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第1章　电子技术基础1

1.1　常用的半导体器件1

1.1.1　半导体二极管1

1.1.2　双极结型三极管1

1.1.3　场效应晶体管2

1.2　基本放大电路2

1.2.1　共发射极放大电路2

1.2.2　差动放大电路4

1.2.3　功率放大电路5

1.2.4　场效应管基本放大电路6

1.2.5　集成运算放大器7

1.3　基本数字单元及其数字电路9

1.3.1　基本逻辑门电路及其组合9

1.3.2　双稳态触发器12

1.3.3　寄存器15

1.3.4　计数器16

1.3.5　555定时器的原理及应用17

主要参考文献19

第2章　自动化技术基础20

2.1 自动控制系统的基本概念20

2.1.1　控制系统的组成20

2.1.2　控制系统性能的基本要求21

2.2　控制系统的数学模型21

2.2.1　传递函数21

2.2.2　典型环节22

2.2.3　方框图的等效变换化简法23

2.3　时域分析法23

2.3.1　二阶系统的时域分析23

2.3.2　控制系统的稳定性26

2.3.3　稳态误差27

2.4　频域分析法28

2.4.1　频率特性曲线图28

2.4.2　奈奎斯特稳定判据33

2.4.3　频域法分析系统的相对稳定性33

主要参考文献34

第3章　传感器与微处理器基础36

3.1　传感器基础知识36

3.1.1　传感器的组成36

3.1.2　传感器的分类36

3.1.3　传感器的一般特性36

3.2　温度传感器39

3.2.1　热电偶温度传感器39

3.2.2　热电阻传感器40

3.2.3　半导体热敏电阻40

3.2.4　集成温度传感器41

3.3　流量传感器42

3.3.1　流量检测方法及流量计分类42

3.3.2　涡轮流量计43

3.3.3　电磁流量计43

3.3.4　冲击板式流量传感器44

3.4　压力传感器45

3.4.1　应变式测力传感器45

3.4.2　压阻式压力传感器46

3.4.3　压电式压力传感器46

3.5　位移及速度检测46

3.5.1　电容式位移传感器47

3.5.2　电位计式位移传感器47

3.5.3　光电编码器47

3.5.4　测速发电机48

3.6　湿度传感器48

3.6.1　湿敏电阻传感器49

3.6.2　湿敏电容传感器49

3.7　信号调理电路50

3.8　微处理器基础51

3.8.1　单片机概述51

3.8.2　AT89系列单片机编码52

3.8.3　AT89C52单片机52

3.8.4　AT89S52单片机54

3.9　MSP430系列单片机56

3.9.1　MSP430系列单片机的特点56

3.9.2　MSP430系列单片机的命名规则56

3.9.3　MSP430系列单片机分类57

3.10　AT90系列单片机58

主要参考文献59

第4章　设施农业中的电子技术与自动化60

4.1 自动化喷灌与微灌系统60

4.1.1　概述60

4.1.2　节水灌溉自动控制61

4.1.3　自动灌溉中的检测技术62

4.1.4　设施农业节水灌溉工程设计72

4.2　温室大棚中的自动化设备76

4.2.1　温室概述76

4.2.2　控制执行机构81

4.2.3　温室传感器新技术82

4.2.4　温室控制系统82

4.3　自动采摘机器人86

4.3.1　采摘机器人概述86

4.3.2　农业采摘机器人中的传感器技术89

4.3.3　农业采摘机器人末端执行器92

主要参考文献93

第5章　现代农业装备中的电子技术与自动化94

5.1　激光平地系统94

5.1.1　激光平地系统的原理94

5.1.2　激光平地系统的组成95

5.1.3　激光平地系统的操作97

5.1.4　激光平地系统的应用98

5.2　自动除草系统104

5.2.1　农田杂草的危害及其控制方法104

5.2.2　计算机视觉技术106

5.2.3　计算机视觉在杂草识别中的研究与应用107

5.2.4　精确喷雾自动除草系统的设计110

5.2.5　直接施药方式的自动除草系统设计112

5.3　粮食产量监视系统114

5.3.1　谷物联合收割机的测产系统结构原理114

5.3.2　谷物联合收割机的测产系统组成部分及产量图115

5.3.3　谷物产量监视系统120

5.3.4　采棉机测产系统结构原理125

5.3.5　采棉机产量监视系统126

主要参考文献130

第6章　精准农业中的电子技术与自动化131

6.1　精准农业及其国内外发展概况131

6.1.1　精准农业及其技术思想131

6.1.2　国内外精准农业的发展概况及其趋势133

6.2　3S技术138

6.2.1　全球定位系统GPS138

6.2.2　地理信息系统GIS147

6.2.3　遥感系统152

6.3　智能处方农业机械及变量控制163

6.3.1　精确变量施肥技术及变量施肥机163

6.3.2　精确变量喷药技术及变量喷药机165

6.3.3　精确变量播种技术及变量播种机167

6.3.4　精确变量灌溉技术及变量灌溉设备168

主要参考文献170

第7章　畜牧业中的电子技术与自动化172

7.1　畜禽舍环境自动监测控制系统172

7.1.1　畜禽舍环境自动监测控制系统的组成173

7.1.2　基于单片机的畜禽舍环境控制系统175

7.1.3　基于CAN总线的畜禽舍环境控制系统176

7.2　种畜精量饲喂及采食系统180

7.2.1　基于单片机的种畜精量饲喂及采食系统181

7.2.2　基于DSP的种畜精量饲喂及采食系统183

7.3　畜禽身份识别及可追溯系统186

7.3.1　基于有源RFID的畜禽身份识别与跟踪系统187

7.3.2　基于无源RFID的畜禽身份识别与跟踪系统189

7.4　畜禽疾病远程诊断系统190

7.4.1　专家系统概述190

7.4.2　专家系统的开发方法191

7.4.3　奶牛疾病远程诊断系统192

主要参考文献195

第8章　农产品贮藏及加工中的电子技术与自动化196

8.1　农产品贮藏基础知识196

8.1.1　呼吸作用196

8.1.2　粮油种子的贮藏197

8.1.3　果蔬的贮藏197

8.2　农产品品质检测技术198

8.2.1　近红外光谱技术198

8.2.2　X射线技术200

8.2.3　机器视觉技术201

8.3　仓储贮藏技术202

8.3.1　传统机械冷藏贮藏202

8.3.2　气调贮藏203

8.3.3　减压贮藏204

8.3.4　通风贮藏205

8.4　保鲜技术205

8.4.1　电子束辐照保鲜205

8.4.2　臭氧保鲜206

8.4.3　超高压保鲜207

8.4.4　超高温瞬时保鲜208

8.4.5　远红外照射保鲜208

8.5　干燥技术208

8.5.1　真空冷冻干燥209

8.5.2　微波干燥209

8.5.3　红外线干燥209

8.5.4　热泵除湿干燥210

8.5.5　低温真空干燥211

8.6　农产品加工技术中的高新技术211

8.6.1　膜分离技术211

8.6.2　超微粉碎技术212

8.6.3　微射流技术212

主要参考文献213

第9章　未来农业中的电子技术与自动化214

9.1　精准农业技术研究与系统开发214

9.1.1　农作物生长环境与生物信息在线监测技术215

9.1.2　农田变量作业关键技术研究216

9.2　农业生产过程自动监测技术与自动控制技术216

9.2.1　传感器与自动检测理论研究217

9.2.2　农业生产过程自动控制技术218

9.2.3　农副产品品质无损检测技术研究218

9.3　农业信息网络与专家系统219

9.3.1　农业信息知识普及与信息开发219

9.3.2　专家系统在农业生产过程中的应用220

9.4　农业空间信息处理与虚拟现实技术221

9.4.1　虚拟作物、虚拟昆虫、虚拟牲畜的三维模型221

9.4.2　虚拟农业生产环境221

9.4.3　农业遥感信息模型和空间信息分析模型的研究222

9.5　新能源发电技术在农村中的应用与农村电力网络优化225

9.5.1　农村电能质量监控与节电技术225

9.5.2　农村新能源发电技术226

9.5.3　农村电网经济与安全运行227

9.6　新型农业节水灌溉技术228

主要参考文献229