不同生长期柑橘叶片磷含量的高光谱预测模型 被引量：25

1

作者 岳学军 全东平 +3 位作者 洪添胜 Wei Xiang 刘永鑫 王健 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期207-213,共7页

针对传统柑橘叶片磷含量检测耗时费力、操作繁琐且损伤叶片等弊端,该研究引入高光谱信息探索柑橘叶片磷含量快速无损检测与预测模型,选ASD Field Spec 3光谱仪采集柑橘4个重要生长期的叶片反射光谱,同步采用硫酸-双氧水消煮-钼锑抗比色... 针对传统柑橘叶片磷含量检测耗时费力、操作繁琐且损伤叶片等弊端,该研究引入高光谱信息探索柑橘叶片磷含量快速无损检测与预测模型,选ASD Field Spec 3光谱仪采集柑橘4个重要生长期的叶片反射光谱,同步采用硫酸-双氧水消煮-钼锑抗比色法测定叶片的磷含量;先用正交试验确定小波去噪的最佳去噪参数组合,再分别选拉普拉斯特征映射(laplacian eigenmaps,LE)、局部线性嵌入(locally-linear embedding,LLE)、局部切空间对齐(local tangent space alignment,LTSA)、等距映射(isometric mapping,Isomap)和最大方差展开(maximum variance unfolding,MVU)5种典型的流形学习算法对去噪后的光谱数据进行降维和特征提取,进而建立基于支持向量机回归(support vector regression,SVR)的柑橘叶片磷含量预测模型。结果表明,基于一阶导数谱的Isomap-SVR建模结果最佳,全生长期校正集和验证集模型决定系数分别为0.9430和0.8949。试验表明,5种流形学习算法皆适用于对柑橘叶片磷含量的预测,为高光谱检测技术用于柑橘树长势监测和营养诊断提供了参考。 展开更多

关键词 模型 光谱分析 监测 高光谱 流形学习算法 柑橘叶片 磷含量

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基于高光谱的柑橘叶片氮素含量多元回归分析 被引量：45

2

作者 黄双萍 洪添胜 +3 位作者 岳学军 吴伟斌 蔡坤 徐兴 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期132-138,共7页

快捷、准确、无损地检测柑橘叶片氮(N)素含量,对柑橘树N肥施用的精准动态管理有重大现实意义。以117株园栽罗岗橙为试验研究对象,在不同生长期用ASD公司的FieldSpec3采集柑橘树健康叶片的高光谱反射值,以高光谱反射数据或其变换形式作... 快捷、准确、无损地检测柑橘叶片氮(N)素含量,对柑橘树N肥施用的精准动态管理有重大现实意义。以117株园栽罗岗橙为试验研究对象,在不同生长期用ASD公司的FieldSpec3采集柑橘树健康叶片的高光谱反射值,以高光谱反射数据或其变换形式作为柑橘树样本多元矢量描述;用凯氏定氮法同期检测出柑橘树叶的真实N素含量值;在用PCA对高维光谱矢量降维的基础上,利用支持矢量回归算法(SVR)建立高光谱多元表达和N素含量间的映射关系,以实现任意柑橘树N素含量的预测分析。试验结果表明,测试集上预测值和真实值间的平方决定系数R2为0.9730,平均相对误差为0.9033%,均方误差MSE为0.090343,证明了该方法的有效性,为利用高光谱技术进行柑橘树N素含量的无损检测提供了参考。 展开更多

关键词 N元素 回归分析 高光谱 柑橘叶片 SVR

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基于信道测试的橘园WSN网络部署试验 被引量：22

3

作者 岳学军 王叶夫 +3 位作者 洪添胜 徐兴 刘永鑫 张宗杰 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期213-218,共6页

为解决无线传感器网络(WSN)规划与快速部署问题,基于无线信道传播特性,研究橘园WSN射频信号衰减模型,指导WSN部署并进行了组网试验。选433 MHz与2.4 GHz载波频率,基于连续无线电波在通信码率、天线增益、调制扩频方式、数据包长度和通... 为解决无线传感器网络(WSN)规划与快速部署问题,基于无线信道传播特性,研究橘园WSN射频信号衰减模型,指导WSN部署并进行了组网试验。选433 MHz与2.4 GHz载波频率,基于连续无线电波在通信码率、天线增益、调制扩频方式、数据包长度和通信距离等多因素作用下分析WSN射频信号在橘园的衰减,建立2频率射频信号接收强度与环境传播因子及通信距离间的模型,拟合R2最小值与最大值分别为0.957 031与0.971 218,0.954 6与0.986 3。通信码率低于1.2 kb/s且远距离通信时,433 MHz CC1110具有优势;发射功率与天线增益相同时,433 MHz平均信号强度高于2.4 GHz;通信码率相同时,CC2530丢包率低于CC1110。针对橘园选ZigBee设计星型WSN进行组网试验,结果表明,尽可能短数据包与较低通信码率的通信协议较好;WSN各节点平均通信成功率高于84%。 展开更多

关键词 橘园 无线传感器网络 信道测试 传播信道 网络部署

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太阳能低功耗滴灌控制装置的设计与实现 被引量：25

4

作者 刘永鑫 洪添胜 +2 位作者 岳学军 徐兴 王叶夫 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第20期20-26,共7页

针对山地果园的自动滴灌需求,研制太阳能供电的滴灌控制装置,该装置由STM8S105S6微控制器、实时时钟模块、脉冲式电磁阀及驱动模块、传感器接口、太阳能充电子系统组成,并提供LCD可定制用户界面。测试太阳能电池、锂电池、磷酸铁锂电池... 针对山地果园的自动滴灌需求,研制太阳能供电的滴灌控制装置,该装置由STM8S105S6微控制器、实时时钟模块、脉冲式电磁阀及驱动模块、传感器接口、太阳能充电子系统组成,并提供LCD可定制用户界面。测试太阳能电池、锂电池、磷酸铁锂电池的输出特性与供电电压2.8～4.3V下静态功耗,试验表明,太阳能电池最大输出功率为169mW,系统供电电压在3V以上正常工作。平均静态电流最低为70μA。以容量为800mA·h的3.7V锂电池供电,系统在无太阳能补给下的待机时间达150d。太阳能电池每天以42.25mW的输出功率对系统充电30min可维持系统不间断运行。控制装置功耗低,太阳能充电,防雷击防水,适合于野外果园的滴灌系统自动控制。 展开更多

关键词 太阳能 灌溉 传感器 自动控制 低功耗

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基于RC网络相频特性的土壤含水率传感器设计 被引量：12

5

作者 蔡坤 岳学军 +2 位作者 洪添胜 徐兴 黄双萍 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期36-43,共8页

土壤中的水分影响土壤养分的溶解、转移和微生物的活动,是作物赖以生存的基本要素。土壤含水率的快速准确监测对于农业生产具有重要意义。该文设计了一种基于RC网络相频特性的土壤含水率传感器。不同含水率的土壤的介电常数的变化会导... 土壤中的水分影响土壤养分的溶解、转移和微生物的活动,是作物赖以生存的基本要素。土壤含水率的快速准确监测对于农业生产具有重要意义。该文设计了一种基于RC网络相频特性的土壤含水率传感器。不同含水率的土壤的介电常数的变化会导致RC电路网络的相频特性的变化。传感器通过感知这种变化进而确定土壤含水率。此外,针对RC网络电路元件参数和工作频率选择的问题,该文采用最优化方法求解从而使传感器在量程范围内具有最佳的灵敏度。其中最优的工作频率为f*=1.9412×108Hz,最优的串联电阻R*=13.1Ω。试验表明,该传感器对砖红壤土含水率的预测模型的决定系数R2为0.9889,实际预测误差≤4.58%。 展开更多

关键词 传感器 设计 土壤含水率 RC网络 相频特性

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山地橘园无线环境监测系统优化设计及提高监测有效性 被引量：10

6

作者 徐兴 洪添胜 +3 位作者 岳学军 林涛 蔡坤 刘永鑫 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期147-155,共9页

针对山地橘园生长环境时空变异大,气候复杂多变的情况,对山地橘园无线监测系统进行了优化设计及试验,以实现橘园生长环境信息的有效监测。设计了适合山地橘园环境工作的信息帧结构,引入了双向指令控制机制,节点拓扑发现,路由监测以及节... 针对山地橘园生长环境时空变异大,气候复杂多变的情况,对山地橘园无线监测系统进行了优化设计及试验,以实现橘园生长环境信息的有效监测。设计了适合山地橘园环境工作的信息帧结构,引入了双向指令控制机制,节点拓扑发现,路由监测以及节点信息多样化采集优化机制,以增强山地环境下橘园信息采集的鲁棒性和可控性。对橘园无线信道衰减情况进行了测试,引入阻挡和雨衰因子建立无线信道衰减模型,并用于指导橘园无线监测网络部署试验。无线信道衰减分析与网络部署试验结果表明,在复杂气候条件下,系统天线部署高度在1.5m,单跳通信距离在30m内,可较好地完成山地橘园环境信息采集和传输任务。744h的连续监测运行试验数据表明,优化设计后的无线监测系统信息传输成功率得到了提高,30m距离内的传输成功率在99.12%以上,监测系统工作稳定,运行良好,适于野外条件下山地橘园生长环境无人远程实时监测工作。 展开更多

关键词 无线传感器网络 环境监测 优化 模型 山地橘园

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不同物候期柑橘叶片钾素水平预测建模 被引量：11

7

作者 黄双萍 岳学军 +2 位作者 洪添胜 吴伟斌 黎蕴玉 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期529-535,共7页

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... 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%. 展开更多

关键词 柑橘叶片 物候期 钾素质量分数 高光谱 预测建模

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基于数字图像的水位识别系统及其方法 被引量：9

8

作者 徐兴 洪添胜 +3 位作者 岳学军 蔡坤 黄双萍 刘永鑫 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2014年第1期33-39,共7页

为了有效监控水情,给水利和农业生产灌溉提供及时有效的指导信息,设计了一种基于数字图像的水位识别系统.该系统将红色的球形浮标置于垂直于水面的固定杆上,水位变化引起球形浮标上下变化,所拍摄图像上浮标的相对位置也出现变化,从而可... 为了有效监控水情,给水利和农业生产灌溉提供及时有效的指导信息,设计了一种基于数字图像的水位识别系统.该系统将红色的球形浮标置于垂直于水面的固定杆上,水位变化引起球形浮标上下变化,所拍摄图像上浮标的相对位置也出现变化,从而可通过图像处理获得水位信息.针对所设计的水位识别系统,提出基于红色色域和球形特征的自适应球形浮标目标提取算法和球心坐标计算和校正算法,用以求得浮标球心的准确坐标位置,并通过球心坐标和水位之间的换算公式,最终计算得到当前水位高度数据.现场试验结果表明,在采用6.0×106pixel摄像头,拍摄高度为71 cm,摄像头和固定杆距离为282 cm的条件下,该系统最大测量误差为0.216 91 cm,低于国标(GB/T 50138—2010)所规定的1 cm误差.该系统无需专用昂贵的水位计或复杂的传感器技术,成本较低;以浮标为检索目标,使此法不受水温、水质、含沙量等外界干扰因素的影响,适用性更强;系统组成简单,安装方便,易于使用. 展开更多

关键词 水位监测 浮球特征 球心位置 数字图像处理

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NaOH溶液浓度及反应时间对偏高岭土地质聚合反应的影响 被引量：4

9

作者 杨涛 姚晓 +1 位作者 张祖华 诸华军 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第4期21-25,共5页

采用等温量热法(ICC)、X线衍射仪(XRD)及傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR),分析偏高岭土经不同浓度NaOH溶液激发后反应不同时间生成的产物。结果表明:40℃下偏高岭土与10和12 mol/L NaOH溶液反应,分别生成Na-A型沸石和硅铝酸钠材料(地质聚合... 采用等温量热法(ICC)、X线衍射仪(XRD)及傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR),分析偏高岭土经不同浓度NaOH溶液激发后反应不同时间生成的产物。结果表明:40℃下偏高岭土与10和12 mol/L NaOH溶液反应,分别生成Na-A型沸石和硅铝酸钠材料(地质聚合物)。地质聚合反应初期涉及溶解、聚合及重排的过程,决定了产物的有序程度及性能。为保证地质聚合物的制备,应控制反应条件及激发剂浓度,避免产物向沸石转变。 展开更多

关键词 NAOH 偏高岭土 地质聚合物 沸石

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基于总线技术嵌入式轮灌控制系统的设计 被引量：4

10

作者 岳学军 王叶夫 +3 位作者 刘永鑫 徐兴 黄双萍 蔡坤 《农机化研究》 北大核心 2013年第7期139-144,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 自动灌溉 控制系统 总线 轮灌 地址分配

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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

11

作者 黄双萍 岳学军 +2 位作者 洪添胜 蔡坤 林诗伦 《广东农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第13期37-40,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 柑橘叶片 磷含量 高光谱 小波去噪 最小二乘支持向量回归

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