农业机械自动控制系统中传感技术的应用

2019-03-18汪海波

广西农业机械化 2019年6期

汪海波汪进

（淮安信息职业技术学院江苏淮安 223003）

1 引言

在我国现如今的农业机械发展状况中，农业机械发展的重要内容为机电一体化，这也象征着我国农业机械的发展进程。传感器的重要作用是能够迅速、精确的获得信息，将工作进行系统化的分辨。未安装传感器的农业机械在运转时，不能将信息进行全面的监测，也会降低农业机械的性能。所以，在农业机械自动控制系统中运用传感技术能够提升农业机械工作的整体水平。

2 农业机械自动控制系统中传感器的应用现状

农业机械自动控制系统是在社会发展中自然产生的，象征着我们国家的信息技术都在不断的发展更新，这也奠定了传感器的出现。传感器有着反应快速、数据精确的特点，运转传感器的环境也不会受到区域的限制，在未进行正面接触时，传感器就能够在短时间内将收集的数据进行精确的判断与分析。比如：家用拖拉机、灌溉机、收割机等使用在农用方面的设备都会使用传感器，运用传感器迅速提升了农业机械的整体工作效率。

科技的快速进步也加快了农业机械自动控制系统的发展，让传感器大面积的运用到农业机械自动控制系统中。使用传感器也是社会进步与发展的体现，也响应了社会的需求。与传感器简单的使用相比较，传感器的生产技术与过程更加复杂，不但需要付出巨大的人力与财力资源进行研究开发，在生产中实行高难度的监测与管控，生产中还要对环境、温度等条件进行补偿。因此在实际中要消耗大量的资本投入，这也代表其生产成本极为昂贵。并且无论其中的哪一个生产环节出现差错，都会严重影响整个生产工作，严重损害生产资源。在上世纪80年代时，单片机技术的普及，最大限度的发挥了传感器的软件、硬件技术，误差修正也提升了整体的精确度，生产传感器的每一项误差范围要求都极为严格，复杂的生产技术及要求也引起世界多国的重视，通过研发与生产，传感技术也已经越来越成熟。

3 传感技术在农业机械自动控制系统中的应用

3.1 底部传感技术的应用

传感器是机械中的重要零件，传感器的性能会直接影响整个机械的性能。在现如今的发展中，某个较普通的农业机械会存在20多个传感器，这些传感器分布在各不相同的应用中，比如分布在底盘控制系统、发动机控制系统中。传感器技术既是实现自动化的主要步骤，又在农业一体化系统中占据重要的地位。传感器的质量与水平也影响系统的性能，倘若整体的水平较高，那么机械化系统的自动化水平也会更高。在整个农业机械的系统中，倘若不通过传感监测增强对相关目标的控制并且转化成为传送的信号，那么就不能通过系统来得到各种的信息，进而会阻碍系统的正常工作进程。比如：在农业开垦系统中使用大功率的轮式拖拉机中，如果要提高机械的使用效率，就可以使用多种高效的传感技术。在不相同的系统中，传感器的作用也有差别，但是其基础的工作原理一样。与此同时，在现实中，拖拉机、灌溉机等相关机械中装备传感器，目的是为了提高农业机械的整体水平。在现阶段，能够使用电子控制系统处理某些农业机械的问题，传感器的作用也是通过相关的测量数据，提供不同的输出信号，通过传感器能够把现实中的空气湿度、工作的环境以信号的方式进行传递。

农业机械发动机中的重要组成部分就是传感器，使用这些传感器来提升发动机的性能、高效地减少油耗，及时的发现设备中的各种问题，即使在恶劣的环境下也能够提升机器的稳定性。这是由于大部分的机械设备的工作环境比较差，其对耐恶劣环境的标准也更为严格，其性能指标重要的就是准确度与可靠度，倘若缺乏准确度与可靠度就会使传感器检测出的问题严重影响整个发动机工作，甚至导致设备失灵或故障。

3.2 数字定位技术的应用

农业机械中的GPS定位系统比较复杂，需要消耗极多的资金，不能在小区域的水田中推广；但是那些低级的GPS系统定位不够准确，也无法在小型的水田中应用。倘若是在室内进行农业工作，就会阻碍GPS的信号，导致设备工作时不够稳定，因此只使用GPS技术能够达到的精度低，它只有和其他技术相互结合才能够提升精度。所以，在实际情况中，要提升传感器的工作效率就要使用数字传感器。数字传感器的工作原理是数字补偿，所谓数字补偿就是基于适宜的物理模型与数学模型，描绘出比较准确的数字模型，这能够确保数字补偿的准确度。现实中，使用数字模型绘制出简便高效的补偿计算的软件，用处理器芯片对误差进行修正。在把经过A/D变化的信号输入到微处理器时，比较突出的困难是会混杂一些尖脉冲型的噪声，所以必须及时将其削弱，从而实现增益偏差校准。此外，作为高精密的仪器，倘若数字定位传感器存在问题，那么就会影响设备的整体工作，所以还应该对数字定位传感器进行定期的维护工作，避免误差的出现。通过维护数字定位传感器，不但可以确保机器稳定工作，还能够延长传感器的寿命，提升机械工作时的安全系数。

3.3 电子式汽车机油压力传感器

运用自动导航技术的拖拉机是电子式汽车机油压力传感器运用到农业中的典型。这项技术的特点是能够提高全面的生产效率，提升驾驶的安全性。机动车导航技术就是细分化定位传感器类型，包括有全球定位系统、机器超声波导航等等。根据定位技术道理能够将其分为绝对的定位与相对定位。GPS既能够合成频率低的绝对定位又能够合成频率高的相对定位，从而提高全面定位的准确性。在现实中，在农田中的农作物行距比较小，这对车辆在狭窄道路中工作的准确度也提出了高要求，对此可以使用觉激光或声纳技术来提高农业机械对道路信息的了解，这种技术的工作是在车辆计算机中输入工作农田的地形图。之后GPS会根据提前设定好的工作路线增强对车辆的控制，最大限度的结合数学模型与计算机技术，能够让车辆在陌生的环境下开展工作，根据道路信息。使用数学模型计算和拖拉机的距离，如此便可以展开工作。在自动化驾驶农业机械中运用较多的还有激光导航技术，经研究提出，把激光传感器运用到农业机械中，能够依据感知的多种距离，得到工作方位的信息，以此来达到自动化的导航。西北农林科技大学曾提出把激光扫描仪运用到农业机械化中，使用扫描仪获得农林的信息，以此来实现果园农业机械的自动化控制。在实际验证中，得到激光传感器有较高的可靠性，可以迅速获得农业精确的信息，但却不会考虑机械的动力学和复杂路况因素。