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智能装备与系统 栏目所有文章列表

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    1. 便携式黄曲霉毒素B1检测系统设计与试验
    王鹏飞, 高原源, 李爱学
    智慧农业(中英文)    2023, 5 (1): 146-154.   DOI: 10.12133/j.smartag.SA202303004
    摘要228)   HTML24)    PDF(pc) (1224KB)(309)    收藏

    为实现农副产品中黄曲霉毒素B1(AFB1)的现场快速检测,设计了一款基于差分脉冲伏安法(Differential pulse voltammetry,DPV)、以STM32F103ZET6为核心处理器的便携式检测系统。系统主要包括硬件检测设备和手机App两部分,二者通过Wi-Fi通信连接。硬件检测设备主要包括DPV波形生成电路、恒电位电路及微电流检测模块;上位机App在安卓环境下开发,主要完成信号采集、数据存储等任务。应用实验室自制的AFB1传感器,在0.1 fg/ml~100 pg/ml范围内系统可以对 AFB1实现有效检测。标准溶液中的测试结果与电化学工作站CHI760e相比,最大相对误差为7.37%。对加入不同浓度AFB1的花生油样品进行检测,以CHI760e检测结果为标准,回收率为96.8%~106%;对发霉程度不同的花生样品中进行测试,与CHI760e相比,最大相对误差为7.10%。本便携式检测系统在农副产品中AFB1的现场快速检测中具有广阔的应用前景。

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    2. 基于NB-IoT网络的兔舍环境实时监测系统
    秦英栋, 贾文珅
    智慧农业(中英文)    2023, 5 (1): 155-165.   DOI: 10.12133/j.smartag.SA202211008
    摘要386)   HTML51)    PDF(pc) (1662KB)(834)    收藏

    为满足兔舍环境监测调控需求,同时摆脱传统布线网络局限性,缩减网络资费、电路元件和控制系统成本,本研究提出一种基于窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)的兔舍环境实时监测系统。系统基于Arduino开发板,使用移远BC260Y模块与消息队列遥测传输协议(Message Queuing Telemetry Transport,MQTT)实现网络连接,利用SGP30、MQ137、5516光敏电阻传感器等多种传感器实现兔舍内部声、光、水、温、气五方面实时监测。数据在本地、云端存储的同时,系统可根据阈值报警,协助创造兔的最佳生存环境。研究中对比了NB-IoT网络与Wi-Fi、LoRa等其他网络的异同,根据物联网三层架构详细介绍了系统搭建技术与过程,并系统分析了元器件价格,经核算,整机成本不超过400元。设备在空舍测试中,检测到CO2浓度为420~440 ppm;MQ系列传感模组电压比值稳定于1;温度处于22~24 ℃;湿度上下波动10%;日光灯亮灭引起电压差2.6 V。进行了系统的网络与能耗测试,通过不同时间、场地、网络连接方式的对比,验证了本系统传输稳定可靠,能耗合理。系统使用MQTT通信协议的NB-IoT网络,平均每秒消息处理量(Transactions Per Second,TPS)为0.57,每分钟收发34.2条,上下浮动1条。系统运行时,电压约为12.5 V,电流约为0.42 A,平均功率为5.3 W。发生通信时,没有产生额外功耗,适用于实际养殖生产。本研究可为偏远或较大规模的养殖监测设备选取提供设备成本与网络选择参考价值。

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