智慧农业复习提纲

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智慧农业技术复习提纲

1. 我国工信部对物联网的定义是：物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸
2. 物联网的架构可以分为：感知层、传输层、处理层和应用层4层。
3. 从人类社会的发展的不同阶段，可以划分三次浪潮：
   第一次浪潮：农业时代
   第二次浪潮：工业时代
   第三次浪潮：信息时代
4. 基于工业发展的不同阶段，可以对工业发展划分为如下四段
   工业1.0：蒸汽机时代；工业2.0：电气化时代
   工业3.0：信息化时代；工业4.0：智能化时代
   现在的工业4.0概念是由德国率先提出。中国对应的产业战略是中国制造2025
5. 对于信息时代，人们根据代表技术和应用，也可以划分为三次浪潮：
   信息时代的第一次浪潮：计算机时代
   信息时代的第二次浪潮：互联网时代
   信息时代的第三次浪潮：物联网时代
6. 工业与农业的关系：农业为工业提供原材料；工业为农业提供各种工业制成品和设备；
7. 2015年，国务院出台《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》，其中互联网+现代农业被列为为第三大行动领域
8. 智慧农业所涉及到的几大方面：农业资源、劳动力、农业装备、农业市场、农业信息
9. 智慧农业可以施展应用的领域：大田种植、设施园艺、畜牧养殖、水产养殖、农产品物流、农业旅游
10. 智慧农业的发展方向：农业物联网化、精细农业、农业信息化
11. 中国发展智慧农业的必要性：
    耕地资源约束：耕地资源贫乏、耕地质量低；
    劳动力约束：劳动力老龄化、女龄化以及劳动力成本升高
    环境约束：水资源匮乏、化肥、农药、农膜的不科学使用
12. 物联网实时系统的几大功能和关键系统：实时监测、跟踪定位、报警联动、自动化处理、反向控制、远程维护、统计决策、信息安全
13. 物联网实时系统的六大组成部分：节点、网关、传输网络、数据服务中心、物联网服务接入网、物联网服务客户端
14. 系统论、控制论与信息论并称为“老三论”
15. 系统按照特性的不同，可以分为线性系统与非线性系统；因果系统与非因果系统；时变系统与时不变系统；稳定系统与非稳定系统；可逆系统与不可逆系统等。
16. BIBO稳定的意思是：有界输入有界输出稳定
17. 根据系统函数判断系统是否因果系统？主要看输出受到以前的输入影响还是未来的输入影响。y(t)=3f(t-1) 因果系统    y(t)=2f(t+1) 非因果系统
18. 根据系统函数判断系统是否时变系统？主要看输入与输出是否在时序保持一致y(t)=f(t)f(t-1) 时不变系统       y(t)=tf(t) 时变系统
19. 简要描述系统分析的步骤。
     明确问题、目标选择、系统方案综合（形成方案）、系统分析（建模）、系统选择（最优化）、决策、实施
20. 控制论是由美国数学家维纳提出的。控制系统根据是否有反馈，分为两大类，开环控制和闭环控制。
21. 开环控制：系统的输出量不对系统产生任何影响。绘制一个红外自动感应门的控制系统框图。
    
22. 闭环控制：把系统的输出量反馈回输入端，并对控制过程产生影响的控制系统。
    闭环控制系统框图：
    
23. PID控制，是比例-积分-微分控制的简称。
    能够区分PID控制算法当中的各个参数的含义。哪个是比例系数，哪个是微分系数，哪个是积分系数，哪个是积分周期。
    
24. 智慧农业常用的感知技术有：农业传感器技术、RFID技术、条码技术、GPS技术、RS技术
25. 土壤墒情是指土壤的湿度情况。
26. 常用的智慧农业感知设备，主要包括各类农业信息传感器。
    土壤墒情：土壤湿度传感器；
    气象环境：温度传感器、大气压力传感器、气体传感器、光照传感器、风速风向传感器
    水质环境：PH传感器、液位传感器、水质浊度传感器、溶解氧传感器
    动植物生理特性：血压传感器、心率传感器、重量传感器、茎秆变化传感器
27. 传感器的参数分析。
    分辨率（分辨力）指示装置有效地辨别紧密相邻值的能力
    精度：泛指测量结果的可信度、指示结果与实际结果的偏差
    精度指的是传感器读回的数据与绝对温度的差值，而分辨率指的是传感器能感知的最小温度变化。
    温漂：电子元器件通常都有一定的温度系数，其输出信号会随温度变化而漂移，称为“温漂”
28. 传感器通讯协议所采用的MODBUS协议
    1. 主从式串行异步半双工通信协议
    2. 一个主站对多个从站进行双向通信
    3. 主站可单独和从站通信
    4. 主站可广播所有从站
    5. 从站之间不能直接通信
29. 滤波器：低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器
    思考：当采集的低频数据当中含有高频震荡噪声的时候，需要采用哪种滤波器进行滤波？
    
30. 遥感技术往往用于产量估产、土地资源调查、种植面积监测、长势监测、墒情监测、生态环境监测和环境保护、农业灾害预测和评估
31. 农业户外定位技术当中，美国的技术为GPS全球定位技术，中国的技术为北斗全球定位技术。GPS使用24颗卫星，其中3颗作为备用卫星，卫星高度为20000KM，每天绕地球2圈。
32. 能够理解蓝牙、LoRa、NB-IoT以及Zigbee、Wifi各自的特性和组网特性以及应用场景。
33. BLE：低功耗蓝牙，为蓝牙技术4.0版本，采用2.4G频段，通信距离最大可达100m，可用于近距离数据采集、低速率数据传输、室内定位、井下定位等场景。
34. LoRa是基于扩频技术的远距离无线电技术，采用独立建网的方式，单网节点接入数量可达数万，实际可支持5000个，距离可以涵盖1km-20km范围，具有极低的功耗，电池理论可支持10年，其工作频段为非运营商频段。
35. NB-IoT为窄带物理网技术，占用极窄的带宽，只需180kHz，是一种基于蜂窝网络的连接技术，单网接入节点数量可达20万，依存于现在的运营商网络，工作频段为运营商频段，能够直接部署在GSM、LTE网络中，能够实现现有网络的复用，功耗极低，电池理论可支持10年，可显著降低建网成本。
36. Wifi，基于节点和无线路由器组网，单网接入数量约50个，功耗较大，电池续航时间约2小时，覆盖距离约50m，工作在2.5G和5G频段，速率可达1Mbps-500Mpbs。
37. ZigBee，紫蜂技术，基于ZigBee网关组网，单网接入实际可支持200-600个，电池理论可支持2年，通信距离为10m-100m，数据传输速率在100kbps以下，往往用于室内场景。
38. 农业信息无线传感器网络，是大量静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的传感器网络，能够协作感知、采集、处理、传输信息。
39. GIS为地理信息系统。
40. 基础农业信息处理技术当中的主要技术有数据存储、数据搜索、数据加密。
41. 智慧农业信息处理技术主要的功能：进行农业生产过程中的预测预警、智能控制、诊断推理
42. 数据存储采用的数据库分为关系型数据库和非关系型数据库。
43. 数据搜索引擎有三类：目录搜索引擎、全文搜索引擎、元搜索引擎
44. 全文搜索引擎工作的步骤：
    1. 对Web信息的获取，得到网页信息
       1. 网络爬虫（Apache Nutch）
    2. 对网页内容进行分析、加工、处理
       1. 中文分词
    3. 将查询与加工后的信息内容进行相关度计算
       1. 文本索引（Apache Lucene）
    4. 为用户提供信息服务
       1. 结果排序和展示
45. 云计算的三个服务层次（三种服务模式）
    1. 应用层
       1. SaaS
       2. 软件即服务，把软件作为一种服务来提供
    2. 平台层
       1. PaaS
       2. 平台即服务，把开发环境作为一种服务来提供
    3. 基础设施层
       1. IaaS
       2. 基础设施即服务，把多台服务器组成的云端基础设施以服务的方式提供
46. 大数据的特点。5V特性
    1. Volume 大量
    2. Velocity 高速
    3. Variety 多样
    4. Value 低价值密度
    5. Veracity 真实性
47. 智慧农业处理技术，包含了以下几大技术和系统。
    1. 人工智能 AI
    2. 商务智能 BI
    3. 决策支持系统 DSS
    4. 农业知识管理系统 AKMS
    5. 农业专家系统 AES
    6. 农业管理信息系统 AMIS
48. 智慧农业控制系统和执行机构
49. 了解反馈调节、闭环调节的含义。
50. 在光耦继电器中，信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离，输出信号对输入端无影响
51. 有刷马达调速过程是调整马达供电电源电压的高低，为变压调速。
52. 无刷马达调速过程是马达的供电电源的电压不变，改变电调的控制信号，通过微处理器再改变大功率MOS管的开关速率，来实现转速的改变。这一过程被称之为变频调速。
53. 电调，全称电子调速器，英文Electronic Speed Control，简称ESC。针对电机不同，可分为有刷电调和无刷电调。它根据控制信号调节电动机的转速。
54. 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（称为“步距角”），它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。 可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
55. 步进电机是通过控制脉冲的个数控制转动角度的，一个脉冲对应一个步距角。伺服电机是通过控制脉冲时间的长短控制转动角度的。
56. 舵机信号控制是一种脉宽调制（PWM）信号。舵机当中的位置检测器作为传感器，舵机转动的位置一变，位置检测器的电阻值就会跟着变。通过控制电路读取该电阻值的大小，就能根据阻值适当调整电机的速度和方向，使电机向指定角度旋转。
57. 智慧农业信息系统的集成有下面三种常用的方式
    1. 集成到一个系统
    2. 接口方式调用
    3. 单点登录SSO
58. Webservice接口就是一个应用程序向外界暴露出一个能通过Web进行调用的API，也就是说能用编程的方法通过 Web来调用这个应用程序。
59. 智慧农业应用案例设计系统架构图（能根据具体的应用场景，设计不同环节，设计不同传感器、选用不同的数据传输技术）

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