基于智能化产品在农业航空领域的创新应用研究

王康

摘要：现如今人们的生活不断的向更为智能化的方向发展，智慧城市、智慧生活、智慧办公等理念不断提出。为人们生活、学习、工作服务的智能化产品及智能系统不断出现和优化。近几年在航空领域更是出现了众多智能化创新研究成果，其中无人机因其便捷、高效、智能的特征，无疑是各领域广为关注和研究的热点问题。随着各项研究的突破，众多企业开始不断研究农用植保无人机在农业领域的推广。本文旨在通过研究智能化产品在农业航空领域的创新应用，来探寻如何将智能化产品更好的应用于农业航空领域，从而服务于现代化农业的发展。发展中国现代化农业，提升中国农业发展效率，实现农业的科技化。

关键词：智能化；模块化；创新设计；农业

中图分类号：TB472 文献标识码：A

文章编码：1672-7053（2018）02-0112-02

1 绪论

1.1 智能产品与高效作业

当今社会随着科技的快速发展，人们的生活节奏也随之变得越来越快，生产效率也不断的提高。新兴的通讯技术发展加速了人与产品间互动的联系，智能化的应用更是增加了产品应用的多维方式，更高效的完成作业。智能产品发展到今天已经取得了重大成就，未来的智能产品将朝着更为成熟的方向发展。一是不断的走向成熟，一大批产品将会被淘汰，留下的必是在各个领域有重大转折意义的好产品；二是引导人类自身的改变，它将影响人类对自身的认识，将一个崭新的生活与工作面貌呈现在人们眼前。三是有别于现有的智能化，实现全自动的操作模式，现如今已有部分产品实现了这一功能，但仍存在诸多问题，不能大量的普及应用。未来，必将是一个智能化产品遍布的智能科技时代。

1.2 航空领域智能化产品——无人机

无人机@具有便捷、高效、智能等重要特征，能够去到人所去不到或者不能去的地方代替人类工作，近年来广受人们关注。从民用领域的航拍、农业、快递运输、灾难救援、检查传染病、测绘、救灾到军用领域的侦查、靶机，所波及的范围越来越广、影响力越来越大。众多企业与研究机构都投入到无人机的设计与研发工作当中。在植保领域也在不断的发现问题和完善。

1.3 农业智能化产品的发展

中国自古以来便以农业大国著称，错综复杂的地形条件和众多气候类型使得中国的农业种类众多。在过去自给自足的时代，中国人已经意识到借助工具提高农业生产效率的重要性。现如今，中国的农业发展已经取得了重大成果，但如何让农业发展变得更加智能化、生态化仍然是面临的重大课题。农业作为第—产业，是国家安身立命的根本，智能产品在这—领域的开发和应用有着巨大的前景。此类智能产品的发展趋势将是为农业生产的高效、生态所服务，走可持续的高效发展之路。智能化产品在种植业上的应用主要分为土地耕培、播种、植保、收割等。其中在土地耕培、播种、收割环节都做到了机械化，自动化，并在不断的推广与发展，农耕方式也随时代变化而发生转变。而在植保领域由于地形原因、气候原因、众多的农作物种类保护方式存在差异性，这为农作物的植保问题带来了众多麻烦。如何利用智能化的产品来解决植保问题，节省人力成本、提高植保效率？农业植保无人机的出现是农业植保领域的一大重要成就。几年来，众多企业投入到这项工作中来，希望克服种种技术问题和环境问题，研制出高效稳定的农业植保无人机，推动我国现代化农业的发展。

1.4 农用植保无人机的发展与演变历程

早在20世纪50年代我国便开始了航空施药技术的研究工作，将直升机用在农业航空领域，从而达到决速喷洒农业，提高工作效率，减轻人力成本的目的。但此时的直升机是有人操控的，还没有达到无人驾驶的技术水平。也正是因为此时智能产品在农业航空领域的探索和研究，为以后农用植保无人机的研究与发展奠定了坚实基础。2004年我国正式出现了农业植保无人机这一名词，众多农业和航空机构在国家政策的支持下投入到研发工作中。但那时的无人机对技术性要求很高，只有专业人员才能完成操作。成本投入高，无法普及。

近几年来随着小型无人机的迅速发展，农业植保无人机开始逐渐得到普及，普通百姓通过技术指导也能完成操作。虽然这是一大进步，但事实也并非想象中那样完美。对于农户来说仍然无法克服技术问题，需要有专业人员进行反复指导和练习操作。

2 农用植保无人机使用人群研究

作为田间作业，喷洒农药，保护植被安全的智能化飞行设备，植保无人机的直接使用对象为大小农户，农田按其规模可分为小型个体农田及农庄、大型农庄、大小型种植基地。

2.1 個体农户使用者

对于个体农户来说，他们的农田面积不像大型农庄那样面积庞大，更多农户会选择人工喷洒农药和监控农作物的生长情况。因为对于他们来说，使用价格较为昂贵的植保无人机会增加成本投入。同时，这一部分农户为传统从事农业种植工作的人群，在农业种植上有经验积累，使用的机械化设备也都较为传统，操作简单。

2.2 面积农庄与种植基地使用者

在大面积农庄与种植基地上工作的有雇佣农民、研究人员、机械操控人员等，其中研究人员多受过高等教育，拥有科学的培植方法和经验，在使用农用植保无人机时他们能够将农药的配备与喷洒与自身掌握的知识相结合，这更有利于提升植保无人机的工作效率，也有利于植保无人机的不断优化。机械操控人员虽不能与研究人员在研究领域相比，但是他们长期操控机械设备和一些智能设备完成农作物培植收割工作，对产品的使用操控能力是最强的。要注意的是此环境下的工作面积十分广阔，无人机的携带与运输、续航能力、农药承载重量、单位喷洒面积等都是研究的重点，也是提高无人机工作效率的关键点。

1）小型化：小型化的发展趋势一方面是由技术的不断进步多决定的，另一方面也是发展的必然结果，这更有利于携带与运输，也能减轻飞行负担，有利于实现农作物的精准喷洒，高效完成任务。

2）个性化：前面也有提到地形多样，农作物种类众多的问题，这一先决条件决定了植保无人机必然向个性化的方向发展，各种作物、同种作物不同地形甚至同种作物不同种类都应制定不同的喷洒方案，以适应多种需要。听起来这是一个庞大的数据系统，如何简化这一系统，实现操作的简洁直观性就要交给未来了。

3）智能化：新兴的农业发展不断的代替旧的传统农业，我们是生活在科技时代的一代人，相信对于这一代人來说掌握智能产品的使用会比掌握各种繁缛的耕种技术，积累种植经验效率要提高许多，智能化植保无人机将极大的降低对传统农耕经验的依赖实现生产一致性与智能化。

4）系统化：从现如今已经面世的农业植保无人机可以看出，无人机并不是一个孤立的设备，它是由多个系统共同组成，各系统之间环环相扣，相互影响相互作用，共同完成发配的任务。未来智能化植保无人机的发展将更加完善整个系统、将人机完美结合，实现操控的自由性与精准性。

3 现有植保无人机用户操作体验调查与分析

以现有产品为例来分析用户的产品使用过程，以此来洞悉什么样的植保无人机是真正所需要的，为随后的创新设讨方案构想提供强大的支撑和灵感来源。

1）植保工作整体操作流程分析（如表1）。

从表中我们发现植保无人机操作流程的繁琐性，无人机并没有实现真正意义上的智能化操作，仍需大量的人力投入帮助其完成作业。 2）植保无人机用户操作流程（如表2）。 3）用户使用过程问题总结分析（如表3）。

4 发展智能化农用植保无人机的趋势分析

中国的农用航空产业可以说是一个未开启的产业。运用智能化檀保无人机来监测农田生长、喷洒农药在我国是切实可行的，它将提升我国的农业生产效率、保障农户生产安全、推动我国农业向更为智能化的方向发展。

未来智能化农业植保无人机的趋势发展分析：

5 结语

通过研究将智能化设计与我国农用发展相连接，发现了智能化产品设计对我国农业现代化的发展所起到了重要作用。从智能化产品设计展开，分析了当前的设计发展趋势，进一步联想到智能化产品在农业领域的应用，将研究重心放于农用植保无人机的创新应用中去，提升中国农业发展效率，实现农业的科技化。

注释

①无人机：无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。从技术角度定义可以分为：无人固定翼机、无人垂直起降机、无人飞机、无人直升机、无人多旋翼飞行器、无人伞翼机等。

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