智能化技术在农机上的应用浅析

2020-12-14

农业工程技术 2020年27期

淮安市位于江苏省中北部，地势较为平坦，气候条件优良，十分适宜农业生产。近些年来，淮安市智慧农业建设工作正在稳步开展，应用了一系列的智能农机设备，如智能高速插秧机、水稻收割机等。这些智能化农机能够显著提高农业生产效率，降低人工成本，有利于农民收入水平的进一步提高。以智能高速插秧机为例，基于中央控制器的支持，促使无人驾驶、自动插秧等功能得到实现。同时，可以直接搭载穴播机、喷药机等，农业生产的便捷性得到极大增强。未来发展中，需进一步加大智能农机的研发和应用，服务于地区农业现代化的推进。

1 智能化技术在农机上的应用价值

农业在国民经济发展中占据着基础地位，直接关系到人民群众的日常生活。数千年前，人们依靠人力开展农业生产活动，之后逐步应用牲畜。这种农业生产模式不具备较高的效率，且存在着极大的劳动强度。近现代以来，受科学技术发展的影响，逐渐有拖拉机、播种机、收割机等农业机械出现，传统人工劳动被机械所取代，较大程度上提高了农业生产效率。进入新时期后，中国农业现代化发展步伐加快，对农业生产方式提出了更高的要求，需通过智能化、信息化技术的深度应用，进一步提高农业生产效率，促使农业机械的自动化生产得到实现。这样不仅农村劳动力得到解放，农民负担得到减轻，农业生产效率也可以得到极大提高。

近些年来，农业机械在农业生产实践中应用日趋广泛，显著推动了农业的整体发展。各地政府结合实际情况，也将智慧农业建设作为重点，要求进一步提高农业机械的智能化、自动化水平。通过智能农业机械的应用，促使农村经济发展步伐得到加快，农民增收致富目标得到实现。国务院在2018年明确要求，要将大数据、物联网等一系列先进技术深度应用于农业机械中，以便与农业生产发展趋势相适应[1]。实践表明，通过将智能化技术应用于农业机械中，可以显著提高农业生产资源、劳动力的利用效率，避免农业生产活动过多破坏和污染生态环境，农业生产的经济效益、社会效益和环保效益显著扩大，有利于农业可持续发展目标的实现。基于智能化技术的支持，可以有效丰富农业机械的功能，高效解决现存的农业生产问题，极大程度上提高农业生产效率。同时，通过智能化技术的应用，现代农业机械的安全、可靠运行得到实现，能够对机械设备运行状态自动监控，自我发现、诊断故障问题，及时向农民群众发出预警，帮助农民群众第一时间解决故障问题，避免影响到农业生产活动的高效实施。此外，基于智能化技术的支持，农业机械还可以实时监控气候、环境等信息，农民群众深入分析这些收集过来的信息后，可以准确预测后续的农业生产活动，将下一阶段的农业生产计划科学制定出来，切实保障农民群众的农业生产效益。以淮安市的物联网智能大棚为例，通过应用多种类型的传感器，能够实时感知大棚种植环境；利用无线信息传输节点向系统后台传输数字信号后，服务器将会以图形化方式向人们呈现。一旦棚内环境某一数据出现超标现象，可以自动发出报警信息，且对电磁阀、风机等设备自动开启和关闭。

2 智能化技术在农机上的具体应用

2.1 新能源技术

受社会发展等诸多因素的综合作用，中国环境破坏、能源危机等问题日趋严峻。因此，新能源技术受到全社会广泛的关注，且在农业机械中广泛应用。其中，太阳能、风能等是主要的新能源技术类型。太阳能的环保性、可再生性较强，能够满足现代农业机械的动力需求，且可以在农业生产病虫害防治、灌溉、种植等诸多领域应用，有助于提高农业生产效益，避免污染到周围环境。如基于太阳能技术的应用，将光电温室大棚构建起来，从电能、热能角度促进棚内农作物的正常生长。针对各类病虫害问题，过去人们对化学农药较为依赖，导致不同程度的农药残留现象发生，且严重降低土壤肥力，恶化土壤条件。而通过应用太阳能诱虫灯，则可以对田间害虫有效诱杀，遏制害虫的蔓延与传播，具有绿色、高效的特点。此外，通过太阳能制冷器、集热器等设备的构建，还可以向机械能、电能等转化，满足农业机械运行的动力需求[2]。太阳能制冷器能够对农业机械运行温度进行控制，避免因温度过高而导致各类故障的发生，这样农业机械可以有效适应高温天气。在风能利用方面，主要是通过风力发电设备的构建，向电能进行转化，满足农业机械运行的电力需求，这样不仅农业机械运行成本可以得到降低，农业生产效益也可以得到提高。

2.2 自动控制技术

通过将自动控制技术应用于农业机械中，能够促使农业机械的自动化、智能化水平得到提高，逐步将农业机械自动运行监控网络完善构建起来。如在农业机械内部合理安装自动控制系统、监视系统等，将智能显示屏安装于农业机械驾驶室内，科学连接配置的监视系统与自动控制系统，即可实时监控农业机械的运行状态。此外，设施农业生产过程中，过去人们借助于温度计等工具对棚内条件进行测定，结合测定数据，对设备进行控制，这样难以产生良好的控制效果。而通过自动控制技术的应用，将温室大棚监测控制系统构建起来，可实时采集棚内温度、湿度等信息，系统综合分析这些信息后，结合设定的程序与参数，自动调整相关设备设施，能够自动调节农作物生长环境，促使农作物的生长质量得到提高。

2.3 计算机视觉技术

具体来讲，计算机视觉技术指的是借助于计算机等设备模拟人类的视觉功能，对农业目标等进行高效、准确的识别和监控。部分区域具有十分复杂的田间作业环境，面临着诸多的环境影响因素，单单依靠肉眼难以准确确定农作物生长方向与位置。而通过计算机视觉技术的应用，田间作业环境的影响可以得到消除，能够对田间环境因素全面收集，准确、快速确定农作物的生长方向与位置。结合识别信息，合理规划农业机械的运行路线，促使农业生产质量得到提高。此外，农产品检测领域内也开始应用计算机视觉技术，通过对农产品图像进行采集，即可精准检测各类农产品，这样无接触检测需求得到满足，可避免检测过程中损坏农产品。

2.4 电子智能技术

通过将电子智能技术运用于农业机械当中，能够促使农业生产的精细化、精准化得到增强。基于电子智能技术的支持，农业机械智能化控制系统可以成功构建，机械设备的功能得到进一步丰富和完善。如通过自动控制技术、电子智能技术的综合运用，能够将自动灌溉系统构建起来。系统实时监控农作物生长状况，结合农作物的实际水分需求，自动开展灌溉工作，显著提高了灌溉精准化水平。再如，一些电动小型拖拉机通过连接人们的智能手机，人们借助于手机即可远程控制拖拉机的运行。

2.5 北斗、GPS导航技术

导航技术由于不需要较高成本，操作难度较小等，被广泛应用于农业机械当中。如通过北斗、GPS导航技术的应用，拖拉机的无人驾驶功能得到实现，可以于仓库、农场之间自动行驶。同时，由于北斗、GPS测量技术的同步应用，无人驾驶拖拉机具有较高的定位精准度，避免出现偏离规定路线的情况。农业植保领域内，北斗、GPS导航技术在小型无人机中应用普遍，工作人员只需要对无人机飞行路线、高度、速度等进行提前设置，无人机即可高效喷施农药，显著提高农业植保效率，避免农业威胁到人体健康[3]。

3 智能化农机的未来发展

智能农机是实现智能农业的基础，因此，需进一步推动农机智能化技术的应用，促使中国农业机械的智能化水平得到持续提高。首先，相关部门需引导广大农民充分认识到智能化农机的应用价值，将一系列补贴政策设计出来，增强农民应用智能化农机的热情和积极性，扩大智能化农机的应用范围。同时，也可将智能农机生产示范基地构建起来，这样广大农民群众能够切实了解智能农机的优势，掌握智能农机的操作使用技巧，进而主动应用于农业生产实践中。其次，要深入调研现阶段农业机械在农业生产中暴露的不足，结合农业生产实际需求，深入改造智能农业机械，拓展使用功能，降低操作难度，增强智能农机的便捷性和实用性。最后，要加大人才培养力度，设立智能农机专项研发资金，进一步深化智能农机技术研发工作，将更多具有较高使用价值的智能农机设备研发出来。