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GPS 138
6.2.2 地理信息系统GIS 147
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