摘要：国内农业物联网存在数据分散、割裂、标准不统一的问题,从而无法发挥大数据的价值以提升农业智能化水平,本研究旨在利用区块链技术结合农业物联网系统汇集农业环境大数据,为应用大数据、人工智能技术提升农业智能化水平打下数据基础。提出利用区块链去中心化和记录数据不可篡改的技术特点,建立信任机制,构建通证经济模型,保证物联网系统用户对其上传的数据享有权益,从而激励更多人参与使用农业物联网系统。在此基础上,设计研发了去中心化的农业物联网系统,针对区块链技术去中心化和效率的矛盾,结合通证经济模型,设计了数据权益去中心化的方式,将用户上传的物联网数据通过智能合约结算为积分,积分参与数据权益的分配,区块链中记录积分的发放和上传物联网数据的哈希值,保证链上链下信息同步,兼顾了去中心化和物联网系统高并发的需要。本研究为区块链技术和物联网技术的结合,以及农业大数据的收集提供了新的思路和方法。

摘要：针对温室卷帘控制智能化程度低的现状,提出了一种基于时光双控的智能卷帘控制器。该控制器以时间与光照强度作为决策依据,实现卷帘器的智能控制,有效解决了卷帘被过卷问题,并提供了一种无人看守的卷帘智能控制方法。验证试验表明,基于时光双控的温室卷帘智能控制器系统运行稳定,性能可靠。

摘要：针对实际生产线上基于高光谱成像技术检测苹果内部品质时由于高亮区、果梗和果萼等区域光谱差异大导致的糖度误差问题,本研究提出了一种随机姿态下苹果高光谱图像感兴趣区域的选取方法,可实现感兴趣区域的自动选取。该方法首先将高光谱图像各像素点按照700 nm波长的光谱强度值进行直方图统计,获取各像素点光谱强度的大小关系,保留光谱强度前40%的区域,对其进行形态学腐蚀操作,去除其中700 nm光谱强度值大于3 900的过度曝光像素点,获得苹果原始感兴趣区域;然后基于原始感兴趣区域,建立不同大小感兴趣区域对应的平均光谱与苹果糖度的偏最小二乘回归(PLSR)模型,探究苹果感兴趣区域大小与预测精度的关系,进一步缩小感兴趣区域。最终选取原始感兴趣区域光谱强度前70%的区域作为感兴趣区域对任意姿态下的苹果糖度进行预测。基于该方法,建立了基于高光谱成像技术的苹果糖度无损检测模型,实测验证结果表明,经黑白校正、标准正态变换(SNV)预处理后建立的竞争性自适应重加权算法偏最小二乘回归模型(CARS-PLSR)的预测精度最高,其校正集决定系数(R_(er)^(2))为0.9206,校正集均方根误差(RMSECV)为0.3203°Brix,测试集决定系数(R_(p)^(2))为0.8664,测试集均方根误差(RMSEP)为0.4681°Brix,证明了该感兴趣区域选择方法的正确性和有效性。本研究结果可为基于高光谱成像技术的苹果在线分级系统的设计奠定理论基础,具有重要的实用价值。

摘要：为了实时掌握猪只生长环境的情况,满足猪舍环境的监测需求,同时降低系统的成本,设计了一款基于物联网的猪舍环境实时监测系统。系统选用STM32F103C8T6单片机作为主控器,应用空气温度、空气湿度、光照强度、CO_(2)浓度、NH_(3)浓度等传感器对猪舍环境进行实时检测,并根据检测结果对异常情况进行报警或控制。系统选用ESP8266 Wi-Fi模块通过MQTT协议连接OneNET物联网平台,实现数据的远程传输,便于数据的可视化显示和管理。研究中根据物联网架构模式搭建了系统,对系统所需硬件进行了分析,经核算总计成本在150元左右,并对网络、功耗和数据准确性进行了测试,结果表明系统总体稳定可靠。该系统集多传感器于一体,可以同时监测多种环境因子,且成本低、简捷易用,能够为猪只提供较好的生长环境,能够帮助养殖人员进行科学化管理,从而提高产能和收益。

摘要：在全球气候变暖与城市化进程加快的背景下,城市热环境受到广泛关注。了解城市热环境时空变化和城市空间形态对城市局地气候的影响对于缓解城市热岛效应至关重要。ECOSTRESS在昼夜不同时刻获取高时间分辨率地表温度(Land Surface Temperature,LST)为从精细化时空尺度对城市热环境进行动态评估提供了数据支持。本文基于局地气候区(Local Climate Zones,LCZ)视角,利用ECOSTRESS LST数据探究了北京市六环内夏季地表城市热岛强度(Surface Urban Heat Island Intensity,SUHII)的日尺度时空变化特征以及LCZ类间和类内SUHII差异。结果表明:(1)研究区夏季SUHII具有时空异质性,清晨6时左右,SUHII最低,上午10时左右,SUHII达到最高,下午SUHII逐渐下降,傍晚18时左右开始上升,21时左右达到夜间最高值;(2)在日尺度上,不同类型LCZ表现出显著的热源/汇角色差异。建筑类型LCZ(除LCZ 9)和自然类型LCZ E~F整体上为热源,LCZ 9和LCZ B~C整体上为热汇,LCZ A和LCZ G存在昼夜源汇角色变化;(3) LCZ类内SUHII表现出显著的昼夜和类型差异。LCZ类内SUHII差异在清晨6时左右最小,在下午13时左右达到最大值。建筑类型LCZ中,低层建筑类内SUHII差异总体上高于中高层建筑。自然类型LCZ中,LCZ C和LCZ E类内SUHII差异相对较小,而LCZ D、LCZ F和LCZ G类内SUHII差异相对较大;(4) LCZ类型表现出昼夜不同的热特性和源汇角色变化。LCZ G存在昼夜源汇变化,夜间呈现出明显的城市热源特性。本文所采用的10个时刻的ECOSTRESS LST数据克服了以往利用单一固定时刻的LST数据对于SUHII的高估和低估,所得到的LCZ类间和类内SUHII差异对比结果降低了城市热环境定量研究的不确定性,并为城市热环境源汇景观设计的昼夜权衡提供了理论依据和实践支持。