浅析智能化技术在农业机械中的应用与发展

2021-12-26张杨娟

南方农机 2021年11期

张杨娟

（运城职业技术大学，山西运城 044000）

智能化技术是指卫星定位导航技术、传感器技术、电子控制技术、人工智能技术、计算机技术等先进科学技术。随着智能化技术不断发展，机器自动化技术、AI机器人、大数据分析系统等新型智能化技术不断涌现，并广泛应用于工业、农业等领域。目前，关于智能化技术在农业机械中的应用研究，已成为当前研究领域的主要方向之一[1]。

1 智能技术在农业机械中的应用

科学技术的飞速发展，促进了我国农业机械设备的升级迭代，智能化技术与农业进行有机结合的各类技术与设备，逐渐出现在公众视野。毋庸置疑，智能化技术的不断发展，使农机装置得到了技术革新，通过智能化技术使得农机设备能够根据人的思维模式、意识形态进行农业生产作业。智能化技术在提高农业生产能力同时，也在不断刺激并助推着我国科学技术的革新以及智能化水平的提升。智能化技术中包含诸如新能源技术、机器自动化操作技术、视觉传达技术、AI机器人以及GPS定位系统等多种新技术，已经在实际的农业生产中得到了较为广泛应用。现阶段，智能化技术已应用到了农田灌溉、农作物的施肥、杀虫以及农作物收割等多个农业生产领域，正在逐步实现农业生产与管理的智能化，在大幅度提升农业生产资源利用率的同时，实现了人与自然的和谐相处[2]。

1.1 自动化控制技术的应用

自动化控制技术是实现农业机械智能化的重要手段。现阶段，自动化控制技术不仅在发达国家得到了普遍应用，而且在我国的应用程度也越来越广泛。农民在实际的农业生产以及田间管理过程中，可以在农业机械中安装电子视频监控系统，比如在拖拉机、收割机、插秧机的驾驶室内安装智能化实时互动荧屏，从而达到对农作物收割过程进行实时监控和管理的目的。与此同时，可以在大中型的农业机械设备，如大中型拖拉机、农作物收割机、农田插秧装置等设备中安装自动化控制系统，从而达到对农作物的生产、处理、加工等一系列的控制与管理的作用，极大地节省了人力、物力以及各类其他资源[3]。就现阶段我国自动化控制系统应用成果而言，已初步实现对农作物生产、处理、加工等一系列状态的实时自动监控及管理。智能化技术可以通过将自动化控制系统应用于农业生产活动，从而获取农作物相关信息数据。它的工作原理就是通过对农作物所处的地理条件、周围的温湿程度、土壤环境、光照面积等多种直接影响农作物健康生长的因素，通过传感装置，对信息数据进行实时搜集与获取。将经由传感装置的信息数据予以分析统计，并上传至计算机系统，经自动控制系统对数据进行仔细分析，将分析得出的结果传输至农作物的自动化控制设备，再由自动化控制系统控制农机作业。由此可见，基于对基础信息数据的统计分析，并通过自动化控制体系，可以实现农机设备在不同环境作业下能够依靠自动化控制系统进行自主操纵与自我调节，极大地提高了农业生产效率。

1.2 新能源技术的应用

新能源技术主要有风力发电、光伏发电、光热发电、核能、水力发电、生物质能、潮汐能、地热能等。在农业生产过程中利用太阳能、风力发电、水力发电都可以为农机设备的正常运转提供电能，驱使农机设备杀虫除害、作物种植、植物灌溉、作物收割等。比如，在实际的农业生产活动中，通过搭建太阳能发电装置作为温室大棚里的电力来源，太阳能装置通过捕捉、吸收阳光散发出的光能，并通过一系列技术将太阳能转化成为电能，以期为大棚里面的蔬菜等农作物的种植与培养供应足够电力能源。此外，由于太阳能设备上能够吸收足够多的太阳光源，因此太阳能设备在一定程度上能够吸引害虫，减少农业生产过程中的杀虫剂和化肥使用量，极大地降低了杀虫剂、农药的残留毒害物质对植物和土壤条件造成的负面影响。

1.3 电子智能技术的应用

电子智能技术应用于农业机械中，能够科学高效地解决农业生产过程中的细致化、准确化施工的难题，因此电子智能技术在农业机械中的应用越来越广泛。目前，很多发达国家已经把电子智能技术应用到农机装置中，实现了电子智能技术与农机装置的有机融合。我国通过利用电子智能技术的优势与农机设备具体特点进行融合，最终制成了集农作物采摘、农作物耕作、农作物收割等多种功能于一体的智能化农业机械装置[4]。智能化农业机械装置集智能灌溉、自主施肥、自动检测、智能预警等多种功能于一身，增加了农作物灌溉效率以及农作物浇灌的准确度，从而解决了实际农业生产活动中的智能化浇水、施肥等问题。通过智能控制技术应用于实际生产中，可以解决各种施工作业难题，而极大地提升了农业生产效率[4]。

1.4 机器视觉技术的应用

机器视觉技术是日常生活中运用范围最广的智能化技术，这是由于它的核心算法是基于一套严密科学的逻辑体系形成的，它通过模拟人类大脑的思维方式，进行逻辑运算，最终模拟出某一事物的功能。起初将视觉技术应用于农作物的目的就是对目标农作物进行作物产品优劣分析和农作物品质检验，主要对目标农作物进行无损检测。与此同时，不需要与农作物的表面进行接触，单纯地依靠机器视觉对目标农作物产品的图像特点予以分析，以期得到待测农作物品质情况。现如今，在实际农业生产活动中，机器视觉技术在农机设备中的应用主要通过计算机技术、大数据分析系统以及摄影仪等工具来模拟人类视觉的基本功能发挥作用，以期对农作物进行分类识别、及时跟踪，帮助农作物高效地规避风险。随着图形处理技术的应用与发展，机器视觉也开始应用于农田维护、农作物栽种、农作物收割等领域。如采取机器视觉技术分析复杂的农业生产换环境，以达到收集信息数据、分析地理位置、了解待测农作物或是植物的生长情况。

1.5 机器人技术的应用

机器人技术是人工智能发展的时代产物，将机器人技术实际运用在农业生产中，可以更好地对目标农作物、目标植物进行实时追踪、精准定位、智能识别，从而更好地利用机器人为农业生产与管理服务。美国机器人设计研发团队设计出了一款依据天气热成像原理制作而成的新型脉冲激光机器人。该产品能够自主获取目标农作物的直径长度、覆盖面积、生长情况，并对直径长度、覆盖面积、生长情况进行信息数据分析，然后对土壤条件和地理环境进行勘探，进而获取目标农作物的周围环境、气候条件、温度湿度等信息要素。然后将收集到的信息数据进行保存，再传递至中央控制器进行大数据统计分析，最后根据机器的数据进行3D建模，得到目标建筑物标准，通过对3D模型进行层层剖析，进而深入了解目标农作物产品的生长发育状况等重要信息。

2 智能化技术在农业机械中的发展前景

农业发展水平是衡量一个国家经济发展水平的重要标准之一，农机设备的智能化发展水平能反映一个国家科研能力的高低以及技术发展程度。将智能化技术应用于农机设备中，不仅可以解决人力资源稀缺问题，还能极大地推动我国农业的发展。

要促进我国农业发展，就必须提高我国的智能化水平，并且将智能化成果应用于我国农业机械化生产过程之中，如GPS定位系统、CAD制图、人工智能技术、大数据分析系统、新能源技术等。未来重点研究方向应该放在农业机械化的智能化和精准化研究层面，通过建立和完善全面立体的智能化技术体系，积极研究智能化的农业机械设备，推动智能化技术的改造与迭代，加大智能工厂的建设力度，最终实现农业机械化与智能化技术的有机结合，提高我国的智能化水平以及农业的整体发展水平[5]。