食品货架期预测研究进展与趋势 被引量：70

1

作者 陈晓宇 朱志强 +2 位作者 张小栓 穆维松 傅泽田 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期192-199,共8页

作为食品领域的重要研究方向,货架期预测已成为国内外研究的热点问题。在整理和总结现有相关研究文献的基础上,阐述了食品货架期预测的研究机理,梳理了相关研究思路与方法;对当前研究中采用的5种方法(基于化学动力学的方法、基于微生物... 作为食品领域的重要研究方向,货架期预测已成为国内外研究的热点问题。在整理和总结现有相关研究文献的基础上,阐述了食品货架期预测的研究机理,梳理了相关研究思路与方法;对当前研究中采用的5种方法(基于化学动力学的方法、基于微生物生长动力学的方法、BP神经网络方法、威布尔危险值分析方法和Q10模型等基于温度的方法)进行了比较分析;对应用于肉类、水产品、果蔬等不同类别食品并取得良好预测效果的品质指标及所采用的模型方法进行了总结和分析。最后分析了食品货架期预测研究的现状,并展望了发展趋势。 展开更多

关键词 食品 货架期预测 动态监测

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面向冷链物流农产品品质感知的TTI动态校准方法 被引量：9

2

作者 张虎 张小栓 +2 位作者 孙格格 傅泽田 马常阳 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期314-321,共8页

时间-温度指示器(TTI)是一种可以跟踪冷链物流温度历程的智能装置,可以指示相应的农产品品质。但现有的TTI匹配条件在一定程度上限制了TTI的应用范围,即使TTI满足了传统匹配条件的要求,但应用效果也会受到农产品采收品质波动的影响。通... 时间-温度指示器(TTI)是一种可以跟踪冷链物流温度历程的智能装置,可以指示相应的农产品品质。但现有的TTI匹配条件在一定程度上限制了TTI的应用范围,即使TTI满足了传统匹配条件的要求,但应用效果也会受到农产品采收品质波动的影响。通过使用反应动力学方程和等量线方法,在原有的匹配过程中引入了TTI的校准过程,并借此推导TTI匹配所需的基本条件,以及校准过程所需的参数。结果表明,TTI匹配性判断所需的基本条件仅为农产品品质与TTI的反应活化能相等,或两者等量线存在比例关系。在此前提下,利用公式推导或等量线的绘制过程,可以求得静态校准和动态校准时所需的相关参数,经过校准后的TTI即可与对应的食品完成匹配。校准过程的引入可以显著扩大TTI的适用范围。除此之外,动态校准模型还可以缩小处于变化中的TTI和农产品对应品质之间的差值,提高TTI指示货架期的精确性。最后,通过使用两种酶型TTI、两种不同激活条件的化学型TTI和玫瑰香葡萄进行验证实验,实验结果证明经过合理校正之后TTI的等量线普遍与玫瑰香葡萄的品质等量线更接近,对其指示效果精准。 展开更多

关键词 农产品 品质 冷链物流 时间-温度指示器 动态校准

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冷链物联网监测数据质量评估与优化研究进展分析 被引量：9

3

作者 胡金有 王靖杰 +1 位作者 朱志强 张小栓 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1-14,共14页

冷链监测具有多环节、技术构成复杂、数据格式多样等特点,针对当前应用场景的适应性较差。为了加深冷链监测物联网应用中的数据意识,本文从数据的视角剖析冷链监测物联网中数据质量问题。从数据质量产生机理、数据质量评估方法以及数据... 冷链监测具有多环节、技术构成复杂、数据格式多样等特点,针对当前应用场景的适应性较差。为了加深冷链监测物联网应用中的数据意识,本文从数据的视角剖析冷链监测物联网中数据质量问题。从数据质量产生机理、数据质量评估方法以及数据质量改善关键技术出发,按照冷链监测物联网数据完整生命周期中关键环节的顺序,进行冷链物联网监测数据质量评估与优化综述。分析得出,数据质量的测量与评估逐渐成为冷链物联网监测数据质量持续优化的关键,并重点阐述了注重从数据视角解决冷链监测物联网数据产生过程与流程的数据质量问题,指出数据质量评估技术、方法与应用场景、流程需求差异化的结合日益紧密,冷链监测数据获取应注重物联网过程中数据特性、数据特征以及与获取流程匹配性的研究方向,同时在冷链物联网监测数据质量提升方面也应注重监测技术协同优化与性能挖掘的研究。 展开更多

关键词 冷链物流 监测物联网 数据生命周期 数据质量 优化方法

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基于NIR的鲜食葡萄物流过程安全系统 被引量：5

4

作者 陈晓宇 张小栓 +2 位作者 朱志强 张鹏 穆维松 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期3154-3158,共5页

针对鲜食葡萄物流过程中的实际模式及通常会使用SO2保鲜剂的情况,研究了4种温度及定量SO2胁迫条件下,基于近红外光谱和质构变化的鲜食葡萄货架期预测方法,结合信息技术设计了基于货架期预测的物流过程安全系统,以期减少鲜食葡萄物流过... 针对鲜食葡萄物流过程中的实际模式及通常会使用SO2保鲜剂的情况,研究了4种温度及定量SO2胁迫条件下,基于近红外光谱和质构变化的鲜食葡萄货架期预测方法,结合信息技术设计了基于货架期预测的物流过程安全系统,以期减少鲜食葡萄物流过程中的损失。质构变化是鲜食葡萄采后到达货架期终点的重要原因,研究使用SO2浓度传感器控制电磁阀,通过SO2自动补偿获得设定SO2浓度,研究了不同浓度SO2胁迫条件下鲜食葡萄的质构变化规律及温度的影响。对比了多元散射校正和一阶S-G求导预处理方法对原始光谱的预处理效果,采用偏最小二乘回归方法建立了基于近红外光谱的鲜食葡萄质构无损检测模型,模型决定系数为0.93,均方根误差为1.70,通过交叉验证,模型预测准确度为0.81,均方根误差为2.91。研究表明,近红外快速无损检测可结合品质变化建模和信息技术用于提高果蔬采后物流过程安全管理效率。 展开更多

关键词 近红外光谱 鲜食葡萄 货架期预测 过程安全

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葡萄冷链品质的时间-温度指示器模糊推理预测 被引量：4

5

作者 张小栓 孙格格 +2 位作者 杨林 郭永洪 马常阳 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期315-321,共7页

为了验证和评价变温环境下时间-温度指示器(TTI)响应值预测农产品品质的适用性,构建了TTI模糊推理预测方法。TTI模糊推理预测是依据拟合程度高的恒温试验农产品品质实际变化经验方程,以及尽可能准确描述任意有效温度与恒温温度之间关系... 为了验证和评价变温环境下时间-温度指示器(TTI)响应值预测农产品品质的适用性,构建了TTI模糊推理预测方法。TTI模糊推理预测是依据拟合程度高的恒温试验农产品品质实际变化经验方程,以及尽可能准确描述任意有效温度与恒温温度之间关系的隶属度函数构建预测模型,实现对任意有效温度下农产品品质预测值计算。同时设置了高低温变温试验模拟鲜食葡萄冷链物流温度特征,用上述方法对Vitsab M25-2、OnVu TTI预测玫瑰香葡萄硬度进行了参数估计与模型建立,并与TTI动力学预测值进行了对比。结果表明,面向鲜食葡萄品质感知的TTI模糊推理预测在低温下相对于TTI动力学预测有所改进,平均相对偏差分别减小了6.03个百分点和2.70个百分点;在高温下没有改进。因此在低温下可选择模糊推理预测方法。 展开更多

关键词 时间-温度指示器 预测方法 模糊推理 动力学

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保活运输河蟹品质感知生物信号检测与建模 被引量：5

6

作者 王想 高乾钟 +2 位作者 肖新清 傅泽田 张小栓 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期268-277,共10页

针对河蟹运输过程中营养下降快、品质流失严重以及有效监测难的问题,基于STM32芯片设计河蟹生物信号检测装置,实现对运输或贮藏环境中的气体和河蟹阻抗信息数据实时获取。利用生物信号检测装置获取了河蟹在4、15、25℃下气体和生物阻抗... 针对河蟹运输过程中营养下降快、品质流失严重以及有效监测难的问题,基于STM32芯片设计河蟹生物信号检测装置,实现对运输或贮藏环境中的气体和河蟹阻抗信息数据实时获取。利用生物信号检测装置获取了河蟹在4、15、25℃下气体和生物阻抗的变化信息,通过化学实验检测了相同环境下作为河蟹传统品质指示指标的河蟹挥发性盐基氮含量的变化,根据河蟹贮藏时感官的变化将品质变化阶段粗划分为新鲜到濒死(S1)、濒死到死亡(S2)和死亡后腐败(S3)3个变化阶段。利用遗传算法(GA)对BP神经网络进行参数优化,分别建立了阻抗挥发性盐基氮含量、气体挥发性盐基氮含量、阻抗气体挥发性盐基氮含量的耦合模型,并检验了这3种耦合模型的预测精度。结果表明:这3种耦合模型在4、15、25℃下的预测精度均不低于86.32%。该耦合模型基本满足河蟹品质预测的需要,通过耦合挥发性化合物、生物阻抗和化学指标之间的变化关系,实现了通过生物信号对河蟹品质的监测,降低了河蟹品质获取的难度。 展开更多

关键词 河蟹保活运输 生物信号 遗传算法 BP神经网络 建模

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2015～2017年部分校采食品中二氧化硫残留状况分析 被引量：4

7

作者 樊星 胡亚楠 +3 位作者 王帅 刘伟茜 安毅 方冰 《食品安全质量检测学报》 CAS 2019年第6期1650-1654,共5页

目的 监测2015～2017年间某地区部分学校采购食品中二氧化硫的残留情况,及时排除学校食堂的食品安全隐患。方法 从某地区163所学校抽取干制蔬菜、干制食用菌和藻类、粉丝类、腐竹类、食糖、食用淀粉、香辛料7类样品共计847份,检测二... 目的 监测2015～2017年间某地区部分学校采购食品中二氧化硫的残留情况,及时排除学校食堂的食品安全隐患。方法 从某地区163所学校抽取干制蔬菜、干制食用菌和藻类、粉丝类、腐竹类、食糖、食用淀粉、香辛料7类样品共计847份,检测二氧化硫残留量。结果 820份符合中国卫生标准,合格率达96.81%。7类食品中食糖、粉丝粉条和香辛料类样品结果均合格,干制蔬菜、干制的食用菌和藻类、淀粉和腐竹类存在超标样本,其中二氧化硫残留超标最严重的是干制蔬菜中的黄花菜,超标率达33.31%;其次是干制的食用菌和藻类中的银耳,超标率达20.00%,最后是淀粉和腐竹,超标率分别为7.43%和1.33%。对二氧化硫超标的食品已及时与学校沟通幵做出风险预警,及时排除了安全隐患。结论 学校食堂所采购的食品中,黄花菜、银耳中二氧化硫超标严重,淀粉和腐竹中二氧化硫也存在超标情况,应加强监管。 展开更多

关键词 二氧化硫 学校食堂安全 黄花菜 银耳 淀粉

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待宰时间对小尾寒羊应激水平和羊肉品质的影响

8

作者 王静璇 罗洁 +3 位作者 韩振民 张昊 罗海玲 郭慧媛 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期339-345,共7页

待宰环节显著影响羊肉品质,有必要研究待宰时间对肉羊应激水平和羊肉品质的影响。选取小尾寒羊为研究目标,通过比较不同待宰时间(0、3、6、12、18、24 h)对5 h运输后小尾寒羊应激水平和羊肉品质的影响,建立适宜的待宰时长,指导羊肉生产... 待宰环节显著影响羊肉品质,有必要研究待宰时间对肉羊应激水平和羊肉品质的影响。选取小尾寒羊为研究目标,通过比较不同待宰时间(0、3、6、12、18、24 h)对5 h运输后小尾寒羊应激水平和羊肉品质的影响,建立适宜的待宰时长,指导羊肉生产。结果表明,12 h的待宰时间能够提高肉羊肌糖原含量至(7. 74±0. 98) mg/g,降低最终p H值至5. 57±0. 14,提高了羊肉的嫩度。血浆皮质醇质量浓度和肌酸激酶活性随待宰时间的延长先下降后上升,在待宰12 h时达到较低值,分别为(39. 98±5. 04) ng/m L和(277. 64±19. 88) U/L,表明待宰12 h能使肉羊从运输所造成的应激中得到缓解。此外,随着待宰时间的延长,小尾寒羊体质量损失增加且在待宰时间达到24 h后红细胞压积和血红蛋白质量浓度上升,分别达到(40. 63±0. 85)%和(14. 01±0. 23) g/d L,表明待宰时间过长对小尾寒羊造成了新的应激。综合以上指标,待宰12 h能够在保证小尾寒羊最低体质量损失的情况下,使肉羊从应激中得到缓解,提高其动物福利水平和羊肉品质。 展开更多

关键词 小尾寒羊 待宰 应激 羊肉品质

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三维重建对不同品种蛋鸡初产蛋品质的无损检测分析

9

作者 刘雅思 郑丽敏 田立军 《中国家禽》 北大核心 2017年第9期35-39,共5页

以3种110日龄蛋鸡的初产蛋为研究对象,使用VIVID-910非接触式三维扫描仪获取鸡蛋的点云图像数据,利用PolyWorks通用3D测量软件平台重建鸡蛋的三维模型并获取鸡蛋的特征参数,经数据拟合对三维重建的准确性进行验证。通过对鸡蛋特征参数... 以3种110日龄蛋鸡的初产蛋为研究对象,使用VIVID-910非接触式三维扫描仪获取鸡蛋的点云图像数据,利用PolyWorks通用3D测量软件平台重建鸡蛋的三维模型并获取鸡蛋的特征参数,经数据拟合对三维重建的准确性进行验证。通过对鸡蛋特征参数进行方差分析,证明不同品种鸡蛋的外观品质存在差异。通过相关性分析及逐步回归分析,得出三种初产蛋体积与蛋形特征参数之间的回归方程,提出两个新的参数P1、P6与蛋形指数和体积一起作为鸡蛋外观品质的衡量指标。通过以上试验,对蛋品质的评价指标进行了完善,对蛋品无损检测技术进行了有益探索。 展开更多

关键词 三维重建 初产蛋 蛋品质 蛋形特征 无损检测

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水产养殖信息化关键技术研究现状与趋势 被引量：66

10

作者 胡金有 王靖杰 +1 位作者 张小栓 傅泽田 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期251-263,共13页

信息化技术已经成为现代渔业可持续发展的重要支撑技术之一。为了展现、引导与促进其在水产养殖环节的应用水平,按照信息的属性与尺度、养殖活动的流程与建模应用的层次,系统分析相关文献,对信息获取技术中知识挖掘、传感网络的辨识参... 信息化技术已经成为现代渔业可持续发展的重要支撑技术之一。为了展现、引导与促进其在水产养殖环节的应用水平,按照信息的属性与尺度、养殖活动的流程与建模应用的层次,系统分析相关文献,对信息获取技术中知识挖掘、传感网络的辨识参数与其组织形式、遥感对区域水环境信息与养殖面积变化及其时空特征获取与监测的研究现状进行了整理;并对比分析了水质预测与预警模型、水产病害诊断中知识表示模式与推理方法、水产行为的量化与分析方法、饲料配方及投饲决策模型的建立、质量追溯中感知内容与平台的构建以及养殖中的控制策略与方法。综述结果表明,信息化技术正向水产养殖业深层次扩散,逐渐实现对水产养殖信息的全面感知与决策支持;信息获取技术由人工获取向依靠感知网络和遥感等数字化智能技术转变;信息处理向专家系统、管理系统、决策支持系统、追溯系统和精细化控制系统等依托人工智能、信息融合和建模处理的智能化信息系统发展;信息化应用使养殖活动更加强调和注重信息化思维和管理决策与其运作效率、效益的相互适应、促进与优化。 展开更多

关键词 水产养殖信息化 全面感知 数字化智能 信息系统

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基于BP神经网络的鲜鸡蛋货架期预测模型 被引量：33

11

作者 刘雪 李亚妹 +3 位作者 刘娇 钟蒙蒙 陈余 李兴民 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期328-334,共7页

为研究不同温度范围内鸡蛋的品质变化及货架期,通过实验室模拟,检测了鲜鸡蛋在5、25、35℃条件下的哈夫单位值、蛋黄系数等理化指标,分别构建了同等实验条件下的鲜鸡蛋货架期动力学预测模型和BP神经网络预测模型,并选取5、25、35℃温度... 为研究不同温度范围内鸡蛋的品质变化及货架期,通过实验室模拟,检测了鲜鸡蛋在5、25、35℃条件下的哈夫单位值、蛋黄系数等理化指标,分别构建了同等实验条件下的鲜鸡蛋货架期动力学预测模型和BP神经网络预测模型,并选取5、25、35℃温度下共6组数据进行模型验证。结果表明,基于BP神经网络的鲜鸡蛋货架期模型预测精度达到95.93%,动力学模型预测精度为90.79%,BP神经网络能更精确地预测鲜鸡蛋在5～35℃贮藏温度范围内的货架期。 展开更多

关键词 鲜鸡蛋 货架期 动力学模型 BP神经网络

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生猪养殖场无线传感器网络路径损耗模型的建立与验证（英文） 被引量：13

12

作者 朱虹 李爽 +1 位作者 郑丽敏 杨璐 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期205-212,共8页

研究无线信号在生猪养殖环境中的传播特性,可以对无线传感器网络的路径损耗进行预测,从而为网络的部署奠定基础。研究采用ZigBee无线传感网络技术,通过在生猪养殖场中实际测试了有障碍物情况下,无线信号的丢包率和接收信号的功率强度,... 研究无线信号在生猪养殖环境中的传播特性,可以对无线传感器网络的路径损耗进行预测,从而为网络的部署奠定基础。研究采用ZigBee无线传感网络技术,通过在生猪养殖场中实际测试了有障碍物情况下,无线信号的丢包率和接收信号的功率强度,进而得出路径损耗值,以及障碍物的衰减因子,并进行了回归分析。研究表明,墙体衰减因子随墙壁数量增加而增大,植株衰减因子随天线架设高度升高而减小。最终模型的路径损耗参数为2.02,路径损耗的基础损耗为63.602,以混凝土墙为障碍物时,其衰减因子大小为2.64。将障碍物的衰减因子综合添加在经验模型中,可以有效的预测路径损耗值。 展开更多

关键词 无线传感器网络 模型 猪场 路径损耗 RSSI 生猪养殖

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鲜食葡萄冷链物流气体传感器响应特征试验研究 被引量：11

13

作者 王想 肖新清 +2 位作者 朱志强 张永军 张小栓 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期240-246,共7页

随着冷链耦合保鲜/气调技术的发展,气体成分参数已经成为鲜食葡萄冷链物流监测与追溯的重要指标之一。针对现有气体传感器不能满足冷链物流监测与追溯的高精度和微量化需求,选取CO2、O2和SO2为基本参数,利用基于时域特征参数提取方法,... 随着冷链耦合保鲜/气调技术的发展,气体成分参数已经成为鲜食葡萄冷链物流监测与追溯的重要指标之一。针对现有气体传感器不能满足冷链物流监测与追溯的高精度和微量化需求,选取CO2、O2和SO2为基本参数,利用基于时域特征参数提取方法,研究气体传感器静态、动态响应的特征参数,用线性回归法进行优化,筛选最佳特征参数。研究结果表明,鲜食葡萄冷链物流O2和SO2传感器最佳特征参数分别为空气中的响应基值Xa、稳态响应幅值Xg、响应速度Dres、响应恢复速度Drec、响应时间tres、响应恢复时间trec和响应幅值的累积Int Pres,其中,CO2传感器响应幅值的累积特征低于O2和SO2传感器。最佳特征参数能够对冷链物流中具有累积效应的气体传感信号进行有效地特征分析,进一步提高冷链物流气体传感器应用及监控的精度、灵敏度和稳定性。 展开更多

关键词 鲜食葡萄 冷链物流 气体传感器 特征参数 气调

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畜牧养殖穿戴式信息监测技术研究现状与发展分析 被引量：14

14

作者 张小栓 张梦杰 +2 位作者 王磊 罗海玲 李军 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1-14,共14页

目前畜牧养殖环节信息监测技术依然落后,且普及率不高,无法准确、有效地掌握养殖环节农场动物本身及其生活环境的实际状况。本文在整理和总结现有穿戴式技术研究成果基础上,结合我国畜牧养殖实际情况和特点,对畜牧养殖穿戴式信息监测的... 目前畜牧养殖环节信息监测技术依然落后,且普及率不高,无法准确、有效地掌握养殖环节农场动物本身及其生活环境的实际状况。本文在整理和总结现有穿戴式技术研究成果基础上,结合我国畜牧养殖实际情况和特点,对畜牧养殖穿戴式信息监测的工作原理、信息监测技术和穿戴式监测方式等方面进行了分析和讨论。总结得出未来研究趋势:信息获取方式由人工采集向自动化采集发展;穿戴式传感器将向微型化和柔性化方向发展;信号处理与信息传输将向多元化、复合化和智能化方向发展;信息监测方式将向系统性、整体性和自适应方向发展。 展开更多

关键词 畜牧养殖 信息监测 穿戴式技术 智能化

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基于粒子群算法的生猪养殖物联网节点部署优化研究 被引量：8

15

作者 朱虹 李爽 +1 位作者 郑丽敏 杨璐 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期254-262,共9页

要构建有效稳定的生猪养殖物联网系统,无线传感器网络的覆盖率和连通性是网络节点部署中需要考虑的2个关键问题。采用粒子群算法结合虚拟力算法提高网络覆盖率,通过增加节点的方式提高网络连通性。以生猪养殖场物联网系统中节点部署为... 要构建有效稳定的生猪养殖物联网系统,无线传感器网络的覆盖率和连通性是网络节点部署中需要考虑的2个关键问题。采用粒子群算法结合虚拟力算法提高网络覆盖率,通过增加节点的方式提高网络连通性。以生猪养殖场物联网系统中节点部署为应用实例,以猪舍墙壁作为主要障碍物进行部署优化,仿真结果显示虚拟力导向的粒子群算法可提高网络覆盖率15%,而提升连通性只需增加10个节点,网络性能得到了明显改善。 展开更多

关键词 生猪 物联网 无线传感器网络 节点部署 粒子群算法

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基于SVM核机器学习的三文鱼新鲜度检测系统 被引量：10

16

作者 李鑫星 董保平 +3 位作者 杨铭松 张国祥 张小栓 成建红 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期376-384,共9页

为了实现对不同冷藏温度下三文鱼新鲜度的检测与识别,设计了一种用于三文鱼气味指纹采集与新鲜度辨识的电子鼻系统。电子鼻系统由密闭检测气室、半导体气体传感器阵列、数据采集模块、模式识别模块和显示界面等组成。电子鼻模式识别方... 为了实现对不同冷藏温度下三文鱼新鲜度的检测与识别,设计了一种用于三文鱼气味指纹采集与新鲜度辨识的电子鼻系统。电子鼻系统由密闭检测气室、半导体气体传感器阵列、数据采集模块、模式识别模块和显示界面等组成。电子鼻模式识别方法采用核机器学习方法,以支持向量机(SVM)作为学习机。采集0、4、6℃温度下冷藏三文鱼样本的气味数据,对不同核函数及参数的核机器学习模型进行训练与测试,最终确定了适于此电子鼻系统识别三文鱼新鲜度的最佳核机器学习模型:核函数选用多项式核函数,核参数q取3,γ取15,c取0。此模型对不同温度冷藏三文鱼样本的冷藏时间具有一定的辨识能力,对于测试集,0℃允许偏差1 d预测正确率为92. 86%,4℃无偏差预测正确率为88. 89%、允许偏差1 d预测正确率100%,6℃无偏差预测正确率为75. 00%、允许偏差1 d预测正确率100%。将辨识结果与主成分分析结果(PCA)进行对比,此模型具有明显的优势。 展开更多

关键词 三文鱼 新鲜度 电子鼻 核机器学习

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面向农产品冷链物流监测的无线气体传感器在线校准方法 被引量：5

17

作者 张永军 张小栓 +2 位作者 张长峰 李道亮 傅泽田 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期309-317,共9页

鲜活农产品冷链保鲜、保活运输过程中需要精确监测和控制运输微环境气体浓度,因此实时精准地监测运输环境中各类气体成分浓度尤为重要。在长期气体浓度监测中,传感器会发生漂移并呈现弱稳定性现象,从而造成监测精准度降低,导致保鲜、保... 鲜活农产品冷链保鲜、保活运输过程中需要精确监测和控制运输微环境气体浓度,因此实时精准地监测运输环境中各类气体成分浓度尤为重要。在长期气体浓度监测中,传感器会发生漂移并呈现弱稳定性现象,从而造成监测精准度降低,导致保鲜、保活控制低效。针对该问题,设计基于无线传感器网络的气体传感器在线校准方法,利用融合技术对运输环境中分布式部署的无线气体传感器进行周期性选举,筛选测量准确、稳定的领袖传感器节点组作为参考,动态计算终端传感器漂移特征参数变化,并使用无线通讯技术完成各类气体感知节点输出-浓度映射函数参数的修正调节,以重新计算输出信号与气体浓度的动态映射关系。该方法可非更换地实现在线气体传感器动态校准,从整体上修正了运输微环境中气体传感器输出-浓度映射参数以提高数据获取精度。以鲟鱼低温无水休眠保活运输为试验流程,对重要环境气体CO2、O2、NH3等浓度信息进行了监测与校准试验。利用高精度、已校准的气体浓度记录仪作为运输微环境气体浓度测量标准,进行校准试验评估。试验表明传感输出信号为TTL电平的CO2传感器可提高测量精度3.28%,其精度提高程度低于线性或非线性函数输出的气体传感器;对于输出-浓度映射为非线性信号的NH3气体监测精度可提高4.14%;针对传感输出为线性函数关系的O2传感器校准效果最优,其监测精度可提高4.71%。综合对比运输气体变化监测数据,验证了在不更换传感器进行离线气调校准的情况下,所提方法可较显著地提高气体浓度监测精度,为有效精准调节冷链运输微环境气体浓度提供了调控依据。 展开更多

关键词 农产品 冷链物流 监测 气体传感器 无线传感器网络 在线校准

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基于Vis/NIR光谱技术的酿酒葡萄成熟期间SSC预测研究 被引量：6

18

作者 张旭 张天罡 +2 位作者 穆维松 傅泽田 张小栓 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期229-235,共7页

酿酒葡萄成熟度是确定葡萄采收期的重要品质指标,针对酿酒葡萄大田中成熟度检测难度大的问题,利用可见/近红外(Vis/NIR)光谱技术和化学计量学,研究了酿酒葡萄可溶性固形物含量(SSC)与光谱数据之间的内在联系。采用USB2000+光谱仪获取5... 酿酒葡萄成熟度是确定葡萄采收期的重要品质指标,针对酿酒葡萄大田中成熟度检测难度大的问题,利用可见/近红外(Vis/NIR)光谱技术和化学计量学,研究了酿酒葡萄可溶性固形物含量(SSC)与光谱数据之间的内在联系。采用USB2000+光谱仪获取5种酿酒葡萄及其叶片在不同成熟时期的Vis/NIR光谱数据,通过OMNIC 8.0软件提取光谱数据,将化学值与光谱吸收率值通过TQ Analyst8.0软件建立模型。选取信噪比高的450~1000 nm波段,利用PCA剔除异常光谱数据,将一阶导数(FD)、Savitzky-Golay卷积平滑(S-G)、多元散射校正(MSC)、标准正态变换(SNV)分别组合共4种方法用于光谱数据预处理。利用偏最小二乘(PLS)法分别建立了5种葡萄基于酿酒葡萄光谱数据的SSC预测模型,建立了5种葡萄基于冠层叶片光谱数据的SSC预测模型,对比了不同方式预处理后的建模效果,并选择最优预处理方式建模。最后用外部样本分别验证了SSC预测模型。结果表明,采用S-G平滑+FD+MSC的预处理方法时大多数预测模型性能达到最好。5种葡萄浆果校正集和验证集的R分别达到0.93和0.86以上,最高均方根误差分别为0.30和0.48,5种葡萄冠层叶片校正集和验证集的R分别达到0.73和0.65以上,最大均方根误差分别为0.95和0.75。5种葡萄浆果外部试验样本预测值与真实值间的平均RE最高为0.43%。基于酿酒葡萄浆果光谱的SSC预测模型具备良好的预测能力,优于基于酿酒葡萄冠层叶片光谱的SSC预测模型,SSC预测模型能够为酿酒葡萄成熟度评价研究提供理论参考。Vis/NIR光谱技术适用于在酿酒葡萄大田中快速、无损检测SSC。 展开更多

关键词 可见/近红外光谱 酿酒葡萄成熟度 偏最小二乘法 可溶性固形物

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基于气体传感信息的蓝莓贮藏货架期预测方法 被引量：7

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作者 傅泽田 高乾钟 +2 位作者 李新武 张旭 张小栓 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期308-315,共8页

利用气体传感信息,提出了一种蓝莓货架期预测方法。将蓝莓贮藏在0、5、22℃下,对贮藏微环境中的3种气体含量(氧气、二氧化碳、乙烯)进行了监测,同时将蓝莓5种理化指标(腐败率、硬度、pH值、可溶性固形物含量、失重率)作为传统的品质指... 利用气体传感信息,提出了一种蓝莓货架期预测方法。将蓝莓贮藏在0、5、22℃下,对贮藏微环境中的3种气体含量(氧气、二氧化碳、乙烯)进行了监测,同时将蓝莓5种理化指标(腐败率、硬度、pH值、可溶性固形物含量、失重率)作为传统的品质指示指标进行了获取,分析了贮藏微环境中气体含量变化和理化指标变化的相关性,并利用BP神经网络从气体角度建立了蓝莓的货架期预测模型。结果表明:蓝莓品质的变化受到贮藏温度的影响;气体含量的变化与蓝莓品质的变化存在明显相关性;利用BP神经网络建立的蓝莓货架期预测模型具有良好的预测效果。其中,0℃的预测误差为0.091~0.191 d,5℃的预测误差为0.069~0.302 d,22℃的预测误差为0.094~0.338 d,基本满足货架期预测需要。 展开更多

关键词 蓝莓 货架期预测 气体传感信息 理化指标 BP神经网络

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冷藏车水产品堆栈方式对温度场的影响 被引量：4

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作者 傅泽田 王大鹏 +3 位作者 张国祥 李振波 VILAI R 李鑫星 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期347-356,共10页

水产品具有较高经济效值,维持冷藏车厢温度均匀、保障水产品品质以提高冷藏车运输效率成为当前重要的研究课题,其中货物堆栈方式是一个重要的研究方向。以上出风、上回风式水产品冷藏车为对象,通过ANSYS16.0中的Fluent模块,模拟得到了... 水产品具有较高经济效值,维持冷藏车厢温度均匀、保障水产品品质以提高冷藏车运输效率成为当前重要的研究课题,其中货物堆栈方式是一个重要的研究方向。以上出风、上回风式水产品冷藏车为对象,通过ANSYS16.0中的Fluent模块,模拟得到了制冷装置下方分别装载高度为0、0.533、1.066、1.6 m货物时厢体内部温度场的分布状况,并对比了4种堆栈方式下货物表面、横截面以及纵截面温度云图。结果发现,温度沿车厢长度方向呈倒“C”形分布,即靠近车厢前下部和后下部区域温度较高;在制冷装置下方堆栈货物会对温度场分布均匀性产生显著影响,堆栈方式a即堆栈高度为0 m时,温度场分布均匀性最佳,货物区温度均在5℃以内,最大温差在2℃以内。对比试验结果和模拟结果,两种结果最大均方根误差小于0.5℃,平均相对误差最大为7%。 展开更多

关键词 水产品冷藏车 货物堆栈 温度场 CFD仿真 试验

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