傳感器在現(xiàn)代化農業(yè)中的應用

摘要：傳感器是將各種非電量(包括物理量、化學量、生物量等)按一定規(guī)律轉換成電量的裝置或元件，它類似于人的五官能感知并檢測各種非電量。當今在現(xiàn)代農業(yè)科學技術中，也開始廣泛地使用各種傳感器，進行各種參數(shù)的檢測與控制，幫助人們去科學種田。下面介紹一些應用。

關鍵字：傳感器遙感技術綠色電器電磁輻射傳感器是將各種非電量(包括物理量、化學量、生物量等)按一定規(guī)律轉換成電量的裝置或元件，它類似于人的五官能感知并檢測各種非電量。當今在現(xiàn)代農業(yè)科學技術中，也開始廣泛地使用各種傳感器，進行各種參數(shù)的檢測與控制，幫助人們去科學種田。下面介紹一些應用。(1)用于農產品的冷藏：現(xiàn)代化糧庫采用了先進的"分布式糧倉微機測溫系統(tǒng)"，該系統(tǒng)以微機為核心，采用溫度傳感器可對上百個點進行溫度監(jiān)測(也可接濕度傳感器進行濕度監(jiān)測)。由于有了十分先進可靠的測溫技術，倉容大幅度提高，并有效地減少了霉變現(xiàn)象。微機測溫系統(tǒng)還可以根據(jù)檢測的溫度及濕度數(shù)據(jù)對通風裝置進行自動控制。在糧食入庫前，可采用水分量傳感器測定糧食的水分(必要時要用干燥機干燥)。水果和蔬菜的保鮮工作目前用的較廣的是低溫冷藏法。先進的大型冷藏庫利用溫、濕度傳感器，達到最佳的保鮮條件。(2)遙感技術在農業(yè)中的應用：所謂遙感就是遠距離獲得信息的一種技術，它是使用人造衛(wèi)星或航天飛機等先進工具，采用各種傳感器來觀測地球表面，取得有關環(huán)境和資源的有用信息的科學技術。遙感技術是通過非接觸、非破壞的方法，在很短的時間內遙感極其寬廣的地域，對農業(yè)生產能起指導作用。在遙感技術中，主要使用從近紫外到紅外以及微波作為信息載體，并相應地采用能檢測這些信息的傳感器，檢測的信號經電子線路處理，最后形成圖像。在農林業(yè)、植物資源方面，遙感技術能測定農作物品種的分布區(qū)域、植物品種的分類，判斷植物生長情況、受災情況、土壤條件等。通過遙感所獲得的信息，可以確定最合適的種植和最適度的施肥，估計收成，進而決定農業(yè)管理的工作方向。(3)工廠式育苗及溫室栽培：溫室蔬菜栽培及花卉生產的玻璃溫室(或塑料大棚)中采用噴灌機械，土壤消毒機，自動溫度、濕度、二氧化碳控制裝置等等，以實現(xiàn)自動化、省力化。這里采用了溫度傳感器、濕度傳感器、PH值傳感器、二氧化碳傳感器等分別進行檢測。較為先進的還采用計算機控制，獲得較好的控制效果。(4)在降雨量測量中的應用：降雨量的大小對作物的生長有很大的關系。降雨量傳感器是通過測定蒸發(fā)在傳感器裸露面上的雨水所需要的電功率來測量降水率的，測量的范圍為0.3～350mm/h。它能將降水率轉換成電壓信號輸出，并且由記錄儀做出記錄。(5)在農業(yè)機械中的應用：在農業(yè)機械試驗過程中應用傳感器可測定整機的各項性能參數(shù)以及零部件的結構強度等指標，為農機理論研究和產品設計、改進提供科學依據(jù)以及評定農機產品的制造質量等，如應用電阻應變式傳感器測定犁體阻力可為犁體曲面設計提供依據(jù)，以減少作業(yè)過程中的阻力，從而減少功率消耗。又如在精密播種機的排種器上安裝光電式傳感器，通過監(jiān)控儀表可隨時監(jiān)測排種過程，防止堵種，保證出苗率。隨著農業(yè)現(xiàn)代化的高速發(fā)展，傳感器技術的不斷進步，在農業(yè)生產中將會得到越來越多的應用。何謂"綠色電器"在"綠色消費"的口號下，市場上應運而生一批"綠色彩電"、"綠色冰箱"等"綠色產品"。那么，"綠色電器"有何標準，該如何辨別呢?據(jù)環(huán)保部門介紹，國家頒布的環(huán)保產品認證標志，綠色背景上繪有"青山綠水"圖案。接受認證的企業(yè)，要由環(huán)保、技術監(jiān)督等11個部門進行監(jiān)督、檢查。"綠色電器"主要指有關指標控制在環(huán)保標準范圍內的電視、電冰箱、洗衣機等電器產品。比如"綠色彩電"，要求74cm以上大屏幕彩電的照射率(X射線)不超過每小時0.07毫侖，在此范圍內不會對人體造成傷害。另外，電視機的包裝也不得使用環(huán)保避用的材料。"綠色冰箱"、"綠色冰柜"要求其制冷系統(tǒng)不再消耗氟物質，應處在無氟狀態(tài)。這樣，在使用時，既不會時常出現(xiàn)漏氟帶來的麻煩，又不會因氟泄漏而造成對大氣層的污染。洗衣機的綠色標準是低噪音。根據(jù)規(guī)定，波輪式洗衣機的噪音要在50～60dB之內，滾筒式洗衣機要在60～65dB之內。逐行掃描DVD逐行掃描DVD的廣告宣傳和消費者實際觀看的視覺效果并不一致，因而引起了消費者的因惑。事實上逐行掃描DVD播放機在技術上確實有所提高，但由于周邊條件的配合不當，其優(yōu)越性在中國家庭中幾乎一點沒有發(fā)揮出來。要清楚地了解DVD逐行掃描的技術要點和更好地發(fā)揮其作用就必須對圖像壓縮技術有基本的概念。DVD采用的是MPEG2圖像編碼方式，與VCD采用的MPEG1編碼方式的流程一樣，只是MPEG2在技術細節(jié)處理上更先進些。原始圖像有兩種方式取得：①攝像機，專業(yè)攝像機輸出紅(R)、綠(G)、藍(B)3個色分量信號，這種信號都是以隔行掃描方式得到的。隔行掃描是電視格式制訂時設計的。根據(jù)人類視覺研究發(fā)現(xiàn)，人眼接收24幅/s微微變化的固定圖像看起來就有連續(xù)活動感，但仍有點閃爍。如果收看48幅/s，即使一半是相同的畫面，圖像也就自然連續(xù)了。電視場幅要與市電頻率一致就可以消除圖像的滾動感，所以PAL制送50幅，NTSC制送60幅。若送這么多幅圖像，系統(tǒng)的掃描頻率要求就高出一倍，同樣頻帶內可以安排的電視臺數(shù)量就要減少一樣，電視機內的行頻要求也會高出一倍。所以設計出了隔行掃描技術，把一幅完整的圖像分成各由奇數(shù)行和偶數(shù)行組成的兩個場。這樣，既滿足25幅完整的圖像又能出現(xiàn)50次/s，滿足連續(xù)且不閃爍的視覺要求。②原始圖像的第二種獲取方式是用膠片直接轉制設備，利用分色鏡把每一張電影膠片分成RGB三幅原色圖像，分別投到三片CCD感光板上轉換成電信號。將一部電影的所有膠片都這樣處理。早先的膠片轉制設備是為了在電視上放電影節(jié)目或轉制錄像帶而設計的，故也采用隔行掃描方式從CCD里取出視頻信號，以便于以后的使用?，F(xiàn)在為了把電影節(jié)目直接制作DVD或其它數(shù)字圖像就采用逐行方式從CCD里取圖像信號了。逐行方式是一行接一行取，上下行間的時間間隔短，畫面內容即使有點變化也關系不大。而隔行掃描第一行與第二行的時差是整整一場的時間，1/50s，比逐行掃描的行內間隔時間差了幾百倍(PAL制為312.5倍)，快速變動的圖像就已經不一樣了。另外，在奇數(shù)場和偶數(shù)場套出整幅畫面時，也不可能上下前后套得十分精確，所以隔行掃描就會看出明顯的掃描線及其它一些畫面缺點。原圖像信源是隔行的，后面不管用何種逐行技術，效果總不及原始逐行畫面。而對隔行轉逐行時的各種改善畫質的數(shù)字處理技術，逐行信源根本就不需要。MPEG圖像進行DCT變換時，原畫面用逐行掃描的信號為最好，隔行掃描也應該重裝成逐行畫面處理，壓縮率才高。直接對隔行圖像進行DCT變換，不利于壓縮。而對已存儲下的圖像數(shù)據(jù)重裝一下是很容易的。如前所述，隔行重裝的結果總不及原始逐行好。所以，不管是逐行DVD碟片還是隔行DVD碟片都不是直接按一點點、一行行地把采得的數(shù)據(jù)直接存入。所謂碟片的逐行與隔行之分是指制作碟片時的原信號是直接從膠片逐行轉制還是直接取隔行視頻信號。早期的DVD只能對應隔行掃描的傳統(tǒng)電視格式。只有近期出現(xiàn)的PDVD其中色差分量端口和15針D型插口才有輸出逐行掃描格式圖像的能力。PDVD必須配逐行掃描的顯示設備才有作用。以電視機來說，有逐行掃描功能并有逐行掃描輸入接口的機種大多還是出現(xiàn)在廣告上，大商場都很少見，價位都在萬元上下。如果沒有后續(xù)的逐行掃描顯示設備，用一般的電視，包括100Hz和號稱逐行掃描電視但并不具備逐行分量接口的品種，都還只能看PDVD的隔行視頻輸出。就像買了SVCD而只能當普通VCD用一樣。北京正負電子對撞機將獲"新生"我國計劃通過實施二期工程，投入4億元以上資金，提高北京正負電子對撞機的性能，為進一步探索微觀世界的奧秘創(chuàng)造條件，從而繼續(xù)保持我國在高能物理方面的國際領先地位。從1999年起到2001年，我國已經投入9000萬元用于北京正負電子對撞機的改進和未來發(fā)展的預先研究。二期工程的動工時間預計將是2002年年中，到2006年底，獲得"新生"的北京正負電子對撞機將正式為廣大用戶提供服務。亮度是對撞機最主要的性能之一，亮度越高，對撞機的工作將越高效。新生后的北京正負電子對撞機的亮度將是現(xiàn)在的100倍，也就是說，今后一年的工作相當于過去100年的工作。高能物理的深入研究需要大量的數(shù)據(jù)，亮度提高后，將使數(shù)據(jù)大量增加，為今后研究奠定基礎，對撞機必將獲得很多新的發(fā)現(xiàn)。據(jù)悉，北京正負電子對撞機工作的能量區(qū)域受到世界各國的重視，美國康奈爾大學的同行甚至提出計劃，將已有的一臺加速器降到這一能量區(qū)域，而亮度將比我國目前的北京正負電子對撞機高10倍。而北京正負電子對撞機二期工程的實施，將確保我國在這一領域的領先地位。"一機兩用"的北京正負電子對撞機，主要用于探索微觀世界的高能物理研究，也可用于同步輻射應用。二期工程實施后，將為探索蛋白質結構、納米結構提供強有力的手段。電磁輻射并不可怕近日，中國消費者協(xié)會發(fā)布了關于防電磁輻射的警示，引起一些人的恐慌，一時無所適從，對此，電磁環(huán)境專家說："電磁輻射無所不在、無時不在。我們既要重視電磁輻射，又不能對電磁輻射存在恐懼心理。日常生活中，人們應該以預防為主。"(1)什么是電磁輻射：電磁輻射以電磁波的形式發(fā)射能量。人們有目的地發(fā)射電磁波，是為人類服務，例如無線電遙控飛機、導航雷達；另外就是利用電能做工，產生電磁輻射，如微波爐、電熱毯等。(2)電磁輻射的危害：超強度的電磁輻射對人體健康的影響與危害是客觀存在的。多少強度的電磁輻射對人體造成危害，國家有規(guī)定標準。如果超標，電磁輻射能夠引起神經衰弱癥和反映在心血管系統(tǒng)的植物神經功能失調。如普遍感到頭痛、頭暈、周身不適、疲倦無力、失眠多夢、記憶力減退、口干舌燥；部分人員則發(fā)生嗜睡、發(fā)熱多汗、心悸等癥狀；女性則會月經失調；電磁輻射還可引起眼睛和生殖系統(tǒng)的損傷，以及血細胞、淋巴細胞等出現(xiàn)異常。當然，超強電磁輻射對人體健康的影響還受到諸多因素制約：電磁場強度愈大，對人體的影響愈嚴重；頻率(波長)，在相同條件下，長波對人體的影響較弱，隨著波長的縮短，對人體的影響加重；作用時間愈長，即受暴露的時間長，對人體的影響愈嚴重；輻射強度會隨著與輻射源距離的加大而迅速遞減，對人體影響隨之減弱；年齡、性別、個體體質差異對電磁輻射的反應各不相同，女性、兒童的敏感性較強。(3)做好防電磁輻射工作：凡是有電能的地方都有電磁輻射。人們的生活區(qū)應該遠離高頻輻射區(qū)，如變電所、高壓線密集區(qū)。如果高壓線橫穿生活區(qū)，一定要采取防電磁輻射的措施。對于家用電器的電磁輻射，要注意以下幾點：選擇家用電器時，相對來說，功率大的電器其電磁輻射也大，在功能相當?shù)那闆r下，選擇低功率電器。另外，還要看兩證：產品鑒定證書(國家主管及有關部門組織鑒定)、批量測試報告(國家指定的研究單位對產品進行技術指標進行的檢測)。買則買合格產品，買回家后應科學地擺放，擺放不要過于集中。專家指出家用電器電磁輻射防護的幾個原則：①盡量加大人體與電磁場源的有效距離，一般來說，間距在1～1.5m之外就基本安全。②盡量縮短一次性接觸時間。③采取必要的、積極的防護措施，加強個人防護。④必須及時清潔，保證設備正常工作，嚴防漏能?？茖W對待納米家電納米是一個長度單位，1nm等于10億分之1m，納米家電就是采用納米技術生產出來的家用電器。2000年以來，國內許多家電生產企業(yè)先后推出了大批納米家用電器，主要有納米熱水器、納米抗菌冰箱、碳納米壁掛電視、納米彩殼電視機、納米殺菌空調、納米自潔洗衣機等，市場上很快出現(xiàn)了一股"納米家電"熱。但是，有關專家指出：要把納米技術真正應用于家電產品，還有很長的路要走，可能還是今后幾十年的事情。目前出現(xiàn)的"納米家電"熱，從根本上說是一種商業(yè)炒作行為。為此，專家告誡：消費者必須以科學態(tài)度對待"納米家電熱"，"納米家電"時代確實還沒有真正到來。寬帶傳輸新方式--流媒體一個因特網時代的新名詞"流媒體"正逐漸進入我國公眾的視野。近年來，為解決文件下載時間過長的問題，適應網絡多媒體化的發(fā)展趨勢，產生了一種基于特定網絡協(xié)議的流媒體技術。流媒體采用流式傳輸方式在因特網上播放音頻、視