电子信息技术与农机技术的有机结合及其应用特点

(1.清华大学，北京 100084；2.美国康涅狄格大学，康涅狄格 曼斯菲尔德 06269；3.黑龙江德沃科技开发有限公司，哈尔滨 150081)

0 引言

近年来，我国农机技术得到了飞速发展，不仅农机产品的结构和功能更为合理，农机技术也充分结合了各学科的新技术，实现了农机产品的自动化和智能化发展。在现代化农业生产过程中，要实现农业机械的合理化作业，农机技术在传统的机械功能技术上还必须结合和应用先进的自动化技术、计算机技术、电子信息技术、网络技术等，使农机产品作业的精确性和可靠性进一步提高。而随着电子信息技术的快速发展，电子信息技术在农机技术中的应用逐渐扩大，使农业机械的功能得到进一步扩展，农机产品与电子信息技术的有机结合使农业机械化生产进一步向优质、高产、高效方向发展，对农业现代化进程产生巨大的推动作用[1]。

1 农机电子技术的应用情况

电子信息技术是时代发展下的新技术，依托于传统的计算机、通讯和互联网技术支持，使电子信息技术具备了信息数据的收集、传输、转换、存储、分析处理等系统化功能[2]。尤其是在计算机技术的快速发展下，电子信息技术的应用得到了大范围扩展，并改变和优化了人们生产生活的方方面面。电子信息技术作为现代化高新技术的代表，将其与农机技术进行有效融合，能够显著提升农机作业和农业信息资源的获取、处理和决策流程，并进一步指导农机化生产的实施，为农业生产向现代化转变提供信息支持。

近年来，在农机购置补贴政策的大力扶持下，农民对于农业机械的购置能力显著提升，加之农业机械化生产使农民的经营收入进一步提高，使先进技术的农机装备得到更广泛地应用。很多农机厂商已经认识到电子信息技术在农机领域应用的广阔前景，并逐步扩大电子信息技术在农机新产品上的应用力度。但总体上讲，我国现有农机中配套电子信息技术的产品仍相对较少。电子信息技术的应用通常局限于对作业补贴农机的监控、农机管理网站建设以及农用气象预报等方面，而在农机产品中的应用和实际作用发挥仍相对不足。

与发达国家相比，我国农机装备上配套的电子信息技术还比较落后，农机领域中的电子信息技术人才仍相对匮乏，产品研发和科研投入仍有待提升。信息技术水平低下制约了农机作业合理性和生产效率的提升，并且农机作业不合理问题得不到技术的解决和纠正，造成了很多研究成果难以在第一时间得到应用，生产信息滞后性愈发明显。

2 电子信息技术与农机技术的有机结合

信息技术与农机技术的有机结合需要在传统农机结构中加设大量信息获取和通信部件，从而实现农机作业信息的传输与生产指导信息接收等功能，使农业机械更好地完成农业生产任务。电子信息技术的应用涉及到电子、计算机、通讯、机械、智能管理等多方面的技术支持，要实现电子信息技术与农机技术的有机结合主要应从以下几方面着手。

2.1 加强农机装备的电子元件配备

要实现电子信息技术在农业机械上的应用，需要在现代化农机技术的基础上进一步增加用于信息搜集、信息显示、电子监视、自动控制、信息交流等电子元件设备。与世界先进农机技术水平相比，我国农机电子化更多趋向于自动控制技术，对于电子信息技术的应用仍相对不足。而在自动控制元件的基础上，只需增设少量电子元件设备，即可有效提高农机的电子信息化水平。例如，对先进的自动化农机而言，其原有的监测技术、电子控制技术等均可供电子信息技术使用，只需增设通讯技术模块和网络模块即可实现大部分的电子信息技术功能。

2.2 实现农业机械的大范围通讯功能

农业机械通讯功能的建立包括两方面内容，一是局部区域内农机产品之间的联网通讯；二是农机驾驶员与管理终端的远程通讯。通讯功能的实现需要在农机装备中布置通讯模块，首先在农机驾驶位置加设显示屏，用以显示信息数据，将显示屏通过线路与ECU(处理器)相连接，ECU分析转换数据信息后可在显示屏上显示相关信息，驾驶员也可通过显示屏发送信息，从而实现信息的传递和交换。通讯信息包括人工通讯与自动通讯两类，人工通讯是人为传递信息的过程，而自动通讯是利用CAN总线技术，将信息系统获取的农机各项状态信息和管理系统发送的各项信息进行接收和传输，为农机远程监控、控制作业等功能的实现奠定基础。

2.3 建立合理的信息管理技术平台

信息管理平台的建立是农机管理由传统模式向自动管理和科学管理转变的有效途径，管理平台的基础功能是农机管理的行为以信息数据的支持为基础，管理人员对于农机生产的各项决策都可以借鉴信息技术和计算机技术分析处理后的结果，使生产的实施过程更为合理与精确。同时，生产管理的过程不必再深入田地进行查看，只需通过信息管理技术平台调用实时的田间数据，并自动形成一段时间内的数据对比分析图表，便于管理人员的信息获取。信息管理技术平台还应具备计算机辅助决策、专家知识库等功能，使管理平台的功能更加全面。

2.4 使农机具备便捷的人机交互技术

便捷的人机交互是驾驶员操作和使用电子信息技术的前提，由于我国农民对于电子技术产品使用能力相对不足，因此农机的人机交互技术应具备便捷性特点，以便于农机驾驶员对农机信息的获取和相关功能的操作。同时便捷的人机交互技术对于农机的维修保养工作也创造了便利条件，驾驶员利用显示屏显示的内容能够及时了解农机的保养周期和可能存在的异常问题，农机维修人员也可通过读取ECU提供的故障码，来快捷准确地判断故障问题，提高农机维修的可靠性。

3 农机电子信息技术应用特点

3.1 显著提高了农机智能化水平

随着电子信息技术在农业机械上的应用，在农机自动化的基础上，农业机械的信息获取、信息交流、远程管理等信息技术的实现使农机产品进一步向智慧农机方向转变。电子信息技术与网络技术的结合，能够形成更全面的智能农机开发平台，使农业机械的功能开发向无人化进步，从而有效提高生产效率和质量。

3.2 有利于促进机械化生产的工序衔接

在电子信息技术的支持下，不同农机之间的工序衔接变得更加合理，有利于构建出系统化、规模化的农机技术管理体系，且在大量数据的支持下，农业生产更容易形成有序开展的模式，形成目标明确、方案合理、执行准确的农业生产新形势。

3.3 显著提高了农机装备作业水平

从我国农机化生产的实际情况来看，农业机械的应用缺乏合理的规划与正规的操作技术，导致农业机械化生产整体实施较为粗放。电子信息技术的应用使农业机械的使用和操作条件得到了明显改善[3]。利用电子信息技术的数据支持与专家系统的指导，农机驾驶员能够实时获取最佳操作方案，并使农机呈现出变量作业的合理化特点。

3.4 降低了农机资源浪费与环境破坏

在信息数据的支持下，农业生产方案能够充分结合气候、病虫害、土壤性状、环境变化等因素实施，使农药化肥、灌溉用水、播种量更加精确合理，既能保证农业生产的顺利实施，又能减少生产过程中的资源浪费和环境污染问题，使农业生产实现长久可持续发展。

4 结语

电子信息技术的引进与应用使农机技术的发展大幅提速，为我国农业生产方式的变革创建了良好的基础。尽管现阶段我国的电子信息技术在农业机械上的应用仍不够全面，但随着农机技术的快速发展，电子信息技术也将很快与农机技术实现深度融合，为农机化智能生产的实施提供助力。

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