广东省自然科学基金(S2012010009856)
- 作品数：16 被引量：261H指数：10
- 相关作者：岳学军洪添胜黄双萍全东平刘永鑫更多>>
- 相关机构：华南农业大学昆士兰大学教育部更多>>
- 发文基金：广东省自然科学基金国家自然科学基金国家级星火计划更多>>
- 相关领域：农业科学自动化与计算机技术理学电子电信更多>>
- 柑橘叶片叶绿素含量高光谱无损检测模型被引量：72
- 2015年
- 针对柑橘叶片叶绿素含量的传统化学检测,不仅耗时长且损伤柑橘叶片,还依赖检测者实操技术,无法集成于精细农业中变量喷施农机具的诸多弊端,该文探讨快速无损检测柑橘叶片叶绿素含量方法。以117棵园栽萝岗甜橙树为研究对象,选用ASD Field Spec 3光谱仪对萌芽期、稳果期、壮果促梢期、采果期共4个生长时期的柑橘叶片进行高光谱反射率采集,并同步采用分光光度法测得叶片的叶绿素含量;以原始光谱及其变换形式作为模型输入矢量,分别在主成分分析(principle component analysis,PCA)降维的基础上利用支持向量机回归(support vector regression,SVR)算法和在小波去噪的基础上利用偏最小二乘回归(partial least square regression,PLSR)算法对柑橘叶片叶绿素含量进行建模预测,全生长期整体建模的校正集和验证集最佳模型决定系数R2分别为0.8713和0.8670,均方根误差RMSE(root-mean-square error)分别为0.1517和0.1544,试验结果表明,高光谱可快速无损地对柑橘叶片叶绿素含量进行精确的定量检测,为柑橘不同生长期的营养监测提供理论依据。
- 岳学军全东平洪添胜王健瞿祥明甘海明
- 关键词：叶绿素无损检测柑橘叶片支持向量机回归偏最小二乘回归
- 山地果园中低功耗无线滴灌控制装置设计与试验被引量：11
- 2014年
- 针对山地果园布线困难,而大面积滴灌需要分区控制并集中管理的需求,构建了低成本、低功耗、能满足定时分区灌溉与集中管理需求的小型无线滴灌控制装置。装置采用无线通信方式,硬件选用低功耗微控制器与双稳态电磁阀,系统软件采用基于CC1100无线唤醒机制的低功耗间同步通信算法,具有避免信道拥塞的特点。试验表明,输入电压9 V时,控制系统静态电流为400 mA、无线唤醒工作电流为19 mA、工作周期内平均电流为439 mA;1节鹏辉450 mAh的AA电池可供系统至少可工作38 d;果园内RSSI信号衰减测试表明通信距离超过60 m,最高平均丢包率为23%;有遮挡的环境中数据丢包率将大于无遮挡环境,但接收信号强度相差不大;在果园环境中尝试使用电力线载波适配器、大功率WiFi无线网桥、GPRS DTU 3种远距离通信模块建立总控制器与远程监控端的数据链路,链路试验表明,GPRS DTU与大功率WiFi网桥均能成功建立通信链路。相比之下,GPRS有强的适应性;采用无线控制系统,系统准时开启电磁阀,开启时间误差小于5 min,土壤含水率变化呈现快速上升后缓慢下降的变化,灌溉区域的土壤含水率保持13%以上,可应用于岭南绝大部分山地果园。解决了控制装置的布线工程困难,实现可远程传输滴灌信息和监测滴灌状态,并可进一步实现分区控制与轮灌控制。
- 岳学军刘永鑫洪添胜徐兴王叶夫燕英伟全东平
- 关键词：无线传感器网络滴灌低功耗果园
- 基于总线技术嵌入式轮灌控制系统的设计被引量：4
- 2013年
- 基于嵌入式系统与总线技术设计了轮灌控制系统。轮灌总控制器和分控制器用RS-485总线连接。总控制器由STM32F103VET6微处理器,LCD、按键、MAX3075总线驱动器、MC551 GPRS通讯模块组成;分控制器由STM8L151K4微控制器、L9110S电磁阀驱动芯片、模式配置跳线和EC-5土壤水分传感器接口组成。基于对象总控制器嵌入式完成人机界面设计,并据芯片出厂序列号为分控制器分配通信地址,采用低功耗设计降低系统整体功耗。人机界面、远程服监控与轮灌控制试验表明:轮灌控制系统人机界面响应迟滞时间小于50ms,GPRS通信误码率低于10%。灌溉试验表明,轮灌控制器能够满足定时、分区灌溉的要求。
- 岳学军王叶夫刘永鑫徐兴黄双萍蔡坤
- 关键词：自动灌溉控制系统总线轮灌
- 基于高光谱的柑橘叶片磷含量估算模型实验被引量：27
- 2013年
- 以117株园栽罗岗橙为实验对象,分别在壮果促梢期和采果期2个不同发育阶段采集234个数据样本,高光谱反射数据构成每个数据样本中的高维矢量描述,用化学方法测得磷含量值作为样本真实目标值,用偏最小二乘法(PLS)及支持矢量回归(SVR)2种多元回归分析算法,在对反射光谱进行各种形式预处理的基础上对柑橘叶片磷含量进行建模和磷含量预测。模型分别在校正集和测试集上进行评估,取得最佳模型决定系数分别为0.905和0.881,均方误差分别为0.005和0.004,平均相对误差分别为0.026 4和0.031 2。实验结果表明:基于高光谱反射数据进行磷含量预测是可行的。
- 黄双萍洪添胜岳学军吴伟斌蔡坤黎蕴玉
- 关键词：柑橘叶片磷含量偏最小二乘法
- 不同物候期柑橘叶片钾素水平预测建模被引量：9
- 2013年
- 为探究柑橘树钾素质量分数无损检测的技术途径,基于反射光谱建立不同物候期柑橘叶片钾素水平预测模型.以117株园栽萝岗橙树为试验对象,采集4个物候期健康鲜叶数据,用高光谱仪测量叶片反射光谱值,用火焰光度法测定同期同批叶片钾素质量分数.对不同物候期钾素敏感特征波段和钾素质量分数建模进行试验和分析,结果表明:不同物候期钾素质量分数敏感特征波段存在漂移现象;相比多元线性回归,支持矢量回归(SVR)和偏最小二乘法(PLS)用钾素敏感特征波段建模能较好预测K素质量分数;在不同物候期特征波段漂移和模型性能差异情况下,SVR基于反射光谱建立全发育期钾素质量分数模型仍有良好的预测性能,其在测试集上的决定系数R2为0.994,均方误差为0.120,平均相对误差为1.33%.
- 黄双萍岳学军洪添胜吴伟斌黎蕴玉
- 关键词：柑橘叶片物候期
- 基于小波变换与LS-SVR的柑橘叶片磷含量高光谱监测模型被引量：2
- 2013年
- 快捷、准确、无损地监测柑橘磷(P)含量,对柑橘树磷肥的精准喷施及动态管理有重大意义。高光谱技术的快速发展使柑橘磷含量的快速无损监测成为可能。以117株园栽萝岗橙为试验对象,分别在壮果促梢期和采果期两个不同发育阶段采集234个样本数据,高光谱反射数据构成描述样本的多元矢量,硫酸-双氧水消煮-钼锑抗比色法测得的磷含量值作为样本标签值。在对高光谱反射数据小波去噪的基础上,用LS-SVR算法建立柑橘叶片磷含量监测模型。模型分别在验证集和校正集上进行评估,分别取得模型决定系数0.907和0.953,均方误差0.004和0.002,平均相对误差2.76%和1.77%。结果表明:用高光谱技术进行柑橘叶片磷含量监测是可行的。
- 黄双萍岳学军洪添胜蔡坤林诗伦
- 关键词：柑橘叶片磷含量小波去噪
- 基于GPRS与ZigBee的果园环境监测系统被引量：24
- 2014年
- 【目的】设计果园环境监测系统.【方法】该系统由远程ZigBee-GPRS网关与无线传感器网络(WSN)节点组合,果园参数在WSN、GPRS与Internet间进行采集与传输,实现远距离果园环境实时监测.节点采用CC2530作无线数据收发芯片,GPRS采用ComWay模块,由ZigBee进行组网采集环境信息,通过GPRS网络回传给上位机实现实时监测,再由决策支持系统进行分析发送指令控制节点电磁阀通断从而营造一个适合果树生长的环境.【结果和结论】试验表明:系统可完成传感网与移动通信网络之间的数据传送,实现不同类型感知网络之间的协议转换以及对传感器网络的部分管理控制功能.系统在果园中运行稳定并且丢包率低于10%,具有实践应用价值.
- 岳学军王叶夫刘永鑫徐兴陈树荣陈奕希侯勉聪燕英伟全东平陈柱良
- 关键词：果园环境远程监控决策支持
- 基于土壤墒情的自动灌溉控制系统设计与试验被引量：28
- 2013年
- 针对传统山地果园灌溉中缺乏智能控制而费时、费力等缺点,为提高水资源利用率,设计了基于土壤墒情的自动灌溉控制系统,系统主要核心部件包括S3C2440芯片与CC2530射频芯片。该系统由太阳能充电锂电池后,再供电整个系统;结合ZigBee自行无线网络组网、自行愈合、低功耗和低成本特性;实时监测和记录土壤湿度信息,采集节点采集土壤湿度并经互联网上传服务器,自动控制系统依据土壤湿度自动调节灌溉量。试验结果表明,该系统运行稳定,丢包率低,能准确监测土壤墒情信息,并由自动灌溉系统将土壤湿度保持在适合植物生长最佳范围中,适用于山地果园。
- 岳学军刘永鑫洪添胜王叶夫全东平陈柱良
- 关键词：土壤墒情自动灌溉ZIGBEE技术太阳能
- 基于全通滤波网络的土壤含水率传感器的设计被引量：1
- 2014年
- 土壤水是土壤的三大组成物质之一,对植物生长起着十分重要的作用。通过对土壤含水率的实时监测,可以动态掌握土壤墒情,对于农业生产中的节水灌溉具有重要意义。设计了一种基于全通滤波网络的土壤含水率传感器。该传感器包含电极、超高频正弦波振荡器、全通滤波网络、相位补偿电路和信号相位差检测电路5个部分。传感器电极以电容的形式接入全通滤波网络,含水率不同的土壤其介电常数也不同,并导致电极电容发生变化,进而使得全通滤波网络的相频特性发生显著变化。传感器通过感知这种变化确定土壤含水率。为了使得全通滤波网络对电极电容变化的反应最灵敏,通过分析全通滤波网络相频特性函数,建立了寻找最优电阻阻值R1的目标函数。通过对该目标函数的求解得到了R1的最优值为11.25Ω。试验表明,传感器预测土壤质量含水率平均预测误差为1.51%,最大预测误差为4.71%。
- 蔡坤徐兴岳学军洪添胜黄双萍
- 关键词：土壤含水率传感器相频特性
- 基于特征模板的条件随机场快速并行计算技术
- 2013年
- 条件随机场(CRFs)是现今较为流行的一种概率图模型,已经被广泛地应用到自然语言处理、生物计算、计算机视觉等领域当中。在实际应用中,采用基于上下文特征的特征函数创建法往往会产生大规模的特征函数,造成因计算复杂度过大而建模困难,模型无法高效率地训练生成。本文提出一种基于特征模板的快速并行计算技术,通过观察特征模板创建的上下文特征函数主要特点,对M矩阵进行并行处理,降低计算量。实验结果表明,本文提出的快速计算方法较传统方法在速度上有非常大的优势。
- 黄双萍苏志良岳学军邓小玲
- 关键词：并行计算
