数字农业（共8篇）
数字农业 篇1
姓名：张文文
数字农业论文
学号：A10150323
学院：工程学院
班级:管理类1503
联系方式:***
物联网的应用及发展前景
关键词：物联网技术
网络结构 应用模式 应用领域
应用前景
摘要：物联网被称为信息技术的第三次革命性创新.本文主要介绍了物联网的概念、体系架构以及物联网的应用,并讨论了物联网的发展前景以及发展中面临的相关问题。
1.引言
物联网（IOT）是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。它有两层意思：其一，的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。
2.物联网的关键技术 2.1.RFID RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。2.2.传感器技术
传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其它装置或器官 2.3.无线传感网络（WSN）
无线传感网络（WSN）是由大量传感器节点通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织网络系统，其目的是协作感知，采集和处理网络覆盖区域中感知对象信息，它能够实现数据的采集的量化，处理融合和传输应用。2.4.RFID和WSN融合
RFID侧重于识别，能够实现对目标的标识和管理，同时RFID系统具有读写距离有限、抗干扰性差、实现成本较高的不足；WSN侧重于组网，实现数据的传递，具有部署简单，实现成本低廉等优点，但一般WSN并不具有节点标识功能。RFID与WSN的结合存在很大的契机。
3物联网的网络结构
最底层是传感器网络层，即以传感器、RFID以及各种手机、PDA等机器终端为主，完成对底层信息的全面感知和采集功能；
第二层是传输网络层，即通过现有的互联网、广电网络、无线通信网等网络，实现数据的汇聚和传输功能；
第三层是中间件层，通过构建中间件来屏蔽各类传输网络的差异性，为上层应用提供统一的数据调用接口，同时对传输网络层汇聚上来的信息进行理解、推理和决策；
最上层是应用和服务层，即通过对调用数据的处理和解决方案来管理和控制手机、PC等终端设备，实现人们所需要的应用服务；或者与行业专业技术深度融合，与行业需求结合，实现行业智能化。
4.物联网的应用模式
根据其实质用途可以归结为两种基本应用模式：
对象的智能标签。通过NFC、二维码、RFID等技术标识特定的对象，用于区分对象个体，例如在生活中我们使用的各种智能卡，条码标签的基本用途就是用来获得对象的识别信息；此外通过智能标签还可以用于获得对象物品所包含的扩展信息，例如智能卡上的金额余额，二维码中所包含的网址和名称等。对象的智能控制。物联网基于云计算平台和智能网络，可以依据传感器网络用获取的数据进行决策，改变对象的行为进行控制和反馈。例如根据光线的强弱调整路灯的亮度，根据车辆的流量自动调整红绿灯间隔等。
5.物联网的应用领域
物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。
5.1.智能交通 目前的智能交通系统（ITS，Intelligent Transport System）主要包括以下几个方面：先进的交通信息服务系统、先进的交通管理系统、先进的公共交通系统、先进的车辆控制系统、先进的运载工具操作辅助系统、先进的交通基础设施技术状况感知系统、货运管理系统、电子收费系统和紧急救援系统。
5.2智能物流
5.2.1 智能物流是将RFID技术、数据通信传输技术、控制技术及计算机技术等应用在物流配送系统中，帮助实现物品跟踪与信息共享，提高物流企业的运行效率，实现可视化供应链管理，提升物流信息化程度。其中，RFID作为前端的自动识别和数据采集技术，被应用在物流的零售、存储、运输、配送／分销和生产等各主要作业环节，是实现智能物流的重点。
（1）提高物流基础设施的信息化和自动化水平
通过将RFID标签放置在货柜、集装箱、车辆等物流基础设施内，在物流企业仓库内部、出入库口、物流关卡等安装RFID读写器，实现物品自动化出入库、盘点、交接环节中的RFID信息采集，达到对物品库存的透明化管理。通过RFID技术与物流运输设备的结合，可以进行物流基础设施信息化的升级，提高其信息化和自动化水平。
（2）促进物流功能的整合 通过RFID技术整合物流系统的功能，提升原系统效率。RFID有助于实现物流系统内部多个业务环节之间的信息共享和自动化，整合多个业务功能，从而有效提升系统的整体运作效率。
（3）提高物流市场流通效率，规范物流市场秩序
RFID技术能够快速、准确地采集相关数据，保证企业及供应链内数据信息的及时性、可靠性、有效性和安全性，实现对各类数据信息的全程监管，改善诸多领域（如粮食物流、应急物流、食品安全）缺乏有效监管的现状。此外，将RFID与传感器技术及无线通信技术相结合，还能够实现对重要物品（如危险品、药品）的在途监控，便于进行管理和监督。
5.2.2 智能物流的发展重点：
（1）货运集装箱追踪与管理
实时记录箱、货、流信息，开关箱时间和地理位置信息，实现集装箱物流信息的全程实时在线监控。
（2）货运车辆的跟踪与管理
为道路货运车辆贴上RFID标签，标签中记录车牌号、运输起讫地点、运输线路、车辆所属运输企业、货物基本信息等。
（3）配送中心管理
在货品包装箱外加贴RFID标签，并在配送中心收货处、仓库入口／出口处等地安装固定RFID读写器，在搬运设备上安装移动RFID读写器，以及配合使用手持读写器，实现对配送中心货物的出入库管理。
（4）航空集装设备及行李追踪
通过使用RFID电子标签和读写设备，机场可以建立起自动管理行李的新流程，用以追踪旅客行李，保证其安全流动，同时缩短行李处理时间，提升行李标签的识别率。
5.3 环境监测
物联网技术中有传感器和通信技术，它能大大提高我们获取各个事物信息的能力，提高环境监测过程中的信息传送、信息采集以及实时监控水平，增加人对于环境的监测能力，甚至未来可能会增强人类对于环境的调控能力。
5.3.1.物联网如今在环境监测中的应用
(1)大气污染监测
如今我国城市空气质量堪忧，尤其是一些大中型城市，一些由重型工业发展而来以及人口持续增多的城市大气污染都相对严重。其中就有人们熟知的PM2.5，而物联网技术就能够有效的应用到大气污染的监测过程中，监测空气中可吸入颗粒物的含量，空气中有毒有害物质的含量，甚至能够监测大气中的氧气含量、二氧化碳含量、氮气含量等等。并且通过实时传输就能够把监测器上的相关数据传输到气象控制中心，再传输给电视台新闻中心等告知民众。我国在城市空气质量监测的物联网应用上确实已经有一个完善的体系。
(2)水污染监测
在河流河道水质监测中，水库水质监测中，污水处理质量监测中都已经进行了物联网技术的应用。通过传感器监测水质中含有的各种污染物含量，气体含量，有毒有害物质含量；而后传送到中央控制系统中，计算机自动进行比对分析判断水质情况和水质安全情况，所有的数据都会自动进行储存备案，一旦发现问题自动报警，而且人也能够对系统进行干预，人为进行实时的监测观察。
(3)海洋污染监测
我国的海洋污染物联网系统建设还处于初期阶段，但是很多国家都很早就对海洋污染监测的物联网系统建设进行着研究。海洋污染物联网系统建设能够监测一个国家海洋的水质情况，污染物情况，能够在发生一些人为灾害或者自然灾害时及时的发现、及时处理。比如能够在发生核污染时及时发现污染物是否达到国家的近海，在发生轮船原油泄漏时也能够及时的判断原有泄露的污染情况并及时的作出处理，控制污染。所以说海洋环境监测也有着极高的必要性。(4)生态环境监测
生态环境的物联网监测系统其实是一个较为宽泛的系统概念，但也已经逐步的被应用，一般来说这样的一个检测系统不仅仅包括以上提及的几个已经投入使用的环境监测系统，它还包括视频监控系统，生态环境的中的生物、动物生存情况的监测等等一系列的监控。最终汇集到中央控制系统中。生态环境的物联网监测应用主要是在一些自然保护区，沙漠绿植研究，生态恶化监测中逐步被应用。5.4医疗健康
5.4.1医用传感器和生物医学传感器研制：包括新型医学传感技术的研制；小型化、微型化医用传感器研制；医用传感器的模块化设计；医用多传感器融合技术；综合运用数字信号处理、模式识别、分布式计算等技术，实现对多模医学信息自动分析综合，实现初步自动决策和评估。
5.4.2高安全可靠性：针对物联网医疗器械特殊的使用环境和对象，综合质量管理、风险评估、人机功效等手段，研究医疗器械的可靠性、安全性。
5.4.3大规模数据分析及智能决策：研究基于云计算的大规模医疗数据分析方法及网络系统；基于专家数据库诊断、治疗智能决策系统；基于多模信息融合的医疗决策推理机；复杂医疗事件的实时分析方法
5.5.食品溯源
综合利用网络技术、无线传输技术，实现短信、二维码、POS机等多终端追溯农产品质量。当农产品出现质量问题时，政府可及时调度产品下架处理，实现宏观调控；消费者可采取法律手段，维护自身权益。高运输效率，尽量避免无效运输。
5.6智能家居
5.6..1 基于楼宇对讲系统技术的智能家居系统 由于楼宇保安对讲系统产业化成熟，并使单纯的楼宇对讲系统向家庭自动化系统过渡，产品基于楼宇对讲系统技术(系统结构和传输系统)，在各户室内分机增添功能终端设备(防盗、防火、照明、家用电器等)，通过与房地产企业之间的合作进行销售。国内有实力的对讲厂家，都致力于智能家居系统应用及推广，如：冠林推出的AH8000数字家居系统。AH8000系统室内终端是集成可视对讲功能、安防功能、门禁功能、信息功能、多媒体功能、电器控制功能、IP电话功能为一体的网络控制产品;采用最先进的数字通讯技术，对住宅内的照明，火灾，安防，煤气感应，远程抄表，数码家电等器具进行集中控制;同时可通过因特网用电脑，电话，手机对相关设备进行远程控制。该产品已被列为国家康居示范工程选用产品。
5.6.2 基于现场总线技术的家庭自动化系统
基于现场总线技术的智能家居系统技术含量高、功能强，实施容易，多与工程配套，销售多采用跟装修公司和设计师合作的方式。智能灯光控制系统大都采用总线技术，如ABB、奇胜、索博等。ABBpriOn系列房间控制解决方案是目前国内集成家用电器设备功能最多的房屋控制解决方案。它将采光、照明、采暖、温度和家电等多种房间控制需求集成到一个控制面板上进行操作。控制面板采用3.5英寸彩色触摸显示屏，可以直观显示多种家用电气设备的工作状态。用户只要在简洁美观的壁挂式面板上通过点击按钮就可以完成各项复杂操作;同时，用户可以通过prion系列对建筑物内的每一个房间的相关设备进行逐一设定与控制。该方案荣获《时尚家居》“2010最时尚家居用品”大奖。
5.6..3 基于智能手机的智能家居系统
基于智能手机的智能家居系统属新兴产业技术，利用人们随身携带的智能手机与中央控制器进行会话，并在中央控制器的控制下，通过相应的硬件和执行机构，实现对家电的远程控制和家庭内部状况的实时监测。“Android@Home”正是属于此类产品。这类产品的销售模式目前尚不明朗，笔者认为根据消费类电子产品的特点，销售方式应该会以跟装修公司和设计师合作为主。
6.物联网领域的前景及机遇和挑战
6.1物联网应用前景和发展展望：物联网的发展代表了整个社会信息化的发展方向。就产业来说，长期的发展目标是 实现人与人之间无缝的联系和沟通。这个目标发展到现在，已经基本实现了。那么今后向什么方向发展？2009 年开始，以“物联网”、“智能地球”为代表的信息化概念在全球范围内出 现，为通信产业未来的发展指明了方向。在全球金融危机后期的大背景下，物联网的本质是行业信息化，各国政府大力推动物联网发展的动力在于寻找新的经济增长点和创造就业。在这样的大背景下，在全球范围内，运营商 成为了物联网的重要推动者。运营商将在物联网的发展中获得巨大的利益，同时带领整个通 信产业，朝一个更深入的方向发展。6.2物联网规模化发展面临三大挑战
从整个物联网的发展情况来看，我们认为物联网仍然处在一个规模成长前夜的阶段。要实现规模化的发展，仍面临着一系列的瓶颈，需要解决一系列的问题。这些问题概括总结起来就是横向欠缺整合，纵向亟待深入。与之相对应的还有第三个问题，就是伴随物联网进一步的发展和规模化，将会对通信网络产生压力，并且产生一系列的新问题，需要对整个基础 网络针对物联网进行优化。6.3总结来说，物联网的规模化发展，面临的三大挑战是：
第一，需要实现物联网横向的整合，打造社会公共的物联网基础架构。并在标准化、规 范化的基础上，形成真正的物联网产业联盟。
第二，需要促进物联网在各个行业的纵深发展。应抓住新的关键技术、政府示范项目以 及新的商业模式等契机，实现重点行业的突破，并由点带面，促进整个物联网向各个行业的 纵深发展。
第三，基础网络优化。通信产业界形成共识，就是物联网的规模化发展，将对基础网络产生一系列优化的需求。比如为了满足庞大的物的数量，要对号码优化；为了满足物的低功 耗、低移动的影响，要对无线资源进行优化等。
数字农业 篇2
为开展数字农业研究,需要建立一个先进适用的数字农业试验研究平台。该平台应能按照预定的路线在田间行走,自动进行田间信息采集和精确控制变量投入,实现高度自动化、高精度位置控制下的机械化作业和信息收集平台,同时在通用机架和数字化平台上实现各种作业机具的改良和性能实验[1]。按照以上要求,自行设计和研制了数字农业试验平台(TP-DA,TestPlatform ofDigitalAgriculture)的硬件体系结构,在TPDA的基础上进行数字化技术与装备及新型作业机具等的开发研究。在设计过程中,采用模块化结构,每个模块都是相对独立地开发和运行,并统一接口,使TPDA系统具有可升级和扩张性好的特点。
1 数字农业试验平台(TPDA)车体结构
图1为TPDA的车体结构,其尺寸如图所示(单位为mm)。技术特性如下:单侧功率15kW,双侧共30kW;高速轴的转速60r/min;系统的传动比为2;电机满载时行走轮输出的最大转矩为T=3468N·m;系统允许的最大车质量为m=11.5t;设计最大行驶速度为Vmax=3m/s[2]。
TPDA的3层体系结构如图2所示。从下到上分别是:最底层为运动控制模块,主要由步进电机及其驱动模块和系统电源蓄电池组成第层为车载工控机模块,这是整个无线网络监控系统的核心;最上层是平台视觉处理模块,主要由摄像头及其附件组成。
2 数字农业试验平台(TPDA)硬件体系结构
按照各模块所完成功能的不同,TPDA硬件体系结构由车载工控机子系统、运动控制子系统、视觉处理子系统和无线通信子系统等4个子系统(模块)组成,由如图3所示。
控制系统以TI公司的TMS320LF2407A快速DSP运动控制芯片为核心,依照上位机发出的指令信息和平台车的编码反馈信号,完成平台车的运动控制,同时反馈给上位机当前的运动数据和传感数据,包括线速度、角速度及里程计[3]。
2.1 车载工控机子系统
车载工控机子系统是整个数字农业试验平台的核心部分。由于本系统中本地中央控制系统、Web服务器、视频服务器和数据库服务器的功能需要在车载工控机上通过安装配置相关的软件来实现,所以车载工控机选择的是配置较高的研华一体化工作站-AWS-8248VTP[4]。
2.2 运动控制子系统
该子系统是平台车的动作执行系统,完成车载计算机发送命令的解释和具体执行,如前进与后退等。
TPDA采用步进电机作为驱动电机,这是因为步进电机具有以下的优点:控制信号简单,便于数字化控制,调速方便;相对于直流电机,步进电机的驱动更加简单,可以在开环方式下工作,而且精度较高。由于控制脉冲和转动角度存在严格的正比关系,可以通过记录脉冲数计算平台车行走距离,为平台车的精确定位提供必要的依据。
TPDA的整个运动控制模块是由两个五相步进电机以及相应的电机驱动器组成的。两个步进电机驱动两驱动轮通过改变作用于步进电机控制器的脉冲信号的频率,可以对步进电机实现较高精度的调速。
2.3 视觉处理子系统
该子系统主要由图像采集和预处理、图像分析以及图像理解等几个过程组成。这些过程均在车载工控机内完成,为试验过程的视频监控提供信息。摄像头与车载工控机采用USB接口相连。
2.4 无线通信模块
由于数字农业平台的试验过程大都在田间移动中进行,加上田间无法铺设有线网络,所以要实现对数字农业平台的远程监控必须采用无线网络实现监控数据的传输[5]。无线局域网(WLAN,WirelessLocal AreaNetworks)技术的快速发展和成熟为数据的远距离无线传输提供了技术上可靠、经济上可行的方法。无线局域网是利用射频技术取代传统的双绞铜线构成的局域网络,具有无可比拟的优越性能和灵活性,用户可在限定的室内范围内随意移动联网设备,甚至可在室外移动,无需考虑接线和插座[6]。
在车载工控机上安装的海信数码Hi-Link UW 210g是一款基于IEEE 802.11g标准的USB无线网络适配器其外观类似于盘体积小巧便于安装。在网络传输上,采用IEEE 802.11g标准,可达到54Mbps。
3 结论
1)设计了数字农业试验平台车的硬件体系结构及其各个部分的组成结构。作为试验平台,在设计过程中,采用模块化结构。各个模块都是相对独立开发和运行、统一接口,为以后各种功能模块的添加以及进一步的开发提供了一个很好的硬件基础。
2)平台硬件体系由车载工控机子系统、运动控制子系统、视觉处理子系统和无线通信子系统4个子系统(模块)组成。车载工控机系统采用研华一体化工作站-AWS-8248VTP,运动控制子系统由TI公司的TMS320LF2407A快速DSP运动控制芯片、步进电机、电机驱动器组成。视觉处理子系统由摄像头组成,无线通信子系统采用海信数码Hi-LinkUW 210g无线网络适配器
3)平台整体结构经过几次修改,直到现在所采用的方案,为数字农业技术的研究提供了较为理想的试验平台。
参考文献
[1]刘明光,郭康权,黄玉祥.数字农业试验平台无线控制系统的设计[J].农机化研究,2006(6):113-115.
[2]刘桂周.数字农业研究平台绗架系统设计[D].杨凌:西北农林科技大学,2004.
[3]刘和平.DSP原理及电机控制应用-基于TMS320LF240x系列[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006.
[4]薛迎成.工控机及组态控制技术原理与应用[M].北京:中国电力出版社,2006.
[5]Guo L S,Zhang Q.W ireless data fusion system for agricu ltural vehicle positioning[J].B iosystem s Engineering,2005,91(3):261-269.
德国积极扶持数字农业 篇3
德国是世界贸易大国，同世界上230多个国家和地区保持贸易关系，全国近三分之一的就业人员从事出口工作。1986年至1990年，德国的出口额曾为世界第一，从1991年起次于美国。自2003年起连续6年保持世界第一出口大国的地位，2009年中国取代德国成为世界出口冠军。外贸长期顺差，2012年德国进出口总额20064亿欧元，同比增长2.2%。
德国出口业素以质量高、服务周到、交货准时而享誉世界。主要出口产品有汽车、机械产品、化学品、通讯技术、供配电设备和医学及化学设备。主要进口产品有化学品、汽车、石油天然气、机械、通讯技术和钢铁产品。主要贸易对象是西方工业国，其中进出口一半以上来自或销往欧盟国家。
中德经贸合作
1972年10月11日，联邦德国与中国建立外交关系（1949年10月27日，民主德国与中国建交）。建交以来，两国关系发展顺利，相互了解和信任不断增强，各领域务实合作不断深化。两国互为重要合作伙伴，建立了政府磋商机制。经济上，中德共同利益多，互补性强，都注重发展实体经济，同为制造业大国，合作潜力巨大。
2004年5月，中德两国宣布在中欧全面战略伙伴关系框架内建立具有全球责任的伙伴关系，并建立两国总理年度会晤机制；2010年7月，中德双方发表《中德关于全面推进战略伙伴关系的联合公报》，并同意建立政府磋商机制。中国是德国在亚洲的最大贸易伙伴，德国则是中国在欧洲的最大贸易伙伴，同时也是中国重要的资金及技术来源国。
2006年5月、2007年8月、2008年10月、2010年7月、2012年2月、2012年8月、2014年7月，德国总理默克尔先后7次对中国进行正式访问。
2014年3月，中国国家主席习近平对德国进行国事访问，决定将两国关系提升为全方位战略伙伴关系。发表《建立中德全方位战略伙伴关系的联合声明》。习近平在柏林发表重要演讲，阐述中国和平发展道路和独立自主的和平外交政策。在德国《法兰克福汇报》发表题为《中德携手合作造福中欧和世界》的署名文章。
2013年5月，中国国务院总理李克强对德国进行正式访问，两国发表中德关于李克强总理访问德国的联合新闻公报。李克强在柏林发表题为《创造中德合作新辉煌》的演講。2014年10月，中国国务院总理李克强对德国进行正式访问，两国总理共同主持第三轮中德政府磋商，双方发表《中德合作行动纲要》。李克强总理会见德国总统高克。
近年来，中德贸易额占中欧贸易的近三分之一。2013年，中德双边贸易达1616亿美元，是1972年建交时的580倍。德国是中国在欧洲第一大、全球第六大贸易伙伴，也是中国在欧洲最大的外资和技术引进来源国以及重要的投资目的国。
推动信息化建设
德国农民联合会的统计数据显示，目前一个德国农民可以养活144个人，这一数字是1980年的3倍。但要想长期解决全球饥饿问题，每个农民需要至少养活200人。这就需要更加高效、可持续的农业新技术。目前，德国正致力于发展更高水平的“数字农业”。
“数字农业”基本理念与“工业4.0”并无二致。通过大数据和云技术的应用，一块田地的天气、土壤、降水、温度、地理位置等数据上传到云端，在云平台上进行处理，然后将处理好的数据发送到智能化的大型农业机械上，指挥它们进行精细作业。
德国在开发农业技术上投入大量资金，并由大型企业牵头研发“数字农业”技术。据德国机械和设备制造联合会的统计，德国去年在农业技术方面的投入为54亿欧元。在今年的汉诺威消费电子、信息及通信博览会上，德国软件供应商SAP公司推出了“数字农业”解决方案。该方案能在电脑上实时显示多种生产信息，如某块土地上种植何种作物、作物接受光照强度如何、土壤中水分和肥料分布情况，农民可据此优化生产，实现增产增收。
拥有百年历史的德国农业机械制造商科乐收集团（CLAAS）与德国电信开展合作，借助“工业4.0”技术实现收割过程的全面自动化。他们利用传感器技术加强机器之间的交流，使用第四代移动通信技术作为交流通道，使用云技术保障数据安全，并通过大数据技术进行数据分析。
德国电信两年前推出了数字化奶牛养殖监控技术。农民购买温度计和传感器等设备在养殖场安装，这些设备可以监控奶牛何时受孕、何时产仔等信息，而且可以自动将监控信息以短信形式发送到养殖户的手机上。
现代德国农民的工作离不开电脑和网络的支持。他们每天早上一开始的工作就是，查看当天天气信息、查询粮食市价和查收电子邮件。现在的大型农业机械都是由全球卫星定位系统（GPS）导航系统控制。农民只需要切换到GPS导航模式，卫星数据便能让农业机械精确作业，误差可以控制在几厘米之内。
信息通讯技术的发展也让农民的工作更加高效便捷。柏林的一家名为“365FarmNet”的初创企业为小型农场主提供了一套包括种植、饲养和经营在内的全程服务软件。该软件可以提供详细的土地信息、种植和饲养规划、实时监控以及经营咨询等服务。而且通过该软件可以方便地与企业的合作伙伴取得联系，以便及时获取相应的服务帮助。
数字 - 数字的历史 篇4
两百年后，团结在伊斯兰教下的阿拉伯人征服了周围的民族，建立了东起印度，西从非洲到西班牙的撒拉孙大帝国。后来，这个伊斯兰大帝国分裂成东、西两个国家。由于这两个国家的各代君王都奖励文化和艺术，所以两国的首都都非常繁荣，而其中特别繁华的是东都——巴格达，西来的希腊文化，东来的印度文化都汇集到这里来了。阿拉伯人将两种文化理解消化，从而创造了独特的阿拉伯文化。
大约700年前后，阿拉伯人征眼了旁遮普地区，他们吃惊地发现：被征服地区的数学比他们先进。用什么方法可以将这些先进的数学也搬到阿拉伯去呢?
771年，印度北部的数学家被抓到了阿拉伯的巴格达，被迫给当地人传授新的数学符号和体系，以及印度式的计算方法(即我们现在用的计算法)。由于印度数字和印度计数法既简单又方便，其优点远远超过了其他的计算法，阿拉伯的学者们很愿意学习这些先进知识，商人们也乐于采用这种方法去做生意。
后来，阿拉伯人把这种数字传入西班牙。公元10世纪，又由教皇热尔贝•奥里亚克传到欧洲其他国家。公元1200年左右，欧洲的学者正式采用了这些符号和体系。至13世纪，在意大利比萨的数学家费婆拿契的倡导下，普通欧洲人也开始采用阿拉伯数字，15世纪时这种现象已相当普遍。那时的阿拉伯数字的形状与现代的阿拉伯数字尚不完全相同，只是比较接近而已，为使它们变成今天的1、2、3、4、5、6、7、8、9、0的书写方式，又有许多数学家花费了不少心血。
数字电路EDA课程设计数字跑表 篇5
题目： 数字跑表
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一、设计题目及要求 设计题目：数字跑表
要求：1 具有暂停，启动功能。
具有重新开始功能。用六个数码管分别显示百分秒，秒和分钟。
二、设计过程及内容
拿到题目后，我在图书馆进行了相关书籍的查阅，首先明确了题目中设计项目要实现的功能，再进一步确定实现其功能的组成部分和使用器件，对于本次设计的总体思路,首先是设计一个控制模块，可以使跑表具有启动、暂停及重新开始的功能；然后，利用一个分频模块即15进制计数器得到100HZ的时钟脉冲，接入到一个100*60*60三个计数器的模块中，完成对时间的计时工作和对选时模块的输出工作，使选时模块得到对应的时间，其次将选时模块与显示模块连接，使数码管显示选中的当前时间，从而完成了这次课程设计的设计工作，进入到实现过程中去。
根据课程设计要求将设计分为5个模块：
1、控制模块，使跑表具有启动、暂停及重新开始的功能；
2、分频模块，用于得到频率为100HZ的时钟脉冲；
3、计时模块，进行时间的计时，同时将当前时间输出给选时模块；
4、选时模块，从计时器得到当前时间输出给显示模块；
5、显示模块，进行时间的显示。总图如下： 第一个模块：控制器模块
与门可控制时钟信号的输出与否，当跑表为START状态时CLK端为高电平，QA为1，时钟信号输出，当跑表为STOP状态时CLK端为低电平，QA为0，时钟信号不输出，从而实现开始和暂停的功能。REST是清零按钮，REST接到控制模块和总计时器模块的清零端，当REST为高电平时，控制模块和总计数器模块清零，跑表重新开始工作。
第二个模块：分频器模块
将74161接成15进制计数器，将1465HZ的时钟频率转换成近似于100HZ的时钟信号即所需的输入时钟信号，从而实现分频功能。将得到的时钟信号输入到总计数器模块中去。第三个模块：计时模块
计时模块
本模块由两个60进制计数器和一个100进制计数器构成，从而实现百分秒向秒、秒向分的计数功能需求。60进制计数器及100进制计数器均采用两个74LS160，采用整体置数方式接成。从60进制计数器和100进制计数器这三个输出端分别印出八个端口（秒、分、时的个位及十位分别由四个二进制代码表示），将当前时间编码传送给选时模块，实现时间的选择和显示。(秒个位：S0A,S0B,S0C,S0D;秒十位：S1A,S1B,S1C,S1D;分个位：M0A,M0B,M0C,M0D;分十位：M1A,M1B,M1C,M1D;百分秒个位：H0A,H0B,H0C,H0D;百分秒十位：H1A,H1B,H1C,H1D.)
100进制计数器
60进制计数器
第四个模块：选时模块
本模块由四个八选一数据选择器74LS151和地址选择器74LS161构成。
地址选择器74LS161接入一个1465 HZ的时钟信号，使能端和清零端接高电平，使其循环工作，产生一组循环地址码A、B、C，接到数码管的地址端，使其循环显示数字。同时，地址选择器74LS161产生的一组循环地址码接入到四个八选一数据选择器74LS151上，使其对地址相同的一组数据进行选择，产生四个二进制数A0,A1,A2,A3，即为数码管所要显示的数字的编码。
第一个74LS151上的输入端为秒、分、百分秒个位及十位的四位二进制的最低位（S0A,S1A, M0A, M1A, H0A, H1A）, 第二个74LS151上的输入端为秒、分、百分秒个位及十位的四位二进制的次低位（S0B,S1B,M0B,M1B,H0B,H1B）, 第三个74LS151上的输入端为秒、分、百分秒个位及十位的四位二进制的第二位（S0C,S1C,M0C,M1C,H0C,H1C）, 第四个74LS151上的输入端为秒、分、百分秒个位及十位的四位二进制的第一位（S0D,S1D,M0D,M1D,H0D,H1D），通过这四个八位二进制数比较器74LS151选出同一组数(秒个位：S0A,S0B,S0C,S0D;秒十位：S1A,S1B,S1C,S1D;分个位：M0A,M0B,M0C,M0D;分十位：M1A,M1B,M1C,M1D;百分秒个位：H0A,H0B,H0C,H0D;百分秒十位：H1A,H1B,H1C,H1D.)作为输出A0,A1,A2,A3，接到显示模块输入端。
选时模块
第五个模块：显示模块
本模块采用BCD—七段显示译码器7448对实验板上数码管进行驱动。由选时模块输出的显示数字编码A0,A1,A2,A3接至输入端A,B,C,D，使输出端产生七位译码连接到实验箱公共数据输入端ABCDEDG，从而进行数据的显示。
显示模块
三、设计结论
两周的课程设计很快就结束了，虽然时间很短，但是收获颇丰。通过这次课程设计，我学到了许多关于EDA的知识，认识到了EDA的强大功能，更重要的是增强了我的实践动手能力，使我深刻地认识到仅仅学习课本上的知识是远远不够的，必须要多多动手，多多实践，才能真正理解并掌握所学的知识，达到学以致用的目的。同时我也深深地感受到严谨的态度对于科学研究的重要性。由于在设计的过程中，一点点的马虎都可能造成整个系统的瘫痪，所以每一个细节都要认真思考，认真操作，不能有丝 百分的大意。这使我认识到要想做一个科研工作者是多么的不易！自己身上的缺点还有很多，要靠以后艰苦的努力来克服！
这次的EDA课程设计给了我一次非常重要也非常难得的实践机会，使我可以将平时课本上学习的理论知识应用于实际操作。设计的过程是十分艰苦的，由于从未接触过类似的领域，所以刚开始的时候一片茫然，不知道该干些什么。随着研究的逐渐深入，自己渐渐的摸出头绪，掌握了一些规律和方法，设计的成果也逐步成型，最终按照要求完成了设计。在实际操作的过程中，碰到了许多的困难，但最终在老师的耐心指导和同学的热情帮助下，按时完成了任务。在此对老师和同学们表示衷心的感谢！
数字电子技术课设(数字钟) 篇6
数字电子技术课程设计报告
题
目：
多功能数字钟课程设计
学
年：2007
学
期：第二学期
专
业：自动化
班
级：0703
学
号：07100559 姓
名：刘磊
指导教师及职称：
魏巍
时
间：
2009年7月9日
太原理工大学现代科技学院
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数字电子技术课程设计报告
一、设计目的
数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
因此，我们此次设计与制做数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟.而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法.二、设计要求
（1）设计指标
① 时间以12小时为一个周期； ② 显示时、分、秒；
③ 具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间； ④ 计时过程具有报时功能，当时间到达整点前10秒进行蜂鸣报时； ⑤ 为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号。（2）设计要求
① 画出电路原理图（或仿真电路图）； ② 元器件及参数选择； ③ 电路仿真与调试；
④ PCB文件生成与打印输出。
（3）制作要求
自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。
（4）编写设计报告
写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。
三、原理框图
1．数字钟的构成
数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。
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译 码 显 示 电 路时计数器分计数器秒计数器振荡器校时电路报时电路多级分频器（a）数字钟组成框图
2．晶体振荡器电路
晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Ｈz的方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。一般输出为方波的数字式晶体振荡器电路通常有两类，一类是用ＴＴＬ门电路构成；另一类是通过ＣＭＯＳ非门构成的电路，本次设计采用了后一种。如图（b）所示，由ＣＭＯＳ非门Ｕ１与晶体、电容和电阻构成晶体振荡器电路，Ｕ２实现整形功能，将振荡器输出的近似于正弦波的波形转换为较理想的方波。输出反馈电阻Ｒ１为非门提供偏置，使电路工作于放大区域，即非门的功能近似于一个高增益的反相放大器。电容Ｃ１、Ｃ２与晶体构成一个谐振型网络，完成对振荡频率的控制功能，同时提供了一个１８０度相移，从而和非门构成一个正反馈网络，实现了振荡器的功能。由于晶体具有较高的频率稳定性及准确性，从而保证了输出频率的稳定和准确。
（b）CMOS 晶体振荡器（仿真电路）
3．时间记数电路
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一般采用10进制计数器如74HC290、74HC390等来实现时间计数单元的计数功能。本次设计中选择74HC390。由其内部逻辑框图可知，其为双2-5-10异步计数器，并每一计数器均有一个异步清零端（高电平有效）。
秒个位计数单元为１０进制计数器，无需进制转换，只需将ＱＡ与ＣＰＢ（下降沿有效）相连即可。ＣＰＡ（下降没效）与１ＨZ秒输入信号相连，Ｑ３可作为向上的进位信号与十位计数单元的ＣＰＡ相连。
秒十位计数单元为６进制计数器，需要进制转换。将１０进制计数器转换为６进制计数器的电路连接方法如图 ２.４所示，其中Ｑ２可作为向上的进位信号与分个位的计数单元的ＣＰＡ相连。
十进制-六进制转换电路
分个位和分十位计数单元电路结构分别与秒个位和秒十位计数单元完全相同，只不过分个位计数单元的Ｑ３作为向上的进位信号应与分十位计数单元的ＣＰＡ相连，分十位计数单元的Ｑ２作为向上的进位信号应与时个位计数单元的ＣＰＡ相连。
时个位计数单元电路结构仍与秒或个位计数单元相同，但是要求，整个时计数单元应为１２进制计数器，不是１０的整数倍，因此需将个位和十位计数单元合并为一个整体才能进行１２进制转换。利用１片７４ＨＣ３９０实现１２进制计数功能的电路如图（d）所示。
（d）十二进制电路
另外，图（d）所示电路中，尚余－２进制计数单元，正好可作为分频器２ＨZ输出信号转化为１ＨZ信号之用。
4．译码驱动及显示单元电路
选择ＣＤ４５１１作为显示译码电路；选择ＬＥＤ数码管作为显示单元电路。由CD4511把输进来的二进制信号翻译成十进制数字，再由数码管显示出来。这里的LED数码管是采用共阴的方法连接的。
计数器实现了对时间的累计并以8421BCD码的形式输送到CD4511芯片，再由4511芯片把BCD码转变为十进制数码送到数码管中显示出来。
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5．校时电路
数字钟应具有分校正和时校正功能，因此，应截断分个位和时个位的直接计数通路，并采用正常计时信号与校正信号可以随时切换的电路接入其中。即为用COMS与或非门实现的时或分校时电路，In1端与低位的进位信号相连；In2端与校正信号相连，校正信号可直接取自分频器产生的1HZ或2HZ（不可太高或太低）信号；输出端则与分或时个位计时输入端相连。当开关打向下时，因为校正信号和0相与的输出为0，而开关的另一端接高电平，正常输入信号可以顺利通过与或门，故校时电路处于正常计时状态；当开关打向上时，情况正好与上述相反，这时校时电路处于校时状态。
实际使用时，因为电路开关存在抖动问题，所以一般会接一个RS触发器构成开关消抖动电路，所以整个较时电路就如图（f）。
（f）带有消抖电路的校正电路
6．整点报时电路
电路应在整点前10秒钟内开始整点报时，即当时间在59分50秒到59分59秒期间时，报时电路报时控制信号。
当时间在59分50秒到59分59秒期间时，分十位、分个位和秒十位均保持不变，分别为5、9和5，因此可将分计数器十位的QＣ和QＡ、个位的QＤ和QＡ及秒计数器十位的QＣ和QＡ相与，从而产生报时控制信号。
报时电路可选74HC30来构成。74HC30为8输入与非门。
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说明：当时间在59分50秒到59分59秒期间时 分十位、分个 位和秒十位均保持不变，分别为5，9和5；因此，可以将分计数器十位的Qc和QA，个位的QD和QA及秒计数器十位的QC和QA相与，从而产生报时控制信号。IO1分计数器十位的Qc和QAIO2U11VCCIO35VVCCX182345V分计数器个位的QD和QAIO456114V_0.5WIO512秒计数器十位的QC和QAIO674HC30D数字钟设计－整点报时电路部分
四、元器件
1．四连面包板1块（编号A45）
2．镊子1把 3．剪刀1把
4．共阴八段数码管6个 5．网络线2米/人 6．CD4511集成块6块 7．CD4060集成块1块 8．74HC390集成块3块 9．74HC51集成块1块 10．74HC00集成块4块 11．74HC30集成块1块 12．10MΩ电阻5个 13．500Ω电阻14个 14．30p电容2个
15．32.768k时钟晶体1个 16．蜂鸣器10个（每班）1）芯片连接图
1)74HC00D
2)CD4511
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3)74HC390D
4)74HC51D
2．面包板的介绍
面包板一块总共由五部分组成，一竖四横，面包板本身就是一种免焊电板。面包板的样式是：
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面包板的注意事项：
1． 面包板旁一般附有香蕉插座，用来输入电压、信号及接地。2． 上图中连着的黑线表示插孔是相通的。
3． 拉线时，尽量将线紧贴面包板，把线成直角，避免交叉，也不要跨越元件。4． 面包板使用久后，有时插孔间连接铜线会发生脱落现象，此时要将此排插孔做记号。并不再使用。
五、各功能块电路图
数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，可以由许多中小规模集成电路组成，所以可以分成许多独立的电路。
（一）六进制电路
由74HC390、7400、数码管与4511组成，电路如图一。
U1A3123U2A12Com74HC00D74HC00DU5SEVEN_SEG_COM_KABCDEFGU3AV1 32Hz 5V141INA1INB21CLR31QA1QB1QC1QD5677126U413DADBDCDD5OAOBOCODOE1211109151474HC390D43~ELOF~BIOG~LTVCC5V4511BD将十进制计数器转换为六进制的连接方法
（二）十进制电路
由74HC390、7400、数码管与4511组成，电路如图二。
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U4A3126U4B4574HC00D74HC00DComU3SEVEN_SEG_COM_KU1AV1 60Hz 5V141INA1INB21CLR31QA1QB1QC1QD5677126U213DADBDCDD5OAOBOCODOE12111091514ABCDEFGVCC5V74HC390D43~ELOF~BIOG~LT4511BD十进制接法测试仿真电路
（三）六十进制电路
由两个数码管、两4511、一个74HC390与一个7400芯片组成，电路如图三。
（四）双六十进制电路
由2个六十进制连接而成，把分个位的输入信号与秒十位的Qc相连，使其产生进位，电路图如图四。
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ComComSEVEN_SEG_COM_KU1B6453U1A12U4SEVEN_SEG_COM_KU7U11BABCDEFG64513DADBDCDD5OAOBOCODOE~ELOF~BI~LTOG1211109151421CLR141INA1INB3U10A12ABCDEFG74HC00D74HC00DU3B15122INA2INB142CLR132QA2QB2QC2QD11109U2712674HC00D74HC00DU8A31QA1QB1QC1QD5677126U913DADBDCDD5OAOBOCODOE12111091514VCC5V74HC390D43U1C891011U1D12134511BD74HC390DComVCCU643~ELOF~BI~LTOG5VSEVEN_SEG_COM_K74HC00D74HC00DABCDEFG84511BDComU15C91011U16DSEVEN_SEG_COM_K1213U14U3A131INA1INB21CLR1QA1QB1QC1QD5677126U513DADBDCDD5OAOBOCODOE1211109151474HC00D74HC00DU12B15122INA2INB142CLR132QA2QB2QC2QD111097126U13DADBDCDD5OAOBOCODOEABCDEFG***14V1 100kHz 5V474HC390D43~ELOF~BI~LTOGVCC74HC390D5V43~ELOF~BI~LTOG4511BD4511BD
（五）时间计数电路
由1个十二进制电路、2个六十进制电路组成，因上面已有一个双六十电路，只要把它与十二进制电路相连即可，详细电路见图五。
ComComComComComComU1SEVEN_SEG_COM_KU2SEVEN_SEG_COM_KU4SEVEN_SEG_COM_KU3SEVEN_SEG_COM_KU5SEVEN_SEG_COM_KU6SEVEN_SEG_COM_KABCDEFGABCDEFGABCDEFGVCCVCCABCDEFGABCDEFGABCDEFG5V***45VVCCVCC***49***45V***3121110***01514145V9VCCOG995V99OAOBODOAOBODOAOBODOEOEOCOCOCOFOFOEOGOAOBODOAOBODOAOBODOEOEOCOCOCOFOFOEOGOG~LT~LT~EL~EL~BI~BI~ELDADCDDDADCDDDADC~LT~LT~LTDBDB~EL~EL~EL~BI~BIDADCDDDADCDDDADCDBDB3DBDD~BI5V73DBDD4511BD54511BD******12643U23CU25A74HC00D***8U21A74HC00D13111038U20C74HC00D3U19A74HC00D131110974HC00D9356356772QB1QD2QD2QD1QB1QC2QB2QC2QB2QC1QB1QA2QA2QA1QA1QC1QD2QA2QC2QD61QB2INA1CLR2CLR2CLR1INA1INB2INA2INB2INA2INB1INA1INA1INB74HC00D161CLR74HC390D6151INB74HC00D111CLRU26B74HC390D74HC390N1174HC390N74HC390DU20B1574HC00D1262INB74HC00D74HC00D***242V1 1000Hz 5V时，分，秒计时电路图
（六）校正电路
由74CH51D、74HC00D与电阻组成，校正电路有分校正和时校正两部分，电路如图六。
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142CLRU13AU16B1QA1QC1QDU24DU22BU14AU17BU20DU15AU18B74HC390N43~BI~LT4511BDOGU7U8OFU10VCC4511BDOGU9U114511BDOFU124511BD1010921921254***254太原理工大学现代科技学院学院《数字电子技术》课程设计报告
IO1VCC正常输入信号5V校正信号R1IO2U2C9108小时校正电路J110Mohm74HC00D注意：分校时时，不会进位到小时。U11111213910U2DKey = A12R210MohmIO313U2A8123时计数器IO574HC00D1123674HC00D正常输入信号校正信号R3U3A10Mohm12U2B456分计数器IO6IO44574HC00D74HC51D3J274HC00DKey = B分钟校正电路分校正时锁定小时信号输入R410MohmU3B456图中采用基本RS触发器构成开关消抖动电路，其中与非门选用74HC00；对J1和J2，因为校正信号与0相与为0，而开关的另一端接高电平，正常输入信号可以顺利通过与或门，故校时电路处于正常计时状态，当开关打向上时，情况正好与上述相反，这时电路处于校时状态。74HC00D数字钟设计－校时电路部分
（七）晶体振荡电路
由晶体与2个30pF电容、1个4060、一个10兆的电阻组成，芯片3脚输出2Hz的方波信号，电路如图七。
（八）整点报时电路
由74HC30D和蜂鸣器组成，当时间在59:50到59:59时，蜂鸣报时，电路如图八。
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说明：当时间在59分50秒到59分59秒期间时 分十位、分个 位和秒十位均保持不变，分别为5，9和5；因此，可以将分计数器十位的Qc和QA，个位的QD和QA及秒计数器十位的QC和QA相与，从而产生报时控制信号。IO1分计数器十位的Qc和QAIO2U11VCCIO35VVCCX182345V分计数器个位的QD和QAIO456114V_0.5WIO512秒计数器十位的QC和QAIO674HC30D数字钟设计－整点报时电路部分
六、总接线元件布局简图
整个数字钟由时间计数电路、晶体振荡电路、校正电路、整点报时电路组成。
其中以校正电路代替时间计数电路中的时、分、秒之间的进位，当校时电路处于正常输入信号时，时间计数电路正常计时，但当分校正时，其不会产生向时进位，而分与时的校位是分开的，而校正电路也是一个独立的电路。
电路的信号输入由晶振电路产生，并输入各电路。简图如图九。
七、芯片连接总图
因仿真与实际元件上的差异，所以在原有的简图的基础上，又按实际布局画了这张按实际芯片布局的接线图，如图十。
八、总结
1． 实验过程中遇到的问题及解决方法
① 面包板测试
测试面包板各触点是否接通。
② 七段显示器与七段译码器的测量
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把显示器与CD4511相连，第一次接时，数码管完全没有显示数字，检查后发现是数码管未接地而造成的，接地后发现还是无法正确显示数字，用万用表检测后，发现是因芯片引脚有些接触不良而造成的，所以确认芯片是否接触良好是非常重要的一件事。
③ 时间计数电路的连接与测试
六进制、十进制都没有什么大的问题，只是芯片引脚的老问题，只要重新插过芯片就可以解决了。但在六十进制时，按图接线后发现，显示器上的数字总是100进制的，而不是六十进制，检测后发现无论是线路的连通还是芯片的接触都没有问题。最后，在重对连线时发现是线路接错引脚造成的，改过之后，显示就正常了。
④ 校正电路
因上面程因引脚接错而造成错误，所以校正电路是完全按照仿真图所连的，在测试时，开始进行时校时时，没有出现问题，但当进行到分校时时，发现计数电路的秒电路开始乱跳出错。因此，电路一定是有地方出错了，在反复对照后，发现是因为在接入校正电路时忘了把秒十位和分个位之间的连线拿掉而造成的，因此，在接线时一定要注意把不要的多余的线拿掉。
2． 设计体会
通过这次对数字钟的设计与制作，让我了解了设计电路的程序，也让我了解了关于数字钟的原理与设计理念，要设计一个电路总要先用仿真仿真成功之后才实际接线的。但是最后的成品却不一定与仿真时完全一样，因为，再实际接线中有着各种各样的条件制约着。而且，在仿真中无法成功的电路接法，在实际中因为芯片本身的特性而能够成功。所以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法。通过这次学习，让我对各种电路都有了大概的了解，所以说，坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。
3． 对设计的建议
我希望老师在我们动手制作之前应先告诉我们一些关于所做电路的资料、原理，以及如何检测电路的方法，还有关于检测芯片的方法。这样会有助于我们进一步的进入状况，完成设计
参考文献：
《数字电路硬件设计实践》 贾秀美 主编 高等教育出版社 《电子线路设计、实验、测试》 谢自美主编 华中理工出版社。《数字电子技术基础》 阎 石 主编 高等教育出版社
第 12
数字农业技术在农机方面的应用 篇7
数字农业是将工业的可控生产和计算机的辅助设计成功地引入到了农业的生产当中, 将信息技术作为农业生产的一项重要的生产要素, 逐渐成为农业生产环节中一个非常重要的组成部分, 我国数字技术在农业方面的应用已经逐渐地走向了世界的先进水平, 这对提高我国农机的质量和产量是有着非常好的促进作用。
我省数字化技术在农业方面的应用已经走在全国的前面, 特别是农垦系统已经率先使用, 有的农场已经摸索出完整、系统的使用经验, 广泛地应用到农业的各个方面。
1 数字农业技术在农机方面的应用
1.1 农机管理网络系统的实现
农机管理网络系统主要是掌握农机系统管理的基本情况, 其中包括驾驶员的基本情况的管理, 对农机动力机械的使用情况管理, 对农机具的基本情况管理, 农机具在使用或者闲置时的信息要及时的更新到计算机系统当中, 这样做是为了方便工作人员在网上进行查询。农机管理网络系统的建立让农机有了一个良好的规范和标准, 操作人员按照这一标准和规范进行操作, 能够有效的提高农机生产的质量和产量。这对农户来说, 也进一步提高了农户的人均收入。
1.2 农业机械作业统计核算
在农业机械上安装作业机车核算程序, 能够实现网上传递核算, 这一操作主要是由作业区管理人员将农机作业情况填入计算机传递到农机中心, 实现作业区农机作业的统一核算, 之前农户要计算农机在工作时工作的成果一般都是采用纸质计算的方法, 自从在农业机械中安装了作业机车核算程序之后, 广大农户实现了无纸核算, 而且还提高了核算的准确率。
1.3 农业机械作业进度统计核算系统
这一系统是农业机械中较为常见的系统之一, 它的主要作用是各个管理区利用计算机网络实时掌握农机作业的进度, 这一系统能够根据每台机车的作业小时数量和具体的工作数量确定定期的保养时间, 并通过网络发送到驾驶员的手上, 这样驾驶员按照收到的信息提示来控制机车的工作进度。
1.4 农田遥感资料
这一技术主要是依靠卫星来完成的, 经过卫星遥感地图对地面定点测量, 在经过几何形式的计算之后, 能够获得农田、道路、水库、住宅区等较为详细的地面位置信息, 这对于有效的管理这一地区是有着极大益处的, 方便总体规划。
1.5 农机历史资料统计
这一技术主要是把资料通过相应的编制程序输入到农机数据中心, 在数据中心储存了全部的农机使用资料, 我们的操作人员可以在这些历史资料中查询自己所需要的信息。
1.6 农田地理信息系统
这一系统是把农田地图输入到计算机当中, 这样操作人员就可以在计算机中查询到某一个地区某一地块的基本情况, 包括地块的施肥、施药、轮作、年度种植作物品种及产量等等, 再有就是能够有效地查询到某一地块所处的地理位置, 方便操作人员的工作。
1.7 农机经验交流系统
这一系统的形成主要是先设立一个农机经验交流的网页, 将经常用到的农机机型的维修和保养的常识放在上面, 另外还将一部分改进的农机技术输入到计算机的网页当中, 在各个地方的农机部门要设立能够上网的计算机, 这样操作人员在农机出现问题的时候能够在第一时间找到有网络的地方, 上网到农机经验交流系统中, 查询自己所需要的信息, 做到及时有效地处理农机故障。
1.8 GPS动态跟踪调度系统
在农业机械上安装作业机车GPS, 运用电脑系统可以准确的报出GPS接收机的位置和运动的状态, 并将这些信息反馈到农机控制中心的大屏幕上, 再通过互联网等网络技术实现实时查询农业机械的作业时间、作业地块、作业速度等相关信息。与此同时, 为了操作人员方便观看, 我们还可以在农业机械上安装视频装置, 这样可以实时的掌握机车的作业情况。
1.9 GSM短信群发系统
GSM也就是人们所熟知的全球移动通讯系统, 利用GSM系统实现短信群发, 让农机操作人员能够以最快的方式通过本身的手机来获取通知、农机新动态、新技改及农业机械的相关保养的提示等信息, 方便了农机的组织管理、机车调整和农机新技术的推广。
1.1 0 视频远程监视系统
我们知道农业机械的成本是非常高的, 尤其是那些大型的农业机械设备, 实施监控是非常必要的。在农机控制中心设置很多个能够调焦的自带红外线的监视系统设备, 自带红外线的目的是为了能够在夜间实行实时监控, 各级的农机管理人员可以利用网络来对农机中心的农业机械进行实时观察, 这样利于农业机械的管理。另外, 对农业机械的防火防盗也要时刻引起注意, 有很多地方的大型农机具都是国家实行农机补贴政策之后购置的, 一旦出现丢失的情况, 损失的不仅仅是农机管理部门, 国家也会遭受到损失, 所以对农机具的管理和监管就显得尤为重要。
1.1 1 农机作业计划系统
这一系统主要是在每年年初的时候, 根据地区地块的种植安排, 由农机控制中心进行农机作业计划指标的设计, 并对其进行组织实施。此外, 还要对农机作业地区的春耕、播种、收获等步骤进行整体的农业规划, 制定机车的油料和保养计划, 这一点非常重要, 并且要在使用之前就要进行保养, 一旦没有进行有效的保养, 如果在真正使用的时候出现了问题, 不仅会影响种植的进度, 更重要的是会影响到最终的农作物产量, 所以要对其进行科学的管理和养护。
1.1 2 对环境数据的采集
在农机控制中心, 通过计算机可以看到作业区境内的自然环境情况, 并对这些自然情况 (包括温度、湿度、风速等) 进行实时的记录, 这样做有利于发展保护地栽培。
2 结语
数字农业技术是我国逐渐兴起的一项全新的技术, 随着现代化农业的发展, 人们会对农业技术有一个逐步认知的过程, 再加上农业基础设施的增加和一些大型农机具的普及推广, 今后我国的农业发展将会全面的转变成为数字化技术的发展。
参考文献
[1]鲜国建, 孟宪学, 常春.基于农业本体的智能检索原型系统设计与实现[J].中国农学通报, 2008, 24 (6) :470-474.
[2]曾小红, 王强.国内外农业信息技术与网络发展概况[J].中国农学通报, 2011, 27 (8) :468-473.
数字农业 篇8
关键词：农业；数字出版；产业；问题；对策
中图分类号：G237.6文献标识码：A文章编号：1674-0432（2011）-11-0025-3
1 我国农业数字出版产业的现状
近年来，随着数字技术与网络技术的快速发展和广泛应用，数字出版在全世界范围内迅速兴起，已经成为未来出版业的主要发展方向。“十一五”期间，数字出版产业规模不断壮大，平均增长速度达到50%，2010年总产值超过千亿元，占新闻出版业总产出的比例超过8%，成为新闻出版业新的经济增长点。2011年4月20日，新闻出版总署发布了新闻出版业“十二五”规划纲要，将数字出版作为重点发展领域。数字出版是指利用数字技术进行内容编辑加工，并通过网络传播数字内容产品的一种新型出版方式。农业数字出版可以理解为利用数字化技术，将各种图、文、声、像等各种农业类信息以数字形式存入信息库中，出版者根据市场需要对这些农业类信息进行筛选、编辑、加工、整合，然后以纸介质出版物、光盘或网络出版物等形式投放市场的出版活动。它包括以CD、VCD、DVD、EVD光盘等为载体的数字音像出版，以CD-ROM、DVD-ROM光盘等为主要载体的电子出版，以互联网为平台的网络出版，同时传输相同内容到不同媒体上以满足受众的不同需求的跨媒体出版（如手机出版）等。长期以来，国家各级部门对农业数字出版十分重视，进行了多种探索，最为典型的事例当数农家书屋数字化应用工程，该工程依托农家书屋的覆盖体系，对农家书屋进行数字化改造，建设农村“网络书屋”，结合这一工程，各地也开始了有益的尝试，既有中国知网搭建的农家书屋数字服务平台，也有湖北省新闻出版局推出的卫星数字农业书屋，还有北京英泰利智科技发展有限公司推出的农家书屋移动阅读终端等。通过该工程的实施，定制了一批服务农民、农村、农业发展的数字化出版产品，更好地满足了新时期农民的文化需求，缩小了城乡数字化鸿沟。同时，我国的书报刊也开始逐步实现数字化，以报纸为例，中国首部《报业蓝皮书》发布，报纸种类达1935种，中国知网进行数字化的报纸561种，约占报纸种类总数的29.0%，其中，农业类报纸325种，约占数字化报纸的57.9%。
2 制约我国农业数字出版的主要问题
进入新世纪以来，我国数字出版产业发展迅速，取得了很多突破性进展，但也存在一些问题，农业数字出版产业亦是如此，除了面临投入成本高、盈利模式不成熟、侵权盗版严重、相关标准不统一等数字出版的共性问题外，还面临着农业数字出版内容资源匮乏、农业数字出版复合型人才极缺、阅读终端设备开发力度不大等个性问题，严重制约了农业数字出版产业的进一步发展，其生产力尚未得到充分释放。
2.1 农业数字出版内容资源匮乏，编校水平不高
农业数字出版的真正难点在于内容建设。没有充足、新颖、实用的农业信息资源作支撑，农业数字出版产业很难做大、做强。内容建设的困境在于：一是传统农业类出版单位开展数字出版业务的少。传统的农业类出版社、期刊社、编辑部等在长期的发展中积累了大量的农业信息、数据、材料、文献等，但大部分出版单位由于受版权、体制、经济条件等的束缚，没有对内容资源进行深入开发，介入数字出版的热情不高，单位内部数字化水平不高，数字化工作流程尚未建立，致使丰富的纸质农业信息资源不能有效地整合为农业数字信息资源，不能更加全面地发挥其传播农业信息的作用。二是原创性农业数字出版内容缺乏。随着互联网技术和数字出版技术的发展，新生代的农民日益成长、数量不断增加，网络阅读、手机阅读已成为流行的阅读模式，面对如此众多并不断扩大的受众规模，农业数字出版物并没有满足广大农业科研工作者、管理者、决策者以及农民等的阅读需要。目前，农业数字出版信息来源都依附于传统媒体、出版物或互联网，原创性出版内容少，已经发展起来的农业数字出版物在信息内容方面出现严重的内容资源稀缺及同质化趋势，大多数农业数字出版物没有为读者量身定做地提供农业信息，而是传统出版物的简单翻版。三是编校水平较低。由于目前对农业数字出版的标准不一、规定不详，所以数字内容提供商对编审职能缺乏认识和重视，并出于对自身利益的考虑，编审环节是能简则简、能省则省，这难免会造成农业基础性、常识性差错、文字输入差错、排版操作差错、计算机系统引起的差错的发生，大大降低了编校水平。农业数字出版的竞争不仅是技术的竞争，更是出版内容和质量的竞争。
2.2 农业数字出版复合型人才极缺，课程教材未同步发展
农业数字出版产业发展中的另一个突出问题是：复合型人才极缺。这里所说的复合型人才主要是指对农业基础知识、农业最新前沿技术、传统出版流程、数字技术和经营管理都比较熟悉或精通的人才。但目前的人才类型多是单一型的，表现在农业基础知识牢固、掌握农业前沿技术的多是科技人员，不了解出版流程，更不了解数字出版如何操作、如何开发、如何盈利；传统出版单位的人员则对农业知识不甚了解，不知晓技术开发和数字出版的运营模式；技术提供商多缺乏农业知识，不了解传统出版流程，特别是在出版细节上搞不清楚。此外，由于目前高校出版教育与农业数字出版产业严重脱节，导致农业数字出版人才后备不足，其原因主要是，农业数字出版企业在实践操作中采用的新数字技术由国外公司提供，而出版企业本身与国内拥有出版类专业的高校之间缺乏合作和交流，加上许多高校教师由非新闻出版专业转型而来、农业数字出版课程未相应设置、教材建设跟不上等，导致农业数字出版教育与产业的发展不能同步，造成产学研活动的脱节。
2.3 阅读终端设备开发力度不大，资金投入不足
由于农业数字出版物的主要服务对象是广大农业科研工作者、管理者、决策者以及农民等，他们主要工作在农业生产一线，劳作在田间地头，但是，在我国农村大部分地区仍然存在基础设施薄弱、上网技能缺乏、信息获取成本高、信息硬件服务落后等问题，严重阻碍了工作在农业生产一线的科研工作者，尤其是广大农民获取农业信息。目前，数字出版的阅读终端设备主要是电脑、电子阅读器、手机等，而这些产品多属于中高档消费品，往往价格不菲，在广大农村普及应用的适用性不强。因此，亟待开发适合一线科研工作者和广大农民的终端阅读设备，使其具备操作方便、信息实用、结实耐用、价格低廉等特点，从而实现农业信息的生动展现和快速传播。此外，农业数字出版的软硬件开发建设都需要大量的资金，尤其是建设初期投入特别大，面向一个省的农业网站仅服务器就需要近百台，这一笔资金就要数十万元。因此，要加强政策扶持力度，加大资金投入。
3 解决问题的对策
3.1 加强农业数字出版内容建设，提高编校水平