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關(guān)鍵詞：水產(chǎn)養(yǎng)殖；信息化；關(guān)鍵技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)階段，水產(chǎn)養(yǎng)殖信息化的關(guān)鍵技術(shù)主要表現(xiàn)為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的信息獲取技術(shù)。信息獲取技術(shù)是信息化應(yīng)用的基礎(chǔ)，根據(jù)獲取信息的尺度和獲取信息的屬性，水產(chǎn)養(yǎng)殖的信息獲取技術(shù)可分為知識(shí)挖掘技術(shù)，傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和遙感技術(shù)三個(gè)方面。

1水產(chǎn)養(yǎng)殖的信息獲取技術(shù)

1.1知識(shí)挖掘技術(shù)

眾所周知，我們可以通過(guò)多種方式獲取信息，比如查閱文獻(xiàn)、參考養(yǎng)殖日志、問(wèn)卷調(diào)查等等。當(dāng)人們通過(guò)這些方式獲取到信息后，就會(huì)進(jìn)行信息錄入，再經(jīng)過(guò)知識(shí)挖掘這項(xiàng)技術(shù)，轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)的應(yīng)用和它的自動(dòng)識(shí)別。在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中，此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用研究較早，現(xiàn)階段在水產(chǎn)養(yǎng)殖信息化技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用成熟。

1.2傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

可以應(yīng)用水產(chǎn)養(yǎng)殖傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的對(duì)象主要有以下兩種類型：第一種是魚類和它們的行為參數(shù)辨別，這種傳感技術(shù)使用的傳感器主要以魚的種類以及魚類的其他相關(guān)特征作為基礎(chǔ)；第二種是水環(huán)境的參數(shù)，應(yīng)用于這種類型的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)傳感器是一種水質(zhì)傳感器，其主要特性是化學(xué)特性。

1.3遙感技術(shù)

同參數(shù)信息獲取的技術(shù)相比較，應(yīng)用水產(chǎn)養(yǎng)殖信息化的遙感技術(shù)可以獲取的水質(zhì)參數(shù)非常有限，但是此項(xiàng)技術(shù)卻能實(shí)現(xiàn)區(qū)域的信息采集，通過(guò)結(jié)合該地區(qū)的地理信息，實(shí)現(xiàn)多種信息的獲取。遙感技術(shù)能對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖實(shí)時(shí)信息進(jìn)行合理的預(yù)處理，為未來(lái)多種更加先進(jìn)技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域的應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2水產(chǎn)養(yǎng)殖信息化關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展信息化技術(shù)現(xiàn)階段已經(jīng)成為了現(xiàn)代化漁業(yè)的重要支撐和重要內(nèi)涵，信息化技術(shù)的應(yīng)用作為設(shè)施養(yǎng)殖的前提，也為其他信息化技術(shù)的作用提供了有效載體。水產(chǎn)養(yǎng)殖信息化關(guān)鍵技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景。

2.1信息獲取的方式

水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的信息獲取方式逐漸由人工獲取發(fā)展到自動(dòng)化獲取，能最大限度的避免人工獲取的缺點(diǎn)。水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的環(huán)境參數(shù)變化具有多元性和周期性，發(fā)展信息建模的方法和參數(shù)處理的能力非常有必要。與此同時(shí)，發(fā)展傳感技術(shù)也對(duì)智能化、集成化獲取信息的程度不斷提高。

2.2信息化技術(shù)應(yīng)用

信息化技術(shù)應(yīng)用主要是指信息獲取的精度、廣度以及質(zhì)量和范圍的不斷提升。隨著各項(xiàng)技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越成熟，它們的不斷發(fā)展也同水產(chǎn)養(yǎng)殖特性越來(lái)越緊密結(jié)合，信息化技術(shù)的應(yīng)用起到了提升水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的整體水平，并且保證了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)數(shù)據(jù)來(lái)源的可靠性和可信度。

2.3信息處理方法

未來(lái)信息處理方法將向著智能化以及多元化和模型化的方向發(fā)展。數(shù)據(jù)挖掘和人工智能等計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，相對(duì)于信息處理中傳統(tǒng)的方法更加高效，準(zhǔn)確率更高，并且解決了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的多種復(fù)雜問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建多種模型，使其更加多元化。

2.4養(yǎng)殖管理決策的改變

水產(chǎn)養(yǎng)殖信息化關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展使養(yǎng)殖管理的決策向著精細(xì)化和科學(xué)化的方向發(fā)展。信息化的發(fā)展更好地實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代科學(xué)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的緊密結(jié)合，使水產(chǎn)養(yǎng)殖改變傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，向精細(xì)化的養(yǎng)殖系統(tǒng)發(fā)展，改變了傳統(tǒng)的控制方法，向著現(xiàn)代模型控制方法開(kāi)始轉(zhuǎn)變，從而使管理更加高效。

2.5信息化思維及技術(shù)的應(yīng)用

信息化思維及技術(shù)的應(yīng)用在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中越來(lái)越重要，伴隨著信息化的手段不斷深入，信息化的本質(zhì)和它的規(guī)律也越來(lái)越明顯。注重信息化思維以及技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)了高新技術(shù)和養(yǎng)殖流程的結(jié)合，使它們的關(guān)系更加緊密，并且不斷地提高了科技轉(zhuǎn)化能力和應(yīng)用水平。順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步，為了使水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)得到更好的發(fā)展，將信息化技術(shù)應(yīng)用到水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)是當(dāng)前水產(chǎn)養(yǎng)殖者以及相關(guān)管理部門的首要任務(wù)?，F(xiàn)階段，部分水產(chǎn)養(yǎng)殖信息化的關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，但還有一些技術(shù)不夠完善，筆者認(rèn)為，在以后的研究和發(fā)展中，應(yīng)強(qiáng)化關(guān)鍵技術(shù)，使信息化高新技術(shù)與水產(chǎn)養(yǎng)殖緊密結(jié)合，共同優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)

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篇2

中圖分類號(hào)：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-4107（2013）01-0033-02

電力系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展給電力系統(tǒng)繼電保護(hù)不斷注入了新的活力，提出新的要求。現(xiàn)代電力系統(tǒng)是高度數(shù)字化、信息化和自動(dòng)化的超大區(qū)域網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是對(duì)其安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要的一門技術(shù)[1]。21世紀(jì)繼電保護(hù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)是計(jì)算機(jī)化；網(wǎng)絡(luò)化；保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化；智能化[2]。以新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我?！保槔诂F(xiàn)有教學(xué)模式基礎(chǔ)上，本文探討繼電保護(hù)課程教學(xué)中提高學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力的方法，為將學(xué)生培養(yǎng)成具有實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神的人才而努力，為該課程的教學(xué)改革提供理論支持和智力保證。

一、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程的特點(diǎn)

我?！半娏ο到y(tǒng)繼電保護(hù)原理”課程理論教學(xué)36

學(xué)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)6學(xué)時(shí)，總計(jì)42學(xué)時(shí)，作為電氣工程及自動(dòng)化及農(nóng)業(yè)電氣化與自動(dòng)化的專業(yè)必修課，設(shè)置在大四上學(xué)期初；“微機(jī)繼電保護(hù)”課程共26學(xué)時(shí)，均為課堂理論教學(xué)學(xué)時(shí)，作為專業(yè)選修課安排在“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”結(jié)束后的大四上學(xué)期末開(kāi)設(shè)，目的是順應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)高度數(shù)字化的趨勢(shì)，讓學(xué)生了解現(xiàn)代數(shù)字式繼電保護(hù)硬軟件的知識(shí)，內(nèi)容涉及到原理、保護(hù)算法、硬軟件設(shè)計(jì)方法等；“繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)”為期一周，與“微機(jī)繼電保護(hù)”同時(shí)安排在大四上學(xué)期期末，目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)分析與解決電力系統(tǒng)中的實(shí)際問(wèn)題的能力[3]。

二、繼電保護(hù)課程教學(xué)存在的問(wèn)題

為適應(yīng)現(xiàn)代數(shù)字電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的新發(fā)展，目前我校繼電保護(hù)的教學(xué)內(nèi)容已加入“微機(jī)繼電保護(hù)”，作為少學(xué)時(shí)內(nèi)容與“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”共同設(shè)置在大四上學(xué)期，同時(shí)開(kāi)設(shè)的其它幾門專業(yè)課使得學(xué)生大四上學(xué)期課程較為集中，學(xué)習(xí)任務(wù)量較大。此時(shí)學(xué)生即將面臨畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題、復(fù)習(xí)考研或找工作，第一學(xué)期過(guò)高的學(xué)習(xí)任務(wù)和課程的相對(duì)集中對(duì)其學(xué)習(xí)效果有一定影響；在課程教學(xué)上，基本停留在傳統(tǒng)模式：即利用板書或者多媒體課件形式，將繼電保護(hù)原理及其實(shí)現(xiàn)方法按照教材的章節(jié)和順序進(jìn)行課堂講授，這主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題。

（一）重理論，輕實(shí)踐，無(wú)法提高學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神

對(duì)教師而言，繼電保護(hù)原理單純靠板書或多媒體課件較難講透；對(duì)學(xué)生而言，繼電保護(hù)內(nèi)容比較抽象且實(shí)踐性強(qiáng)，知識(shí)描述更需要形象化演示去理解，配合學(xué)生自主實(shí)踐學(xué)習(xí)才會(huì)有好的效果。比如，“零序過(guò)電流保護(hù)原則上是按照躲開(kāi)在下級(jí)線路出口處相間短路時(shí)出現(xiàn)的最大不平衡電流來(lái)整定”，若單純由教師口頭講授原理，學(xué)生難以理解； “微機(jī)繼電保護(hù)”課程主要分析現(xiàn)代數(shù)字式繼電保護(hù)軟硬件相關(guān)知識(shí)，內(nèi)容涉及原理、保護(hù)算法、硬軟件設(shè)計(jì)方法等。若單純講解微機(jī)繼電保護(hù)算法，使學(xué)生難以消化，從而會(huì)削弱其學(xué)習(xí)的積極性。

（二）教學(xué)理念不夠強(qiáng)，教學(xué)內(nèi)容需要優(yōu)化

繼電保護(hù)課程組與“單片機(jī)技術(shù)”、“數(shù)字信號(hào)處

理”、“電力系統(tǒng)自動(dòng)化”、“高低壓電氣設(shè)備”等課程有很多聯(lián)系，但教學(xué)上往往孤立、脫節(jié)，缺乏全局梳理，使學(xué)生對(duì)繼電保護(hù)完整系統(tǒng)缺乏全面認(rèn)識(shí)。課堂上，教師若能將繼電保護(hù)教學(xué)作為一個(gè)整體，以實(shí)例聯(lián)系相關(guān)課程內(nèi)容，緊跟行業(yè)發(fā)展前沿并且結(jié)合實(shí)踐，教學(xué)效果會(huì)更好；此外，目前繼電保護(hù)教科書內(nèi)容繁多，與其他專業(yè)課程也有所重復(fù)，需要對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行整合優(yōu)化。

（三） 學(xué)生自主選擇力不強(qiáng)

學(xué)生對(duì)繼電保護(hù)內(nèi)容的興趣點(diǎn)各有不同，部分學(xué)生未來(lái)并不從事繼電保護(hù)工作，或考研方向與此關(guān)系不大。目前情況是，繼電保護(hù)課程組教學(xué)課時(shí)相對(duì)較多，內(nèi)容較為寬泛，對(duì)于上述內(nèi)容部分學(xué)生顯得索然無(wú)味，學(xué)生根據(jù)自己情況自主選擇的能力不夠強(qiáng)。為此，以學(xué)生為本，可以在課程形式上稍做一些調(diào)整。

三、教學(xué)模式的探索及實(shí)踐

針對(duì)繼電保護(hù)課程教學(xué)存在的問(wèn)題，本文探討了幾種改進(jìn)模式和方法，且部分已開(kāi)始具體實(shí)施，取得了一定的教學(xué)效果。

（一）優(yōu)化專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃

將原本設(shè)置在大四上學(xué)期分開(kāi)教學(xué)的“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”和“微機(jī)繼電保護(hù)”兩門課整合為一門，設(shè)置在大三下學(xué)期?！袄^電保護(hù)課程設(shè)計(jì)”可設(shè)置在大四上半學(xué)期。這樣設(shè)置有兩方面考慮：內(nèi)容上，減少學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)量，突出重點(diǎn)，使教學(xué)有針對(duì)性。比如，可縮減“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”教材中電磁型繼電器、斷路器等與“高低壓電氣設(shè)備”教材有所重復(fù)的內(nèi)容，減少或者刪除“微機(jī)繼電保護(hù)”教材中與“微機(jī)原理與應(yīng)用”、“單片機(jī)技術(shù)”“數(shù)字信號(hào)處理”等相關(guān)課程的重復(fù)內(nèi)容；時(shí)間上，我校電氣專業(yè)學(xué)生于大三至大四暑假期間設(shè)置了為期5周的發(fā)電廠生產(chǎn)實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)前對(duì)繼電保護(hù)內(nèi)容的理論學(xué)習(xí)，為生產(chǎn)實(shí)習(xí)期間學(xué)生對(duì)繼電保護(hù)裝置、電力系統(tǒng)設(shè)備等內(nèi)容建立感性認(rèn)識(shí)打下基礎(chǔ)，從而提高學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力。

（二）改進(jìn)教學(xué)手段與教學(xué)方法

教師可采用多樣化的教學(xué)手段和方法進(jìn)行教學(xué)。以傳統(tǒng)教學(xué)手段為輔，以現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)媒體、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方式為主。以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性及其實(shí)踐創(chuàng)新能力為目的，建立學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的整體概念，使學(xué)科前沿知識(shí)與教材內(nèi)容相結(jié)合，課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合。

1.網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)。利用學(xué)?，F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，上傳電子教案、視頻，演示動(dòng)畫等資源，并建立一套自測(cè)系統(tǒng)，使學(xué)生可以主動(dòng)借助網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)觀看和使用這些資源。教案、課件既可以作為學(xué)生的預(yù)習(xí)資源以及彌補(bǔ)疏漏的課后復(fù)習(xí)資料，也可以作為教師選擇的教學(xué)資源庫(kù)；視頻資源以聲、像集合的形式使學(xué)生直觀了解繼電保護(hù)的動(dòng)作過(guò)程及原理；具有交互性的演示動(dòng)畫可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性，比如，利用FLASH將繼電保護(hù)動(dòng)作過(guò)程制作成SWF動(dòng)畫，或用Visual C++開(kāi)發(fā)保護(hù)動(dòng)作演示模塊[4]；自測(cè)系統(tǒng)可以使學(xué)生在正式考試前自我檢測(cè)，彌補(bǔ)疏漏的知識(shí)點(diǎn)。利用網(wǎng)絡(luò)交互平臺(tái)有助于增強(qiáng)課后教師與學(xué)生之間的互動(dòng)性，使教師及時(shí)了解學(xué)生遇到的問(wèn)題并展開(kāi)網(wǎng)上討論，以提高學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。因此，網(wǎng)絡(luò)資源的建設(shè)需要教師有針對(duì)性地選擇教學(xué)內(nèi)容，或利用專業(yè)軟件開(kāi)發(fā)演示模塊，并及時(shí)更新資源。目前，我校網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)已取得初步成果。

2.實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)。微機(jī)保護(hù)已成為當(dāng)前繼電保護(hù)的主要形式。華北電力大學(xué)、湖南大學(xué)等高校先后自主開(kāi)發(fā)了微機(jī)型線路保護(hù)教學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)思路為面向?qū)嵺`平臺(tái)的建設(shè)，使學(xué)生能夠?qū)Ρ緦I(yè)內(nèi)容形成完整的知識(shí)鏈[5]。我?？刹捎靡M(jìn)設(shè)備或者利用現(xiàn)有教師隊(duì)伍和資源對(duì)微機(jī)繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行開(kāi)發(fā)。目前，我?；赥MS320F28335+PC機(jī)的繼電保護(hù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的研制正在進(jìn)行。

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可作為本專業(yè)教學(xué)科研平臺(tái)，不僅方便用于學(xué)生實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)，也可以作為教師的科研平臺(tái)。該平臺(tái)能夠使學(xué)生直觀了解微機(jī)繼電保護(hù)硬件結(jié)構(gòu)，并且通過(guò)配置不同的軟件模塊實(shí)現(xiàn)不同原理、不同對(duì)象的繼電保護(hù)功能；開(kāi)設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性選做實(shí)驗(yàn)，有利于提高學(xué)生的積極性及實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)能力，有助于開(kāi)闊學(xué)生的視野、發(fā)揮創(chuàng)新能力。

3.課程設(shè)計(jì)內(nèi)容優(yōu)化，加強(qiáng)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和綜合能力的重要環(huán)節(jié)[6]，在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容基礎(chǔ)上可以充分利用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，先進(jìn)行整定計(jì)算，后在平臺(tái)上模擬故障時(shí)繼電保護(hù)動(dòng)作；建立以任務(wù)驅(qū)動(dòng)，由教師引導(dǎo)、學(xué)生進(jìn)行自主探究學(xué)習(xí)的框架。根據(jù)繼電保護(hù)原理建立主題，比如，電流保護(hù)、距離保護(hù)、縱差保護(hù)等；也可以根據(jù)繼電保護(hù)對(duì)象形成“主題”，比如，電力變壓器保護(hù)、輸電線路保護(hù)等。

課程設(shè)計(jì)可以在大三下學(xué)期上課期間布置下去，使學(xué)生帶著問(wèn)題學(xué)習(xí)，并結(jié)合大三暑假為期五周的“發(fā)電廠生產(chǎn)實(shí)習(xí)”，使課程設(shè)計(jì)更具針對(duì)性、實(shí)踐性，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。此外，通過(guò)畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)強(qiáng)化為工作打下基礎(chǔ)。

4.完善評(píng)價(jià)體系。適應(yīng)新的教學(xué)方法與手段，改進(jìn)傳統(tǒng)課程考核評(píng)價(jià)方式。繼電保護(hù)理論課成績(jī)應(yīng)綜合考勤、課堂表現(xiàn)、小組討論、平時(shí)作業(yè)、網(wǎng)絡(luò)自測(cè)、綜合實(shí)驗(yàn)等教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行考評(píng)。將平時(shí)成績(jī)比例增大，有利于激發(fā)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的積極性；課程設(shè)計(jì)可以對(duì)每個(gè)學(xué)生進(jìn)行公開(kāi)答辯及嚴(yán)格書面考核；畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以提高學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力為目的，綜合文獻(xiàn)綜述、論文質(zhì)量、創(chuàng)新能力、實(shí)驗(yàn)態(tài)度等因素進(jìn)行考評(píng)。

本文以新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程專業(yè)、農(nóng)業(yè)電氣化專業(yè)為例，對(duì)繼電保護(hù)課程的教學(xué)模式進(jìn)行探索與實(shí)踐，重點(diǎn)激發(fā)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，使其能夠掌握必要的工程技術(shù)、測(cè)試方法以及先進(jìn)設(shè)備的研究方法。若能將每個(gè)環(huán)節(jié)都做好做實(shí)，師生就能在一整套良好有序的教學(xué)體系中受益，從而培養(yǎng)出適應(yīng)智能電網(wǎng)時(shí)代、具有實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神的人才。

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篇3

中圖分類號(hào)：S37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20160132002

引 言

糧食是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，是保證人民生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，同時(shí)也關(guān)系著國(guó)計(jì)民生和社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展。因此，建立健全且完善的國(guó)家糧食儲(chǔ)備體系對(duì)國(guó)家的穩(wěn)定發(fā)展具有重大戰(zhàn)略意義。保障我國(guó)糧食安全，對(duì)全面建設(shè)小康社會(huì)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化具有十分重要的意義。我國(guó)是人口大國(guó)，通過(guò)采取科學(xué)而有效的方法保證安全儲(chǔ)糧顯得尤其重要[1-2]。

自從建國(guó)以來(lái)，從我國(guó)糧食儲(chǔ)藏的整體狀況看，并沒(méi)有得到有效的改善，仍然依靠傳統(tǒng)儲(chǔ)藏方式，甚至，部分糧庫(kù)還要依靠人工檢測(cè)，檢測(cè)周期無(wú)規(guī)律，無(wú)法保證測(cè)量精度，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理糧食的溫濕度、水分含量和蟲害密度超標(biāo)等現(xiàn)象，易引起糧食霉變，造成品質(zhì)下降，糧食損耗。為了把糧食倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中的損失降到最低，保證糧食的質(zhì)量，我國(guó)建立了很多現(xiàn)代化倉(cāng)庫(kù)，并且通過(guò)現(xiàn)代科學(xué)方法保存糧食，大力推廣機(jī)械通風(fēng)、谷物冷卻、環(huán)流熏蒸、糧情測(cè)控等4項(xiàng)儲(chǔ)糧新技術(shù)。其中，糧情測(cè)控是實(shí)現(xiàn)科學(xué)保糧的關(guān)鍵，也是基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，其準(zhǔn)確性、可靠性直接關(guān)系到儲(chǔ)糧新技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，也關(guān)系到糧食儲(chǔ)備的安全[3-4]。

1 糧情測(cè)控系統(tǒng)的基本原理

糧情測(cè)控系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)、傳感器、通信等現(xiàn)代電子技術(shù)，采集糧情的各種物理參數(shù)（糧食的溫度、濕度、含水率、糧倉(cāng)溫度等），并且將采集的物理量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量或模擬量，同時(shí)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及判斷，對(duì)異常糧情提出處理建議和控制措施等裝置[5-6]。糧情測(cè)控系統(tǒng)的工作原理是利用預(yù)埋在糧堆內(nèi)部、以及環(huán)境中的多種不同功能的傳感器進(jìn)行檢測(cè)，采集各種糧情參數(shù)，如溫濕度、氣體含量、含水率、蟲害密度等，傳感器將這些收集的信號(hào)變化量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳送到信號(hào)處理電路，該電路將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)或者數(shù)字信號(hào)，通過(guò)一定的通訊方式傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，利用糧情信息軟件對(duì)接收到的各種信號(hào)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、顯示、分析、決策等操作，對(duì)異常糧情進(jìn)行報(bào)警提示，并根據(jù)預(yù)置糧情控制策略自動(dòng)控制通風(fēng)機(jī)、環(huán)流熏蒸機(jī)等保糧設(shè)備的運(yùn)行，以確保糧食安全。

2 糧情測(cè)控系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成

圖1即為常見(jiàn)糧情測(cè)控系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成，從圖中可知，糧情測(cè)控系統(tǒng)主要由糧情檢測(cè)、糧情分析以及糧情控制3部分構(gòu)成。其中，糧情檢測(cè)和糧情控制為糧情測(cè)控系統(tǒng)的硬件部分，而糧情分析則為糧情測(cè)控系統(tǒng)的軟件部分[7]。

由糧情測(cè)控系統(tǒng)構(gòu)成可知，糧情測(cè)控系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)以下功能 [8]：

2.1 檢測(cè)糧食儲(chǔ)藏的相關(guān)參數(shù)

需要使用相應(yīng)的傳感器對(duì)糧食的溫濕度、氣體濃度、蟲害以及含水率具有準(zhǔn)確檢測(cè)功能，具備巡測(cè)、定時(shí)檢測(cè)、選擇檢測(cè)的功能等。

2.2 數(shù)據(jù)分析功能

需要將不同傳感器采集的各種數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)的顯示器等以數(shù)據(jù)、表格或圖形等形式顯示各項(xiàng)數(shù)據(jù)。并且能對(duì)檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到糧食溫度、濕度、含水率等的變化規(guī)律。

2.3 控制執(zhí)行器啟停

系統(tǒng)需要根據(jù)分析后的數(shù)據(jù)判斷糧情，控制風(fēng)機(jī)、冷卻等執(zhí)行器的啟停。如當(dāng)糧食水分過(guò)高時(shí)，可以打開(kāi)風(fēng)機(jī)，待糧食水分降回安全水分時(shí)，關(guān)閉風(fēng)機(jī)。

2.4 抗外界干擾功能

由于系統(tǒng)可能置于室外等惡劣環(huán)境，需要系統(tǒng)能夠具有抗雷擊、大電流等能力，此外系統(tǒng)應(yīng)該還具備防塵、抗腐蝕能力、耐高低溫環(huán)境能力，系統(tǒng)各部分應(yīng)滿足對(duì)電子測(cè)量?jī)x器的各項(xiàng)要求。

3 國(guó)外糧情測(cè)控系統(tǒng)發(fā)展

在科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的時(shí)代，國(guó)外的糧情測(cè)控系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到了先進(jìn)水平，采用最先進(jìn)的數(shù)字傳感器，它可以將溫度、濕度、檢測(cè)芯片、數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片、計(jì)算機(jī)接口芯片以及存儲(chǔ)芯片等集成到了1個(gè)芯片，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)溫、濕度指標(biāo)、報(bào)警、多路A/D轉(zhuǎn)換等多種功能。這種數(shù)字式傳感器可以直接輸出數(shù)字量，盡量避免了信號(hào)在長(zhǎng)距離傳輸過(guò)程中的噪聲干擾和信號(hào)減弱，提高了測(cè)量的準(zhǔn)確度。美國(guó)、加拿大、澳大利亞等為代表的產(chǎn)糧大國(guó)，他們的糧情測(cè)控技術(shù)己經(jīng)發(fā)展到了很成熟的地步，具有較高的測(cè)量速度和測(cè)量的精度。實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、多功能集成化、智能化、系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化管理和安全性[9]。

4 國(guó)內(nèi)糧情測(cè)控系統(tǒng)發(fā)展

20世紀(jì)80年代以前，由于電子技術(shù)不發(fā)達(dá)，當(dāng)時(shí)的糧庫(kù)情況檢測(cè)基本都通過(guò)人工完成，沒(méi)有現(xiàn)代化的糧情檢測(cè)設(shè)備如傳感器、控制器等，更談不上糧情測(cè)控系統(tǒng)，大部分采用糧庫(kù)專用溫度計(jì)、扦樣器等工具來(lái)進(jìn)行單一的糧情檢測(cè)，工作強(qiáng)度大，無(wú)法保證檢測(cè)的精度，即便存在隱患也不能被及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和解決，這些都會(huì)帶來(lái)很多不必要的損失。20世紀(jì)80年代以后，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，特別是電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，糧情測(cè)控技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為了科學(xué)保糧的重要手段。新型傳感器、單片機(jī)、多種通信方式等開(kāi)始逐漸應(yīng)用于糧情測(cè)控領(lǐng)域，才出現(xiàn)了真正意義上的現(xiàn)代糧情測(cè)控系統(tǒng)。1981年，我國(guó)航天部下屬的科研單位研制除了一套糧情測(cè)控系統(tǒng)，安裝在中儲(chǔ)糧大連直屬糧庫(kù)，初步實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化儲(chǔ)糧。在國(guó)家的大力推廣下，到了20世紀(jì)90年代末，糧食高產(chǎn)導(dǎo)致對(duì)糧情測(cè)控系統(tǒng)的要求進(jìn)一步提高。在此背景下，出現(xiàn)了各種新的硬件設(shè)備，如熱敏電阻、PT100溫度傳感器、熱電阻溫度傳感器、濕度傳感器、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳感技術(shù)。

盡管科技進(jìn)一步發(fā)展，國(guó)內(nèi)的糧情測(cè)控系統(tǒng)在逐步發(fā)展與完善，很大程度的提高了我國(guó)糧食儲(chǔ)備體系的現(xiàn)代化水平，減輕了人民的勞動(dòng)強(qiáng)度，但由于資金與技術(shù)的條件限制，仍有很多問(wèn)題存在[10]：系統(tǒng)兼容性差：國(guó)內(nèi)糧情測(cè)控系統(tǒng)產(chǎn)品生產(chǎn)廠家頗多，標(biāo)準(zhǔn)也良莠不齊，沒(méi)有統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使用不同廠家的糧情測(cè)控系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同，互不兼容，極易造成資金浪費(fèi)，不利于實(shí)際的使用與維修；系統(tǒng)抗干擾能力差、檢測(cè)精度低：國(guó)內(nèi)系統(tǒng)通訊主要以有線為主，在模擬信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程中，容易受電磁、工業(yè)等信號(hào)干擾，直接使系統(tǒng)的檢測(cè)精度下降。此外，糧倉(cāng)內(nèi)傳感器布置節(jié)點(diǎn)、引線長(zhǎng)且多，容易受到機(jī)械破壞，系統(tǒng)中的電子元件易受雷擊、靜電等干擾，引起較大的測(cè)量誤差甚至導(dǎo)致整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)崩潰[11]；系統(tǒng)檢測(cè)項(xiàng)目少、智能化水平低：我國(guó)目前的檢測(cè)系統(tǒng)主要對(duì)糧食的溫度、濕度進(jìn)行檢測(cè)，由于技術(shù)水平限制，導(dǎo)致糧食含水率、氣體濃度、害蟲密度等指標(biāo)都沒(méi)辦法檢測(cè)。測(cè)控系統(tǒng)的功能簡(jiǎn)單，智能化水平低，只有數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、存儲(chǔ)、顯示燈基本功能，不能綜合處理糧食含水率、氣體濃度、害蟲密度等綜合糧情測(cè)控指標(biāo)，無(wú)法預(yù)測(cè)糧情的變化趨勢(shì)和采取合理有效的自動(dòng)處理措施；系統(tǒng)元器件易損壞：測(cè)控系統(tǒng)中的通信電纜多是銅芯鍍錫線，安裝時(shí)接線端頭容易出現(xiàn)連線、漏接、斷線等情況。另外，糧庫(kù)中的環(huán)流熏中蒸劑與糧庫(kù)內(nèi)潮濕空氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，極易與金屬電子元器件反應(yīng)，導(dǎo)致線路及連接處造成損壞，致使線路接觸不良或形成導(dǎo)電液體，系統(tǒng)易出現(xiàn)短路、斷路或數(shù)值過(guò)高、過(guò)低等問(wèn)題，從而使系統(tǒng)測(cè)量的準(zhǔn)確度降低[12]。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，糧情測(cè)控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)科學(xué)保糧的關(guān)鍵技術(shù)之一，對(duì)保證我國(guó)糧食安全和國(guó)民穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重大意義。本文對(duì)糧情測(cè)控系統(tǒng)的組成和工作原理進(jìn)行介紹，并闡述了糧情測(cè)控系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r。通過(guò)國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r的闡述，指出了我國(guó)糧情測(cè)控系統(tǒng)發(fā)展中存在的問(wèn)題。我國(guó)應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)糧情測(cè)控系統(tǒng)的研究，提高測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展水平，進(jìn)一步健全和完善糧食儲(chǔ)備體系，保障國(guó)家糧食安全。

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