蔬菜大棚智能除雪監(jiān)控系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)與研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-27 08:39
蔬菜大棚是我國(guó)反季節(jié)蔬菜的主要種植方式,大棚蔬菜的產(chǎn)量和質(zhì)量不僅直接影響農(nóng)戶的經(jīng)濟(jì)效益,而且還影響著我國(guó)大部分居民冬季的“菜籃子”。我國(guó)北方冬季時(shí)常出現(xiàn)降雪天氣,若降雪尤其夜間降雪后,不能及時(shí)清理蔬菜大棚棚膜上的積雪,輕則影響作物光合作用導(dǎo)致減產(chǎn)降質(zhì),重則造成大雪壓塌大棚,進(jìn)而給農(nóng)戶帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。我國(guó)現(xiàn)階段蔬菜大棚除雪方式基本以人工除雪為主,除雪效率低、費(fèi)時(shí)費(fèi)力,無(wú)法快速實(shí)現(xiàn)棚區(qū)大面積除雪;即便有些大棚采用了半自動(dòng)化除雪設(shè)備,其智能化、自動(dòng)化水平也較低,多數(shù)仍需人工全程參與,同樣做不到短時(shí)間內(nèi)全面清除棚頂積雪。本研究旨在實(shí)現(xiàn)降雪天蔬菜大棚實(shí)時(shí)除雪,通過(guò)深入調(diào)查研究國(guó)內(nèi)外大棚除雪智能化設(shè)備領(lǐng)域研究現(xiàn)狀,在現(xiàn)有除雪設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),研究設(shè)計(jì)了一套蔬菜大棚智能除雪監(jiān)控系統(tǒng)模型。(1)現(xiàn)有除雪車機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)。將結(jié)構(gòu)相同、螺紋方向相反的除雪毛刷和螺旋式除雪鏟作為清雪執(zhí)行機(jī)構(gòu)置于除雪車兩端實(shí)現(xiàn)前后雙向除雪;以履帶車作底盤增加除雪車的運(yùn)行穩(wěn)定性;車身設(shè)計(jì)為半球狀便于車身及棚面積雪滑落。(2)降雪信息采集與速度匹配模塊設(shè)計(jì)。對(duì)OV5640攝像頭和家用星光級(jí)WEB攝像機(jī)采集的原始圖像進(jìn)...
【文章來(lái)源】:山東農(nóng)業(yè)大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
蔬菜大棚Fig.1-2Vegetablegreenhouse
蔬菜大棚智能除雪監(jiān)控系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)與研究2圖1-2蔬菜大棚圖1-3被雪壓塌的蔬菜大棚Fig.1-2VegetablegreenhouseFig.1-3Vegetablegreenhousecrushedbysnow對(duì)于一般性降雪天氣,在雪停后種植戶需要及時(shí)清理蔬菜大棚棚面積雪,通常使用專門的除雪工具以實(shí)現(xiàn)高效清雪。及時(shí)清雪既可以有效保護(hù)蔬菜大棚整體結(jié)構(gòu),避免棚面承重過(guò)高而坍塌,又可以保護(hù)蔬菜正常生長(zhǎng),減少不必要的損失(Zhang,2018)。而遇到持續(xù)降雪天氣時(shí),棚面持續(xù)堆積的積雪會(huì)給棚身整體結(jié)構(gòu)很大的壓力,因此大棚坍塌風(fēng)險(xiǎn)直線增加。這時(shí)候,通常要增加人手人工清雪,如果持續(xù)降雪發(fā)生在夜間,需要連夜清雪。在遇到特大降雪,單靠人工已經(jīng)無(wú)法及時(shí)清雪時(shí),這時(shí)需要及時(shí)破除棚膜,以保護(hù)棚架不受損害(王峰,2004)。待雪停后,及時(shí)清理棚內(nèi)積雪,更換棚膜,在棚內(nèi)加設(shè)火爐等設(shè)備升溫,以減少蔬菜損失。人工除雪盡管費(fèi)時(shí)費(fèi)力,除雪效率低下,但仍然是目前我國(guó)大棚除雪的主要方式。圖1-4棚區(qū)簡(jiǎn)易房Fig.1-4Simplehouseinshed隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備自動(dòng)化、智能化、現(xiàn)代化的推進(jìn)(賈智博,2018),蔬菜大棚智能除雪設(shè)備的研發(fā)也在有序開(kāi)展,但現(xiàn)階段的智能除雪設(shè)備智能控制程度不高,無(wú)法在持續(xù)降雪過(guò)程及時(shí)除雪,除雪過(guò)程中需人工參與。因此,在現(xiàn)有除雪設(shè)備的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一套可以在持續(xù)降雪天氣進(jìn)行實(shí)時(shí)智能除雪的大棚設(shè)備智能除雪監(jiān)控系統(tǒng)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。而農(nóng)戶為了種植作業(yè)方便,常選擇將蔬菜大棚建在離家不遠(yuǎn)的田地里,或者在棚區(qū)地頭搭建簡(jiǎn)易房。為了種植作業(yè)時(shí)保證無(wú)人庭院安全,常常在庭院門口
蔬菜大棚智能除雪監(jiān)控系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)與研究6圖1-5人工除雪Fig.1-5Manualsnowremoval劉莊孝設(shè)計(jì)了一款高架軌道式大棚自動(dòng)清雪機(jī)(如圖1-6),清雪機(jī)在棚上搭建好的軌道內(nèi)前后運(yùn)行,電機(jī)控制除雪板上下滑動(dòng)除雪(劉莊孝,2015)。圖1-6高架軌道式大棚清雪機(jī)結(jié)構(gòu)原理示意圖Fig.1-6Schematicdiagramofthestructureofanelevatedtrack-typesnowplow該方法理論可行性高,除雪效果良好;但是建造成本高,不易于實(shí)現(xiàn)棚區(qū)大規(guī)模除雪,實(shí)際可行性不高。陳以磊等人設(shè)計(jì)了一種利用機(jī)械波原理進(jìn)行除雪的振動(dòng)機(jī)構(gòu)(陳以磊,2012),除雪效果良好,但是也存在著易扯壞薄膜等問(wèn)題。胡清華對(duì)現(xiàn)有設(shè)施農(nóng)業(yè)設(shè)備利弊進(jìn)行分析,指出及時(shí)清理大棚積雪的除雪設(shè)備亟待研發(fā)的問(wèn)題,闡述說(shuō)明大棚除雪車的研發(fā)與應(yīng)用擁有著廣闊的應(yīng)用前景(胡清華,2017)。王梓銘等人通過(guò)壓力傳感器測(cè)量溫室頂
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于無(wú)人機(jī)平臺(tái)的直立作物倒伏監(jiān)測(cè)研究展望[J]. 趙立新,李繁茂,李彥,韓豐民,丁筱玲. 中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2019(11)
[2]基于改進(jìn)型決策樹(shù)SVM的圖像識(shí)別方法[J]. 潘燕. 新鄉(xiāng)學(xué)院學(xué)報(bào). 2018(12)
[3]GM3P核心板在油氣儲(chǔ)運(yùn)中的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)[J]. 孫海洋. 儀器儀表用戶. 2018(11)
[4]山地丘陵地區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械推廣的制約因素及應(yīng)對(duì)措施[J]. 普明光. 農(nóng)業(yè)與技術(shù). 2017(22)
[5]設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械化的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 胡清華. 農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)與裝備. 2017(04)
[6]基于Otsu算法的輸送帶撕裂視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)研究[J]. 郭啟皇,喬鐵柱. 煤炭技術(shù). 2017(04)
[7]探究桌面云機(jī)房在我校高職教學(xué)中的優(yōu)劣[J]. 降瑋. 信息與電腦(理論版). 2017(07)
[8]溫室清雪設(shè)備——高架軌道式自動(dòng)清雪機(jī)[J]. 劉孝莊,馮艷輝. 現(xiàn)代化農(nóng)業(yè). 2015(10)
[9]新型溫室大棚除雪機(jī)的研究[J]. 陳以磊,徐志棟,王清華,牟青青,方亞琴,舒培. 青島大學(xué)學(xué)報(bào)(工程技術(shù)版). 2012(03)
[10]一種新型的雨雪視頻圖像復(fù)原方法[J]. 胡巍,何小海,高明亮,李木維,郭佩. 四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版). 2012(S1)
博士論文
[1]數(shù)字域TDI CMOS遙感相機(jī)高動(dòng)態(tài)高靈敏成像技術(shù)研究[D]. 蘭太吉.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2018
碩士論文
[1]油井動(dòng)液面監(jiān)測(cè)儀校驗(yàn)系統(tǒng)與應(yīng)用研究[D]. 邊松巖.西安石油大學(xué) 2019
[2]基于信息熵的疲勞狀態(tài)決策研究[D]. 田越鑫.西安工業(yè)大學(xué) 2019
[3]基于全卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖像語(yǔ)義分割的算法研究[D]. 滕星權(quán).華中科技大學(xué) 2019
[4]視頻監(jiān)控系統(tǒng)圖像清晰化研究[D]. 蔣亞杰.華北水利水電大學(xué) 2019
[5]基于機(jī)器視覺(jué)的船舶分段自動(dòng)噴涂方法與系統(tǒng)研究[D]. 劉俊杰.江蘇科技大學(xué) 2019
[6]大蔥莖稈力學(xué)特性測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[D]. 賈智博.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[7]基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的小麥葉片含水量無(wú)損檢測(cè)研究[D]. 黃喜梅.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[8]寬幅小麥復(fù)式精播機(jī)控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 張?jiān)鲚x.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[9]基于時(shí)空?qǐng)D表示的監(jiān)控視頻關(guān)鍵幀提取研究[D]. 張巧巧.安徽大學(xué) 2018
[10]基于卡爾曼濾波和指數(shù)平滑法組合模型的公交行程時(shí)間預(yù)測(cè)[D]. 侯真超.遼寧大學(xué) 2018
本文編號(hào):3053974
【文章來(lái)源】:山東農(nóng)業(yè)大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
蔬菜大棚Fig.1-2Vegetablegreenhouse
蔬菜大棚智能除雪監(jiān)控系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)與研究2圖1-2蔬菜大棚圖1-3被雪壓塌的蔬菜大棚Fig.1-2VegetablegreenhouseFig.1-3Vegetablegreenhousecrushedbysnow對(duì)于一般性降雪天氣,在雪停后種植戶需要及時(shí)清理蔬菜大棚棚面積雪,通常使用專門的除雪工具以實(shí)現(xiàn)高效清雪。及時(shí)清雪既可以有效保護(hù)蔬菜大棚整體結(jié)構(gòu),避免棚面承重過(guò)高而坍塌,又可以保護(hù)蔬菜正常生長(zhǎng),減少不必要的損失(Zhang,2018)。而遇到持續(xù)降雪天氣時(shí),棚面持續(xù)堆積的積雪會(huì)給棚身整體結(jié)構(gòu)很大的壓力,因此大棚坍塌風(fēng)險(xiǎn)直線增加。這時(shí)候,通常要增加人手人工清雪,如果持續(xù)降雪發(fā)生在夜間,需要連夜清雪。在遇到特大降雪,單靠人工已經(jīng)無(wú)法及時(shí)清雪時(shí),這時(shí)需要及時(shí)破除棚膜,以保護(hù)棚架不受損害(王峰,2004)。待雪停后,及時(shí)清理棚內(nèi)積雪,更換棚膜,在棚內(nèi)加設(shè)火爐等設(shè)備升溫,以減少蔬菜損失。人工除雪盡管費(fèi)時(shí)費(fèi)力,除雪效率低下,但仍然是目前我國(guó)大棚除雪的主要方式。圖1-4棚區(qū)簡(jiǎn)易房Fig.1-4Simplehouseinshed隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備自動(dòng)化、智能化、現(xiàn)代化的推進(jìn)(賈智博,2018),蔬菜大棚智能除雪設(shè)備的研發(fā)也在有序開(kāi)展,但現(xiàn)階段的智能除雪設(shè)備智能控制程度不高,無(wú)法在持續(xù)降雪過(guò)程及時(shí)除雪,除雪過(guò)程中需人工參與。因此,在現(xiàn)有除雪設(shè)備的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一套可以在持續(xù)降雪天氣進(jìn)行實(shí)時(shí)智能除雪的大棚設(shè)備智能除雪監(jiān)控系統(tǒng)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。而農(nóng)戶為了種植作業(yè)方便,常選擇將蔬菜大棚建在離家不遠(yuǎn)的田地里,或者在棚區(qū)地頭搭建簡(jiǎn)易房。為了種植作業(yè)時(shí)保證無(wú)人庭院安全,常常在庭院門口
蔬菜大棚智能除雪監(jiān)控系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)與研究6圖1-5人工除雪Fig.1-5Manualsnowremoval劉莊孝設(shè)計(jì)了一款高架軌道式大棚自動(dòng)清雪機(jī)(如圖1-6),清雪機(jī)在棚上搭建好的軌道內(nèi)前后運(yùn)行,電機(jī)控制除雪板上下滑動(dòng)除雪(劉莊孝,2015)。圖1-6高架軌道式大棚清雪機(jī)結(jié)構(gòu)原理示意圖Fig.1-6Schematicdiagramofthestructureofanelevatedtrack-typesnowplow該方法理論可行性高,除雪效果良好;但是建造成本高,不易于實(shí)現(xiàn)棚區(qū)大規(guī)模除雪,實(shí)際可行性不高。陳以磊等人設(shè)計(jì)了一種利用機(jī)械波原理進(jìn)行除雪的振動(dòng)機(jī)構(gòu)(陳以磊,2012),除雪效果良好,但是也存在著易扯壞薄膜等問(wèn)題。胡清華對(duì)現(xiàn)有設(shè)施農(nóng)業(yè)設(shè)備利弊進(jìn)行分析,指出及時(shí)清理大棚積雪的除雪設(shè)備亟待研發(fā)的問(wèn)題,闡述說(shuō)明大棚除雪車的研發(fā)與應(yīng)用擁有著廣闊的應(yīng)用前景(胡清華,2017)。王梓銘等人通過(guò)壓力傳感器測(cè)量溫室頂
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于無(wú)人機(jī)平臺(tái)的直立作物倒伏監(jiān)測(cè)研究展望[J]. 趙立新,李繁茂,李彥,韓豐民,丁筱玲. 中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2019(11)
[2]基于改進(jìn)型決策樹(shù)SVM的圖像識(shí)別方法[J]. 潘燕. 新鄉(xiāng)學(xué)院學(xué)報(bào). 2018(12)
[3]GM3P核心板在油氣儲(chǔ)運(yùn)中的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)[J]. 孫海洋. 儀器儀表用戶. 2018(11)
[4]山地丘陵地區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械推廣的制約因素及應(yīng)對(duì)措施[J]. 普明光. 農(nóng)業(yè)與技術(shù). 2017(22)
[5]設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械化的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 胡清華. 農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)與裝備. 2017(04)
[6]基于Otsu算法的輸送帶撕裂視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)研究[J]. 郭啟皇,喬鐵柱. 煤炭技術(shù). 2017(04)
[7]探究桌面云機(jī)房在我校高職教學(xué)中的優(yōu)劣[J]. 降瑋. 信息與電腦(理論版). 2017(07)
[8]溫室清雪設(shè)備——高架軌道式自動(dòng)清雪機(jī)[J]. 劉孝莊,馮艷輝. 現(xiàn)代化農(nóng)業(yè). 2015(10)
[9]新型溫室大棚除雪機(jī)的研究[J]. 陳以磊,徐志棟,王清華,牟青青,方亞琴,舒培. 青島大學(xué)學(xué)報(bào)(工程技術(shù)版). 2012(03)
[10]一種新型的雨雪視頻圖像復(fù)原方法[J]. 胡巍,何小海,高明亮,李木維,郭佩. 四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版). 2012(S1)
博士論文
[1]數(shù)字域TDI CMOS遙感相機(jī)高動(dòng)態(tài)高靈敏成像技術(shù)研究[D]. 蘭太吉.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2018
碩士論文
[1]油井動(dòng)液面監(jiān)測(cè)儀校驗(yàn)系統(tǒng)與應(yīng)用研究[D]. 邊松巖.西安石油大學(xué) 2019
[2]基于信息熵的疲勞狀態(tài)決策研究[D]. 田越鑫.西安工業(yè)大學(xué) 2019
[3]基于全卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖像語(yǔ)義分割的算法研究[D]. 滕星權(quán).華中科技大學(xué) 2019
[4]視頻監(jiān)控系統(tǒng)圖像清晰化研究[D]. 蔣亞杰.華北水利水電大學(xué) 2019
[5]基于機(jī)器視覺(jué)的船舶分段自動(dòng)噴涂方法與系統(tǒng)研究[D]. 劉俊杰.江蘇科技大學(xué) 2019
[6]大蔥莖稈力學(xué)特性測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[D]. 賈智博.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[7]基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的小麥葉片含水量無(wú)損檢測(cè)研究[D]. 黃喜梅.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[8]寬幅小麥復(fù)式精播機(jī)控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 張?jiān)鲚x.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[9]基于時(shí)空?qǐng)D表示的監(jiān)控視頻關(guān)鍵幀提取研究[D]. 張巧巧.安徽大學(xué) 2018
[10]基于卡爾曼濾波和指數(shù)平滑法組合模型的公交行程時(shí)間預(yù)測(cè)[D]. 侯真超.遼寧大學(xué) 2018
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