佳工作参数,在分析其结构特点和脱壳工作原理的基础上,对研制样机进行了四因素混合水平的正交试验研究。根据因素的不同搭配对脱净率和损伤率的综合影响效果,采用综合评分法得出影响指标的主次因素排列顺序为刀豆品种、双辊间隙、双辊转速、辊面材料。试验结果表明,最佳作业参数条件:刀豆品种为矮生刀豆、双辊转速为25r/min、双辊间隙为18mm、辊面材料为橡胶。研究结果可为刀豆脱壳机的整体设计与优化提供重要依据。

摘要：利用自行设计的秸秆铡切揉搓试验台,以刀刃形状、喂入速度、锤片数量和主轴转速为变量,对含水率约为75%的玉米秸秆进行四因素三水平正交试验,得出该铡切揉搓装置的最优组合参数为:主轴转速为1 000 r/min、刀齿为多齿、锤片数量3个、喂入速度为0.88 m/s。该机构揉搓高水分玉米秸秆时,破节率大于96%,揉搓效果好。将传统的凸型刀刃加工成锯齿形状,可以提高揉搓机构生产率。

摘要：针对目前池塘拖网捕鱼作业完全靠人力,工作效率低的问题。通过在池塘两侧设置网具引导钢丝绳,利用液压绞车及拖引装置实现连续拖网的方法,开发了一套池塘机械拖网捕鱼系统。试验结果为:拖网系统在规格为50m×100m池塘进行机械拖网试验,拖网速度为10m/min,拖网人员由12人减少至5人,拖网捕鱼效率约64.8%。机械拖网大幅减少了作业人数,运行稳定,适用于各类矩形池塘的捕捞作业。

摘要：针对1.1 m大垄垄上三行密植大豆栽培技术配套播种机不得不采用单行播种单体前后错排使用,导致播种机结构复杂、通过性差等问题,研究设计了一种与垄上三行大豆密植栽培模式配套的气吸滚筒式大豆排种器。通过理论分析初步确定其主要结构参数并建立充种过程力学模型,运用三因素五水平二次正交旋转中心组合试验方法,以真空度、作业速度、型孔孔径为试验因素,以粒距合格指数、重播指数、漏播指数、各行排量一致性变异系数为目标函数,参照国标GB6973-2005《单粒(精密)播种机试验方法》实施参数优化试验。结果表明:当参数组合为型孔孔径4.5 mm、真空度4.7~5.9 k Pa、作业速度低于9.1 km/h时,该排种器的合格指数≥95%、重播指数≤3%、漏播指数≤2%、各行排量一致性变异系数≤6.5%。研究结果为气吸滚筒式三行大豆排种器的开发奠定了基础。

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。