农业信息技术知识点（二）

第二章

1.计算机数据采集管理系统定义及作用？

计算机数据采集管理系统是数据采集、监控、管理系统的简称，融合了现代微电子技术、计算机技术、通信技术和显示技术，能实现系统信息的采集、处理、存储和管理。以监测、控制为主的农业生物环境，应用数据采集管理系统，能够实现对环境的实时监测与控制，为农业生物的生长发育和产品的储藏创造良好环境，促进农作物高产、稳产和农业的高效发展。

2.数据采集管理系统的典型结构？调理

信号调理器、数据采集器、计算机I/O接口、计算机硬件和软件系统、数模转换器等部分组成。

3.数据采集管理系统的功能和分类？3类

功能：

①时钟功能。时钟是系统自动运行的中枢，系统定时采集、分时操作都按时的节拍进行。

②信息采集功能。可分为定时采集、实时采集；单项采集、多项采集。

③数据处理功能。包括数据预处理和数据二次处理，前者指数字滤波、A/D转换、标度转换、线性化处理等，后者指数据运算、数据变换、图形处理等。

④数据存储功能。可以存储实时采集的数据和历史数据。

⑤控制功能。可以实现现场环境的调控，实现生产管理自动化。

⑥自诊断功能。能实现系统超限报警、状态自检、自动复位等自诊断功能。

⑦信息输出功能。能方便的与外界交换信息，如图形显示、报表打印、硬拷贝等。

分类：

数据采集管理系统可分为集中数据采集处理系统、集散型数据采集管理系统、分布式数据采集与管理网络等，分别适宜于小型系统、中型系统和大型系统的数据采集与管理。

4.农田生物信息类型和特征？

类型：

①农作物生理功能信息。

②农作物结构信息。

③农作物病虫草害信息。

特征：

①农田生物信息的层次性。

②农田生物信息的多元性。

③农田生物信息属于弱信息。

④农田生物信息的时空分布特征。

5.农田生物信息采集与处理系统的系统组成？

农田生物信息采集预处理系统由硬件和软件两部分组成。硬件部分包括信息检测系统、信息调理系统和计算机硬件系统。软件部分包括信息预处理软件、信息提取软件，以及信息综合处理、模拟和优化软件等。

6.农田生物信息采集与处理系统的功能？

1）农田生物信息检测

①微观形态结构和组分信息检测。

②宏观形态结构信息检测。

③生理功能的信息检测。

④间接信息的获得。

2）信号调理是指采用电子硬件设备来改善信噪比。

信噪比是指一起系统分辨信号和噪声的能力，信噪比（S/N）=信号幅度的平均值/噪声幅度的平均值，信噪比越大通常表示噪声越少。噪声来源包括固体电子器件的固有噪声和环境噪声。

减少环境噪声的方法是将所有仪器正确接地、使信号传输的频率远离环境噪声频率以及加屏蔽等。通常用电子硬件（滤波器、锁相放大器等）或软件算法（整体平均、厢车式平均、傅里叶变换滤波、小波变换等）获得高的信噪比。

7.农田气候信息采集处理系统的定义与组成？

农田气候信息采集处理系统（即自动气象站）是一个功能扩张的单片机应用系统，是一种按设定的要求对多项气象要素自动进行采集、处理存储和编制报表的地面气象监测设备，通常由气候信息采集模块、数据通信输出模块和单片机功能扩展模块等三部分组成。

8.农田气候信息采集处理系统工作原理？

采集处理系统依靠运行程序软件实现信息的自动采集和自动处理，其应用软件系统框图如图2-14所示。

9.农田气候信息采集处理系统能检测的气候参数？

农田气候采集与处理系统能自动采集和处理辐射量、空气温度、空气湿度、近地面风速以及土壤热通量等多种参数，精度高，操作方便，在小气候综合监测、农业气候预测预报和能量平衡研究方面得到应用。

10.土壤含水量的检测方法？

国际上普遍采用的经典土壤水分测定方法是烘干称重法，即土钻等取湿土样称重后放入烘箱，在105-110℃条件下烘干6-8h至恒重，湿土重与烘干土重之差即为水重，水重与烘干土重的比值即为土壤水分含量。

其优点是对设备要求不严，结果可靠。

缺点是费时、费力，综合费用并不低；取样会破坏土壤，深层取样困难，定点测量时因取样换位而带来误差，在很多情况下不可能长期定点监测；受土壤空间变异性影响也比较大。据此，需要研究和使用自动化程度较高的各种快速、连续定位土壤水分测定系统来代替烘干法。

还包括：①TDR土壤水分测定系统   ②负压计土壤湿度监测系统

③中子土壤湿度仪  ④电阻/电容式土壤湿度监测系统  ⑤FDR土壤水分测定系统  ⑥土壤水分遥感监测

11.土壤养分成分的检测方法？

①土壤养分的连续流动分析    ②土壤养分成分监测--ISFET法

③土壤养分测定仪   ④土壤盐分的监测   ⑤土壤样品自动化采集系统

12.智能化农田接水灌溉监控系统构成与功能？

该系统由多路传感器、系统信息采集主机、微机及外设等组成。

功能：①信息采集  ②信息处理与显示   ③信息管理  ④灌溉管理

13.什么是设施农业？

设施农业是指在采用各种材料建成的、具有一定温度和其他环境因子调控设施的半封闭式空间里进行农业生产的方法，分为设施栽培和设施养殖两大类。设施农业时工厂化农业的前提。设施农业环境通常包括温室、畜禽舍、农产品干燥及储藏设施、果蔬分级及包装设施。设施农业的功能因种类不同而异，主要是调节环境和提高作业效率。

14.果蔬储藏方法与原理？

果蔬冷库储藏方法包括自然冷源储藏、机械制冷储藏和气调储藏三类。

自然冷源储藏是利用地窖、水井、冰川和雪山等天然相对低温环境来储藏果蔬产品，设备简单、成本低，但储藏保鲜期短，难以人工有效调控储藏环境。

机械制冷储藏是利用机械压缩机制冷形成低温环境储藏果蔬产品，储藏保鲜期长，但设备昂贵、耗能多、成本高。

气调储藏是指在适宜低温条件下，通过改变储藏环境气体成分、相对湿度，营造低氧（一般O2含量为1%-5%）和适当CO2浓度，以减少果蔬中营养物质的损耗，增加环境气体中的相对湿度，以降低果蔬的蒸腾作用，抑制果实乙烯合成与催熟作用，从而减轻或避免某些生理病害的发生，最大限度地创造了果蔬储藏最佳环境。气调储藏所需成本相对较低，储藏保险周期较长。

15.机器视觉的定义与原理？

机器视觉，也称为计算机视觉，可以理解为给机器加上视觉装置，使机器具有类似于人类的视觉功能，从而提高机器的自动化和智能化程度。机器视觉是指利用计算机模拟人眼的视觉功能，从图像或图像序列中提取信息，对客观世界的三维景物和物体进行形态和运动识别，最终用于实际检测、测量和控制。

机器视觉的核心是图像获取和处理，输入的某种形式的图像、多视点图像或者图像序列，输出的是景物内容的符号描述并对图像数据做出有用的解释，通常采用64级以上灰度表示图像量化的像元特征，其目标就是用机器来解释、模拟、重视和处理人的视觉，在工农业生产的质量检验、生产监测和对象识别等领域代替人眼做测量和判断，实现快速、准确、稳定、连续和重复的图像处理、判别分析和运动控制，有利于提高生产效率与减少劳动力成本。

16.机器视觉系统的构成与关键技术？

机器视觉系统由图像采集、图像处理和分析、输出或显示三部分组成。一个典型的机器视觉系统包括光源、光学系统、图像捕捉系统、图像数字化模块、数字图像处理模块、智能判断决策模块和机械控制执行模块。

①图像采集技术 ②图像预处理技术 ③图像特征提取技术 ④视觉信息的模式识别技术

17.机器视觉的农业应用有哪些？

①水果自动分选  ②种子和粮食品质检测   ③农产品中异物检测 ④农业机械自动化作业  ⑤植物生长状况检测  ⑥动物生长状况检测

18.电子鼻的定义与工作原理？

电子鼻是一种嗅觉模拟技术，也成为人工嗅觉、气味扫描仪或化学传感器阵列技术。北大西洋公约组织对电子鼻的定义为：由多个性能彼此重叠的气敏传感器和适当的模式分类方法组成的具有识别单一和复杂气体能力的装置。

电子鼻模拟人的嗅觉器官，其工作原理与人的嗅觉形成相似，也分为3个层次：①气味分子被人工嗅觉系统中的传感器阵列吸附，产生信号；②生成的信号经各种方法加工处理与传输；③将处理后的信号经模式识别系统做出判断。电子鼻系统由气体传输/采样系统、化学传感器阵列、信号预处理、模式识别等部分组成，与哺乳动物嗅觉系统中肺、感受器细胞、嗅球、脑等器官一一对应，分别完成取样、感测、处理和分类判断的任务。

19.电子鼻的应用？

电子鼻能够引用与饮料、食品和烟草的质量控制，药品、化肥和化工材料生产中的控制，煤田、油田、油库和建筑物的消防报警，环境保护中空气、土地和水污染的监测，公安和海关安全检查中对爆炸物和毒品等违禁物品的检测，汽车发动机控制和排气质量检测，医学临床人体呼吸和排泄物气味检测和疾病诊断，航空航天领域发动机和机舱环境检测，军事国防中生化武器防御，机器人嗅觉定位系统等。

目前，国内外电子鼻主要应用于饮料、酒类、茶叶、烟草、鱼和肉等食品挥发气味的识别和分类，进行质量分级和新鲜度判别。

20.电子舌的定义与工作原理？

电子舌，也称味觉指纹分析仪，是一种利用低选择性、非特异性、交互敏感的多传感阵列检测液体样品的整体特征响应信号，通过信号模式识别处理或多元统计分析方法，对样品进行定性和定量分析的一类新型现代化分析仪器。电子舌与电子鼻的最大区别在于前者测试对象为液体，后者为气体。

电子舌模仿生物味觉的机制是用类脂膜作为模拟味蕾的敏感材料，用不同类脂膜材料可制备不同特性的味觉传感器，当类脂膜的一侧与味觉物质接触时，膜电势发生变化而产生响应，由计算机对数据进行模式识别，能够以类似人的味觉感受方式检测出味觉物质，得到反应样品味觉特征的结果。