信息化智能农业机械系统在农业现代化中的应用

南阳职业学院 谢琳 李东洋

引言

农业机械设备的智能化服务可以减少工作人员手动操作时间，大大提升工作效率，从而使相关的农业生产环节更加完善[1]。作为传统农业大国，自动化、信息化控制技术已经在现代农业机械中得到了快速广泛的应用，大幅度提升了农业生产效率和质量[2]。现代化的智能农业机械设备指的是在设备当中安装CPU 中央处理器，以及科技感十足的无线信息网络系统和负责不同功能的传感器，不仅可以对作业过程进行监控，还可以快速地绕开不利于工作的环境条件，把机械设备一直控制在最好的工作状态之中，从而大大提升了工作的操作安全性和技术的可靠性[3-4]。由此可见，构建信息化智能农业机械系统可提升农业机械的适应性与使用性能，研究信息化智能农业机械系统对我国农业具有重要的现实意义。

1 信息化智能农业机械系统应用现状

1.1 我国农业发展现状

我国是人口众多、地形复杂、人均资源不足、气候环境差异显著的传统农业大国，由于各个区域的地理条件差异很大，作业环境显著不同，导致市面上出现农业机械种类繁多，且智能化相对薄弱的现象。当前，我国农业机械现代化、智能化存在着严重不足，主要体现为劳动生产率低、土地产出率低、资源利用率低等方面，这直接导致农业产业出现生产成本高、收入增长慢等巨大问题。特别是在城镇化、工业化、信息化的大力推进的当下，国内老龄化严重，劳动力、耕地等重要且传统的生产要素正在向非农产业剥离，相关资源环境业务也严重短缺，这些现实性问题都要求农业必须向信息化、自动化与智能化的方向发展，大幅度、高效率地提升农业生产，这是当下农业快速发展的重要环节，是未来农业进步的基础条件。

1.2 我国信息化智能农业机械系统应用现状

目前国内智能化的作业机械主要有智能化播种机械、智能化施肥机械、智能化喷药机械、智能化灌溉机械和智能化收获机械等，主要用于作业状态的监控、机械故障报警等方面，东北、新疆等地区的大型综合市场已经设有智能化农业机械设备的站点。并且，我国某些企业也已经意识到智能化技术在农业机械应用中的重要性，农业部门和专家也及时总结出了一些智能化农业机械发展的经验。在发展国内智能化农业机械系统的同时，我们不断学习国外先进经验，以更好地发展智能化农业机械。例如，学习英国有关精准控制肥料的动力测量和日本发明的四行半喂入联合收割机。经过多年的探索研究，我们已逐渐掌握智能农业的相关重要技术，致力于促进我国智能化农业机械的快速高效发展。

1.3 国际信息化智能农业机械系统发展现状

目前信息化智能农业机械系统的国际惯例是将物联网技术与农业相结合，发展的特点为：利用物联网技术，保障农业的集约、优质、高效、生态以及安全生产，确保农业和工业化信息化发展同步协调，相互促进。现阶段，大多数发达国家的农业生产条件已经完全实现了机械化、智能化的生产水平，很多发达国家已经将农业机械设备和农业园艺融合到一起，把信息化智能化全面落实到实际的农业农村生产中，效果良好。例如美国依靠全球卫星定位和相关计算机技术，打造农业智能化管理，因点、因苗精确施肥喷药，高速度推动了农机智能的质变。

2 信息化智能农业机械系统应用存在的问题

2.1 思想难度

国内部分生产农业机械的企业，盲目追求自身利益，忽视了关注农村的实际需求，没有树立起农业机械生产一定要为农民服务、为农业服务的思想认识，粗制滥造现象普遍，导致在农村真正普及信息化智能农业机械进程难度巨大。

2.2 技术难度

相较于一些西方发达国家的农业机械智能化研究而言，我国农业机械信息化智能控制系统研发稍晚，现有系统技术科技含量不高，积累的技术经验也有限，在用的智能化农业机械设备型号数量单一。

2.3 管理难度

国内农用机械行业主体薄弱且单一，进入信息化时代后，随着农用机械行业向着混合型、跨行业方向发展，经常出现信息化智能农业机械系统推广和应用步调不一致问题、各地区农业机械智能化技术水平严重脱节等问题，给农业机械系统的行业规范和协调发展带来严重弊端。

3 信息化智能农业机械系统应用的具体情形

3.1 智能传感器，精准作业

当前农业机械的信息化智能控制系统普遍安装应用智能传感器，以达到对车辆装备以及作业情况进行实时监测的目的，具体表现为：动态化随时性地进行农业机械作业信息数据的采集，及时分析预判农作物的生长情况和种植土壤养分等自然条件情况，从而有效规避高危风险产生，大大减少时间成本和生产成本。实验和实践结果显示，通过智能传感器的数据分析处理，制定出的详细作业计划和农业工作的可行性操作方案对农业发展的意义重大。随着云计算、物联网等高新技术的推广应用，传感器的智能程度也越来越高，其在农用车控制系统中的普及性应用，也已经成为发展国家农业机械设备的智能化和农业现代化所要走的必经之路。

3.2 人机交互系统，自动化刚需

当前使用以及研发的信息化智能农用机械的人机交互系统是计算机技术、微电子、农业机械技术高速发展的产物，它们具体是以微型芯片的形式存在，以确保农业机械在最佳条件下运行作业。另外，因为自动化设备的操作需求，电子监控设备需要高度精准地安装在农业机械设备中某个位置，这样才能有效收集信息数据，方便操作人员通过观察显示仪上的标准数据直接作业，并且可以随着根据工作量的多少调整工作速度和节奏，顺利高效地完成指定工作。同时，操作人员还能够通过显示仪上的信息数据及时掌握机械设备的工作情况，在第一时间进行故障排除的相关工作。

3.3 农业机器人，机械管理信息化

目前，全球面临着劳动力短缺这一大问题，各国通过提升自动化和机器人技术水平，打造了一定规模化、工业化的农业机器人集成系统，已成为农业现代化工程的重点科研内容。当前，全球较为先进的农业机器人系统集成了诸如精密机械技术、通信技术、监测技术、传感器技术等先进技术，具有半智能化的装备能力、重复编程能力、信息感知能力以及灵活的四肢行动能力，将有望彻底改变人工操作农业机械的传统模式，彰显信息化智能控制系统在农业机械管理应用中的优势。例如现阶段，我国的东方红X-804 型号拖拉机的研发设计已经装备了DGPS 自动导航控制系统，已经将拖拉机无人驾驶的愿景变成了现实。

4 信息化智能农业机械系统应用展望

4.1 高度重视农业机械设计基础数据的收集管理和应用

当今智能时代，由于在我们农业机械的企业研发，尤其是农用日常使用中没有很好地收集和整理相关的数据信息，从而导致我国农业机械设计基础数据严重缺乏，以至于企业和科研院校在研究农业机械设计基础数据及互作机理这两个方面时，没有参照和参考，长此以往，我国农业机械智能化设计技术很难得到高效高速的提升。同时，因为信息化智能农业机械控制系统作为信息管理与操作执行的综合性系统，具有信息数据多、信息数据容量大等特点，在以后的系统应用时必然要求信息数据的准确性、精确性和广泛性，所以，这就要求我们应顺应信息时代数据“大爆炸”的特点，充分利用网络信息资源和信息数据，着力提升农业机械系统的工作效率和工作质量。

4.2 重点强调以用户需求为导向的农业机械个性化、定制化设计

当下，随着农业的不断发展和相关农业技术的不断革新，政府在政策等方面对农业也给予大力支持，大部分地区在农业生产工作中逐渐使用上了新型的智能化农业机械器具。类似于因材施教，我们应结合当地地质、土壤、气候以及作业者本身的特质，针对用户需求，对信息化智能农业机械控制系统应顺应市场需求，进行相对应的必要的个性化、定制化设计和制造，以此来满足具体的自然条件以及用户在自身农业工作中的需求，这是以人为本的具体体现，也是节省资源和能源的必经之路。

4.3 着力加强以知识重用为驱动的产品建模技术研发

随着生产力的进步，任何一个产品都有其产品的生命周期和使用生涯模式，农业机械产品也不例外。在信息化、智能化知识“大爆炸”的今天，结合发达国家的研发现状，信息化智能农业机械系统技术在未来的研究重点必定是以知识重用为驱动的产品建模技术。因此，我国信息化智能农业机械系统技术必须以此为突破口，着力研发制作集成产品TDP，并建立统一标准的农业机械产品演示模型，从而实现知识重用和全生命周期过程的无缝集成以及信息时代的信息共享。

5 结语

综上所述，推进农业生产中信息化智能农业机械系统的应用势在必行，这不仅是顺应信息化时代发展潮流的客观需要，也是提高农业机械生产水平与农业生产作业效率的有效途径和必经之路。目前，我国信息化智能农业机械方面的相关技术水平在世界排名相对靠后，宣传力度也还有很大的提升空间，很多地区的农业生产都还没有普及信息化智能农业机械。所以，新时代的农业机械生产要重视信息化智能农业机械系统的具体应用和实践应用，着力提升信息化智能农业机械系统的生产水平及能力，大力加强技术宣传和推广，加强农业机械智能化设计技术在农业机械设计方面的应用，改善我国智能化农业机械的应用现状，并与国际接轨。