具有成熟度无损检测功能的8424型西瓜大棚控制系统
早佳(8424)西瓜特性及其大棚高效栽培
由于西瓜 具有忌连作 、 需肥多 、 涝、 怕 耐早 、 系发 根 达等特点 ， 因而选择瓜地 时 ， 应选 择地 势高燥 、 土层 深 厚、 通透性好 、 排灌方便 的地块 ， 以肥 沃的沙 质土和耕 作层深厚 的沙 土最为适 宜。 前茬 以玉米 、 水稻 、 油菜 、 棉 花等作 物为好 ， 不宜选用前 茬为 荞麦 、 科 、 豆 茄科 及其 它瓜果类作物 的地块 。
优质无 公 害 西瓜 的产 地必 须 选择 在生 态环 境 良 好， 不受工业 “ 三废 ” 及农村 、 城镇生活 垃圾 ， 医院 污水
及废弃物污染 的农 业生产 区域 ， 并避开公路主 干线 。
整后 每 １ 瑚 撒施 ４ ％硫酸钾 型复合 肥 ０２ ｇ １％钙 镁 ５ ． 、２ ｋ 磷肥 ２ ｇ 浇施 ２ ０ ｋ， ０ ０倍 翠康 生力 液 溶液 ， 润度 以手 湿
效栽培技 术， 是一次性定植 、 全年 多次采收的技术 ， 即头年 １ ２月上 中旬播 种育苗 ， ２月份 定植于 大棚 ， 当 ４月下 旬至 ５月上 旬开始
采收 ， 一直延续到 １ 月上 中旬，６ｍ 产量可达 ６ ￣ｋ ， １ ６７ ２ ５ ｇ 产值达 １ 万元， 具有 经济效 益高、 适于专业化 生产的特 点。
甲草胺 。 待泥土 干湿适宜 时 ， 覆盖地膜 ， 待打穴栽瓜 ， 等 每畦沿打穴栽瓜位置铺设 １ 条滴 管带 。
２３ 培 育壮 苗 ．
西瓜 实施大棚栽培 ，如何调控西瓜生长 的基本 条 件 ，为西瓜 的优质 丰产创造适宜的生态条件显得更 重 要。 西瓜生长 的总体生态条件要求是 ： 高温干燥 的气 喜 候， 生育适 温 为 ２ — ０ ； 求 光照充 足 ， ４３℃ 要 开花 结果期 光照充足和温度 高 ， 结果 大且品质好 ； 西瓜是耗水量较 大的作物 ， 实施大棚栽培 ， 生育期 延长 ， 消耗水 量大 。 但 对涝 灾 比较敏感 ，瓜 田不 能积水 ，要保持瓜 田见干见 湿； 西瓜 对土壤 的适应性 较广 ， 以土层深 厚 ， 灌便 但 排 利， 地力肥沃的沙壤土或壤 土最佳 。 ２ 大棚高效栽培关键技术
【CN209821009U】一种西瓜成熟度无损检测装置【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920513460.2(22)申请日 2019.04.16(73)专利权人 南京信息工程大学地址 210044 江苏省南京市江北新区宁六路219号(72)发明人 裴晓芳 胡敏 孙翔 (74)专利代理机构 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204代理人 柏尚春(51)Int.Cl.G01N 9/36(2006.01)(54)实用新型名称一种西瓜成熟度无损检测装置(57)摘要本实用新型公开了一种西瓜成熟度无损检测装置，包括主机架、螺纹杆、电机、移动臂、抓手、压力测量模块、水槽和水位测量模块；所述螺纹杆通过主机架固定纵向竖立，并通过电机控制螺纹杆转动，所述移动臂穿过螺纹杆设置于主机架上，并通过螺纹杆转动实现纵向移动，所述抓手通过压力测量模块固定在移动臂外端部的下表面，所述水槽位于移动臂的下方，通过水位测量模块测量水位变化值。
本装置通过测量西瓜体积和西瓜浸入水中时所受压力，间接计算西瓜的密度，根据密度判断西瓜是否成熟，能够达到西瓜无损检测，制作成本低，体积小，且易操作。
权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 209821009 U 2019.12.20C N 209821009U权 利 要 求 书1/1页CN 209821009 U1.一种西瓜成熟度无损检测装置，其特征在于：包括主机架(1)、螺纹杆(2)、电机(3)、移动臂(4)、抓手(5)、压力测量模块(6)、水槽(7)和水位测量模块(8)；所述螺纹杆(2)通过主机架(1)固定纵向竖立，并通过电机(3)控制螺纹杆(2)转动，所述移动臂(4)穿过螺纹杆(2)设置于主机架(1)上，并通过螺纹杆(2)转动实现纵向移动，所述抓手(5)通过压力测量模块(6)固定在移动臂(4)外端部的下表面，所述水槽(7)位于移动臂(4)的下方，通过水位测量模块(8)测量水位变化值。
温室远程监控系统为大棚西瓜种植提供便利
温室远程监控系统为大棚西瓜种植提供便利对于温室中的瓜果蔬菜来说，温室中的温度湿度、土壤温度、土壤水分、光照强度、二氧化碳浓度等环境参数对它们的影响很大，因此在温室作物的培育中，对于环境参数的的控制显得格外重要。
随着信息化技术的发展，温室远程监控系统已经开始运用到了温室的生产中。
大力发展设施农业生产是实现农业可持续发展的一个重要途径，而随着近年来控制技术和信息化技术的飞速发展，设施农业装备实现智能化、精准化、信息化已经成为了可能，我们知道以往的温室大棚是进行手工操作的，对于设备的开启关闭都是需要人工去完成，非常不方便。
但是如果能够有温室远程监控系统这样的一套自动化系统来自动调控的话，那么就能改变植物生长的自然环境，创造适合植物最佳的生长条件，避免外界恶劣的气候，达到调节产期、促进生长发育、防治病虫害的目的，同时收获优质高产的果蔬、促农增收。
通过在西瓜种植中应用温室远程监控系统，32座拱棚均实现了智能终端控制自动化管理，在种植期间，使用手机就能远程查看温室监测参数，实时管控园区内日光温室。
结果发现，温室远程监控系统的科学管理，不仅节省了拱棚西瓜管理中30%的用工成本，而且经济效益也提高了20%，为西瓜种植基地提供了强大的科技支撑。
而基于RFID技术的温室大棚环境监控系统，能够24小时自动采集西瓜种植当前环境信息，并采用主动方式发送采集到的数据，数据经无线传感网络传递至中心控制平台。
通过这种以数据为中心的网络，管理人员可以随时查询种植西瓜的各温室大棚以及大棚内各个节点当前环境信息，具有高度的实时性和精确度。
标签发射信号时间间隔可根据用户实际要求调节，整个过程无需人为干预。
而且工作人员还可以通过系统中心监控平台对采集标签采集的数据进行分析与处理，通过事先设定的阀值范围，系统可以自动启动与调节风机、卷帘机、空调、光照、灌溉等设备，为西瓜提供一个最适宜的生长环境。
而随着温室远程监控系统的日趋完善，利用它来自动温控卷帘等已经不再是问题，而更重要的意义在于，通过温室远程监控系统在西瓜示范基地中的应用，我们不仅可以看到自动化监测控制技术所带来的巨大经济效益，而且为温室远程监控系统在各地区日光温室中的推广应用提供了支持，最终达到降低管理成本、提升生产效益的目的。
西瓜成熟度无损检测仪研究与开发_
动 MEMS
单 片 机
按键功能 选择
1
硬件部分设计方案 • MEMS加速度传感器电路部分 • 称重传感器信号处理电路部分 • 凌阳单片机控制计算部分
系统硬件结构框图
液晶 模块 RS232 通信 数据缓 冲电路 电源模块 图2 系统硬件结构框图 语音 模块 按键 模块 称重传感器信号 处理电路 MEMS加速度传感 器
SPCEO61A
软件部分设计方案
整个软件是针对凌阳单片机进行编程，根据操作的流程，整个软件 设计的过程如下:
质量信 号采集 系统初 始化
质量 校正
成熟度指 数计算
输出结果 成熟度指 数校正
振动信 号采集
FFT 变换
图3 系统软件结构框图
主要创新点与特色
• 本设计将MEMS技术引入到水果品质无损 检测技术当中 • 将凌阳单片机作为处理器，代替成本偏高 的DSP，降低了成本，且按键操作极其简 单 • 添加了语音播报的功能 • 优化算法使得检测更加快捷
项目研究的预期成果
• • • • • 实现硬件设计 实现软件设计 发表论文2—3篇 制作出实际样本 申请一项专利
谢谢大家
总体设计方案
本设计使用MEMS加速度传感器芯片内部 集成了A/D、D/A信号放大和低通滤波等电路， 而且设计中使用的凌阳单片机自带A/D不需 要另外设计数据采集电路，使系统简化， 输出结果能在液晶显示器上显示，不但能 显示成熟度指数、成熟度等级还能显示西 瓜的质量和振动的波形
系统的总体设计结构框图
本设计使用mems加速度传感器芯片内部集成了adda信号放大和低通滤波等电路而且设计中使用的凌阳单片机自带ad不需要另外设计数据采集电路使系统简化输出结果能在液晶显示器上显示不但能显示成熟度指数成熟度等级还能显示西瓜的质量和振动的波形液晶显示结果按键功能选择冲击振动称重传感器西瓜mems加速度传感器凌阳单片机控制计算部分按键模块语音模块称重传感器信号处理电路mems加速度传感电源模块spceo61ars232通信数据缓冲电路液晶模块系统硬件结构框图整个软件是针对凌阳单片机进行编程根据操作的流程整个软件设计的过程如下
早佳(8424)西瓜大棚栽培技术
早佳(8424)西瓜大棚栽培技术【常见问题】早佳(8424)西瓜大棚栽培技术图：早佳(8424)西瓜大棚栽培【专家解答】1.瓜地选择优质无公害西瓜的产地必须选择在生态环境良好，不受工业“三废”及农村、城镇生活垃圾，医院污水及废弃物污染的农业生产区域，并避开公路主干线。
由于早佳(8424)西瓜具有忌连作、需肥多、怕涝、耐旱、根系发达等特点，因而选择瓜地时，应选择地势高燥、土层深厚、通透性好、排灌方便的地块，以肥沃的沙质土和耕作层深厚的沙土最为适宜。
前茬以玉米、水稻、油菜、棉花等作物为好，不宜选用前茬为荞麦、豆科、茄科及其它瓜果类作物的地块。
2.整地建棚秋末冬初，清除田间残枝败叶、杂草等后深翻25~30cm，待土壤干湿适宜，易于破碎时进行平整细耕，并深开围沟。
根据大棚的宽窄、长短进行规划作畦，开沟排水。
大棚采用错位排列，即每排棚之间相隔2~3m，每排棚内中沟对另一排棚间排水沟。
一般采用竹木搭建拱形大棚种植西瓜，9m跨度的，采用对称式搭建，即以中间立柱为对称点，设立侧桩(1排中间立柱，2排侧桩)。
3根钢丝索为拉杆，将竹片、立柱、侧桩连成一体；7m跨度的，1条拉杆(钢丝索)将1排立柱、竹片连成一体。
大棚搭建好后，施肥整地作畦。
6~9m宽度大棚均作成2畦。
667m2撒施12%钙镁磷肥50kg、45%复合肥15~20kg、硼砂及硫酸锌各1.5~5kg，随后喷72%异丙甲草胺。
待泥土干湿适宜时，覆盖地膜，等待打穴栽瓜，每畦沿打穴栽瓜位置铺设1条滴管带。
3.培育壮苗早佳(8242)西瓜实施大棚栽培，一般在12月上中旬至翌年1月上中旬播种育苗，1月下旬~2月中下旬移植大棚内，育苗季节正值严寒霜冻雨雪天，江西境内大多是阴多晴天少，因阳光少、温度低育苗难度大，因此，生产上应采用“三棚五膜”电热温床育苗法。
1)营养土的配制及消毒。
选择结构良好的沙壤土作营养土，顺着苗床方向精耕细翻宽1.2~1.4m，深15cm，长度与苗床长度一致或略长的畦，清除泥中杂质。
大棚温湿度自动检测报警系统
大棚温湿度自动检测报警系统【摘要】本系统针对所使用的AT89S52单片机的性能和发展情况做了比较详细的介绍，对本系统使用的温度芯片DS18B20和湿度芯片HS1101做了性能方面的简单说明。
对各部分的电路一一进行了介绍，最终实现了该系统的硬件设计，绘制了电路原理图、印制电路板图。
在软件设计方面完成了各功能模块的流程图，并根据设计要求对需要实现的功能经过反复的模拟运行、调试、修改简化，最后得出一套完整的软件系统。
课题主要任务是完成环境温湿度检测，并可以通过按键设定最适宜温度，当环境温度与设定温度相差4℃以上时，报警系统发光二极管（红色）与蜂鸣器即启动，设计后的系统具有操作方便，控制灵活等优点。
目录1.绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31.1课题背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11.2温湿度采集技术现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11.3预期目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31.4方案比较．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31.4.1温度传感器的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41.4.2湿度传感器的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41.4.3显示模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41.4.4系统总体方框图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32.器件介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42.1温度传感器DS18B20介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42.2湿度传感器HS1101介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．102.3 单片机AT89S52介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．132.3.1 内部结构、资源．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．132.3.2 机器周期和指令周期．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14 3硬件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．143.1总电路图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．143.2 温度测量电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．153.3湿度测量电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．153.4数码管显示电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．163.5 系统的PCB图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16 4软件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．174.1主程序流程图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．174.2按键扫描子程序流程图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18 4.3温度程序流程图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．194.4湿度程序流程图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21 5调试结果与总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．216致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22 参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23 程序清单．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．241.绪论1.1课题背景温湿度是衡量温室大棚的重要指标,它直接影响到栽培作物的的生长和产量,为了能给作物提供一个合适的生长环境,首要问题是加强温室内的温湿度的检测, 但传统的方法是用与湿度表、毛发湿度表、双金属式测量计和湿度试纸等测试器材，通过人工进行检测，对不符合温度和湿度要求的库房进行通风、去湿和降温等工作。
早佳8424西瓜大棚高产栽培技术
河南农业２０１８年第２期（上）LIANG ZHONG LIANG FA良种良法一般要求双层大棚、中拱棚、小拱棚、地膜5层保温，寒潮来时还要在小拱棚上加盖毛毡，使夜间温度不低于15℃。
（三） 播种育苗在作好的床坑上面布设电热线（功率为80~100W/m 2），上面排放穴盘。
播种前穴盘要浇透水，每穴播1粒种子，覆1 cm 厚干基质，然后覆盖地膜，四周用泥土压紧，在苗床上方40~50 cm 高度架设2根电热线（提高气温），随后搭好小拱棚，关好棚口。
（四）苗期管理苗期采取“二高二低”温度管理。
出苗期白天土壤温度控制在30℃，夜间18℃。
30%种子出苗时，2.5片4时前7天盖好处打穴，水），待低温度不低于15℃。
当子蔓生长至坐果节位时，加大通风换气，降温促坐果，一般定植后前1个月，紧盖小棚膜，略开大棚口，适时通风排热排湿。
瓜蔓长至8节，以瓜头不受冷害为准，常开大棚口，略开小拱棚中间两侧，加强通风，延长通风时间。
开花结果至幼瓜鸡蛋大小时，棚温控制在30℃左右， 昼夜温差为10℃~15℃。
随着气温升高，瓜蔓长大后，可撤去小拱棚。
（二）肥水管理大棚栽培西瓜除在抽蔓期浇水和果实膨大期结合追肥浇水外，一般均不需浇水和施肥。
当幼瓜长至碗口大小时，每667 m 2冲施50%大量元素水溶肥（N-P-K 为16-6-28+TE）5 kg 或力康农果力康液体肥8 kg，间隔7~8 d 再冲施1次，瓜成熟前需进行控水。
在每次采收西瓜后第2天就要冲施肥料，促进子孙蔓生长。
对坐瓜多，苗势差的要增施叶面肥。
施肥时间掌握在下午3时以后，高温季节要延迟到晚上7时左右施肥为好。
（三）植株调整大棚西瓜一般采用二蔓整枝法。
即在其中一条主蔓13~15节位处选留一瓜，另一条主蔓先不留瓜，2条主蔓上的侧蔓均全部摘除，以减少养分消耗。
第1茬西瓜成熟采摘后，将该条主蔓从距基部20 cm 处剪去，在另一条主蔓上选留一瓜，结第2茬瓜，从株基部新发的曼再留作一条新主蔓，2茬瓜成熟后，如市场行情好，可在新的主蔓上选留第3茬瓜。
一种西瓜成熟度检测装置[实用新型专利]
![一种西瓜成熟度检测装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/a2f9ebdff111f18582d05a2c.png)
专利名称：一种西瓜成熟度检测装置
专利类型：实用新型专利
发明人：许丽佳,杨宵,康志亮,温洪,邹志勇,黄鹏,侯景瑞,孙云龙,何建平
申请号：CN201520510987.1
申请日：20150715
公开号：CN204758543U
公开日：
20151111
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种西瓜成熟度检测装置，由一根方形不锈钢空心长盒、吸盘、敲击模块、声波采集模块、声波处理模块、微处理器、LED显示屏、电源开关和启动开关组成；所述吸盘固定于空心长盒末端，其中心开有孔洞，可减少外界声波的干扰；所述敲击模块位于吸盘中心的孔洞处并与其无缝连接，可对西瓜进行敲击以此产生声波；所述声波采集模块依附在敲击模块上，用于采集敲击模块所产生的声波数据并将声波数据传送至声波处理模块；所述声波处理模块位于空心长盒内部，用于对声波数据进行分析以此判断西瓜是否成熟；所述微处理器附着在空心长盒内部，用于控制电源开关、启动开关以及LED显示屏；所述LED显示屏位于空心长盒表面，用于显示西瓜是否成熟。
本实用新型结构简单、方便可靠，能高效地对西瓜成熟度进行检测。
申请人：四川农业大学
地址：611130 四川省成都市温江区惠民路211号
国籍：CN
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如何种植早佳8424西瓜_早佳8424西瓜种植的方法
如何种植早佳8424西瓜_早佳8424西瓜种植的方法早佳8424西瓜深得很多人的喜爱，那么早佳8424西瓜怎么种植呢？今天店铺就来给大家讲讲早佳8424西瓜种植的方法。
早佳8424西瓜种植的方法种植早佳8424西瓜：播种与育苗(1)发芽温度。
28-30度。
直播或催芽播。
(2)育苗土。
用肥沃、疏松、保水性良好的人工配制的营养育苗土进行育苗。
土壤如有病原菌污染时，宜事先进行土壤消毒。
(3)育苗温度。
20-25度。
定植前7天开始降至15度，进行练苗。
(4)育苗天数。
约40-45天，以真叶4-5片的大苗定植为宜。
定植前2天可苗床留5叶打顶事。
早春促成栽培，定植后容易导致植株生长缓慢甚至停止生长，宜采用直径为10*8—10*10厘米营养钵育苗。
(5)注意点：注意苗床温度的管理，防止瓜苗徒长，培育壮苗，定植前要充分练苗。
种植早佳8424西瓜：大田准备(1)整地和保温。
定植前一个月，至少在半个月以上，要求施肥、整地、作畦。
整地前5天充分灌水(如土壤含有适宜水分时则不必灌水)。
待土壤水分通过浸透和蒸发达到适宜时，将基肥均匀地施于地面，然后翻耕、碎士、作畦宽连沟2米，高畦(畦高30厘米)。
在连作或有蔓割病发生危险的土地上栽培，必须进行土壤消毒，或使用抗蔓割病砧木嫁接的嫁接苗。
对于早春促成栽培，整地完成后，切忌马上定植。
必须覆盖好透明地膜，做好大棚内小拱棚，并封闭大棚，提高畦内土温。
(2)施肥。
按不同品种对肥料量的需求，同时还要考虑栽培地的肥沃程度、或前作残效量多少。
一般情况下，不宜过多施肥，特别氮肥，否则会导致植株生育过旺、雌花着生不良、影响坐果、果皮变厚等不良现象的发生。
一般基肥的施肥量为：氮(N)3-4千克，磷12-15千克，钾6-8千克。
使用的肥料以腐熟的有机堆肥配合适量的化学肥料为宜。
生育期如有缺肥现象发生时需进行适当的追肥。
种植早佳8424西瓜：温湿度管理(1)温度管理。
定植初期，为确保植株成活、促进早发。
西瓜成熟度无损检测系统的设计
西瓜成熟度无损检测系统的设计
张福军;衣淑娟;刘坤
【期刊名称】《农机化研究》
【年(卷),期】2011(033)011
【摘要】针对如何方便、快速、准确地判断出西瓜成熟度的问题,设计了西瓜成熟度无损检测系统.该系统以ADXL50加速度计与C8051F310单片机为核心,对西瓜敲击振动的固有频率进行采集和计算,能够实现西瓜成熟度、质量、固有频率、振动波形的显示.该系统主要由频率采集电路、键盘电路和显示电路组成.实验结果表明:当西瓜受到外界敲击时,检测出来的固有频率与西瓜的含糖量成正比.系统硬件设计合理,为便携式西瓜成熟检测仪的广泛应用提供了技术支持.
【总页数】4页(P24-27)
【作者】张福军;衣淑娟;刘坤
【作者单位】黑龙江八一农垦大学信息技术学院,黑龙江大庆 163319;黑龙江八一农垦大学信息技术学院,黑龙江大庆 163319;黑龙江八一农垦大学信息技术学院,黑龙江大庆 163319
【正文语种】中文
【中图分类】TP368.1
【相关文献】
1.基于MEMS与单片机的西瓜成熟度无损检测系统的研究 [J], 沈蓉尔;韩玉杰;吴刚
2.小型西瓜果实成熟度的无损定性判别 [J], 李永玉;赵洪卫;常冬;韩东海
3.浅谈具有成熟度无损检测功能的8424型西瓜大棚控制系统 [J], 耿同
4.浅谈具有成熟度无损检测功能的8424型西瓜大棚控制系统 [J], 耿同
5.基于MEMS的西瓜成熟度无损振动检测 [J], 涂文俊;张宇;耿涛;李晓;王薪淼因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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321 概述1.1 基本概念早佳8424西瓜，简称8424，从20世纪80年代推广至今在上海及江浙等地极受欢迎，是当代市场和农业产业中的主要瓜种。
8424在全国范围内屡屡获奖，在全国南方西瓜早熟品种评比中获一等奖、上海市优质西瓜展中获一等奖、中国农业博览会上获得金奖，因此研究针对该种西瓜的种植策略迫在眉睫。
温室技术对于当代西瓜种植是必不可少的，也是具有决定性意义的。
目前，大多数农村地区虽然采用了温室种植，但还处于较为粗糙的初级保温阶段，并未实现自动控制，且即使是采用可实时控制系统也不能提前预测，使得西瓜生产者不能根据情况提前做出准备。
人们从互联网上采集当天与未来几天的温湿度情况来进行处理。
在西瓜种植过程中，温湿度是两大基本要素。
在西瓜不同的生长时期有不同的温湿度要求。
适宜气象条件情况：8424品种在25℃～28℃之间生长快。
并且要求土壤有充足水分供给，相对湿度要求在80%附近，因此可按照该要求控制大棚相应的温湿度。
而在不利气象条件下：温度＜20℃时同化作用缓慢，＜15℃或＞40℃时影响同化作用。
土壤相对湿度＜80%时开始偏旱，＜75%时开始抗旱，＜50%时严重干旱。
土壤相对湿度＞95%，水、气关系失调，根系缺氧。
干旱时，果实不能正常成熟，含糖量低、品质恶劣。
另外，由于西瓜种植中可能出现过熟或不熟的情况，还应对西瓜进行无损成熟度测量，对其成熟度进行理论判断，以免错过最佳的收割时间。
成熟度与西瓜固有频率和质量相关，根据查阅资料得到算法，可以进行无损测量。
1.2 研究目的与内容由于当代大多大棚未实现自动化控制，更加没有预测性自动化控制，给作物生产者带来了很大的负担。
他们面对突如其来的天气变化会表现得措手不及。
而西瓜的种植非常依赖大棚系统，并对温湿度有较高的要求，因此研发一套能够获得多日温湿度信息并根据多日信息进行智能自动控制的西瓜大棚系统迫在眉睫。
另外西瓜成熟度的判断对于西瓜种植也非常重要，过熟和不熟将会对于经济效益产生重大的打击，因此无损测量西瓜成熟度也是当代浅谈具有成熟度无损检测功能的 8424型西瓜大棚控制系统耿 同（浙江大学，浙江 杭州 310007）摘要：文章叙述了利用互联网络采集连续4天的温湿度信息对8424型西瓜大棚进行有利于西瓜生长的有预见性的自动控制，同时提供对西瓜的手动无损成熟度测量服务，利于SOCKET 进行从网络采集数据的编程，以ARM9开发平台支持对全国所有省会、直辖市的选择，对8424型西瓜大棚的温湿度进行自动控制。
控制终端为环流风机、机械通风风机、热水采暖系统和微灌系统，分别对温湿度进行控制。
无损成熟度测量采用声波传感和压电传感，经过虚拟仪器进行FFT 处理，得到最终的成熟度判断结果，实现产品设计功能。
关键词：互联网络；大棚自动控制；8424型西瓜；成熟度无损测量中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）26-0032-042012年第26期（总第233期）NO.26.2012（CumulativetyNO.233）农民一项迫切的需求。
本项目主要面对8424型西瓜进行基于互联网络的带有成熟度检测功能的大棚自动控制系统。
系统通过上位机控制平台采集当日与未来几日的温湿度情况通过串口与下位机相连，根据所在地区在下位机触屏中国地图显示界面上选择所在的省会、直辖市，并通过对于西瓜生长与温湿度的算法给出系统建议。
用户可以选择按照控制建议实现自动控制大棚内部的温湿度情况，也可以通过下位机触屏各类控制按钮实现实时控制大棚内部的温湿度情况。
因此，种植者可以根据温湿度情况做出提前准备并根据自己的情况实现控制。
系统将非接触式西瓜成熟度测量装置通过控制端口和继电器进行启动，由用户检测西瓜的成熟情况，根据无损成熟度测量仪器上的提示LED灯判断成熟与否，以避免过熟和不熟的情况，影响效益。
2 设计原理与实现2.1 需求分析本项目大体分为两大模块，分别完成两方面需求。
信号采集与控制模块实现基于互联网的温湿度信息下载，通过串口传入下位机，下位机采用ARM9S3C2440平台，以实现温湿度采集工作。
控制工作完全由ARM9实现，通过3.5寸液晶触屏实现人机界面，用户通过中国省会、直辖市选择自己所在地区，有上位机接收下位机信号，并返回温湿度信息。
通过算法计算得出温湿度控制建议，用户可根据后几天的温湿度信息做出准备，并由用户通过触屏进行选择，以便实现自动控制或即时控制。
控制端通过继电器接其他控制系统。
由降温和加热系统实现温度调节，由增湿系统实现适度调节。
到此，需求信号采集与控制模块可以实现。
本系统需要实现西瓜的无损测量，并通过亮灯的形式对用户进行成熟提醒。
该需求基于声波传感器对西瓜的震动频率通过虚拟仪器分析得到固有频率，与电子称进行统一计算，根据已实验验证的算法可以获得成熟度指标。
2.2 设计思路2.2.1 采集温湿度信息与自动控制模块。
本项目采用控制平台的模式对大棚进行控制，产品硬件分为上下位机，上位机即控制台的PC机；下位机为S3C2440，实现地区选择和控制选项。
控制端4个端口分别接降温系统、加热系统、增湿系统、无损成熟度测量模块，对大棚实现具体的控制。
算法根据农业方面的资料，经过模糊处理，选择温度控制在25℃到28℃之间，湿度控制在75%到85%。
由于大部分地区湿度不高于85%，因此没有设计降湿系统。
数据采集模块设计思路：根据下位机通过串口上传的信息，判断城市名称并通过SOCKET进行编写程序，从互联网上提供的免费数据库（www.xmlweb. com）进行该城市当天与未来3天的温湿度信息下载，并按照与下位机的协议通过串口传回下位机。
下位机设计思路：首先打开电源进入开机界面，通过滑动解锁进入地图界面，中国地图分为5张小图，通过滑动屏幕进行图片切换，通过点击进行城市选择。
城市选择后向上位机传输城市代码，进入LOADING界面等待信息回传，信息由#作为终止符，按照当日温度、当日湿度、次日温度、次日湿度，以此类推，8个终止符传输8个温湿度信息即4天的温湿度信息。
后3天的温湿度信息用于生产者做准备起到提示作用，当日温湿度信息用于具体实现自动控制。
显示温湿度信息界面后，可以点击系统建议按键进入下一界面，用户可以看到根据温湿度信息系统通过模糊算法得到的控制建议结论，并可以通过点击增湿、加热、降温三个按键对控制建议进行调整，在点击自动控制按键后，控制开始执行，执行过程中亦可进行即时控制。
控制端接三个温湿度控制系统，其中降温系统由环流风机、机械通风风机组成。
环流风机放置于温室骨架上，这样放置可以保证对其进行处理操作更加方便，并且放置风机直接对西瓜进行吹风，伤害瓜苗。
机械通风选用负压排风方式的轴流式风机，安置于温湿下风口风墙上。
加热系统采用热水采暖系统调节温度。
增湿系统采用微灌系统实现。
另一个控制端口接无损西瓜成熟度测量模块，当测量结果经过模糊算法证实成熟亮灯，待瓜农采摘。
2.2.2 无损成熟度测量模块。
无损成熟度测量模块通过压电传感器和麦克分别对西瓜进行质量检测和基频检测，通过瓜农在下位机开启无损测量控制，进入大棚对西瓜进行拍击，拍击产生的震动33信号通过麦克采集通过采样器返回上位机，通过虚拟仪器的模式对串口传回的质量信号和震动信号进行计算比较和判断得到最终结果，并通过亮灯的方式提示用户西瓜已经成熟可以采摘。
2.3 模块详述2.3.1 信号采集与控制模块。
液晶屏模块：液晶屏从本质上来讲是一个外部存储器，将每个液晶屏的像素点根据程序通过RGB 赋以颜色。
另外由于项目中需要文字显示，还要首先根据像素点进行建立和扩展文字库。
另外对液晶屏驱动进行一些适当的调整。
触摸屏模块：触屏模块采用相对成本低廉的3.5寸触屏，由于产品用于农业控制，触屏要求并不高。
由于设计滑动解锁、拖动图片、切换图片等功能，需要对触屏每个像素点的坐标进行线性化处理。
由于要对省会、直辖市进行点击，需要相对精确，因此线性化处理格外重要。
数据采集模块：数据采集模块设计思路：根据下位机通过串口上传的信息，判断城市名称并通过SOCKET进行编写程序，从互联网上提供的免费数据库（）进行该城市当天与未来3天的温湿度信息下载，并按照与下位机的协议通过串口传回下位机。
控制模块：通过地图选择对上位机进行信息申请，根据返回信息通过模糊算法对用户提供系统建议，并根据用户通过人机界面对下位机发送的命令通过电磁继电器对环流风机、机械通风风机、热水采暖系统、微灌系统、无损成熟度测量仪器进行控制。
用户也可以同时进行即时控制。
温室循环通风选用简洁型环流风机，置于温室骨架上，这样不但对于用户对其的操作更加方便，并可以避免其直接吹风于瓜苗上，对瓜苗造成不利影响。
机械通风选用负压排风方式的轴流式风机，置于下风向山墙上。
热水采暖系统调节温度，其可以保证较高的稳定性和均匀性，但是该系统一次性投资相对多、循环动力大，针对大型的温室群来说，该系统热损失小的优势便有所体现，运行相对经济。
加热系统由锅炉、热水输送管道、循环水泵和阀门组组成。
微灌系统由水源、首部枢纽、输配水管网和灌水器以及流量、压力控制部件和量测仪表组成。
滴灌滴头采用内镶式滴灌管，喷灌喷头设计为旋转式，该喷头用水量较少、耗能低、雾化好，可以较为高效的对温室湿度进行改善。
灌溉用电磁阀控制。
图1 系统硬件框图图2 主程序流图citytemp()函数程序流图图3 citytemp()函数程序流图342.3.2 无损测量模块。
算法介绍：通过查阅资料初步得到了西瓜成熟度与固有频率、西瓜质量的关系，之后通过多次试验，用MYDAQ作为采样器在PC上进行模拟，对于8424西瓜的实验数据进行分析，验证了资料中的算法。
对水果成熟度的声音频率法测量有如下公式Q=f2m2/3（注：Q：成熟度指数，f：西瓜固有频率，m：西瓜质量）。
图4 成熟度指数与成熟度的关系硬件结构：控制端口接通无损测量仪电源端，通过电桥分压模块对麦克和压电传感器进行供电和开关控制。
当控制端由用户在下位机打开时，电源对麦克以及压电传感器进行供电，由用户决定对西瓜进行测量，测量信号传回上位机，作为虚拟仪器。
根据已经验证成立的Q=f2m2/3算法，进行成熟度计算，并通过LED灯进行模糊判断，提供给用户该西瓜的成熟程度。
图5 无损8424西瓜成熟度测量仪硬件框图3 问题及发展方向本设计应该说相对于国内的自动控制农业大棚系统有了较大的突破和更新，主要体现在于温湿度信息的前瞻性，给了瓜农以准备突发情况的时间。
系统可以自动控制也可以手动即时控制，可用性强。
另外一个较大的亮点在于西瓜的成熟度测量系统，应该说是国内外农业控制系统中都颇为少见的。
但是由于设计时间并不是很充裕，也缺乏在8424型瓜地大棚中的大量实践，应该说项目仍然停留在实验室阶段，仍然需要一些更加缜密的改进。