農(nóng)業(yè)信息技術(shù)chapter農(nóng)業(yè)信息采集

農(nóng)業(yè)信息技術(shù)目前一頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第二章 農(nóng)業(yè)信息采集

計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)概述

農(nóng)田生物信息的采集與處理

農(nóng)田氣候信息的采集與處理土壤信息的采集與處理設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控與管理農(nóng)業(yè)感官智能分析技術(shù)3目前二頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第一節(jié)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)概述一、數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)二、數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)的基本功能目前三頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第一節(jié)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)概述一、數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)目前四頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第一節(jié)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)概述一、數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)（一）信號(hào)調(diào)理器被采集的生物與環(huán)境特征變量（物理、化學(xué)、生物量等）經(jīng)過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換為方便處理的電量（一般為電壓、電流、電阻和脈沖量）信號(hào)。通常系統(tǒng)采集的信號(hào)多為模擬信號(hào)，且為多元弱信號(hào)，易受系統(tǒng)自身和外界干擾，需要在系統(tǒng)前端添加信號(hào)調(diào)理電路（濾波器、變換器、前級(jí)放大器、隔離電路），實(shí)現(xiàn)阻抗變換、信號(hào)變換、濾波、放大、隔離保護(hù)等功能。目前五頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第一節(jié)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)概述一、數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)（二）數(shù)據(jù)采集器多路開(kāi)關(guān)MUX測(cè)量放大器采樣保持器S/H數(shù)模轉(zhuǎn)換器A/D完成多路信息的采集、放大和數(shù)字化處理Analogue－to－digital目前六頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第一節(jié)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)概述一、數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)（三）微機(jī)I/O接口（I/O，是input/output的縮寫(xiě)，

即輸入輸出端口）微機(jī)接口是計(jì)算機(jī)與外界進(jìn)行信息交換的通道和窗口。采集器輸出的數(shù)字信號(hào)經(jīng)總線(xiàn)送給微機(jī)接口，再經(jīng)I/O通道送給微機(jī)處理。目前七頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第一節(jié)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)概述一、數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)將微機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)再轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，以完成計(jì)算機(jī)的輸出記錄和對(duì)外界設(shè)備的自動(dòng)控制。（四）數(shù)模轉(zhuǎn)換器目前八頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第一節(jié)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)概述一、數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)調(diào)度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的各應(yīng)用程序模塊，并與系統(tǒng)的外部設(shè)備及時(shí)交換信息。監(jiān)控程序在在線(xiàn)狀態(tài)下，能接收來(lái)自鍵盤(pán)或接口的操作命令，并解釋、執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)硬、軟件資源的管理。（五）應(yīng)用軟件與監(jiān)控程序應(yīng)用軟件監(jiān)控程序是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)的靈魂，有了應(yīng)用軟件才能充分發(fā)揮采集系統(tǒng)的功能目前九頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第一節(jié)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)概述二、數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)的基本功能時(shí)鐘功能信息采集功能數(shù)據(jù)處理功能數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能控制功能自診斷功能信息輸出功能定時(shí)采集、實(shí)時(shí)采集；單項(xiàng)采集、多項(xiàng)采集數(shù)字濾波、A/D轉(zhuǎn)換、標(biāo)度轉(zhuǎn)換、線(xiàn)性化處理等數(shù)據(jù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)變換、圖形處理等預(yù)處理二次處理存儲(chǔ)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)超限報(bào)警、狀態(tài)自檢、自動(dòng)復(fù)位等圖形顯示、報(bào)表打印、硬拷貝等可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的調(diào)控，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理自動(dòng)化系統(tǒng)定時(shí)采集、分時(shí)操作都按時(shí)鐘的節(jié)拍進(jìn)行目前十頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第二節(jié)農(nóng)田生物信息的采集與處理一、農(nóng)田生物系統(tǒng)的信息二、農(nóng)田生物信息采集與處理系統(tǒng)三、農(nóng)田生物弱信息的增強(qiáng)技術(shù)四、農(nóng)田生物多元信息的提取技術(shù)五、農(nóng)田生物宏觀形態(tài)結(jié)構(gòu)信息的提取目前十一頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第二節(jié)農(nóng)田生物信息的采集與處理一、農(nóng)田生物系統(tǒng)的信息（一）農(nóng)田生物信息的類(lèi)型農(nóng)作物生理功能信息農(nóng)作物結(jié)構(gòu)信息農(nóng)作物病蟲(chóng)草害信息微觀結(jié)構(gòu)宏觀結(jié)構(gòu)目前十二頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第二節(jié)農(nóng)田生物信息的采集與處理一、農(nóng)田生物系統(tǒng)的信息（二）農(nóng)田生物信息的特點(diǎn)與研究方法層次性多元性弱信息時(shí)空分布隨空間和時(shí)間不斷發(fā)生動(dòng)態(tài)變化注重實(shí)時(shí)性和空間分布差異采用弱信息提取與恢復(fù)技術(shù)，使弱信息變強(qiáng)包含于復(fù)雜的環(huán)境信息中多種組分信息的疊加多組分信息分離技術(shù)，運(yùn)用化學(xué)計(jì)量學(xué)方法物種不同、生長(zhǎng)有異、結(jié)構(gòu)有別微觀：光譜/波譜/色譜/質(zhì)譜；宏觀：感官定性/圖形圖像方法目前十三頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第二節(jié)農(nóng)田生物信息的采集與處理二、農(nóng)田生物信息采集與處理系統(tǒng)（一）系統(tǒng)組成農(nóng)田生物信息采集與處理系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成。1．硬件部分目前十四頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)1）信息檢測(cè)系統(tǒng)圖像傳感器光譜傳感器生理信息傳感器實(shí)驗(yàn)室分析儀器1．硬件部分目前十五頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)2）信號(hào)調(diào)理系統(tǒng)農(nóng)田生物信息經(jīng)過(guò)信息檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)后，其信息負(fù)載到具有某種能量（如光、電、熱、聲、磁等）的模擬量上即為模擬信號(hào)。模擬信號(hào)被計(jì)算機(jī)采集以前需要進(jìn)行調(diào)理，提高信噪比。信號(hào)調(diào)理系統(tǒng)包括：濾波器、積分器、調(diào)制解調(diào)器、鎖相放大器和廂車(chē)式積分器等。1．硬件部分目前十六頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)3）計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)接口電路計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)輸入輸出設(shè)備1．硬件部分目前十七頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)通過(guò)對(duì)農(nóng)田生物信息的綜合處理，可以發(fā)現(xiàn)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)更深層次的東西，根據(jù)需要，開(kāi)發(fā)信息綜合處理模擬優(yōu)化軟件，以便實(shí)現(xiàn)農(nóng)田管理措施的優(yōu)化。2．軟件部分1）信息預(yù)處理軟件方法：數(shù)據(jù)平滑法、圖譜疊加平均法、廂車(chē)式平均法、傅里葉變換濾波法、小波變換等。2）信息提取軟件弱信息----計(jì)算機(jī)差譜技術(shù)、計(jì)算機(jī)導(dǎo)數(shù)技術(shù)；多元信息----應(yīng)用化學(xué)計(jì)量學(xué)多組分分析方法所編制的軟件有：逐步回歸分析法（SRA）、主成分回歸法（PCR）、偏最小二乘法（PLS）等。紋理特征信息----利用逐步判別法、主成分分析法、聚類(lèi)分析法等。3）信息綜合處理、模擬和優(yōu)化軟件目前十八頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)（二）系統(tǒng)功能二、農(nóng)田生物信息采集與處理系統(tǒng)第二節(jié)農(nóng)田生物信息的采集與處理1.農(nóng)田生物信息檢測(cè)微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)和組分的信息檢測(cè)宏觀形態(tài)結(jié)構(gòu)的信息檢測(cè)生理功能的信息檢測(cè)間接信息的獲得2．生物信息檢測(cè)信號(hào)的調(diào)理信噪比噪聲來(lái)源信號(hào)調(diào)理目前十九頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)三、農(nóng)田生物弱信息的增強(qiáng)技術(shù)第二節(jié)農(nóng)田生物信息的采集與處理1．系統(tǒng)背景的消除與降低差譜技術(shù)導(dǎo)數(shù)光譜技術(shù)2．隨機(jī)背景的消除與降低數(shù)字濾波技術(shù)傅里葉變換濾波小波變換目前二十頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)四、農(nóng)田生物多元信息的提取技術(shù)第二節(jié)農(nóng)田生物信息的采集與處理方法：化學(xué)計(jì)量學(xué)方法操作：通過(guò)1組待測(cè)成分含量已知的標(biāo)準(zhǔn)樣品，對(duì)它們進(jìn)行光譜區(qū)的全程掃描，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)快速處理數(shù)據(jù)，建立樣品組分含量與樣品光譜之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，再測(cè)出未知樣品中待測(cè)組分的光譜，就可以確定其中待測(cè)成分的含量。目前二十一頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第二節(jié)農(nóng)田生物信息的采集與處理五、農(nóng)田生物宏觀形態(tài)結(jié)構(gòu)信息的提取（一）計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的概念計(jì)算機(jī)圖像處理是在計(jì)算機(jī)中把圖像用數(shù)字信號(hào)的形式表達(dá)，并根據(jù)需要進(jìn)行各種處理，稱(chēng)為數(shù)字圖像處理。所謂數(shù)字圖像，就是圖像各點(diǎn)的灰度值的二維數(shù)組，把它表示為f(x,y)，則f(i,j)表示圖像f位于（i,j）處象素的同時(shí)，還表示該點(diǎn)的灰度。因此任何圖像都可以用多個(gè)二維數(shù)組表示。目前二十二頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第二節(jié)農(nóng)田生物信息的采集與處理五、農(nóng)田生物宏觀形態(tài)結(jié)構(gòu)信息的提?。ㄒ唬┯?jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的概念類(lèi)別描述形式描述的對(duì)象二值圖像f(x,y)=0,1文字、線(xiàn)條圖、指紋等濃淡圖像0≤f(x,y)≤2n—1黑白照片、一般n=6～8彩色圖像｛fi(x,y)｝,i=R,G,B以三基色表示的彩色圖像多光譜圖像｛fi(x,y)｝,i=1,2,…,m遙感圖像，一般m=4～8立體圖像fL,fR由左、右視點(diǎn)得到的同一物體的象對(duì)動(dòng)態(tài)圖像（時(shí)間序列）｛ft(x,y)｝,t=t1,t2,…,tn動(dòng)態(tài)分析、動(dòng)畫(huà)制作等數(shù)字圖像的類(lèi)別目前二十三頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第二節(jié)農(nóng)田生物信息的采集與處理五、農(nóng)田生物宏觀形態(tài)結(jié)構(gòu)信息的提?。ǘ﹫D像輸入方法照片、膠片或?qū)嵉嘏臄z的電視圖像等一系列模擬圖像，在輸入計(jì)算機(jī)的過(guò)程中，由輸入設(shè)備（用數(shù)碼照相機(jī)和數(shù)碼攝像機(jī)拍攝的為數(shù)字圖像，可直接輸入計(jì)算機(jī)）將其轉(zhuǎn)換成二維陣列（X×N）個(gè)象素，然后將這些點(diǎn)陣的灰度信息（包括色彩信息）數(shù)字化每一象元的灰度值是從0到255中的某一個(gè)值，而彩色信息是將自然界的各種顏色分解成紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）3種基色，每種基色又分成0到255個(gè)不同的數(shù)量級(jí)，幾乎所有顏色都可用RGB三基色的含量多少來(lái)反映，農(nóng)田生物色度信息就是用RGB三基色不同數(shù)量級(jí)的合成來(lái)表示。目前二十四頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)（三）圖像處理方法第二節(jié)農(nóng)田生物信息的采集與處理五、農(nóng)田生物宏觀形態(tài)結(jié)構(gòu)信息的提取1．二值圖像處理法2．圖像變換和圖像質(zhì)量的改善3．圖像的特征提取幾何形狀結(jié)構(gòu)信息的提取紋理特征信息的提取顏色特征信息的提取目前二十五頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第三節(jié)農(nóng)田氣候信息的采集與處理一、農(nóng)田氣候信息采集與處理系統(tǒng)的一般構(gòu)成二、農(nóng)田氣候信息采集處理系統(tǒng)的硬件構(gòu)成三、農(nóng)田氣候信息采集處理系統(tǒng)應(yīng)用軟件目前二十六頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第三節(jié)農(nóng)田氣候信息的采集與處理一、農(nóng)田氣候信息采集與處理系統(tǒng)的一般構(gòu)成目前二十七頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第三節(jié)農(nóng)田氣候信息的采集與處理二、農(nóng)田氣候信息采集處理系統(tǒng)的硬件構(gòu)成氣候信息采集模塊數(shù)據(jù)通信輸出模塊單片機(jī)功能擴(kuò)展模塊目前二十八頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第三節(jié)農(nóng)田氣候信息的采集與處理二、農(nóng)田氣候信息采集處理系統(tǒng)的硬件構(gòu)成（一）信息采集模塊數(shù)據(jù)采集器有15~16個(gè)數(shù)據(jù)通道，由多路開(kāi)關(guān)分時(shí)選通，完成空氣溫度、空氣濕度、光輻射、地面風(fēng)速以及土壤熱通量等氣候信息的采集。目前二十九頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第三節(jié)農(nóng)田氣候信息的采集與處理二、農(nóng)田氣候信息采集處理系統(tǒng)的硬件構(gòu)成（二）數(shù)據(jù)通信輸出模塊采集處理系統(tǒng)為方便數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和圖形顯示，設(shè)置了數(shù)據(jù)通信輸出通道，通過(guò)RS－232－C串行通信總線(xiàn)（適宜于30m內(nèi)）和20mA電流環(huán)（遠(yuǎn)距離），將數(shù)據(jù)送入系統(tǒng)主機(jī)，以便對(duì)數(shù)據(jù)作進(jìn)一步的處理、分析。（三）系統(tǒng)功能擴(kuò)展模塊為了適應(yīng)農(nóng)田氣候信息采集、存儲(chǔ)、處理的需要，增強(qiáng)單片機(jī)系統(tǒng)的功能，系統(tǒng)外擴(kuò)展了程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、輸入/輸出口以及定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。目前三十頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第三節(jié)農(nóng)田氣候信息的采集與處理二、農(nóng)田氣候信息采集處理系統(tǒng)的硬件構(gòu)成（四）農(nóng)田自動(dòng)氣象站實(shí)例澳大利亞MEA自動(dòng)氣象站英國(guó)Delta－T的WS自動(dòng)氣象站目前三十一頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)三、農(nóng)田氣候信息采集處理系統(tǒng)應(yīng)用軟件第三節(jié)農(nóng)田氣候信息的采集與處理目前三十二頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第四節(jié)土壤信息的采集與處理一、土壤含水量的監(jiān)測(cè)二、土壤養(yǎng)分成分的監(jiān)測(cè)三、智能化農(nóng)田節(jié)水灌溉監(jiān)控系統(tǒng)目前三十三頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第四節(jié)土壤信息的采集與處理一、土壤含水量的監(jiān)測(cè)TDR土壤水分測(cè)定系統(tǒng)負(fù)壓計(jì)土壤濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中子土壤濕度儀電阻/電容式土壤濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)FDR土壤水分測(cè)定系統(tǒng)土壤水分遙感監(jiān)測(cè)目前三十四頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第四節(jié)土壤信息的采集與處理一、土壤含水量的監(jiān)測(cè)（一）TDR土壤水分測(cè)定系統(tǒng)TDR系統(tǒng)類(lèi)似一個(gè)短波雷達(dá)系統(tǒng)通過(guò)測(cè)定電磁波沿插入土壤的探針傳播時(shí)間來(lái)測(cè)定土壤介電常數(shù)，進(jìn)而計(jì)算整個(gè)探針長(zhǎng)度土層土壤平均體積含水量可以直接、快速、方便、可靠地同時(shí)獨(dú)立監(jiān)測(cè)土壤水鹽狀況測(cè)定結(jié)果幾乎與土壤類(lèi)型、密度、溫度等因素?zé)o關(guān)無(wú)需埋設(shè)中子管缺點(diǎn)是儀器價(jià)格昂貴TDR法的特點(diǎn)目前三十五頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第四節(jié)土壤信息的采集與處理一、土壤含水量的監(jiān)測(cè)（一）TDR土壤水分測(cè)定系統(tǒng)TDR系統(tǒng)的組成輸出幅度穩(wěn)定、頻率可調(diào)（20MHz～1GHz）的系列階躍脈沖信號(hào)顯示器并實(shí)現(xiàn)脈沖幅度和脈沖延遲時(shí)間的測(cè)量輸出時(shí)標(biāo)脈沖，控制階躍脈沖產(chǎn)生器與接收器同步，以便在顯示器上顯示和測(cè)量應(yīng)用脈沖調(diào)制技術(shù)，將接收到的高頻反射脈沖信號(hào)變換為低頻脈沖信號(hào)，送往示波器顯示、測(cè)量目前三十六頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第四節(jié)土壤信息的采集與處理一、土壤含水量的監(jiān)測(cè)（一）TDR土壤水分測(cè)定系統(tǒng)將長(zhǎng)度為L(zhǎng)的波導(dǎo)棒插入土壤介質(zhì)中，高頻電磁脈沖信號(hào)從波導(dǎo)棒的始端傳播到終端，并在探頭周?chē)a(chǎn)生一個(gè)電磁場(chǎng)，由于波導(dǎo)棒終端處于開(kāi)路狀態(tài)，脈沖信號(hào)受反射又沿波導(dǎo)棒返回到始端。檢測(cè)脈沖從輸入到反射回的時(shí)間以及反射時(shí)的脈沖幅度的衰減，可以反映出土壤的電導(dǎo)率，繼而計(jì)算土壤水鹽含量。土壤水鹽的電磁測(cè)定是基于土壤的介電性質(zhì)。介電常數(shù)又與土壤水分含量的多少有密切關(guān)系。TDR監(jiān)測(cè)土壤水鹽的原理目前三十七頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第四節(jié)土壤信息的采集與處理TDR土壤水分測(cè)定系統(tǒng)的應(yīng)用一、土壤含水量的監(jiān)測(cè)（一）TDR土壤水分測(cè)定系統(tǒng)常見(jiàn)的TDR土壤水分測(cè)定系統(tǒng)有Trase土壤水分測(cè)定系統(tǒng)、Trime土壤水分測(cè)定系統(tǒng)等。不同型號(hào)的TDR土壤水分測(cè)定系統(tǒng)通常有8、15、20、30、45、50、60、70、110、160cm等不同長(zhǎng)度的波導(dǎo)探頭可供選擇;可以分別采用插入式、埋入式和管道式探頭測(cè)定表土層和土壤剖面不同深度的土壤含水量,剖面濕度最深可達(dá)3m。如果與多路盒相連可以連接多個(gè)探頭，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)土壤水分同時(shí)監(jiān)測(cè)。目前三十八頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第四節(jié)土壤信息的采集與處理（二）負(fù)壓計(jì)土壤濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一、土壤含水量的監(jiān)測(cè)土壤含水量與毛管力之間具有一定的函數(shù)關(guān)系，毛管力變化能夠反映土壤含水量變化。負(fù)壓計(jì)，又稱(chēng)張力計(jì)，以測(cè)量土壤負(fù)壓（張力）來(lái)顯示土壤水分狀況目前三十九頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第四節(jié)土壤信息的采集與處理（二）負(fù)壓計(jì)土壤濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一、土壤含水量的監(jiān)測(cè)負(fù)壓計(jì)包括一個(gè)多孔的陶瓷杯和一個(gè)液壓計(jì)。陶瓷杯埋于所測(cè)的土壤中，負(fù)壓計(jì)內(nèi)部的水分通過(guò)陶瓷杯上的微孔同土壤水分進(jìn)行交換而使內(nèi)外水勢(shì)漸趨平衡，由于水分滲入和滲出使負(fù)壓計(jì)讀數(shù)發(fā)生變化，儀器上所指示的負(fù)壓值即代表土壤水勢(shì)，可以直接反映土壤水分能為植物吸收利用的程度，同時(shí)又可換算為土壤含水率。目前四十頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第四節(jié)土壤信息的采集與處理（二）負(fù)壓計(jì)土壤濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一、土壤含水量的監(jiān)測(cè)負(fù)壓計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造、價(jià)錢(qián)便宜、使用方便，可以在不同測(cè)點(diǎn)多處埋設(shè)，可進(jìn)行連續(xù)多次觀測(cè)。但需要提前測(cè)定土壤水分特性曲線(xiàn)來(lái)?yè)Q算土壤含水量，安裝前要注水除氣、密封和標(biāo)定，需要1～2d的土壤吸力平衡過(guò)程才能正常觀測(cè)測(cè)試土壤吸力范圍為0～0.86×105Pa，土壤干燥、吸力大于0.86×105Pa時(shí)會(huì)使陶瓷杯擊穿，因而不適合于干旱土地，適用于灌溉地、噴灌和滴灌田。同時(shí)，負(fù)壓計(jì)易于受環(huán)境溫度的影響，儀器穩(wěn)定性較差，觀測(cè)結(jié)果具有滯后性，往往不能及時(shí)反映土壤水分狀況。目前四十一頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第四節(jié)土壤信息的采集與處理（三）中子土壤濕度儀一、土壤含水量的監(jiān)測(cè)利用中子熱化原理，快中子源發(fā)出的中子在遇到氫原子后，失去部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化成慢中子，儀器根據(jù)測(cè)出的慢中子數(shù)量計(jì)算出土壤含水量。土壤含水量愈多，快中子轉(zhuǎn)化為慢中子的數(shù)量也愈多，儀器可以將計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)換為土壤含水量值。目前四十二頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第四節(jié)土壤信息的采集與處理（三）中子土壤濕度儀一、土壤含水量的監(jiān)測(cè)中子儀由探頭和計(jì)數(shù)器組成。探頭由快中子源和一個(gè)三氟化硼慢中子檢測(cè)器組成計(jì)數(shù)器用來(lái)監(jiān)測(cè)土壤散射的慢中子通道。中子儀使用方法較為簡(jiǎn)單，只需將探頭插入預(yù)設(shè)的測(cè)量孔某一位置，即可測(cè)出該位置（點(diǎn)）周?chē)耐寥篮?。沿測(cè)孔上下移動(dòng)即可測(cè)定不同深度土層的土壤含水量，可測(cè)量多達(dá)30m深的土壤剖面含水量。目前四十三頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第四節(jié)土壤信息的采集與處理（三）中子土壤濕度儀一、土壤含水量的監(jiān)測(cè)中子儀法的特點(diǎn)是能快速、周期性的反復(fù)測(cè)定深層土壤含水量而不破壞土壤，但當(dāng)土壤有機(jī)質(zhì)含量高時(shí)測(cè)定精度差，且儀器價(jià)格較貴，需要提前埋設(shè)鋁管，導(dǎo)致設(shè)備成本較高，同時(shí)30cm表土層因輻射危害健康，需要采用其它方法測(cè)定。目前主要采用手工方法測(cè)量，也可改造為自動(dòng)化或半自動(dòng)化監(jiān)測(cè)儀。目前四十四頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第四節(jié)土壤信息的采集與處理（四）電阻/電容式土壤濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一、土壤含水量的監(jiān)測(cè)通過(guò)測(cè)量埋入土壤中的感濕元件的電阻值得到感濕元件的濕度，從而間接求得土壤濕度測(cè)量結(jié)果易受土壤鹽分影響，且有滯后性根據(jù)土壤介電常數(shù)隨土壤濕度變化的原理來(lái)測(cè)定土壤濕度受土壤鹽分的影響較小電阻式土壤濕度傳感器電容式土壤濕度傳感器目前四十五頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第四節(jié)土壤信息的采集與處理（四）電阻/電容式土壤濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一、土壤含水量的監(jiān)測(cè)如石膏塊土壤水分測(cè)定系統(tǒng)，通過(guò)測(cè)量石膏塊內(nèi)兩個(gè)電極間的電阻可以顯示含水量。石膏塊永久埋入土壤中，壽命為3～5年，適用于干燥土壤環(huán)境（張力計(jì)無(wú)法使用），測(cè)量范圍3～100kPa。目前四十六頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第四節(jié)土壤信息的采集與處理一、土壤含水量的監(jiān)測(cè)（五）FDR土壤水分測(cè)定系統(tǒng)FDR頻域反射儀是一種用于測(cè)量土壤水分的儀器，它利用電磁脈沖原理，根據(jù)電磁波在介質(zhì)中傳播頻率來(lái)測(cè)量土壤的表觀介電常數(shù),從而得到土壤容積含水量。FDR具有簡(jiǎn)便安全、快速準(zhǔn)確、定點(diǎn)連續(xù)、自動(dòng)化、寬量程、少標(biāo)定等優(yōu)點(diǎn)，在土壤干旱條件下測(cè)定結(jié)果誤差小于TDR。FDR的探針類(lèi)似于TDR。Thetaprobe土壤水分測(cè)量系統(tǒng)，其傳感器測(cè)量范圍是5%～55%的體積濕度，精確度為2%。目前四十七頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第四節(jié)土壤信息的采集與處理一、土壤含水量的監(jiān)測(cè)（六）土壤水分遙感監(jiān)測(cè)利用衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)土壤水分的方法具有宏觀、高時(shí)效、經(jīng)濟(jì)、視野廣、周期快和動(dòng)態(tài)條件好等特點(diǎn)成為區(qū)域性土壤水分和農(nóng)作物干旱監(jiān)測(cè)與評(píng)估的重要手段遙感技術(shù)可以迅速、大面積與多時(shí)相地獲得地面信息，且具有簡(jiǎn)便、不破壞環(huán)境的特點(diǎn)，而且其監(jiān)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)俱到,較容易畫(huà)出土壤不同含水量區(qū)域之間的界線(xiàn)，便于對(duì)不同含水量區(qū)域面積的統(tǒng)計(jì)和分析，已成為一種監(jiān)測(cè)土壤含水量的全新方法。目前四十八頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第四節(jié)土壤信息的采集與處理一、土壤含水量的監(jiān)測(cè)（六）土壤水分遙感監(jiān)測(cè)若地表有植被覆蓋時(shí)，可用多譜段遙感技術(shù)來(lái)區(qū)分植物反射和土壤反射光譜，找出土壤含水量與多譜段反射率的關(guān)系，確定土壤含水量。裸地，可利用熱紅外遙感土壤水分，其內(nèi)容包括：一是通過(guò)熱紅外遙感方法獲取的熱圖像數(shù)據(jù)推算地表溫度的時(shí)空分布，二是確定土壤水分含量與地表溫度之間的定量關(guān)系，推算土壤濕度的地區(qū)分布。此外，還可采用微波遙感土壤水分和應(yīng)用NOAA—AVHRR數(shù)據(jù)探測(cè)土壤水分。目前四十九頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)二、土壤養(yǎng)分成分的監(jiān)測(cè)第四節(jié)土壤信息的采集與處理（一）土壤養(yǎng)分的連續(xù)流動(dòng)分析連續(xù)流動(dòng)分析技術(shù)（Continuous-Flow

Analysis-CFA）將樣品顯色與檢測(cè)合為一體，使浸提樣品的檢測(cè)效率成倍提高德國(guó)布朗盧比公司推出的AutoAnalyzer

3系統(tǒng)，由自動(dòng)進(jìn)樣器、蠕動(dòng)泵、化學(xué)分析盒、檢測(cè)器和計(jì)算機(jī)等5個(gè)獨(dú)立部分組成目前五十頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)二、土壤養(yǎng)分成分的監(jiān)測(cè)第四節(jié)土壤信息的采集與處理（一）土壤養(yǎng)分的連續(xù)流動(dòng)分析能進(jìn)行在線(xiàn)消解、在線(xiàn)溶劑萃取、在線(xiàn)蒸餾、在線(xiàn)過(guò)濾、氧化還原、在線(xiàn)離子交換、自動(dòng)稀釋、自動(dòng)進(jìn)樣，WINDOWS下全計(jì)算機(jī)自動(dòng)系統(tǒng)控制軟件，結(jié)果自動(dòng)報(bào)表打印，多功能化學(xué)分析盒，高低量程轉(zhuǎn)換，不用裝電子除氣泡裝置大量應(yīng)用于海水、自來(lái)水、地表水、污水、煙草、土壤、植株、肥料、食品等樣品的自動(dòng)檢測(cè)目前五十一頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)二、土壤養(yǎng)分成分的監(jiān)測(cè)第四節(jié)土壤信息的采集與處理（一）土壤養(yǎng)分的連續(xù)流動(dòng)分析目前五十二頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)二、土壤養(yǎng)分成分的監(jiān)測(cè)第四節(jié)土壤信息的采集與處理（二）土壤養(yǎng)分成分監(jiān)測(cè)——ISFET法化學(xué)量傳感器是繼物理量傳感器之后興起的另一類(lèi)傳感器?；瘜W(xué)量傳感器的傳感對(duì)象包括離子與分子。離子傳感器是能把溶液中離子活度轉(zhuǎn)換為電位或電流等電信號(hào)的傳感器。離子傳感器的基本原理是離子識(shí)別，利用固定在敏感膜上的離子識(shí)別材料有選擇性地結(jié)合被傳感的離子，從而發(fā)生膜電位或膜電流的改變。目前五十三頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)二、土壤養(yǎng)分成分的監(jiān)測(cè)第四節(jié)土壤信息的采集與處理ISFET（IonSensitiveFieldEffectTransistor）即離子敏場(chǎng)效應(yīng)晶體管或稱(chēng)離子選擇性場(chǎng)效應(yīng)管是常見(jiàn)的離子傳感器ISFET是由ISE敏感膜和MOSFET場(chǎng)效應(yīng)晶體管組合而成的、對(duì)離子具有一定選擇性的新型半導(dǎo)體器件，能在被測(cè)離子作用下產(chǎn)生相應(yīng)的漏—源電流IDS，以顯示該種離子的濃度（二）土壤養(yǎng)分成分監(jiān)測(cè)——ISFET法目前五十四頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第四節(jié)土壤信息的采集與處理二、土壤養(yǎng)分成分的監(jiān)測(cè)其離子的主要探測(cè)元件為固態(tài)或液態(tài)的離子敏感膜，選擇不同的敏感膜，可以測(cè)定不同的離子濃度。ISFET主要H+、K+、Na+、Ca2+、Cl－、F－、Br－、I－、CN－、Ag+、S2－、NH4+等幾種。也可以將H＋、K＋、Na＋、Cl－等離子敏感膜集成在一個(gè)芯片上，通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)使4個(gè)ISFET輸出信號(hào)，分別測(cè)定離子的濃度。對(duì)于土壤營(yíng)養(yǎng)監(jiān)測(cè)來(lái)說(shuō)，ISFET器件的技術(shù)關(guān)鍵是在于離子選擇性敏感膜的研制?？梢詫⒍郔SFET傳感器集成到FIA（FlowInjectionAnalysis）系統(tǒng)中進(jìn)行土壤營(yíng)養(yǎng)成分的監(jiān)測(cè)。也可以用ISFET連續(xù)檢測(cè)土壤pH值。（二）土壤養(yǎng)分成分監(jiān)測(cè)——ISFET法目前五十五頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第四節(jié)土壤信息的采集與處理二、土壤養(yǎng)分成分的監(jiān)測(cè)（三）土壤養(yǎng)分測(cè)試儀如國(guó)產(chǎn)土壤養(yǎng)分測(cè)定儀TPY-6，可測(cè)定土壤速效氮、速效磷、有效鉀、全氮、全磷、全鉀、有機(jī)質(zhì)含量、土壤酸堿度及土壤含鹽量（定量）等指標(biāo)，具有存儲(chǔ)和打印功能。國(guó)內(nèi)外已研制出適宜于野外使用的眾多型號(hào)的土壤養(yǎng)分和肥料快速測(cè)定設(shè)備。目前五十六頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第四節(jié)土壤信息的采集與處理二、土壤養(yǎng)分成分的監(jiān)測(cè)（三）土壤養(yǎng)分測(cè)試儀國(guó)外生產(chǎn)的Rqflex便攜式反射光度計(jì)——土壤養(yǎng)分測(cè)定儀，利用反射分光光度計(jì)原理，用于多種有機(jī)物質(zhì)和無(wú)機(jī)離子的快速測(cè)定，測(cè)試的種類(lèi)包括氨態(tài)氮、硝態(tài)氮、亞硝酸鹽、磷酸鹽、鉀、硫酸鹽、鈣、氯、鉻、鈷、銅、鋁、鐵、鉛、鎂、錳、鉬、鎳、過(guò)氧化物、pH、酒石酸、甲醛、維生素C、葡萄糖等?？稍谠貙?shí)時(shí)測(cè)量，數(shù)據(jù)隨機(jī)存貯，可方便用戶(hù)即時(shí)決策。儀器主要包括顯色試紙、含儀器校正和控制功能的條形碼、反射光度計(jì)表頭三個(gè)部分目前五十七頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第四節(jié)土壤信息的采集與處理二、土壤養(yǎng)分成分的監(jiān)測(cè)（三）土壤養(yǎng)分測(cè)試儀利用可見(jiàn)和近紅外光譜技術(shù)，結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘和融合技術(shù)，研制而成的光譜法土壤養(yǎng)分分析儀，是一種新型土壤養(yǎng)分快速測(cè)試分析方法，不破壞樣品，不需要化學(xué)試劑，不需要前處理，即可實(shí)現(xiàn)了土壤養(yǎng)分的實(shí)時(shí)快速測(cè)試。可以測(cè)試土壤、肥料、植株中全量的和速效的氮、磷、鉀；有機(jī)質(zhì)和酸堿度，可溶性含鹽量以及腐殖酸的含量目前五十八頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第四節(jié)土壤信息的采集與處理二、土壤養(yǎng)分成分的監(jiān)測(cè)（四）土壤鹽分的監(jiān)測(cè)大地電導(dǎo)儀是快速勘查大面積土壤電導(dǎo)率的專(zhuān)門(mén)儀器。土壤電導(dǎo)率數(shù)據(jù)包含了土壤含鹽量、土壤水分、有機(jī)質(zhì)含量、土壤壓實(shí)度、質(zhì)地結(jié)構(gòu)、空隙度等土壤理化信息。接觸式土壤電導(dǎo)率傳感器是一種電極式傳感器，采用電流－電壓四端法，將恒流電源、電壓表、電極和土壤構(gòu)成回路，用車(chē)輛牽引并集成GPS系統(tǒng)，用于測(cè)定土壤電導(dǎo)率。目前五十九頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第四節(jié)土壤信息的采集與處理二、土壤養(yǎng)分成分的監(jiān)測(cè)（四）土壤鹽分的監(jiān)測(cè)如美國(guó)的Veris公司的Veris3100大地電導(dǎo)儀，有6個(gè)犁刀式電極，用車(chē)輛牽引并集成GPS系統(tǒng)，可同時(shí)獲得0～30.5cm和0～91.5cm的土壤電導(dǎo)率，每隔1s記錄一組數(shù)據(jù)，記錄在閃存中，經(jīng)過(guò)配備的專(zhuān)門(mén)數(shù)據(jù)處理與分析軟件，就可得到農(nóng)田土壤電導(dǎo)率分布圖。目前六十頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第四節(jié)土壤信息的采集與處理二、土壤養(yǎng)分成分的監(jiān)測(cè)（四）土壤鹽分的監(jiān)測(cè)非接觸式土壤電導(dǎo)率傳感器，如加拿大Geonics公司的EM38大地電導(dǎo)儀，重量較輕，長(zhǎng)度也僅1m，能以極好靈敏度快速地進(jìn)行勘查。主其要工作原理是在電導(dǎo)儀后端有一個(gè)小型發(fā)射線(xiàn)圈，它可以產(chǎn)生一個(gè)隨時(shí)間變化的初級(jí)磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)在大地中誘導(dǎo)出微小電子渦流，而其前端有一個(gè)小型接受線(xiàn)圈，這個(gè)接受器既接受發(fā)射線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)，又接受由初級(jí)磁場(chǎng)誘導(dǎo)出的次級(jí)磁場(chǎng)，通過(guò)測(cè)量誘導(dǎo)出的次級(jí)磁場(chǎng)來(lái)測(cè)量大地電導(dǎo)率。其主磁場(chǎng)強(qiáng)度和副磁場(chǎng)強(qiáng)度比值與電導(dǎo)率呈線(xiàn)性關(guān)系。目前六十一頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第四節(jié)土壤信息的采集與處理二、土壤養(yǎng)分成分的監(jiān)測(cè)（四）土壤鹽分的監(jiān)測(cè)正常進(jìn)行測(cè)定時(shí)，只要把儀器放在地上，就可記錄土壤含鹽量。也可以把它安裝在木制滑橋上，以步行速度在地上拖著走，并用DSA70數(shù)采將數(shù)據(jù)上連續(xù)記錄下來(lái)，（大約每隔0.3m記一次數(shù)），在一小時(shí)以?xún)?nèi)記下3000個(gè)數(shù)據(jù)，從而完成密集數(shù)據(jù)采集，探測(cè)深度達(dá)1.5m。配套Map圖形軟件可以繪制土壤含鹽量地理輪廓圖像。目前六十二頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)（五）土壤樣品自動(dòng)化采集系統(tǒng)第四節(jié)土壤信息的采集與處理二、土壤養(yǎng)分成分的監(jiān)測(cè)土壤樣品自動(dòng)化采集系統(tǒng)系統(tǒng)由取樣管、導(dǎo)向器、液壓油缸、采樣頭定位器、移動(dòng)滑道、底座加強(qiáng)套、液壓動(dòng)力單元、動(dòng)力單元固定座、立柱導(dǎo)向固定器、支撐底座、立柱及GPS導(dǎo)向記錄系統(tǒng)組成。目前六十三頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)（五）土壤樣品自動(dòng)化采集系統(tǒng)第四節(jié)土壤信息的采集與處理二、土壤養(yǎng)分成分的監(jiān)測(cè)將系統(tǒng)固定在皮卡外側(cè)槽的頂部，通過(guò)液壓油缸固定架移動(dòng)滑道將取土系統(tǒng)向外滑出，調(diào)整好土壤取樣的深度，利用系統(tǒng)提供的兩根輔助固定桿將系統(tǒng)固定在皮卡貨物箱的頂部，然后使液壓油缸處于直列狀態(tài)。將液壓動(dòng)力單元上的兩條動(dòng)力線(xiàn)直接連接在拖拉機(jī)電瓶上，按動(dòng)控制按鍵上的“上升”和“下降”按鈕即可完成土壤的取樣工作。土壤樣品取出后放在塑料袋內(nèi)保存，將GPS取樣點(diǎn)坐標(biāo)記錄在土壤樣品袋標(biāo)簽上。目前六十四頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)三、智能化農(nóng)田節(jié)水灌溉監(jiān)控系統(tǒng)第四節(jié)土壤信息的采集與處理（一）系統(tǒng)構(gòu)成多路傳感器系統(tǒng)信息采集主機(jī)、微機(jī)及外設(shè)等目前六十五頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)三、智能化農(nóng)田節(jié)水灌溉監(jiān)控系統(tǒng)第四節(jié)土壤信息的采集與處理1．傳感器（一）系統(tǒng)構(gòu)成水勢(shì)水位溫度離子總濃度相對(duì)濕度2．系統(tǒng)主機(jī)程控多路開(kāi)關(guān)陣列衡流源隔離變送放大器12位A/D變換器目前六十六頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)三、智能化農(nóng)田節(jié)水灌溉監(jiān)控系統(tǒng)第四節(jié)土壤信息的采集與處理（二）系統(tǒng)功能1．信息采集2．信息處理與顯示3．信息管理4．灌溉管理目前六十七頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第五節(jié)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控與管理一、溫室環(huán)境監(jiān)控與管理二、果蔬貯藏環(huán)境監(jiān)控與管理目前六十八頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)一、溫室環(huán)境監(jiān)控與管理第五節(jié)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控與管理溫室要求對(duì)溫室內(nèi)溫度、濕度、光照、CO2等環(huán)境因子進(jìn)行監(jiān)控，需要采集環(huán)境信息和實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件構(gòu)成如圖溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件界面目前六十九頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)一、溫室環(huán)境監(jiān)控與管理第五節(jié)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控與管理溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)顯示界面（一）目前七十頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)一、溫室環(huán)境監(jiān)控與管理第五節(jié)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控與管理溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)顯示界面（二）目前七十一頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)一、溫室環(huán)境監(jiān)控與管理第五節(jié)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控與管理溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)環(huán)境因子變化曲線(xiàn)圖目前七十二頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)一、溫室環(huán)境監(jiān)控與管理第五節(jié)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控與管理（一）溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)1．溫度、濕度監(jiān)測(cè)2．光合有效輻射的監(jiān)測(cè)3．CO2濃度監(jiān)測(cè)溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳感器組成目前七十三頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)一、溫室環(huán)境監(jiān)控與管理第五節(jié)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控與管理（二）溫室環(huán)境控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)根據(jù)傳感器的實(shí)際測(cè)量與事先設(shè)定的目標(biāo)值進(jìn)行比較然后決定溫室環(huán)境的控制過(guò)程，控制相應(yīng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)（加熱、冷卻）、濕度調(diào)節(jié)（加濕、去濕）、光照調(diào)節(jié)（補(bǔ)光、遮蔭）、CO2濃度調(diào)節(jié)（通風(fēng)、人工增施CO2）等溫室環(huán)境控制系統(tǒng)示意圖目前七十四頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)一、溫室環(huán)境監(jiān)控與管理第五節(jié)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控與管理溫室環(huán)境監(jiān)控管理系統(tǒng)目前七十五頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)二、果蔬貯藏環(huán)境監(jiān)控與管理第五節(jié)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控與管理（一）果蔬冷庫(kù)儲(chǔ)藏方法與原理原理特點(diǎn)自然冷源貯藏利用地窖、水井、冰川和雪山等天然相對(duì)低溫環(huán)境設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，但儲(chǔ)藏保鮮期短，難以人工有效調(diào)控儲(chǔ)藏環(huán)境機(jī)械制冷貯藏利用機(jī)械壓縮機(jī)制冷形成低溫環(huán)境儲(chǔ)藏保鮮期長(zhǎng)，但設(shè)備昂貴，耗能多，成本高氣調(diào)貯藏適宜低溫條件下，通過(guò)改變貯藏環(huán)境氣體成分、相對(duì)濕度，營(yíng)造低氧(一般O2含量為1％~5％)和適當(dāng)CO2濃度，減少果蔬中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損耗，增加環(huán)境氣體中的相對(duì)濕度，以降低果蔬的蒸騰作用，抑制果實(shí)乙烯合成與催熟作用成本相對(duì)較低，儲(chǔ)藏保鮮周期較長(zhǎng)目前七十六頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)二、果蔬貯藏環(huán)境監(jiān)控與管理第五節(jié)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控與管理（二）果蔬貯藏環(huán)境監(jiān)控管理系統(tǒng)是一個(gè)二級(jí)計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)，由智能監(jiān)控站、通信總線(xiàn)、調(diào)控設(shè)備與管理計(jì)算機(jī)組成。智能監(jiān)控站串行通信總線(xiàn)中心管理機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)管理圖形管理網(wǎng)絡(luò)化管理貯藏現(xiàn)場(chǎng)以單片機(jī)為中心的智能化系統(tǒng)目前七十七頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第六節(jié)農(nóng)業(yè)感官智能分析技術(shù)一、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)及其應(yīng)用二、電子鼻技術(shù)及其應(yīng)用三、電子舌技術(shù)及其應(yīng)用目前七十八頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第六節(jié)農(nóng)業(yè)感官智能分析技術(shù)一、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)及其應(yīng)用（一）機(jī)器視覺(jué)的概念、原理與發(fā)展機(jī)器視覺(jué)是指利用計(jì)算機(jī)模擬人眼的視覺(jué)功能，從圖像或圖像序列中提取信息，對(duì)客觀世界的三維景物和物體進(jìn)行形態(tài)和運(yùn)動(dòng)識(shí)別,最終用于實(shí)際檢測(cè)、測(cè)量和控制。機(jī)器視覺(jué)是20世紀(jì)70年代初期在遙感圖像處理和醫(yī)學(xué)圖像處理成功應(yīng)用的基礎(chǔ)上興起的，隨著計(jì)算機(jī)、控制理論、模式識(shí)別、人工智能等技術(shù)的發(fā)展，已廣泛應(yīng)用于軍事技術(shù)、科學(xué)研究、醫(yī)療衛(wèi)生、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域目前七十九頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第六節(jié)農(nóng)業(yè)感官智能分析技術(shù)一、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)及其應(yīng)用（二）機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)構(gòu)成及其關(guān)鍵技術(shù)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)由圖像采集、圖像處理和分析、輸出或顯示等三部分組成。典型機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)模塊組成目前八十頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第六節(jié)農(nóng)業(yè)感官智能分析技術(shù)一、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)及其應(yīng)用（二）機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)構(gòu)成及其關(guān)鍵技術(shù)光源相機(jī)圖像采集卡圖像采集技術(shù)圖像預(yù)處理技術(shù)視覺(jué)信息模式識(shí)別

圖像特征提取技術(shù)

圖像增強(qiáng)幾何變換圖像復(fù)原形狀特征提取顏色特征提取紋理特征提取圖像特征優(yōu)化特征提取特征選擇學(xué)習(xí)和訓(xùn)練分類(lèi)識(shí)別等步驟目前八十一頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第六節(jié)農(nóng)業(yè)感官智能分析技術(shù)（三）機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的農(nóng)業(yè)應(yīng)用一、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)及其應(yīng)用1.水果自動(dòng)分選2.種子和糧食品質(zhì)檢測(cè)3.農(nóng)產(chǎn)品中異物檢測(cè)4.農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化作業(yè)5.植物生長(zhǎng)狀況監(jiān)測(cè)6.動(dòng)物生長(zhǎng)狀況監(jiān)測(cè)目前八十二頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第六節(jié)農(nóng)業(yè)感官智能分析技術(shù)二、電子鼻技術(shù)及其應(yīng)用（一）電子鼻的概念、結(jié)構(gòu)及其工作原理電子鼻(ElectronicNose)是一種嗅覺(jué)模擬技術(shù)，也稱(chēng)為人工嗅覺(jué)、氣味掃描儀或化學(xué)傳感器陣列技術(shù)。北大西洋公約組織(NATO)對(duì)電子鼻的定義為：由多個(gè)性能彼此重疊的氣敏傳感器和適當(dāng)?shù)哪Ｊ椒诸?lèi)方法組成的具有識(shí)別單一和復(fù)雜氣體能力的裝置。電子鼻模擬人的嗅覺(jué)器官，其工作原理與人的嗅覺(jué)形成相似，也分為3個(gè)層次:(1)氣味分子被人工嗅覺(jué)系統(tǒng)中的傳感器陣列吸附，產(chǎn)生信號(hào)；(2)生成的信號(hào)經(jīng)各種方法加工處理與傳輸；(3)將處理后的信號(hào)經(jīng)模式識(shí)別系統(tǒng)做出判斷目前八十三頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第六節(jié)農(nóng)業(yè)感官智能分析技術(shù)二、電子鼻技術(shù)及其應(yīng)用（一）電子鼻的概念、結(jié)構(gòu)及其工作原理與哺乳動(dòng)物嗅覺(jué)系統(tǒng)中肺、感受器細(xì)胞、嗅球、腦等器官一一對(duì)應(yīng)分別完成取樣、感測(cè)、處理和分類(lèi)判斷任務(wù)。電子鼻系統(tǒng)由氣體傳輸/采樣系統(tǒng)、化學(xué)傳感器陣列、信號(hào)預(yù)處理、模式識(shí)別等部分組成目前八十四頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第六節(jié)農(nóng)業(yè)感官智能分析技術(shù)二、電子鼻技術(shù)及其應(yīng)用（一）電子鼻的概念、結(jié)構(gòu)及其工作原理氣味取樣操作器氣敏傳感器陣列信號(hào)處理系統(tǒng)電子鼻功能器件組成信號(hào)的預(yù)處理模式識(shí)別電子鼻的信號(hào)處理電子鼻識(shí)別氣味的主要機(jī)理是：當(dāng)某種氣味與某種活性材料傳感器接觸時(shí)，傳感器將化學(xué)輸入轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，傳感器陣列中每個(gè)傳感器對(duì)被測(cè)氣味響應(yīng)的靈敏度不同，由多個(gè)傳感器對(duì)同一種氣味的響應(yīng)便構(gòu)成了傳感器陣列對(duì)該氣味的響應(yīng)譜，每種氣味都會(huì)有它的特征響應(yīng)譜，根據(jù)其特征響應(yīng)譜可區(qū)分不同的氣味。目前八十五頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第六節(jié)農(nóng)業(yè)感官智能分析技術(shù)二、電子鼻技術(shù)及其應(yīng)用（二）電子鼻研究與應(yīng)用進(jìn)展目前對(duì)于電子鼻的研究主要集中在傳感器及電子鼻硬件的設(shè)計(jì)、模式識(shí)別及其理論、電子鼻在食品、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、生物領(lǐng)域的應(yīng)用、電子鼻與生物系統(tǒng)的關(guān)系等方面。其中傳感器及電子鼻硬件的設(shè)計(jì)和電子鼻在食品及農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用是電子鼻研究中的熱點(diǎn)。目前比較著名的電子鼻系統(tǒng)有英國(guó)的Neotronicssystem、AromaScansystem、Bloodhound、法國(guó)AlphaMOS系統(tǒng)、我國(guó)臺(tái)灣的Smell和KeenWeen等目前八十六頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)法國(guó)FOX4000電子鼻德國(guó)PEN3電子鼻法國(guó)AlphaMOS電子鼻德國(guó)FocusTech.GC-O氣相色譜-電子鼻瑞士SmartNose200質(zhì)譜技術(shù)電子鼻目前八十七頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)產(chǎn)品名稱(chēng)公司結(jié)構(gòu)和功能說(shuō)明A32/8S英國(guó)Osmetechplc使用32個(gè)CP傳感器，與計(jì)算機(jī)聯(lián)用Nose英國(guó)Neotronics使用10個(gè)CP傳感器，檢測(cè)啤酒FOX5000法國(guó)AlphaMOS4組帶有各自溫度和濕度傳感器的6個(gè)傳感器(MOS，CP或QCM)陣列，與計(jì)算機(jī)聯(lián)用BH114英國(guó)BloodhoundSensors使用14個(gè)CP傳感器，與計(jì)算機(jī)聯(lián)用SmartNose300瑞士SmartNose第一臺(tái)基于電子鼻的質(zhì)譜儀，與計(jì)算機(jī)聯(lián)用PEN德國(guó)WMAAirsenseAnalysentechnik使用10個(gè)MOS氣敏傳感器的臺(tái)式電子鼻Model4100美國(guó)Estcal使用500個(gè)正交傳感器，與計(jì)算機(jī)聯(lián)用M.O.SE.SⅡ德國(guó)LennartzElectronic最新的便攜式模塊化電子鼻，包括QMB、MOS、溫度、電化學(xué)等多種傳感器便攜式氣味監(jiān)測(cè)儀美國(guó)Sensidyne使用Pellistor元件的手持式監(jiān)測(cè)儀部分商品化的電子鼻目前八十八頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第六節(jié)農(nóng)業(yè)感官智能分析技術(shù)二、電子鼻技術(shù)及其應(yīng)用（二）電子鼻研究與應(yīng)用進(jìn)展飲料、食品和煙草的質(zhì)量控制藥品、化肥和化工材料生產(chǎn)中的控制煤田、油田、油庫(kù)和建筑物的消防報(bào)警環(huán)境保護(hù)中空氣、土地和水污染的檢測(cè)公安和海關(guān)安全檢查中對(duì)爆炸物和毒品等違禁物品檢測(cè)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)控制和排氣質(zhì)量檢測(cè)醫(yī)學(xué)臨床人體呼吸和排泄物氣味檢測(cè)和疾病診斷航空航天領(lǐng)域發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)艙環(huán)境檢測(cè)軍事國(guó)防中生化武器防御機(jī)器人嗅覺(jué)定位系統(tǒng)飲料、酒類(lèi)、茶葉、煙草、魚(yú)和肉等食品揮發(fā)氣味的識(shí)別和分類(lèi)，進(jìn)行質(zhì)量分級(jí)和新鮮度判別目前八十九頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)第六節(jié)農(nóng)業(yè)感官智能分析技術(shù)二、電子鼻技術(shù)及其應(yīng)用（二）電子鼻研究與應(yīng)用進(jìn)展結(jié)構(gòu)微型化，電子鼻體積越做越小，從“臺(tái)式”到“便攜”，從“手機(jī)大小”到“電子鼻芯片(Noseonachip)”；“生物系統(tǒng)”化，模擬生物嗅覺(jué)系統(tǒng)傳感器的數(shù)目，傳感器陣列中氣敏傳感器“大規(guī)?！奔?，爭(zhēng)取達(dá)到一萬(wàn)個(gè)氣敏傳感器/平方厘米以上的集成度。電子鼻發(fā)展具有兩個(gè)明顯趨勢(shì):目前九十頁(yè)\總數(shù)九十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)三、電子舌技術(shù)及其應(yīng)用第六節(jié)農(nóng)業(yè)感官智能分析技術(shù)（一）電子舌的概念、結(jié)構(gòu)及其工作原理電子舌（ElectronicTongue，E-Tongue），也稱(chēng)味覺(jué)指紋分析儀，是一種利用低選擇性、非特異性、交互敏感的多傳感陣列感