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便携式猪肉阻抗谱检测系统研制 总被引：5，自引：2，他引：3
基于生物阻抗谱检测原理,设计并实现了一个非破坏性的便携式肉品阻抗谱检测系统,主要包括信号发生单元和检测单元,信号源能够在0.1～250 kHz范围内自动扫频,检测单元由检测电极和增益、相位检测器构成。探讨了检测电极设计方案,比较分析了六钢针电极和四针石墨电极的性能,同时通过试验证明了系统的稳定性,1 kHz以上系统的变异系数CV＜6%;以组内相关系数ICC来评定在不同温度下系统的可靠性,系统模型中Ri、Re、C的ICC均大于65%,系统稳定可靠。选取猪肉样品进行了新鲜度指标与阻抗谱关系的初步研究,结果表明随着猪肉新鲜程度改变,猪肉复阻抗值、复阻抗实部值、复阻抗虚部值以及特征频率都表现出减小的趋势。 相似文献
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为实现豆浆品质快速检测和通电加热电源频率的优化,该文利用精密阻抗分析仪和DJS-10电导电极通过50 mV的激励电压在20 Hz～12 MHz频率范围内测量了不同温度（30～85℃）和不同固形物含量（1.01%～9.58%）的豆浆的交流阻抗。试验结果表明,豆浆阻抗模值与阻抗相位角随测量频率变化具有明显规律。豆浆的阻抗特性与温度以及固形物含量关系显著,且阻抗Nyquist 图存在明显差异。在全频段,豆浆阻抗模值随着温度和固形物含量的升高而减小;在低频段,豆浆阻抗相位角随温度以及固形物含量的升高而增大;在高频段,豆浆阻抗相位角随温度以及固形物含量的升高而减小。同时,研究提出了豆浆的电阻R、电容C、恒相位元件CPE（constant phase element）三元件等效电路模型,并用ZSimpWin软件进行拟合得到了试验条件下豆浆的等效电路元件参数。基于豆浆阻抗随频率变化规律及豆浆等效电路模型分析得出,豆浆通电加热电源的频率应在300 Hz～300 kHz范围内。豆浆的等效电阻R与温度以及固形物含量之间具有良好的负指数关系。CPE参数Q值随温度的升高而降低,当固形物含量超过3.5%后,Q值随固形物含量的升高迅速增加。CPE参数n值随温度的升高而升高,但在本研究中的固形物含量范围内n值并未随固形物含量的改变发生明显变化。本研究为豆浆通电加热电源的频率选择提供了参考依据,同时为基于豆浆电特性分析实现豆浆品质的快速检测奠定基础。 相似文献
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为了探究利用肉的介电特性检测冷冻肉品质的可能性,研究了新鲜鸡胸肉和不同冻融次数的鸡胸肉的品质以及阻抗的幅值和相位角变化状况。在0.05~200 kHz频率范围内,选择了16个不同的频率点进行阻抗特性分析。试验结果表明:鸡胸肉阻抗的幅值会随着频率上升而下降,相位角则相反。冷鲜肉与冷冻肉高频段相位角相差一个数量级,低频段阻抗的幅值差异也极显著(P0.01)。多次冻融处理后,解冻损失、丙二醛含量上升显著(P0.05),pH值变化不明显(P0.05)。反复冻融后低频段阻抗幅值降低(P0.05),大于50 kHz时,相位角有增大的趋势(P0.05),这与正常1次冻结-解冻肉的相位角变化趋势相反。利用径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络提取阻抗和幅值信息建立判别模型可以对不同冻融次数的肉进行较为准确的分类。研究结果表明,阻抗测量作为一种冷冻肉快速无损检测方法具有很大的发展潜力。 相似文献
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基于电阻抗的苹果干燥过程含水率实时检测及动力学分析 总被引：1，自引：1，他引：0
为了找到一种经济便捷的苹果片干燥过程含水率实时检测方法,分析热风温度和风速对干燥过程的影响,该研究实时检测了不同风速和热风温度下苹果片的电阻抗和含水率并分析了其随时间变化的规律。结果表明,干燥过程中苹果片电阻抗随干燥时间的增加而增大,含水率随干燥时间而减小,两者线性负相关(R2≥9.3),因此可以通过电阻抗的变化实时检测苹果干燥过程。苹果片电阻抗和含水率随干燥时间的变化均符合薄层干燥Logarithmic模型;基于电阻抗和含水率分别拟合得出不同条件下的干燥速率,并利用阿伦尼乌斯公式求出苹果试样干燥过程活化能,当风速为0.5和1.0 m/s时,依据电阻抗计算所得活化能分别为32.447和23.212 k J/mol,含水率计算所得活化能为27.320和22.947 k J/mol,依据电阻抗计算所得活化能与前人研究活化能值更一致。研究结果可为苹果片干燥过程在线检测和分析提供参考。 相似文献
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土壤探针阻抗计算方法的理论分析与实验研究 总被引：8，自引：0，他引：8
在基于TDR、FD和SWR等不同方法的土壤水分测量仪器中 ,多针土壤探头作为采样传感器的一个重要组成部分 ,深入研究它的阻抗计算方法对于改进这些仪器的测量精确度具有很高的理论与应用价值。由于描述多针土壤探头电磁特性的麦克斯韦尔方程的边界条件很难确定 ,所以试图利用麦氏方程的解析解分析其阻抗特性从理论上说是“可望而不可及”的。本文依据高频传输线阻抗变换理论与数学分析中夹逼定理的思想 ,提出了一种土壤探针阻抗计算模型。进一步通过对该模型的计算机仿真与实验研究 ,发现土壤探针的阻抗特性可随着测试频率与针长等相关参数的改变在感性负载与容性负载间相互转化。此外 ,当这些相关参数改变时 ,土壤探针的阻抗计算模型还存在着周期性的间断点。 相似文献
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基于无线传感器网络的水产养殖水质监测系统开发与试验 总被引：17，自引：9，他引：8
为解决目前水产养殖水质自动监测系统存在布线困难、灵活性差和成本高等问题,该文构建了基于无线传感器网络的水产养殖水质监测系统。该系统的传感器节点负责水质数据采集功能,并通过无线传感器网络将数据发送给汇聚节点,汇聚节点通过RS232串口将数据传送给监测中心。传感器节点的处理器模块采用MSP430F149单片机,无线通信模块由nRF905射频芯片及其外围电路组成,传感器模块以PHG-96FS型pH复合电极和DOG-96DS型溶解氧电极为感知元件,电源模块以LT1129-3.3、LT1129-5和Max660组成的电路提供3.3和±5V。设计了传感器输出信号的调理电路,将测量电极输出的微弱信号放大,满足A/D转换的要求。节点软件以IAR Embedded Workbench为开发环境,采用单片机C语言开发,实现节点数据采集与处理、无线传输和串口通信等功能。监测中心软件采用VB6.0开发,为用户提供形象直观的实时数据监测平台。对系统的性能进行了测试,网络平均丢包率为0.77%,pH值、温度和溶解氧的平均相对误差分别为1.40%、0.27%和1.69%,满足水产养殖水质监测的应用要求,并可对大范围水域实现水质环境参数的实时监测。 相似文献
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为解决城乡低压配电网运行状态评估问题,提出了一种基于智能电表的城乡低压配电网运行状态评估方法。建立了低压配电网回路阻抗模型,提出了基于智能电表电压与电流变化速率的回路阻抗近似计算方法;建立了需求侧实时电压数据阵和需求侧实时电流数据阵分别记录配电变压器所属的所有智能电表不同时刻的电压与电流量测信息,并通过两矩阵生成了需求侧实时回路阻抗数据阵,以记录配电变压器所属的所有智能电表上游回路的阻抗变化情况;最后基于回路阻抗数据阵详细讨论了低压配电网运行状态的评估方法。实例分析验证了该文所提方法的可行性,智能电表低压回路阻抗的近似计算值与实际值的最大误差不超过81%,最小误差不超过11%,平均误差不超过22%,可满足现场工程实际需求。 相似文献
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无线多点土壤电阻率测量系统设计与测试 总被引：1，自引：1，他引：0
该文设计了一种无线多点土壤电阻率测量系统,该系统包括一个主机和多个从机,根据电流-电压四端法原理自制了土壤电阻率测量传感器,以减小对土壤溶质移动的干扰,采用主从式通信建立测量平台,从机完成土壤电阻率数据的采集、发送功能,从机个数可以根据测量点的要求进行扩展,主机完成土壤电阻率数据接收、处理、显示及存储功能,主机和从机无线通信,采用nRF24L01无线模块,构成了 "一对多"的通信网络。系统有效地解决多点土壤电阻率实时测量的一致性问题,试验结果表明系统具有良好的稳定性和实用性,室外无线有效传输距离可以达到95 m,室内达到75 m,土壤电阻率与含盐量及加水量呈良好的线性关系（R2=0.9991）,与其他测试仪测量的曲线基本吻合,相对误差在1%以内,具备较好的测量精度。 相似文献
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为提高水资源利用率和灌溉智能化管理的需要,设计了以无线传感器网络技术为核心的荔枝园节水灌溉控制系统,该系统的无线通信模块选择CC2530模块,传感器模块包括空气温湿度传感器DHT22,光照强度传感器GY-30,土壤水分含量传感器TDR-3以及一些外围电路,精确采集荔枝园温度、湿度、光照度和土壤含水率等多项环境信息,通过无线传感器网络、通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service,GPRS)和互联网进行数据的传输,保证了传输的实时性和远程性,实现了对荔枝园环境的实时监控;同时,远程服务器和网站上都对荔枝园的土壤含水率的阈值进行了设定,当土壤含水率的值超过了阈值,服务器或者网站就会自动发送相关命令对相应的电磁阀进行控制,实现双向控制。分析、测试了系统的功耗和通信距离,在空旷地带,节点的双向有效通信距离达1 205 m,在荔枝园中双向有效通信距离达81.5 m。在传感器节点系统工作周期为30 min情况下,根据试验结果估算出,两节额定容量为3 000 m A·h的3.7 V锂电池串联可使传感器节点持续工作时间最大为500 d,可使电磁阀控制节点工作5 a以上。试验结果表明,该系统运行稳定,网络平均丢包率为3.87%,能够准确监测荔枝园信息采集和控制电磁阀工作,实现和控制荔枝园智能节水灌溉双向通信。 相似文献
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奶牛饲喂自动机电控制系统的设计与试验 总被引：3，自引：1，他引：2
为开展奶牛精准饲喂及采食行为学研究,设计了一种集自动识别、饲喂、数据自动采集、数据分析与处理于一体的奶牛饲喂自动机电控制系统。该系统包括机械装置、电子识别系统、料槽称质量系统、中央控制系统、现场数据存贮及远程数据提取与分析系统等几部分。其中,机械装置包括料斗、支撑座、栏杆和阻挡单元等;电子识别系统包括阅读天线及料门启闭的气动装置;料槽称质量系统除支撑座外,还有嵌入的质量传感器及线路;中央控制系统包括微处理器、看门狗复位电路、读卡器电路、称质量数据采集电路、数据通信电路、数据收发器电路及外围驱动与稳压电路等。现场数据存贮电路接受来自各个饲喂系统的中央控制系统发送的采食行为数据,其主板结构与中央控制系统基本一致,预设可存贮记录数为14 000条,且采用堆栈数据存贮模式。远程PC端数据提取与分析系统实时管理采食行为数据,并提供多功能的数据挖掘分析。系统测试结果表明,对牛只低频RFID(134 kHz)电子耳标的识读率为100%,料及槽的计量范围为0.01~200 kg,最低称量精度10 g,实际称量相对误差≤0.15%,同时满足奶牛对最大采食量及精准饲喂对计量的需求。系统的采食行为试验表明,奶牛的日均采食次数、采食时间及采食量等采食行为均差异显著(P0.05),符合奶牛的采食行为特点。具体地,奶牛日均采食次数10~13次,日均采食时间5.38 h,而奶牛个体实际采食量与NRC(National Research Council)模型预测的采食量有-4.76%~7.83%的偏差,可能是由各种内外部因素及NRC模型的普适度造成的,有待进一步研究。总之,该系统能较好地实现奶牛个体的精细化饲喂,为研究奶牛的采食行为特点提供了在线、智能化的自动数据采集与分析平台。 相似文献
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分布式网络控制——实现温室环境调控自动化的一种新方案 总被引：5，自引：4，他引：5
针对传统计算机控制技术在温室环境调控中呈现的控制复杂、维修不便和价格昂贵的缺点,该文分析了温室环境调控自动化的现状,提出了一种全新的实现方案。采用分布式网络控制技术并使用国际先进的微型单片机技术和国外高精度、高稳定性的湿敏及温敏器件,研制出全数字化“智能温湿度传感器”和“双回路智能温湿度控制器”。目前研制的温室环境调控自动化系统已在国内数家现代化智能温室推广应用。还对温室环境调控自动化的发展提出了几点看法 相似文献
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基于超低功耗单片机和光电传感器的蜜蜂计数监测系统设计 总被引：1，自引：0，他引：1
蜜蜂授粉是目前冬季设施草莓产量和质量的重要保障,然而尚未有专门针对设施草莓进行蜜蜂授粉效率的监测系统。该文采用MSP430超低功耗单片机系统结合双红外光电传感器和无线串口装置,设计开发了一套基于设施草莓环境的蜜蜂蜂群计数监测系统,用于统计和监测授粉蜜蜂的活动规律并判断其活力。该系统采用超低功耗(1.8~3.6 V,0.1μA/power~down)单片机MSP430G2553作为控制核心,用并联的红外光电传感器分别感应2个通道的蜜蜂进出巢的方向,光电信号触发单片机外部中断后,单片机根据触发顺序对该信号进行处理和转换后开始计数,并把蜜蜂实时进出的数据通过无线模块送入串口软件,最终通过串口软件显示在上位机的界面上以及液晶显示屏上。田间试验表明整套系统性能稳定且功耗低,系统内部设计有稳压芯片TPS7333,可转换为3.3 V电压给系统稳定供电,所以该系统可采用交流电供电和普通5 V移动电源2种供电模式,给田间试验带来了诸多方便。田间试验结果显示,该系统能精确地实时统计蜜蜂进出巢的数据,从而动态反映蜜蜂的活力变化和行为规律,给提高蜜蜂田间授粉效率的研究提供了参考。 相似文献
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基于小区育种的收获机智能测产系统 总被引：2，自引：1，他引：1
摘要：目前,中国境内大部分育种单位产量测试主要采用人工抽检方式完成,劳动强度大,工作效率低,测试数据的质量与发达国家所采用的测产系统相距甚远。为解决这一问题,该文设计研制了一种基于小区育种的收获机测产系统。该测产系统包括上位机和下位机两部分。下位机采用美国TI公司的MSP430单片机,通过粮食水分传感器,重量传感器,环境温湿度传感器,GPS模块,获取收获机的产量、粮食水分含量、环境温湿度及GPS地理位置等信息。上位机采用能够运行MCGS组态软件的嵌入式触摸屏作为人机交互界面。下上位机通过RS-232串口及Modbus协议实现通讯,完成数据的传输。该系统可以自动实现地块号与产量相关数据的准确对应关系,并利用U盘实现海量数据的导入、导出等数据管理功能。并利用虚拟试验验证了该收获机测产系统方案正确和可行,并且可明显提高育种测产的工作效率和数据的准确性。 相似文献
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集成3S，ZigBee和射频识别的土壤采样远程智能管理系统 总被引：3，自引：3，他引：0
为实现农田土壤样本采样及管理智能化,设计了基于3S(GIS:geographic information system;GPS:global positioning system;RS:remote sensing)、ZigBee无线通信、射频识别(radio frequency identification,RFID)、4G等技术的土壤采样智能管理系统,该系统由采集节点、协调器网关、移动终端和远程管理软件组成,其中采集节点用来获取土壤样本的地理位置信息、RFID电子标签数据以及土壤环境的温湿度。协调器网关由ZigBee协调器连接4G模块组成,实现ZigBee无线网络转换为4G网络。4G模块经配置软件配置好服务器IP和端口号等信息后,将采集节点获取的数据传输到远程服务器的管理软件中。通过系统稳定性试验测试,丢包率为0.2%,该系统具有较高的可靠性。移动终端采用掌上电脑PDA(personal digital assistant),实现土样采集的现场监测管理。远程管理软件应用Web、SQL Server(structured query language server)、Socket等技术开发了数据接收显示、百度地图、数据自动成图(2D、3D)等功能模块。利用GPS信息在百度地图中可以实现采样点的实时跟踪,调用数据库数据或者本地试验数据可以自动生成有关土壤信息的空间分布图。该系统采集土壤样本信息的同时也可获取相应的土壤样本养分信息,将土壤养分信息数据按照RFID标签导入土壤管理软件中对应的土样信息栏,生成了土壤养分空间分布图,为后续变量施肥提供决策支持。 相似文献
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熟肉真空冷却过程中水分迁移理论分析和实验（简报） 总被引：2，自引：1，他引：1
真空冷却过程是复杂的相变传热传质过程。该文在能量和质量守恒理论的基础上,经过适当的简化,建立熟肉真空冷却过程中水分迁移的数学模型来分析水分迁移机理。利用圆柱形熟肉块的真空冷却实验来验证真空冷却过程中水分迁移的数学模型以获得真空冷却过程中熟肉的温度和压力的变化。结果分析发现：温度的模拟结果与实验数据基本一致,最大误差在5％以内,这表明此模型能够很好地预测真空冷却过程中熟肉内部的温度和压力分布。而且,通过模拟结果和实验数据可以得知：真空冷却过程中水分从熟肉内部向外部迁移的主要驱动力是熟肉内部之间的压差以及熟肉与真空室内之间的压差。因此,在实际应用过程中,为了提高真空冷却速率,应尽可能降低真空室内的压力以增加水分迁移的驱动力。 相似文献