传感器在现代化农业中的应用

  仪器信息网 ·  2011-05-30 22:21  ·  29960 次点击
摘要:传感器是将各种非电量(包括物理量、化学量、生物量等)按一定规律转换成电量的装置或元件,它类似于人的五官能感知并检测各种非电量。当今在现代农业科学技术中,也开始广泛地使用各种传感器,进行各种参数的检测与控制,帮助人们去科学种田。下面介绍一些应用。
关键词:传感器遥感技术绿色电器电磁辐射
传感器是将各种非电量(包括物理量、化学量、生物量等)按一定规律转换成电量的装置或元件,它类似于人的五官能感知并检测各种非电量。当今在现代农业科学技术中,也开始广泛地使用各种传感器,进行各种参数的检测与控制,帮助人们去科学种田。下面介绍一些应用。
(1)用于农产品的冷藏:
现代化粮库采用了先进的"分布式粮仓微机测温系统",该系统以微机为核心,采用温度传感器可对上百个点进行温度监测(也可接湿度传感器进行湿度监测)。由于有了十分先进可靠的测温技术,仓容大幅度提高,并有效地减少了霉变现象。微机测温系统还可以根据检测的温度及湿度数据对通风装置进行自动控制。在粮食入库前,可采用水分量传感器测定粮食的水分(必要时要用干燥机干燥)。
水果和蔬菜的保鲜工作目前用的较广的是低温冷藏法。先进的大型冷藏库利用温、湿度传感器,达到最佳的保鲜条件。
(2)遥感技术在农业中的应用:
所谓遥感就是远距离获得信息的一种技术,它是使用人造卫星或航天飞机等先进工具,采用各种传感器来观测地球表面,取得有关环境和资源的有用信息的科学技术。遥感技术是通过非接触、非破坏的方法,在很短的时间内遥感极其宽广的地域,对农业生产能起指导作用。在遥感技术中,主要使用从近紫外到红外以及微波作为信息载体,并相应地采用能检测这些信息的传感器,检测的信号经电子线路处理,最后形成图像。
在农林业、植物资源方面,遥感技术能测定农作物品种的分布区域、植物品种的分类,判断植物生长情况、受灾情况、土壤条件等。通过遥感所获得的信息,可以确定最合适的种植和最适度的施肥,估计收成,进而决定农业管理的工作方向。
(3)工厂式育苗及温室栽培:
温室蔬菜栽培及花卉生产的玻璃温室(或塑料大棚)中采用喷灌机械,土壤消毒机,自动温度、湿度、二氧化碳控制装置等等,以实现自动化、省力化。这里采用了温度传感器、湿度传感器、PH值传感器、二氧化碳传感器等分别进行检测。较为先进的还采用计算机控制,获得较好的控制效果。
(4)在降雨量测量中的应用:
降雨量的大小对作物的生长有很大的关系。降雨量传感器是通过测定蒸发在传感器裸露面上的雨水所需要的电功率来测量降水率的,测量的范围为0.3~350mm/h。它能将降水率转换成电压信号输出,并且由记录仪做出记录。
(5)在农业机械中的应用:
在农业机械试验过程中应用传感器可测定整机的各项性能参数以及零部件的结构强度等指标,为农机理论研究和产品设计、改进提供科学依据以及评定农机产品的制造质量等,如应用电阻应变式传感器测定犁体阻力可为犁体曲面设计提供依据,以减少作业过程中的阻力,从而减少功率消耗。又如在精密播种机的排种器上安装光电式传感器,通过监控仪表可随时监测排种过程,防止堵种,保证出苗率。
随着农业现代化的高速发展,传感器技术的不断进步,在农业生产中将会得到越来越多的应用。
何谓"绿色电器"
在"绿色消费"的口号下,市场上应运而生一批"绿色彩电"、"绿色冰箱"等"绿色产品"。那么,"绿色电器"有何标准,该如何辨别呢?据环保部门介绍,国家颁布的环保产品认证标志,绿色背景上绘有"青山绿水"图案。接受认证的企业,要由环保、技术监督等11个部门进行监督、检查。"绿色电器"主要指有关指标控制在环保标准范围内的电视、电冰箱、洗衣机等电器产品。比如"绿色彩电",要求74cm以上大屏幕彩电的照射率(X射线)不超过每小时0.07毫仑,在此范围内不会对人体造成伤害。另外,电视机的包装也不得使用环保避用的材料。"绿色冰箱"、"绿色冰柜"要求其制冷系统不再消耗氟物质,应处在无氟状态。这样,在使用时,既不会时常出现漏氟带来的麻烦,又不会因氟泄漏而造成对大气层的污染。洗衣机的绿色标准是低噪音。根据规定,波轮式洗衣机的噪音要在50~60dB之内,滚筒式洗衣机要在60~65dB之内。
摘自《中国电力报》
逐行扫描DVD
逐行扫描DVD的广告宣传和消费者实际观看的视觉效果并不一致,因而引起了消费者的因惑。事实上逐行扫描DVD播放机在技术上确实有所提高,但由于周边条件的配合不当,其优越性在中国家庭中几乎一点没有发挥出来。要清楚地了解DVD逐行扫描的技术要点和更好地发挥其作用就必须对图像压缩技术有基本的概念。
DVD采用的是MPEG2图像编码方式,与VCD采用的MPEG1编码方式的流程一样,只是MPEG2在技术细节处理上更先进些。
原始图像有两种方式取得:①摄像机,专业摄像机输出红(R)、绿(G)、蓝(B)3个色分量信号,这种信号都是以隔行扫描方式得到的。
隔行扫描是电视格式制订时设计的。根据人类视觉研究发现,人眼接收24幅/s微微变化的固定图像看起来就有连续活动感,但仍有点闪烁。如果收看48幅/s,即使一半是相同的画面,图像也就自然连续了。电视场幅要与市电频率一致就可以消除图像的滚动感,所以PAL制送50幅,NTSC制送60幅。若送这么多幅图像,系统的扫描频率要求就高出一倍,同样频带内可以安排的电视台数量就要减少一样,电视机内的行频要求也会高出一倍。所以设计出了隔行扫描技术,把一幅完整的图像分成各由奇数行和偶数行组成的两个场。这样,既满足25幅完整的图像又能出现50次/s,满足连续且不闪烁的视觉要求。
②原始图像的第二种获取方式是用胶片直接转制设备,利用分色镜把每一张电影胶片分成RGB三幅原色图像,分别投到三片CCD感光板上转换成电信号。将一部电影的所有胶片都这样处理。早先的胶片转制设备是为了在电视上放电影节目或转制录像带而设计的,故也采用隔行扫描方式从CCD里取出视频信号,以便于以后的使用。现在为了把电影节目直接制作DVD或其它数字图像就采用逐行方式从CCD里取图像信号了。
逐行方式是一行接一行取,上下行间的时间间隔短,画面内容即使有点变化也关系不大。而隔行扫描第一行与第二行的时差是整整一场的时间,1/50s,比逐行扫描的行内间隔时间差了几百倍(PAL制为312.5倍),快速变动的图像就已经不一样了。另外,在奇数场和偶数场套出整幅画面时,也不可能上下前后套得十分精确,所以隔行扫描就会看出明显的扫描线及其它一些画面缺点。原图像信源是隔行的,后面不管用何种逐行技术,效果总不及原始逐行画面。而对隔行转逐行时的各种改善画质的数字处理技术,逐行信源根本就不需要。
MPEG图像进行DCT变换时,原画面用逐行扫描的信号为最好,隔行扫描也应该重装成逐行画面处理,压缩率才高。直接对隔行图像进行DCT变换,不利于压缩。而对已存储下的图像数据重装一下是很容易的。如前所述,隔行重装的结果总不及原始逐行好。
所以,不管是逐行DVD碟片还是隔行DVD碟片都不是直接按一点点、一行行地把采得的数据直接存入。所谓碟片的逐行与隔行之分是指制作碟片时的原信号是直接从胶片逐行转制还是直接取隔行视频信号。
早期的DVD只能对应隔行扫描的传统电视格式。只有近期出现的PDVD其中色差分量端口和15针D型插口才有输出逐行扫描格式图像的能力。PDVD必须配逐行扫描的显示设备才有作用。以电视机来说,有逐行扫描功能并有逐行扫描输入接口的机种大多还是出现在广告上,大商场都很少见,价位都在万元上下。如果没有后续的逐行扫描显示设备,用一般的电视,包括100Hz和号称逐行扫描电视但并不具备逐行分量接口的品种,都还只能看PDVD的隔行视频输出。就像买了SVCD而只能当普通VCD用一样。
摘自《电子世界》
北京正负电子对撞机将获"新生"
我国计划通过实施二期工程,投入4亿元以上资金,提高北京正负电子对撞机的性能,为进一步探索微观世界的奥秘创造条件,从而继续保持我国在高能物理方面的国际领先地位。从1999年起到2001年,我国已经投入9000万元用于北京正负电子对撞机的改进和未来发展的预先研究。二期工程的动工时间预计将是2002年年中,到2006年底,获得"新生"的北京正负电子对撞机将正式为广大用户提供服务。
亮度是对撞机最主要的性能之一,亮度越高,对撞机的工作将越高效。新生后的北京正负电子对撞机的亮度将是现在的100倍,也就是说,今后一年的工作相当于过去100年的工作。高能物理的深入研究需要大量的数据,亮度提高后,将使数据大量增加,为今后研究奠定基础,对撞机必将获得很多新的发现。
据悉,北京正负电子对撞机工作的能量区域受到世界各国的重视,美国康奈尔大学的同行甚至提出计划,将已有的一台加速器降到这一能量区域,而亮度将比我国目前的北京正负电子对撞机高10倍。而北京正负电子对撞机二期工程的实施,将确保我国在这一领域的领先地位。
"一机两用"的北京正负电子对撞机,主要用于探索微观世界的高能物理研究,也可用于同步辐射应用。二期工程实施后,将为探索蛋白质结构、纳米结构提供强有力的手段。
摘自《科技日报》
电磁辐射并不可怕
近日,中国消费者协会发布了关于防电磁辐射的警示,引起一些人的恐慌,一时无所适从,对此,电磁环境专家说:"电磁辐射无所不在、无时不在。我们既要重视电磁辐射,又不能对电磁辐射存在恐惧心理。日常生活中,人们应该以预防为主。"
(1)什么是电磁辐射:
电磁辐射以电磁波的形式发射能量。
人们有目的地发射电磁波,是为人类服务,例如无线电遥控飞机、导航雷达;另外就是利用电能做工,产生电磁辐射,如微波炉、电热毯等。
(2)电磁辐射的危害:
超强度的电磁辐射对人体健康的影响与危害是客观存在的。多少强度的电磁辐射对人体造成危害,国家有规定标准。如果超标,电磁辐射能够引起神经衰弱症和反映在心血管系统的植物神经功能失调。如普遍感到头痛、头晕、周身不适、疲倦无力、失眠多梦、记忆力减退、口干舌燥;部分人员则发生嗜睡、发热多汗、心悸等症状;女性则会月经失调;电磁辐射还可引起眼睛和生殖系统的损伤,以及血细胞、淋巴细胞等出现异常。
当然,超强电磁辐射对人体健康的影响还受到诸多因素制约:电磁场强度愈大,对人体的影响愈严重;频率(波长),在相同条件下,长波对人体的影响较弱,随着波长的缩短,对人体的影响加重;作用时间愈长,即受暴露的时间长,对人体的影响愈严重;辐射强度会随着与辐射源距离的加大而迅速递减,对人体影响随之减弱;年龄、性别、个体体质差异对电磁辐射的反应各不相同,女性、儿童的敏感性较强。
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