设施蔬菜生产无人开沟施肥机设计与试验

为促进设施蔬菜生产机械化,针对设施蔬菜生产中“开种植沟、沟内施肥、覆土稳沟”的农艺要求,设计一种设施蔬菜生产无人开沟施肥机。该机由行驶底盘系统、开沟施肥作业系统、液压传动系统、自动控制系统、供电系统等组成,一次可完成开沟、施肥、覆土、稳沟等作业4~6行。作业时,由手机APP经过运营商的NB-IoT与该机上的PLC通信,并由PLC控制柴油发动机启停及液压传动系统工作,再由液压传动系统驱动整机行驶及开沟施肥作业。设计过程中,通过UG软件对该机进行三维建模并对主要受力部件进行结构强度分析,得出机架的刚度需适当加强。田间试验结果表明:开沟施肥深度90~130 mm、肥料细碎匀混度≥90%、施肥均匀度≥90%、覆土厚度≥50 mm,沟底土面宽度约100 mm、沟底土面深度30~70 mm、沟形稳固度≥95%,持续施肥时长≥1个大棚,远程控制距离≥2 km,即各项指标符合设计要求。该研究对提高设施蔬菜生产中开沟施肥作业的质量和效率、降低劳动强度和劳动成本,有着重要意义。

高速窄带OFDM电力线通信实时动态频谱分配

动态频谱分配应用于实际电力线通信系统面临分配策略、实时算法等诸多挑战,到目前为止还未见有公开报道。定义并设计了一个实际的基于正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)的高速窄带电力线通信系统构架,并提出一种适用于该系统的动态频谱分配策略和对应的实时实现算法。该算法在任一种调制方式下将子载波进行分组,并对各个子载波组的功率进行排序,选择可用的子载波组,根据速率最大化准则确定最优的调制方式并分配功率。该算法与Hughes-Hartogs算法相比,具有较低的运算复杂度和较少的信令开销,与传统的等功率分配方式相比,误码性能更好。仿真结果和实验结果证明了该算法的有效性和优越性。

河道黑臭水体原位修复无人船设计

为提高河道黑臭水体修复作业的机械化程度,依据“投加微生物菌剂+鼓风曝气+投放炭纤维生态草”的黑臭水体修复技术,设计一种河道黑臭水体原位修复无人船。船体行驶系由电动机、滚珠丝杠、曲柄滑块机构、叶轮、方向舵等组成。微生物菌剂投加系统由电磁阀、搅拌电机、储液箱等组成;鼓风曝气系统由空气压缩机、电动推杆、曝气杆、电磁阀等组成;炭纤维生态草投放系统由电动机、叶片、储草箱等组成。控制及通信系统由PLC、NB-IoT等组成。岸上手机经NB-IoT与船上PLC通信,由PLC及电气设备控制各机械动作,再由各机械实现无人船行驶和黑臭水体修复作业。试验结果表明:修复作用截面范围≥1 m^(2)、作业时适宜船速≤5 km/h、远程控制距离≥3 km、连续作业时间≥1 h、氨氮(NH_(3)-H)去除率≥73%、化学需氧量(COD)去除率≥65%,各项指标均满足设计要求。该研究对提高修复作业的效率和质量、降低劳动强度和健康危害,有着重要意义。

基于窄带物联网的抽油机远程监控系统设计

设计了一套基于窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)的抽油机远程监控系统。该实验系统基于CVT-IOT-S5PX实验系统及NB-IoT节点和施耐德可编程控制器(PLC) Modicon M340,能够基于窄带物联网实现对抽油机工作状态的远程监测以及对抽油机电机转速的远程控制。该实验系统包括抽油机装置的参数采集、数据处理、NB-IoT网络通信和电动机转速控制等部分,通过基于该实验系统的课程实验,有助于学生对物联网和NB-IoT技术在自动化以及石油石化等相关领域应用的理解,能够在课程学习和课程实验过程中培养和提高学生面对复杂工程问题的创新意识和实践能力。

钽铌湿法冶炼配水洗涤监控系统设计

配水洗涤除杂是生产高纯度氧化铌和氧化钽的关键工序。过去,行业中一直采用人工+仪表的操作方式,存在不少问题。根据企业对工艺的要求,设计了监控系统并应用于生产。经过长期运行证明,该系统运行稳定可靠,有效的提高生产效率,确保了产品质量一致性。

基于NB-IoT的海岛海水淡化远程监控系统

针对我国海岛海水淡化设备无人少人值守、集中监管力度不足、设备运行可靠性差以及设备维护检修时效性差等问题,设计开发了一套海水淡化远程监控系统。通过对比主流通信手段和方式,从实用性、经济性、可靠性角度出发遴选窄带物联网(NB-IoT)作为该套监控系统的通信组网方式;从系统硬件设计和软件开发两个方面进行详细阐述,硬件方面重点解决了远程DTU供电电路稳定可靠、采集信号兼容性的问题;软件开发方面完成通信、数据库及上位监控等多套软件的开发。系统完成开发并依托福建古雷港100 t/d反渗透海水淡化中试实验装置得以应用,运行结果表明:系统数据测量采集精准、通信传输稳定可靠,为有效解决海岛海水淡化安全稳定运行提供了技术支撑和保障。

窄带G3-PLC技术及其在AMI中应用探讨

随着智能电网技术的发展,传统的NB-PLC技术已经不能满足其不断增长的网络数据量和对安全性以及数据传输可靠性的要求,具有更高速率、更加强健、更加安全的NB-PLC技术必将成为未来发展的趋势。G3-PLC技术是新一代NB-PLC技术规范,规范定义了强健的物理层和基于IEEE 802.15.4的MAC层以及网络层、传输层和基于COSEM的应用层,是一个面向现在和未来的开放性NB-PLC规范。在对规范作了简要介绍基础上,探讨了该技术在智能电网AMI中的应用前景和方案。

基于NB-IoT及电力载波三表合一集抄系统

基于NB-IoT通信技术及低压电力载波技术,提出燃气表、电表、水表三表合一集抄系统。介绍三表合一集抄系统的物理架构和数据传输流程,进行效益分析。