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数字农业概述范文1
关键词：灌溉；自动化控制；应用；发展方向
中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：
1 前言
滴灌作为一种新型的节水灌溉技术，在缺水比较严重的国家和地区显示出前所未有的节水能力，近年来，我国以新疆为代表的干旱地区将滴灌技术与薄膜覆盖栽培技术结合起来，大面积应用于棉花生产，截至2005年，全疆已推行棉花滴灌700万亩，其推广速度之快、面积之大，在国内外都是前所未有的。但是，由于现有的滴灌系统基本上采用人工控制球阀进行灌溉，受长期沟灌传统思维影响，加上灌溉阀门分散开关阀困难，种植户不能严格按照设计灌溉时间、周期、次序进行灌溉，造成轮灌制度得不到有效执行，最终造成滴灌系统运行不正常，很难达到预期的节水增产目的。
为了解决这个问题，只有通过以下途径：1．严格执行灌溉制度，达到水利设计要求；2．提高设备运转效率，保证灌溉均匀度；3．根据棉花不同生育期的蓄水规律合理分配灌水量；4．根据不同时期气候情况灵活调整灌溉计划；5．减轻劳动强度，提高劳动生产率。而这些问题仅靠加强培训力度、规范管理是不能彻底解决的。只有通过自动化控制灌溉，降低人为因素影响，以上几个方面问题才能得到有效解决。
2 灌溉自动化控制的技术实现
2.1 系统基本原理
灌溉自动化控制系统是由中央监控计算机、首部控制站、田间控制站、阀门控制器、电磁阀、及相关的软件系统组成的一套自动化控制系统。中央监控计算机根据棉花需水规律和生长情况制定符合水利学要求的轮灌计划，并将该计划下达到首部控制站、首部控制站接收到灌溉计划后可以直接执行也可以进行修改后下发转换成控制指令发送到对应的田间控制站，田间控制站收到指令后控制对应的阀门控制器和电磁阀的开启和关闭从而实现灌溉计划。
2.2系统组成和结构
本系统由一套中央监控站、多个首部控制站、多套田间控制站、多台阀门控制器和电磁阀组成另外还有相应的通讯系统和系统软件作为支撑。系统结构参见《滴灌自动化系统结构示意图》。
2.2.1中央监控站
中央监控级由中央监控计算机、GSM/GPRS/CDMA模块、internet连接设备和相应的软件构成:计算机提供友好的人机界面便于管理人员操作；GSM/GPRS/CDMA模块负责与各田间灌溉控制器进行数据通讯；internet连接设备负责将本地数据提供给更高级的管理者。
同时中央监控级也是其他管理者通过互联网（internet）访问和操作整个滴灌自动化控制系统得桥梁。
2.2.2首部控制站
首部控制站由触摸屏、计算机、GSM/GPRS/CDMA模块和相应的软件构成:计算机提供友好的人机界面便于管理人员操作；GSM/GPRS/CDMA模块负责与中央监控站和各田间控制站进行数据通讯。
2.2.3田间控制站
田间灌溉控制器带有GSM/GPRS/CDMA通讯功能，它接收中央监控站的控制指令按程序开启或关闭相应的电磁阀。根据电磁阀的地理分布情况的不同每个田间控制器带1~32组电磁阀。
2.2.4电磁阀
电磁阀是整个系统的最末端执行机构，它负责接收开关阀的电信号最终将水输送到滴灌带中。
2.3滴灌自动控制系统的三个基本要求：
2.3.1经济性
经济性是棉田膜下滴灌自动化控制系统的基本要求，只有农民用的起的才是有生命力的；只有为使用者带来效益才会给生产这带来长期的利益。
节约资金应该从四个方面考虑：第一是一次性投资少、第二是避免重复投资、第三是系统扩充投资少、第四是系统运行和维护费用少。
2.3.2可靠性
可靠性也是系统主要的性能，因为农时不等人，只有可靠才会让使用者放心。
2.3.3实用性
实用性是为了让用户方便地使用，并且留有扩充和发展的余地，这就要求用户可以用简单的方式操作和管理自己的系统，不需要很多专业知识。
2.4滴灌自动化控制系统的技术特点
控制地域面积大：灌溉控制系统所控制的区域非常宽阔，少则几百亩多则几万亩。
控制点分布分散：田间需要控制和测量的点非常分散，如电磁阀、湿度传感器等。
田间布线条件较差：因为田间有犁地等机械化作业，还有鼠害都会危及地下的电缆。
通讯和供电成本很高： 由于控制点的分散性使得控制系统总体成本中通讯和供电的成本高于控制的成本。
设备环境条件差：大部分设备处于室外环境，高温、潮湿、日晒、雨淋。
要求便于管理和维护：设备管理条件较差，因为设备使用者为农民，一般不具备维护和维修能力。
2.5滴灌自动化系统的功能描述
2.5.1自动灌溉功能
方式一：依据多种参数进行决策的自动灌溉
系统根据自动采集和人工录入的地块信息、灌溉系统信息、棉花品种、生长阶段、土壤性质、土壤成分、天气预报、天气实况、积温值等多种参数，根据专家数据库进行综合分析和计算，自动产生灌溉和施肥计划。每次灌溉计划产生后系统自动发送短信给管理人员请求审批，管理人员直接批准该灌溉计划也可以调整该灌溉计划或拒绝该计划，经过管理人员审批的计划由系统负责自动执行。管理人员也可强行终止正在执行的灌溉计划。
方式二：以土壤湿度为主参数进行自动灌溉
系统设有土壤湿度传感器对典型点的土壤湿度进行连续的测量，以多点土壤湿度指标为主要依据进行自动灌溉，灌溉量按地块面积比例均匀分配到每个轮灌区，由田间灌溉控制器自动执行灌溉任务。
方式三：以预先制定程序为主进行自动灌溉
系统允许操作人员预先设定一段时间（可以是一次也可以是整个灌溉期）的灌溉计划，系统按照该灌溉计划自动进行灌溉。同时根据近期天气情况（和降雨量）对灌溉计划进行修正。最后系统将修正后的灌溉计划传给田间灌溉控制器自动执行灌溉任务。
2.5.2手动遥控灌溉功能
允许通过中央监控站、首部控制站或授权的手机直接操作电磁阀进行灌溉控制和湿度信号读取。
2.5.3手动就地灌溉功能
系统所用的每一个电磁阀都带有手动开关，在电动控制出现问题的时候可以实现就地控制，以确保灌溉不会因自动化系统故障而无法操作。
2.5.4土壤湿度测量
每一个田间灌溉控制器都可以配置土壤湿度传感器，能够自动定时测量土壤湿度并进行记录，如果中央监控系统需要可以随时查询，同时系统也会定时将当天的土壤湿度曲线传送到首部控制站和中央监控站。
2.5.5均衡施肥
系统根据所要施肥（药）的数量和各轮灌组的地块面积通过自动施肥机均匀分配肥（药）量。
2.5.6图像采集和传输功能：
系统具有图像采集和传输功能，可以根据需要随时拍摄田间的照片传输到首部控制站，用来监控棉花的生长过程和灌溉情况。此功能作为一种可选的功能。
2.5.7远程通讯功能：
每一个田间灌溉控制器可以通过GSM/GPRS/CDMA 移动电话网实现与首部控制站和中央监控站的数据通讯，从而对灌溉系统实现遥控和遥测。使管理人员可以通过计算机了解所有灌区的当前土壤湿度、灌溉状态和灌溉历史记录。
2.5.8灌溉数据统计功能：
系统自动记录每个电磁阀总共开启时间由此可以计算出每个电磁阀的灌溉总用水量。再根据每个电磁阀与地块的隶属关系可以计算出每块地的灌溉量等统计数据。
2.5.9保安防盗功能：
由于田间控制箱放置在田间，处于无人看守状态比较容易被盗，所以系统设有防盗装置，如果有人非法开启田间控制箱或者田间控制箱体受到剧烈冲击，系统就会自动发出报警短信到中央监控站和管理人员的手机上。
2.5.10 设备故障保护和报警：
系统自动监视各主要设备的运行状态，一旦发现故障会自动发出报警信息，同时系统还会准确的指出故障位置和故障类型。例如，当太阳能供电不足电池电压降低到一定程度时系统就会发出电池电压过低的信号，并提示维护人员检查太阳能电池板。
3 滴灌自动化系统在兵团的应用情况
灌溉自动化控制是信息技术在农业生产的具体应用，是现代农业发展的方向。并已成为新疆生产建设兵团发展精准农业技术、实现农业生产全程机械化和体现规模化经营效益的必由之路。
近年来新疆生产建设兵团许多师、团在滴灌自动化方面已做出了有益的尝试取得了丰硕的成果和宝贵的经验。部分师、团在完成了小面积的试用、取得了成熟经验的基础上把它当作一种实用的增产、节水、节劳技术措施放到最普通的大田里去运用。
早期的灌溉自动化系统主要采用以色列和美国的产品，这些产品大部分牌形象好、产品质量稳定，但这些系统由于开发的时间较早，所采用的技术比较落后，而且价格高、服务不便、不适应中国的管理模式，目前已逐渐退出主流市场，只在一些特殊项目中有部分应用。取而代之的是国产的灌溉自动化系统，这些系统采用先进的技术、较低的价格、完善的服务和切合实际的操作和管理界面得到用户的认可。
不论是国外的系统还是国内的系统，虽然所用设备不同，技术实现手段也有所不同，但实现的功能大同小异，总体上来说各种系统都起到了灌溉自动控制的作用，直接效果是劳动强度大大降低、灌溉计划得以实施、灌水均匀度大大提高。从而达到了配合滴灌系统实现节水、增产的目标。近年较大面积实施灌溉自动化控制的22个团场，总控制面积达到25万亩。
4 滴灌自动化控制发展方向
从近年实施的系统中，我们可以看到一些代表着最新技术的方案和产品，同时也使我们更加看清了灌溉信息化未来的发展方向。
4.1 自动化滴灌系统的优化设计方案
滴灌自动化系统是建立在滴灌水利方案基础之上的，水利学方案又是为农艺措施服务的，农艺措施又是通过管理行为来实现的，因此我们要将管理、农艺、水利、自动化这四个方面需求和成本综合考虑研究自动化滴灌方案，进一步降低自动化滴灌系统总体造价。目前比较典型水利学方案有：小辅管轮灌系统、大辅管轮灌系统、长短支管轮灌系统、单支管轮灌系统。
4.2 采用统一、开放的数据标准，实现数据共享，避免信息孤岛。
为适应集约化管理，减少中央监控系统的投资成本和管理成本，实现自上向下一体化管理和自下而上数据一致性传输。非常有必要建立一套贯穿兵团、师、团、连、首部的一体化滴灌管理系统。农一师已经建立起包含3团、6团、8团、11团、13团、14团、15团、南口农场在内的统一的管理平台，为今后向全兵团扩展打下了良好的基础。
4.3 大力开发国产设备，尽力降低系统成本
随着国内滴灌自动化控制技术的不断成熟，要着力实现相应的自动化设备的本地低成本生产。其中电磁阀在总体成本中比例最大，如果实现本地化制造或完全国产化可以使自动化成本有较大幅度的降低。自动化控制系统的国产化也势在必行，一方面可以更好地满足国内的需要，另一方面服务会更加快捷方便。
4.4 大力开发和推广阀门控制无线化方案。
在大面积推广灌溉自动化的过程中，我们发现线缆（电缆或水命令管）投入成本和维护成本都很高，而且由于我们所有的自动化设备每年都要进行拆装、地里要进行多次机械化作业这都使线缆损坏率大大增加，因此采用无线方案彻底摆脱线缆维护困扰是大面积推广灌溉自动化的必由之路。
4.5 采用便于农民使用的操作界面
随着滴灌自动化控制技术的大面积推广，使用者越来越趋向于普通农工，很难要求操作人员具有计算机知识，因此灌溉自动化的操作方式要向直观、简洁、实用的方向发展。着力推广便于普通农工看得懂、会使用的操作界面。
4.6 自动化推广和智能化开发相辅相成
现阶段的灌溉信息化建设以实现灌溉自动化为主，并应留有接收和执行智能化决策信息的接口和能力。
政府应组织农学、水利、信息化的专家加大智能决策系统的研发力度，取的成果后为所有自动控制系统提供决策数据。避免以首部为单位的智能化开发造成人力和财力的浪费，造成低水平重复。从而形成自动化推动智能化、智能化促进自动化的良性循环。
数字农业概述范文2
关键词：数字化设计技术；农业机械设计；应用
近年来，信息技术发展十分迅速。伴随着信息技术研究的深入与推广应用，由此衍生出了数字化设计技术，同样在社会各行业中得到广泛应用，并发挥了巨大的作用，为社会进一步发展作出了突出贡献。就数字化设计技术在农业机械设计中的应用而言，一定程度上实现了农业机械设计的标准化与前沿化发展。然而技术的发展是必然的，就农业机械设计中应用数字化设计技术进行更深层次的剖析十分重要，这对推动农业机械设计的进步与发展具有十分重要的现实意义。本文主要以数字化设计技术与农业机械设计为主线，分3部分进行论述，主要目的在于促进农业机械设计中数字化设计技术应用价值提升。
1数字化设计技术相关内容概述
1.1数字化设计技术概念
所谓“数字化设计技术”，是指在计算机数字化技术发展到一定程度的背景下，用于辅助设计领域的部分工作[1]。就当前大家所了解的数字化设计技术而言，涉及众多技术，核心处理技术主要有数字压缩、数字编码以及数字调制等。伴随着信息技术与计算机技术的不断深入应用与发展，数字化设计技术也得到了长足发展，逐步建立了一个以计算机为基础框架的模型，现如今在社会众多领域当中得到了广泛应用[2]。
1.2数字化设计技术特点
数字化设计技术在实践应用中，彰显了众多特点，总结起来，主要包括以下几个方面：首先，一个统一化产品定义模型，在社会众多领域当中能够得到更加广泛的应用，并且有着巨大的、潜在的应用空间；其次，数字化设计技术可实现并行设计，能够实现多小组同时作业，在一定程度上，可以大大提高工作效率[3]；再次，基于统一化模型，设计质量也有相应的保障；最后，设计可以实现虚拟仿真处理，主要是利用计算机技术来实现，避免了传统设计对实物模型依赖程度高的弊端，相比传统设计而言，具有明显的优势，具体表现在工作效率与成本2个方面。
2农业机械设计中数字化设计技术应用现状分析
在数字化设计技术推广应用之前，设计主要是满足设计对象的一些具体要求，在局部优化或者整体优化方面，并没有重点考虑，导致无法实现总体设计优化。数字化设计技术的应用，主要是在产品设计过程中，注重CAD、CAE等多类处理技术的应用，使得产品设计周期影响因素发生巨大改变，从而达到各项要求，例如设计质量、设计成本等。与此同时，为保障后期维护工作的便捷，设计会重视总体设计的优化。就农业机械而言，具有种类繁多、市场需求量大等特点，在具体设计中，主要是在传统设计理念的支撑下，采用一些传统的设计工艺，造成整体设计水平低下，然而数字化设计技术具有一定的先进性，基于农业机械设计现状，无形中为数字化设计技术的应用提供了巨大的空间。纵观当前数字化设计技术的应用，尤其是在农业机械设计中的应用，有效促进了农业机械设计效率与质量的提升，然而在实际应用中，相关设计人员还需要高度重视一些注意事项，包括农业机械设计特点，同时对数字化设计技术的特点引起高度重视，确保两者的兼容性，以此有效提升农业机械设计的总体水平。农业机械设计特点众多，概括起来，主要包括以下2个方面：首先，从结构方面而言，结构类型较多且较为复杂；其次，从功能角度而言，功能多样，操作较为方便、简单。就前者而言，以播种机为例，在具体的设计过程中，设计人员通常需要重视的仅有2项，一是农作物的品种，二是农艺特点。根据上述2项要求，播种机便可以大致分为条播种机、穴播种机以及精密播种机等，在此基础上，结合工作原理加以区分，播种机又可以分为2大类，分别是机械式与气力式。基于此，农业机械种类繁杂。就后者而言，为满足播种的各项需求，即使农业机械型号不同，在功能方面也没有本质差异。
3农业机械设计中数字化设计技术应用前景
数字化设计技术在农业机械设计中的应用，具有十分重要的现实意义。伴随着各项技术的进一步发展，有必要对数字化设计技术的应用前景进行更深层次的剖析。对其应用前景进行论述，具体内容如下：（1）农业机械设计中引入虚拟技术。虚拟技术在农业机械设计中的应用，最大优势在于有效解决复杂结构设计问题，具体操作：借助声音定位技术以及三维成像技术实现仿真处理，在计算机上完成结构设计，以此简化设计，有效降低设计难度。另外，虚拟技术的应用，可以真实再现机械运动过程，并且可以在虚拟的情况下，借助计算机进行机械运动的力学分析，以此有效提升农业机械设计的可行性与质量。（2）实现产品设计以及制造的协同性，主要是注重两者的协调，才能保障农业机械设计质量。然而传统设计在设计与制造2个方面，存在严重的脱节问题。因此，在今后的设计中，设计人员需要高度重视农业机械产品设计与制造的协同化，并且落实到具体的设计工作中，以此实现农业机械设计优化、降低成本以及周期缩减等目的。关键工作是落实数字化设计技术的集成式应用，恰当运用这一技术，能够实现设计效果的最优化。（3）重视技术的创新。21世纪是知识时代，也是一个创新时代。一项技术是否能可持续发展，关键在于技术是否能够与时俱进、不断创新。数字化设计技术也需要不断创新，才能满足农业机械设计的各项实时要求。随着时间推移，农业机械设计将会不断衍生出新问题，数字化设计技术的应用将会面临诸多挑战。基于这一认识，为满足农业机械设计的可行性与前沿性，实现数字化设计技术的创新显然具有十分重要的现实意义。与此同时，农业机械设计必然朝着高标准方向发展，这无形中对数字化设计技术提出了更高的要求。数字化设计技术的创新，注重理念与技术的同时创新，以新理念推动技术的深入研究与实践，以此推动技术的发展，切实使设计水平得到有效提升。
数字农业概述范文3
【关键词】皮带秤 发展史 传感器 数字传输 远程控制
皮带秤具有传输和称重两种主要功能，从上世纪50年代起电子皮带秤的出现，让皮带秤真正意义的投入到了工农业生产中，增加了人们劳作的效率，为工农业的发展贡献着巨大的力量。
一、皮带秤的发展历程
电子皮带秤是一种能够对固态散装物进行连续称重的计量传输设备。当固态物料通过输送皮带时，皮带秤就可以不间断的测量出输送皮带上通过物料的瞬时流量和累积流量。这种过程完全是连续和自动运行的，在称重输送过程中并不需要操作人员参与。
早在1908年，美国人赫尔伯特.梅里克利用家里废旧的皮带，用杠杆原理制造出了一台皮带能够传动的称重机器，那就是世界上第一台通过皮带和称重天平并且能传动固体的动态称重设备，这是人类史上第一台皮带秤。这个发明颠覆了那个时代对于固体和物料流量的测量方法。后来梅里克公司成立，开始生产皮带秤。大大帮助了人们的生产生活。
在上世纪50年代到60年代期间，皮带秤被广泛应用，代表了那个年代最先进的自动化机械，那时已经产生了电子皮带秤，取代了笨重且操作性危险的原始机械皮带秤。电子皮带秤分三个部分组成：传感器、秤架和二次仪表。
传感器可以感应皮带上经过的物料进行瞬间感应称重和位移感应称重，分别计算物料的瞬间流量和累计流量。当皮带的倾角是水平时，物料的瞬间流量就是称重传感器和位移传感器给出数据的乘积;如果皮带有倾斜角度，就要利用定位传感器进行角度上的修正，确定相对位置后再计算。
二次仪表是在数字式皮带秤出现之前，用来计算的设置。但是它的算法简单且单一，只有归零和计算重量与流速信号乘积的功能。目前的数字式计算不但可以正常运算还增加了温度补偿、数字滤波、模拟检定以及试验精确度和结果判定等等功能。这些都是应用于现代科技的智能软件，所以二次仪表虽然功能丰富计算更加智能，但是却并没有增加成本。
图1电子皮带秤的主要构成
我国从上世纪70年代末开始广泛应用电子皮带秤。由于我国地域辽阔、资源丰富，对电子皮带秤的需求也非常之高。仅仅在鞍钢一家，从原料码头到堆料场，就有超过20台电子皮带秤连续运行。但是说到技术科研方面，我国对于皮带秤的研究发展还很缓慢，很多厂家对于皮带秤的理解还十分有限。但是随着煤矿工业的特殊需求，我国近年来对于皮带秤的技术研究也有了明显进步，利用远程数控来运行电子皮带秤的技术也开始运作。
二、电子皮带秤远程控制系统
（1）现场积算器。现场积算器安装在秤体前端，通过它将重量信号滤波，速度信号通过模数转换后进入单片机，由单片机处理数据并计算出瞬间重量和流积量。通过通讯系统模块发送回控制室的显示仪器。这样在控制室就能整合数据并进行分析。积算器前置让称重传感器距离积算器只有2米左右的距离，所衰减自然降低许多。计算出来的瞬间重量和累计流量更加精准。另外由于积算器被前置到皮带秤旁，可以最快的得到累计重量和累计流量并存储，不会因为像传统皮带秤那样因为通讯故障或者电路短路而丢失数据。
（2）数字传输模块下的远程数字传输和普通电子传输。数字传输的主要设计就是模块式线路，采用数字模块后，远程控制下电子皮带秤的实力得到进一步优化。在传输方面，远程数字传输皮带秤可以在长距离传输过程中做到信号无衰减。这类似于目前的光纤网络技术，在对信号质量的保留度方面相当出色。并且远程数字传输方式提高了物料的计量精度，不会再有由于计算而流失的物料，降低了工业成本。传统电子皮带秤因为采用了模拟信号，所以皮带传输距离短，信号衰减大;在传输距离方面，远程数字传输可以做到至少1200m，最长10km的传输距离，照比传统皮带秤的300m有了质的飞跃;远程数字传输模式下，最大的优势就是“远程”二字，一般普通的通讯模块所能传输信号的距离都能达到千米以上，并且采用不同级别的通讯模块，传输距离也是不同的，因特网模块模式下的通讯距离可以任意设定，达到无限远程;传统皮带秤的积算模式由于积算过程延后，所以不如远程数字传输的现场积算更加精准，传统电子皮带秤的算法大大影响了计量数据的准确性;远程数字传输模式下，操作人员可以通过微型调试器进行现场动作，校秤很方便，但是传统电子皮带秤的校秤需要更多的人力进行合作，且很难达到校秤上的绝对精准;而在成本方面，由于远程数字传输技术采用了目前比较先进的数字模块和远程控制室计算机系统，它的成本自然要比传统电子皮带秤高许多。
电子皮带秤远程数字传输平台的构成，不同于传统电子皮带秤的控制结构，它拥有一个距离可以任意设定的远程控制室。
三、总结
中国作为一个世界工农业大国，工农业生产日益发达。大型电子皮带秤的远程控制系统满足了我国在这方面发展的高水平需求，实现了我国工农业生产向数字化发展的目标，对我国的国家经济意义重大。而且在节能减排的国策下，积极发展技术应用，合理优化能源使用也是国力强盛的根本之一。
参考文献：
[1]方原柏.电子皮带秤的现状和发展动向[J].衡器，2006.
数字农业概述范文4
关键词：农业；物联网
1、系统概述
1.1背景概述
随着传感技术和自动化技术的发展，用于大棚种植监控的传感器品类越来越多，大棚种植整体自动化水平也随之上升。农业智能大棚监控是利用传感器来监控大棚内的温度、湿度、光照和土壤湿度、土壤温度、CO2浓度等影响农作物生长的环境参数，通过信息化无线传输网络把数据传输到系统进行智能化分析，同时通过计算机系统远程控制大棚内的水阀、加热、补湿、滴灌、喷灌、补光等设备，能够相对恒定的控制大棚内部的环境，从而确保农作物在最佳的状态下进行生长。对于环境要求比较高的植物来说，更能避免因为人为因素而造成的生产损失。
1.2 系统概述
1.2.1系统简介
本教学示范系统涉及传感器技术，ZIGBEE无线传感器网络，RFID射频识别技术，计算机网络和串口通信技术，自动化控制，嵌入式系统技术等物联网组成的重要技术，使学生能够从实际应用中，全方位了解这一新兴行业，更好的掌握物联网有关的知识。
1.2.2系统概要设计
根据初步沟通，本项目包括如下设备内容：
1. 采集传感设备：通过传感器采集温室的温度、湿度、CO2 浓度、光照强度、土壤湿度、土壤温度。采集设备可根据需要在温室内部署。
2. 高清视频设备：采用高清摄像头采集温室现场的视频和图像数据，保护试验成果。
3. 无线传输设备：环境数据通过无线方式进行局部传输，方便项目部署和未来的扩展性。
4. 手持管理终端：根据实验需要为相关人员配备手持管理终端，可实时查询园区内的环境参数，及安防情况。
5. 监视操作台：控制中心PC对温室的全部温湿度、CO2 浓度、土壤湿度、土壤温度行统一监控，方便管理，便于学生学习时的参观、演示。
6. 远程实验平台：通过互联网方式访问远程实验平台，可实时查看采集数据，观看现场视频，并进行病虫害图片管理。
2、 系统方案设计
2.1系统功能
自动检测并调节大棚内温度、湿度、CO2 浓度，光照强度等环境参数。同时，网络视频可以实时监控农作物生长状况。
2.2系统设备选型
大棚智能监控系统由智能监控系统、大棚环境智能控制器以及传感器（温湿度传感器、CO2 传感器、光照强度传感器等）、视频图像采集器（摄像头）、过程追溯（RFID读写器标签，）及设备（加热器、加湿器、风机、湿帘水泵、遮阳网、天窗、CO2 发生器等）构成。
2.2.1环境监测传感器资料与说明
> 无线空气温湿度传感器
内置先进的温度感应器，物联无线温度湿度传感器可实时为您监测温室中的温度，通过无线Zigbee 技术，可与温室中的空调设备相连，当室内温度超过或低于系统设定范围时，可自动打开或关闭空调设备。还可通过设置，随时将温室中的温度情况发送到您的手机上，以便您及时了解，省去经常往大棚跑的麻烦。此外，物联无线温度湿度传感器采用无线控制技术，省去您的布线烦恼，让您的温室更添整洁清爽。
> 无线光照传感器
无线光照传感器，采用对弱光也有较高灵敏度的硅兰光伏探测器作为传感器，随时监测记录太阳光线的强度。通过无线Zigbee 技术，物联无线光照传感器还可与相关的补光系统、遮阳系统等设备相连，在有需要时，自动打开相关设备，为您的作物生长打造完美的光照环境。
> 无线二氧化碳传感器
运用先进的Zigbee 技术，当空气中的二氧化碳浓度超过系统设定阙值范围后，可自动打开与之相连的通风设备，也可增加对作物的光照，使之进行更多的光和作用，从而减少二氧化碳的浓度。
> 无线网关
是将Zigbee 无线网络信号和互联网网络相互连接的桥接设备，实现Zigbee网络设备与互联网网络设备之间的监测与控制。有了它，您可以随时随地在互联网上浏览您的温室大棚最新情况，并且还可以进行远程操控！
> 无线中继器
它能有效连接物联Internet 通信网关和超出物联Internet 通信网关有效控制区域的其它Zigbee 网络设备，实现中继组网，扩大覆盖区域，并传输网关的控制命令到相关网络设备，达到预期传输和控制的效果。
基于先进的Zigbee 技术，物联无线中继器无需接入网线，就可自行中继组网，扩散网络信号，让您的网络灵活顺畅运行，保障您的所有设备正常运行。
> 小型气象站
HOBO气象站使用非常灵敏的传感器，测量要素：温度、相对湿度、降雨、PAR、风速、大气压力、蒸发量等多个传感器。根据用户需要，每个数采器可达到15个输入通道，可以采集500000个数据。
> 土壤养分·水分综合测定仪
该仪器不仅能较精确测试土壤中氮、磷、钾、有机质的含量，还可以对土壤的酸碱度、盐分（电导）、其它微量元素及土壤的地温、土壤的容积含水量进行实时在线连续测定和速测。另外也可以对化肥进行检测。
> 农药残留速测仪
六通道旋转设计，检测速度快；四位LED高亮度数码显示，清晰度高、灵敏度好；数字线路，自动计算，打印测试结果；一体式设计，便于携带，内置普通纸打印机，自动打印结果；采用独特专利暗盒设计，一个对照样品同时对五个样品进行测试，药剂成本低；体积小、重量轻，主机加附件、药剂盒总重量不超3公斤；交直流两用，可野外流动测试，流动测试可以外接12伏车载直流电源。
2.2.2 视频监控前端信息采集
> 球形摄像机
用于视频采集。
> 视频服务器
该视音频解码器是专为大型电视墙监控系统的部署与管理而设计的网络多路解码器，采用Linux操作系统，运行稳定可靠。
支持多种网络传输协议、多种码流的传输方式，可支持高清720p视频流的解码输出，同时支持4CIF/DCIF/2CIF/CIF/QCIF分辨率图像解码；支持BNC和VGA同时解码输出；支持语音对讲、报警输入/输出、透明通道等功能，为大型电视墙解码服务提供强有力的支持。
> 监控中心
视频服务器上安装编码器对应的服务器和客户端软件，将编码器转出来的数字信号直接存储到本地存储空间，或者实时监看和操作。
> 设备控制器
本系统采用PLC做设备的控制。PLC通过以太网与控制中心PC通讯，从PC中获取环境有关的数据，从而控制的执行机构，如水泵，加湿器，加热器，电磁阀，以及遮阳网电机等。（作者单位：南京信息职业技术学院）
参考文献：
[1]陈一飞，杜尚丰.对农业大系统控制若干问题的思考，农业工程（创刊号），2011，vol.1，1：1-5
[2]张海涛，马建，熊永平.物联网技术应用，北京：机械工业出版社，2011，5.
数字农业概述范文5
信息时代的到来，厨房与数字技术的结合，使传统模式下的厨房发生了重要的变化。本文分别从厨房的受众人群，功能模块，厨事方式，厨房环境以及厨房地位等角度分别阐述了在数字技术影响下传统厨房的变化。
【关键字】数字技术；传统厨房；影响
1、概述
1.1 传统厨房模式
传统厨房模式是建立在传统烹饪方式以及传统饮食基础之上的。
数字信息技术融入之前的传统厨房，空间较小，器具较多，布局稍显凌乱，环境单一，厨事效率较低，枯燥繁琐。厨房单纯的以进行烹饪的形式存在与家庭中，厨房对于中国主妇来说更像是一个烧饭做菜的操作间，而不是享受生活乐趣的烹饪空间。
1.2 数字技术概述
数字技术（Digital Technology），借助一定的设备将各种信息转化为二进制数字“0”和“1”后进行运算、加工、存储、传送、传播、还原。
数字技术发展十分迅速并得到了广泛应用，使工业、农业、科研、医疗及人们的日常生活发生了根本性变革，同时数字技术的发展也使厨房进入了一个大变革的时期。
2、研究背景
2.1厨房的发展
原始人不懂熟食制作；火的发现，人类开始了用熟食的习惯；旧石器时代，人们籍生火堆，烧烤食物；新石器时代，人们围坐火塘，用釜罐而煮食，出现了真正意义的灶，并在居室一角安排了灶区；后来出现了以火塘为中心的住宅；后来饮食由烧烤为主转向以烧煮为主，火塘逐渐演变成炉灶；后来复杂的厨事操作使厨房从房屋中分离出来成为独立厨房；科技的发展，新能源新型厨电的引进，使厨房的环境以及厨事操作有了很大改善。近年来，更是提出了未来厨房的概念，如橡皮泥厨房，生物农场厨房，机器人厨房等。 在人们的概念里，厨房从最初单纯的做饭吃饭的地方，变为更加开放多样式的体验空间。
2.2 家庭结构及需求的变化
关系演变的短暂现象
图片来源：中国传统厨房研究 王其钧
中国人的家庭结构由传统的“大家庭”转变为现在的“小家庭”（如图2.2-1）家庭结构的变化导致厨事需求的变化。
2006年中国主要城市新房装修花费抽查显示，厨房建设的平均花费，第一次超过整体装修费用的30%[1]。随着人们对居住环境及品质要求的提高，中国人心目中的理想家居生活开始从客厅延伸至厨房，厨房成为继客厅之后最重要的家庭氛围聚集区，与客厅共同成为家庭生活质量的衡量标尺。视野日渐开放的的居民对厨房也提出了更高的要求。
①枯燥无味，一成不变的厨事，使用户渴望拥有更加便捷有趣味的厨事。
②生活逐渐富足，更加注重健康营养，追求“厨事”的品质。
③忙碌工作之余，希望通过整个“厨事”及就餐过程得到更多交流互动，增进家庭成员之间的感情。
④厨房做为家居生活的心脏，既要能满足中国传统的特色饮食文化和烹饪需求，又要贴合时尚生活的闲适舒畅。
2.3 数字技术的发展
信息时代的到来，数字技术的发展，数字智能电视、智能音响等数字产品先后出现，厨房也开始进入数字化。厨房走向数字化智能化是时展的需求，是家庭对厨房提出的新的需求的结果。数字技术的融入使厨事更加方便简易，功能更加完善，更加能迎合人们的消费需求。
3、数字技术对中国厨房传统模式的影响
3.1 功能模块的变化
数字技术与物联网、3G互联、智能管理等技术融入厨房，真正实现了媒体教学、营养膳食、轻松厨事、智能控制、远程操作、多方交流、及时把控等功能。使厨房从单纯做饭的空间变为了一个集数字技术一体化的互动空间。
3.2 厨房环境的变化
通过数字技术的家庭控制系统，可以营造更细腻更多层次的厨房氛围，让传统的厨房不再传统，而成为时尚潮流的人性化空间，给带用户来真正的舒适，带来“以人为本”的享受。
根据人的心情和状态而变化的厨房系统，当用户走进厨房时，整套系统会根据读取到的脑电波来调整LED照明、厨房气味等，营造一种能够让用户感到放松的厨房环境[2]。
3.3 厨事方式的变化
数字技术进入厨房，从本质上改变了操持家务的方式及效率，合理安排了厨房空间，最大限度减少了用户的体能消耗，将做饭变成简单享受的事，点触间，即可完成下厨。同时也让厨房里的等待时间也变得色彩纷呈。厨房，成为了一个集联动性、娱乐性、开放性为一体的生活中心。
3.4 厨事情感体验的变化
数字技术融入之后的智能厨房关注的不只是烹饪本身，更关注的是烹饪的方式，环境和心情。改变了厨事的方式及效率的同时也改变了用户进行厨事的情感体验。厨房不仅是主妇们大展厨艺的地方，更可以成为朋友们交流、分享和互动的场所，让我们的生活质量发生意想不到的变化。
4、总结
中国的传统烹饪有着悠久的历史，厨房在中国传统民居中有着重要的地位，厨房的发展也经历了一个复杂而漫长的过程。数字技术进入厨房，从根本上改变了厨事的方式，提高了厨事的效率，丰富了厨房的功能，创造了更加温馨多变的环境，让用户在厨房的过程变得丰富而有趣，更加能迎合人们的消费需求。
数字技术在厨房中应用的精髓在于，将厨房现代化推向更为丰富的价值时代，宣告了一个厨房新时代的开启，厨房正在迎来“一体化、智能化、科技化、艺术化、人性化”的发展。
注释：
[1]蒋学勤.科技，开启中国家庭“厨房生活时代”[J].家电科技.2007.06期.
[2]黄艳秋.iPad操控厨房预测三十年后科技厨房.驱动之家.2010.
参考文献：
[1]王其钧.中国传统厨房研究[D].南方建筑
[2]光藤俊夫，中山繁信.居所中的水与火[M].北京：清华大学出版社.2010.07
[3]蒋学勤.科技，开启中国家庭“厨房生活时代”[J].家电科技.2007.06期.
作者简介：
数字农业概述范文6
关键词：物联网技术；关键技术；进展；应用
0引言
物联网技术的不断发展，逐渐从原来的计算机、无线通信过渡到远程控制和人工智能等多个技术领域，物联网技术已经成为一个跨越多行业推动社会发展的力量。目前，世界上主要的发达国家都对物联网发展计划高度重视，国外发达国家相继推出了和物联网相关的技术和产业战略布局。因此，研究物联网技术的进展以及应用前景，能够为我国在全球信息化发展阶段，提供一定的借鉴和参考价值。
1物联网技术的概述
物联网技术是在互联网发展的应用的基础上，不断延伸扩展形成的网络技术，和互联网技术不同的是，物联网是利用互联网的架构，来实现物与物相连的技术，因此，物联网的核心和基础是互联网。物联网的定义在世界上比较公认的是：利用无线传感器和无线射频技术、纳米技术以及智能技术的传感设备，利用互联网架构搭建的能够进行定位、跟踪和追溯管理的网络。因此，物联网的技术关键就在于通过无线传感器和无线射频技术、纳米技术以及智能技术的传感设备获取物品的各种信息，然后利用互联网进行数据交互，因此，物联网技术进展，就里不开无线传感器、无线射频技术、纳米技术以及智能技术的传感设备的发展。
2物联网技术的进展
从物联网的概述以及定义，可以看出物联网的发展和物联网技术传感设备的发展息息相关，因此，本文探讨了无线传感技术、无线射频识别技术、纳米技术和智能技术这4种关键技术的发展。
2.1无线传感技术
无线传感技术是连接物理世界、数字虚拟世界和人类社会的桥梁，物联网的应用的基础，就是无限传感技术，利用无线传感技术，能够更好地对物品进行监测、感知和数据采集，同时也能够和互联网平台进行数据交互。因此无线传感技术的发展，直接关系到物联网技术落地和实际应用的领域。目前，低成本、微型化、低功耗以及灵活的组网方式、铺设方式是无线传感技术的发展方向。
2.2无线射频识别技术
无线射频识别技术（RFID）是一种利用无线射频信号及其空间耦合的传输特性，通过非接触对附有标签的物体进行辨别的自动识别技术，无线射频识别技术的3个重要部分分别是天线、阅读器和标签，其优势在于能够可实现高速运动下对特定物品的识别，且能够实现同时对多个附有标签的物体的识别的目的。已经广泛应用到生产制造、物流管理和公共安全等各个领域。
2.3纳米技术和智能技术
随着互联网技术的不断发展，物联网技术的应用，也逐渐形成了以物体为核心，将物与物之间进行智能化关联，而纳米技术优势非常明显，利用纳米技术，能够让物联网更智能地互联，且进行数据交互，纳米技术的应用方向为纳米电子技术、纳米力学技术和纳米材料技术等，而智能技术则是通过对物体内植入智能芯片，将智能赋予相关的物体，并通过互联网与物体、人之间进行主动、被动交互，机器人技术将成为未来智能技术的发展方向。
3物联网技术应用研究
目前，物联网技术的应用还属于初级阶段，预计物联网技术的未来会迅速地发展和长远地应用，本文从与人生活相关的吃穿住行方面，介绍了物联网的应用方向和前景。
3.1生活相关的智慧城市物联网
在城市中应用物联网技术，能够让城市的规划更加科学，城市功能更加完善，城市的各项服务更加便利，能够让城市更好地适应人们的生活，将城市生活与经济社会实现可持续发展完美结合，同时智慧城市建设，也能够让城市更加方便管理。
3.2出行相关的交通物联网
目前，城市道路拥堵已经越来越普遍，将物联网技术应用在交通上，将公交车、公交站点和城市道路结合起来，同时利用传感器和监控中心数据交互，能更方便人们的出行。
3.3农业生产相关的农业物联网
物联网技术在农业生产上的应用，能够让农业有更好的发展，节省人工，提高农业生产的效率，例如在大棚农业种植的时候，就可以通过物联网将实时对监测蔬菜大棚的温度、湿度以及土壤盐碱度等数据，便于对大棚的管理，同时也可以远程控制大棚的温度调节装置，大大提高大棚管理的效率。同时物联网的应用发展，也为绿色农业的发展提供了应用基础，能够更好地对农产品追根溯源，提高农产品的生产的科学化和规范化。
3.4建设医疗服务物联网
建设新的医疗互联网，将病人和医院的数据库系统相结合，能够对人体的各类数据进行采集，传输到医院的大数据库系统中进行分析，进而掌握病人的生活数据，能够在就医时，更方便医生对病人进行会诊，同时也能够为人提供更好的就医和健康咨询服务。
4结束语
目前，物联网技术的发展及应用备受人们的关注，在吃穿住行方面，物联网的发展都有着巨大的前景，物联网技术的发展将会是世界经济发展的驱动力。但是，物联网技术仍处于研究和实验性应用阶段。因此，在未来的发展过程中，还需进行深层次的研究，发挥政府的引导和支持力量，加大专项研究力度，更好地推动物联网的发展。
参考文献
[1]杨明.浅谈物联网技术在小区安防中的应用[J].中国安防，2010，（6）：24-26.
[2]盛魁祥.浅谈物联网技术发展及应用[J].现代商业，2010，（14）：153-154.
[3]唐爽，刘颖.浅谈物联网技术的发展及应用[J].信息与电脑（理论版），2010，（9）：140.
[4]由.浅谈物联网技术及应用[J].科技成果纵横，2010，（4）：55-57.
