本書根據黑龍江墾區水稻機械化高產綜合生產技術，結合水田精準作業與信息化技術的研究，介紹了精準農業技術基礎知識，重點闡述了水田精準作業技術、水田信息采集技術、生產信息化管理技術、水稻產后信息化技術。本書旨在推廣面向現代化大農業機械化生產的水田精準作業與信息化技術，推進水稻智能生產信息化技術。本書既有前瞻性，又有實用性，具有較高的學術價值。
本書可供從事水田精準作業與信息化技術研究、生產的技術人員及有關企業，以及高等院校相關專業的師生參考。
前言
第1章 緒論 1
第2章 精準農業技術基礎 4
2.1 全球衛星導航系統 5
2.1.1 GPS系統 5
2.1.2 格洛納斯系統 7
2.1.3 伽利略系統 8
2.1.4 北斗系統 8
2.1.5 差分定位系統 9
2.1.6 差分定位應用 11
2.2 地理信息系統 13
2.2.1 GIS的定義 13
2.2.2 GIS的內容 13
2.2.3 GIS的基本功能 13
2.2.4 Web GIS簡介 14
2.3 遙感技術 14
2.3.1 RS系統的組成 15
2.3.2 RS的分類 15
2.3.3 RS的特點 15
2.3.4 RS在農業中的應用 15
2.4 機電一體化技術 17
2.4.1 機電一體化技術構成 18
2.4.2 機電一體化系統組成 18
2.4.3 機電一體化技術特征 19
2.4.4 機電一體化技術在農機裝備中的應用 20
2.4.5 農機裝備機電一體化技術特點 30
2.5 農業物聯網技術 31
2.5.1 概述 31
2.5.2 大田生產物聯網 34
2.5.3 農機物聯網 36
第3章 水田精準作業技術 48
3.1 水稻浸種催芽環境控制技術 48
3.1.1 國內外研究情況 48
3.1.2 研究目的和意義 49
3.1.3 水稻浸種催芽溫室環境因子分析 50
3.1.4 控制系統硬件結構 51
3.1.5 控制系統軟件設計 56
3.1.6 小結 58
3.2 水稻育秧大棚控制技術 59
3.2.1 水稻育秧溫室大棚測控系統 59
3.2.2 智能育秧群棚監控系統 66
3.2.3 基于單片機的低功耗水稻育秧棚監控系統 70
3.2.4 基于GSM網絡的寒地水稻育秧大棚智能監測系統 76
3.2.5 基于PLC的智能育秧溫室控制系統設計 82
3.3 GNSS精準攪漿平地技術 86
3.3.1 土地平整方法對比 87
3.3.2 控制系統的組成 87
3.3.3 GNSS在農田平地作業中的應用及試驗 91
3.4 農機衛星導航自動駕駛技術 96
3.4.1 概述 96
3.4.2 農機作業EZ-Guide 250光靶導航系統 98
3.4.3 基于農機作業GPS導航系統研制 103
3.4.4 JD-9520T型履帶拖拉機GPS自動跟蹤駕駛系統 106
3.4.5 CASE-500型履帶拖拉機GPS自動駕駛系統應用 110
3.5 水稻本田環境監測與控制系統 113
3.5.1 水稻生長環境監測與控制系統的研究 113
3.5.2 基于PLC的水田自動灌溉無線監控系統 118
3.5.3 水稻智能化循環節水灌溉系統 131
3.5.4 水稻灌溉曬水池水溫監測系統 135
3.5.5 基于PLC的寒地水稻水肥一體化灌溉系統 139
3.5.6 基于PLC的寒地水稻灌溉控制系統的研究 142
3.6 水稻收獲產量監測 148
3.6.1 概述 148
3.6.2 測量水稻產量方法 149
3.6.3 水稻產量監測系統組成 149
3.6.4 產量監測系統傳感器標定與校準 154
3.6.5 谷物產量信息數據采集 156
3.6.6 谷物產量測量中的精度 156
3.6.7 谷物產量圖的繪制 158
3.6.8 谷物產量圖的分析 160
第4章 水田信息采集 162
4.1 農田三維地形信息采集 162
4.1.1 農田三維地形信息采集方法 162
4.1.2 農田地形信息處理 163
4.1.3 農田地形MATLAB繪圖 163
4.2 土壤養分信息采集 166
4.2.1 田間取樣 166
4.2.2 土樣化驗與分析 167
4.3 水稻生長遠程視頻監視 171
4.3.1 概述 171
4.3.2 系統設備組成 172
4.3.3 網絡攝像機 174
4.3.4 無線視頻監視 175
4.3.5 小結 176
4.4 水田環境及水稻生長遠程監測 177
4.4.1 水稻生長影像采集及長勢監測的研究 177
4.4.2 彩信在水稻生長環境監測系統中的應用研究 179
4.4.3 基于GPRS的農業病蟲害圖像無線傳輸系統 184
4.4.4 基于圖像技術的水稻生長參數采集系統 188
4.4.5 基于單片機的明渠流量計的研究 192
4.5 水稻葉齡診斷技術 194
4.5.1 葉齡跟蹤方法 195
4.5.2 葉齡識別法 196
4.5.3 莖數調查法 197
4.5.4 葉齡診斷應用 197
第5章 水田生產信息化管理 202
5.1 水田地理信息系統 202
5.1.1 高精度衛星遙感圖利用 202
5.1.2 光柵圖像矢量化 203
5.1.3 建立屬性數據庫 203
5.1.4 WebGIS信息 204
5.1.5 農田地理信息系統應用 205
5.2 農機管理信息化 205
5.2.1 農機管理信息化需求分析 205
5.2.2 網絡農機管理信息系統 206
5.2.3 農機網絡監控系統 208
5.3 生產作業進度統計 212
5.3.1 需求分析 212
5.3.2 系統設計 212
5.3.3 系統實現 213
5.3.4 小結 214
5.4 水稻全程沙盤信息化系統 214
5.4.1 沙盤控制系統總體結構 214
5.4.2 沙盤系統工作原理 216
5.4.3 控制軟件部分 217
5.4.4 小結 217
5.5 本田合理施肥輔助決策 217
5.5.1 水稻本田合理施肥原則 217
5.5.2 黑龍江省建三江墾區施肥技術標準 219
5.5.3 水稻本田合理施肥輔助決策方法 221
5.5.4 NDVI測量分析 223
5.6 寒地水稻用水模型的研究 224
5.6.1 氣象因素對于水稻用水量的影響 224
5.6.2 寒地水稻灌溉量的確定方法 225
5.6.3 確定水分生產函數的數學模型 225
5.6.4 小結 226
5.7 寒地水稻節水控制灌溉的機理與研究 226
5.7.1 試驗背景及地點 227
5.7.2 水稻節水控制灌溉的特點及機理 227
5.7.3 控制灌溉技術與常規灌溉技術的區別 228
5.7.4 試驗設計 228
5.7.5 試驗結果與分析 230
5.7.6 小結 231
5.8 寒地水稻智能控制灌溉產量分析 231
5.8.1 寒地水稻特點及水稻水分生產函數簡介 231
5.8.2 試驗區概況與研究方法 232
5.8.3 不同灌溉方式對產量構成因子的影響 233
5.8.4 小結 233
5.9 水稻本田現代化管理系統的應用 233
5.9.1 應用背景 233
5.9.2 國內外研究現狀及發展趨勢 234
5.9.3 研究內容 235
5.9.4 系統十大功能 239
5.9.5 小結 249
第6章 水稻產后信息化技術 250
6.1 糧倉多點溫、濕度測控技術 250
6.1.1 數字溫度傳感器DS18B20 250
6.1.2 基于DS18B20溫度傳感器的測溫電纜 252
6.1.3 溫度采集模塊 253
6.1.4 RS-485分布式溫度數據采集系統 253
6.1.5 基于CAN總線的分布式多點集控測溫系統 254
6.1.6 小結 255
6.2 大米質量可追溯信息技術 256
6.2.1 農產品質量安全追溯制度措施 256
6.2.2 大米質量可追溯系統功能分析 257
6.2.3 大米質量可追溯系統結構設計 257
6.2.4 大米質量可追溯系統平臺 258
主要參考文獻 260
