电气工程自动化技术在农业生产应用实践分析

姚蔚

（江苏省工程勘测研究院有限责任公司，江苏扬州 225000）

目前，虽然我国农业水平已经稳定，但许多农业企业和农民的农业产品产量仍然很低。影响农业生产的一个主要原因就是先进技术应用水平低。因此，目前我国某些地方的农业生产受到传统观念和方法的制约。为了提高农业的生产效率、提高农产品的产品质量，有必要对自动化技术的应用、电力农业等现代农业的发展过程进行分析。自动化技术其实在农业生产中也已经渗透很长一段时间了，但总的来说，只是在一些小的技术管理领域应用了自动化技术，但是在更广泛的领域，我们仍然使用传统的农业管理方法一个完整的系统。所以，考虑未来农业自动化技术水平和应用是非常重要的。

1 自动化技术在农业领域的现状

自动化农业是近几年智能技术的发展而被提出的一个新概念。目前，自动化技术已经在农业中有了不少的应用，并且有了初步应用规模。例如某些大型农业地区已经建立了自动化农业系统，现在主要的功能是对农业产品进行监控和采集相关信息，根据这些信息进行远程控制，对比传统的农业管理模式和技术、物联网智能农业拥有更高的自主性，解放劳动力，会带来更高品质的产品，是一件非常有用的技术。自动化农业一般是将一些传感器事先安装在农业产品的周围，根据这些节点来进行随时的监视农产的生长情况，并将这些信息反馈到信息或者软件中心，进行自动化、智能化的计算。传统农业就只会亲自到现场进行查看，所以自动化智能农业会减小很多麻烦，给予更多的便利。此外，自动化农业技术还能远程操控一些生产设备，这可以真正的将农业做到智能化、自动化的先进生产模式，为发展提供更多的便利。

中国的自动化产业在不到20 年的时间里实现了快速增长，但如今仍然和欧洲国家和发达国家存在差异。在美国工业部门，自动化已经变得越来越多样化，在农业领域，自动化也越来越智能化；中国的农业生产许多过程仍然使用传统的劳动实践，这些做法是基于经验，有着一定的质量控制，但对于我国众多的人口而言，还是杯水车薪，因此农业问题一直是我国面临的困难问题。所幸，随着社会科技的发展，各种新型技术在农业中的创新运用使农业在生产、运输、监管等方面也取得不小进步。其中包括互联网的普及，即“电子商务企业离岸外包”，为产品出口提供了良好的平台，这也算是自动化技术中非常重要的一环。目前，我国还是将提高农产品市场的产量和质量作为当前仍需解决的主要问题。因此，农业生产自动化是我国农业生产的必然趋势。

2 自动化技术在现代农业中的优势

2.1 提高现代农业生产效率

我国传统的农业生产主要还是依靠人工的劳动力，农民们需要依靠自己的双手，需要大量的劳动量才能得到较少的农业产品，劳动效率低下，且大多数工作都是重复性工作，属于纯体力性劳动。自动化技术的引进可以代替农民的体力性劳动，使农民们可以解放双手、解放农村劳动力、解放农业生产。目前许多农业生产大国都使用自动化机械设备代替了人工种植，农业产品的数量及质量得到了大大的提高，为解决世界温饱产生巨大的作用。我国作为农业大国，也朝着这个方向努力前进，发布了一系列为民为农的相关政策，其中就有大力发展自动化农业的政策提倡。相信在未来，自动化将会完全取代手工种植农业，大大提高现代农业的生产效率。

2.2 提高了现代农业生产效率

我国传统农业的生产方式主要是依靠劳动力，传统方式下农民的劳动量非常大，而且人力作用下会使生产的效率降低。随着社会进步和国家对农业发展的政策扶持，农业机械自动化在现代农业中得到了广泛运用，利用机械和现代科学技术，解放农村劳动力，现代农业的生产、收割效率都有了很大提高。机械一体化和机械自动化逐渐取代了传统的农业耕作方式，随着农业信息数据库的建立和完善，通过信贷信息技术实现对农作物的数字化和智能化管理，极大地提高了农业生产的效率，因此，将自动化技术应用在农业生产中是农业发展未来的方向。

2.3 提高了农业机械维修效率

自动化技术的发展还能使得农业机械的维修效率有所提高。农业机械的使用和维修都是建立在自动化基础技术、计算机基础技术以及机械基础技术上进行的。自动化技术的应用能使农业机械变得更加简单和高效，当农业机械出现问题时，使用自动化技术维修农业机械便会更加简单，提高了农业机械的维修效率。此外，现代农业机械化技术已经可以实现农业机械的自动化、数字化和智能化。例如在农机监测或维护的第一阶段，已经建立了相当数量的信息，使用农机机械出现问题时也能及时发现并及时维修。

3 自动化技术在现代农业生产过程中的具体应用

3.1 视觉系统及温控系统在温室大棚中的应用

近年来，视觉识别系统技术得到发展。图像采集卡和计算机计算能力越来越强大，可以支持更先进的算法。标准库的函数调用也提供了越来越灵活的编程，为温室果实的收获提供了良好的技术支持。和边缘检测两级自动监测系统，用于作物监测和计算。防盗报警系统提供了强大的防盗安全保证时间。通过MUC单元控制的温室空气温度控制系统，可以满足温室空气的温度控制和湿度控制要求。作为车站的数据交换系统，主站与车站之间可以通过协议进行数据交换。汽车视觉系统中的摄像头以高频率拍摄植物的胸部、树叶和果实，以及色彩的平坦度。图像采集卡将图像传输到单片机中的点阵数据，由单片机执行。该方案的果实部分可以自动识别成熟度，并根据果实大小和大小差异自动分类编码。MUC 单元还可以根据颜色监控胸部和刀片图像。温控系统的采集部分由温度传感器执行，恒温值由温度传感器设定，执行器由空调执行。温室温度不在数值范围内。在预定的温度范围内，传感器将温度信号实时传输给UC，使温室空调的运行控制温室温度，保证温度在预定的温度范围内，从生长监测到果实分级，控制温室温度。内部温度的自动化不仅可以降低人工成本，而且可以保证农业生产和质量。

3.2 自动化在节水灌溉中的应用

电气自动化技术在农业灌溉中的应用，可以通过外包和经验，有效地改善传统农业灌溉的管理，从而优化农业灌溉资源的利用。在水利实践中，在电力自动化技术和相关平台、仪器系统的支持下，相关人员可以对作物状况和土壤质量进行动态分析和自动控制，实现科学有效的灌溉。

4 自动化技术在农业应用中的发展前景

4.1 向精准农业发展

作为我国现代农业发展进程的一部分，必须把粗放型发展模式转变为精准农业，把现代农业技术、理论和方法有效地融入农业生产和农业模式之中。科学使用自动化农业机械，提高农业生产效率和质量，优化和提高种植业各阶段的农业生产。为了科学利用各种资源，逐步提高农业生产效率，自动化技术在农业中向精确农业发展是一个具有巨大潜力的方向。

4.2 向应用型自动化控制技术发展

目前，自动化技术在我国已经有了应用先例，国家也正在大力推行自动化技术的农业运用。但我国地形复杂，许多设备在我国各地区的应用能力、应用效率也很难保证和统一，因此，在无形中给我国的自动化技术的推广增加了难度。这就需要各地的农机技术人员进行技术调配，改进技术进行技术创新，才能更好地实现自动化技术的推广。自动化技术不能只存在于学校、理论之上，还要应用于实际才能发展，因此从理论到应用的转型是自动化控制技术的目标。

4.3 向农产品自动化的检测及保值发展

自动化技术的发展离不开计算机技术的支持，随着计算机技术、视觉技术的发展，目前已有将计算机图像处理技术与农用设备结合的先例。工业自动化的发展带动了自动化技术和其他技术的结合，为满足农业的生产需求，现代农业的检测、生产、监控、运输、售卖等都需要信息技术以及计算机技术的支持，自动化技术便是依赖信息技术、视觉技术、计算机技术而产生的。以现代农业的生产为例，生产的农业产品需要电子识别技术对其产品进行自动筛选和分类，对产品进行检测。

4.4 实现计算机视觉技术在农业生产中的应用

目前，许多西方国家将计算机可视化技术应用于农业生产、生活、生产技术信息处理等领域。为了有效提高农产品质量和管理文化水平，例如英国利用这一技术构建了一个蘑菇采集专业机器人，主要利用计算机辅助视觉技术和视觉处理功能。这可以使得农用机器人能够精确定菌类的位置，并开始收集。将自动化技术和计算机视觉技术相结合在农业领域将会开拓一个全新领域。

5 结束语

目前我国的自动化农业还处于发展阶段，需要更多地技术人员进行相关的探索。但是随着信息技术和电子技术的不断拓展，相关人员对于新领域的不断探索，会有更多地自动化技术人员注意到农业生产这一发展潜力巨大的领域。自动化农业生产是我国农业发展的趋势所在，农业是我国最为重要的行业之一，解放劳动力，实现农业从手工种植到现代自动化生产是我们所追寻的目标。