郓城县着力推广智能农机装备

郓城县农业机械服务中心

□ 魏玉峰

“十三五”时期，郓城县加快农机化转型升级步伐，着力推广高端智能农机装备和先进适用绿色技术，一大批智能化技术获得推广应用。

一、一批智能农机装备落地

1.农机北斗导航辅助驾驶技术

按控制类型分为液压式和方向盘式。液压式通过机顶天线接收卫星信号并传输到内置接收机，提供车辆当前位置，角度传感器向控制器发送高精度转角信息，感应车辆实时转向角度，控制器计算处理卫星天线和角度传感器接收到的信息，并向电磁液压阀实时发送指令，电磁液压阀接收控制指令直接作用在车辆液压转向油路上，实时控制液压油流量和流向，实现车辆转向控制，保证拖拉机始终按照导航设定路线行驶。其特点是，系统精度高，对车辆使用年限和转向系统磨损程度无要求，安装时需要改装原车油路，液压阀安装要求具备一定液压专业技能。

方向盘式用电磁方向盘替换原有方向盘，在方向盘电机部分，高度集成了电机、编码器、控制器、角度传感器信号转换器等元件，由位置传感器(GNSS 卫星导航系统)设计好行走路线，根据卫星定位坐标及车轮传动情况，控制器实时向方向直驱电机发出指令，实现控制车辆转向操纵。其特点是，无需安装大量液压油管改装原车油路，保持车辆原有结构；安装便捷，机具匹配性良好，转向响应快，修正更灵敏，作业精度更高。但控制精度会随原车转向系统磨损降低。

2.卫星平地技术

主要由基站、卫星接收机、卫星天线、控制器、显示屏、液压控制系统、车载终端计算机和平地铲设备等组成，是采用卫星信号作为反馈控制的农田用平地机械系统，控制方式为卫星控制。其工作原理和特点是，由卫星接收机接收导航卫星系统基站发送的差分信号获取农田三维数据，控制器实时接收平地铲绝对高程数据，通过实时对比测量点实际高程与基准高程值，比较铲体位置和参考基准面，在通过算法得到限位油缸伸缩量，驱动液压系统控制限位油缸自动伸缩，带动平地铲起落达到土地平整目的。

3.精准播种施肥智能控制技术

主要由显示屏、传感器控制器、驱动电机控制器、播种盘驱动电机等组成，采用北斗卫星定位技术，实时获取拖拉机速度信息，根据拖拉机行驶速度、种子监测传感器和目标株距等信息，通过电动播种施肥智能车速同步控制器，智能控制电机转速与车速同步，实现变量播种和施肥。其特点是，在系统工作前设定亩用种子和肥料数量，实现作业自动智能精准控制。

4.种肥播施智能监控技术

也称农机播种作业监测终端，安装在播种机组上，由车载显示单元、报警单元、图像采集单元、播种信息采集单元等组成，具有播种量统计、播种作业信息显示、缺种堵塞报警、图像采集、卫星定位、作业信息远程传输、数据本地存储和断点续传等功能。其工作原理和特点是，在每个播种机播种单元上，排种器底下的导种管上安装红外传感器或激光传感器，探测种子下种情况，一旦有空穴、漏播、少播或堵塞状况，传感器将信息传送控制器发出报警信号，由机手及时处理；控制器还有数据上传功能，通过电脑或手机就可监测机器作业状况。

5.变量喷药控制技术

主要由显示器、压力传感器、GPS 速度传感器、控制阀组、流量计、压力计、GNSS 接收机、数据回传模块等组成，可为自走式、背负式、牵引式等各种类型传统喷药机增加精准和变量喷药功能。其工作原理和特点是，喷药机作业前将“目标速率”（每公顷喷药量）输入系统，实际速率可由系统根据“目标速率”，再结合车速变化信息，实现实时控制喷药压力和自动调节喷药速率的目的，确保单位面积施药量均匀一致；系统也具有数据上传功能，提供车辆前进速度、作业面积、喷药量体积以及压力、流量、喷药速率等信息。

6.智能植保无人机技术

由飞行平台(固定翼、单旋翼、多旋翼)、GPS 飞控、喷洒机构三部分组成，通过地面遥控或GPS 飞控实现喷洒作业，可以喷洒药剂、种子、粉剂等。其工作原理是，通过装有IMU芯片的智能控制系统实时测量加速度与旋转速度变化，根据传感器数据及时调整姿态，保持飞行稳定；机身上的RTK 天线，可提供精确位置信息，利用固定基站为基准，定位精度可达到厘米级。其特点是，自动规划作业和避障航线，实现“全自主精准飞行”。更重要的是施药更加精准，农药或叶面肥通过蠕动泵精确出药，通过离心喷头高速旋转，利用离心力产生均匀雾滴；螺旋桨可产生向下气流，带着雾滴向下吹，加速雾滴下沉，也能吹动作物叶子，让农药或叶面肥均匀地落在叶子上下表面。植保无人机还可以播撒种子和粉剂，播撒系统由两部分组成，即定量螺旋送料器和甩盘扩散器。通过调节螺旋送料器转速可控制送料量，再调整播盘扩散器转速实现均匀撒料。

7.水肥一体智能节水灌溉技术

主要由核心控制单元、肥料配比单元、水肥混合单元、肥料投加单元、过滤单元等组成，将灌溉与施肥融为一体，系统配备无线阀门控制器、智能灌溉控制器、土壤含水量传感器以及土壤氮磷钾传感器。其工作原理和特点是，土壤含水量传感器实时监测土壤水分数据，预先设定农田湿度阈值，阀门控制器自动启闭水泵和电磁感应阀，当土壤湿度达到下限值时电磁阀自动开启，在土壤含水量及液位达到预设灌水定额后自动关闭电磁阀系统，完成土壤含水量信息监测及灌溉远程自动化控制，实现对农作物按需精准灌水。施肥控制与上述原理基本相同，通过土壤氮磷钾传感器实时监测数据，由机器自动完成施肥作业。该系统也具有数据上传功能，能通过远程网络实现控制和数据查询。

8.小麦智能联合收割技术

由传感器系统和控制器系统组成，在高性能小麦收割机上安装自动导航系统、高清摄像头、AI 处理器、AI 控制器、传感器等多种智能元件，融入多种人工智能软硬件设备后形成的人工智能作业系统。其工作原理和特点是，具有作业参数在线监测、多参数融合智能化调控功能，由自动导航系统实现无人驾驶，利用谷物损失传感器、机器视觉技术实时分析损失率指标，智能调整整机相关部件参数，由系统AI 控制器完成功能部件智能调整，提高收获精度，改善收获质量，减少收割过程中粮食损失，脱粒更干净、损失更小、破损率更低，提高小麦收获效率和质量，从而降低了驾驶员操纵劳动强度。系统也具有数据功能，在作业时可统计亩数、产量和土壤湿度等数据，省去人工测量环节。系统还装配了北斗运维终端，方便生产厂家追踪农机位置和工况，根据系统提供的位置、热点图、收割面积、收割时长等信息，围绕热点区域配置零配件和维修资源，为机手提供更加准确和及时的售后服务。

二、建立智能农机管理平台

1.农机深松整地作业管理平台

由农机深松作业远程监测终端、系统平台和计算机通信网络等组成，实现深松作业管理和数据交换共享。远程监测终端安装在深松机组上，包括机具识别器、姿态传感器、卫星天线、主控制器、显示器、摄像头、保险等，具有卫星定位、无线通信、

作业深度监测、图像采集、显示报警、断点

( 续传等功能。其中，在此基础上建立的农机深松作业远程监测系统平台，由接收终端接收作业信息，存储管理作业数据，精准计量深松作业面积，对深松作业数据进行质量分析、统计汇总，支持重叠、遗漏和跨区域作业检测与分析，提供数据导出和报表打印等功能，用户可通过电脑、手机查看平台数据。

2.综合智慧农机管理服务平台

相对于农机深松整地作业管理平台，智慧农机管理服务平台更具有综合性，采用卫星定位、无线通讯技术和机具状态检测传感技术，接收智能农机上传的数据，对其位置、状态、作业等数据进行管理，集成了农机调度指挥、作业轨迹查询、作业面积统计、作业质量监控、作业信息发布、维修保养和农机共享等功能，把农机作业管理提升到更高一个层次。

“十四五”时期，我国智能农机装备技术将进一步加快发展。从郓城县推广实践看，这项系统工程不能操之过急，必须经历一个持续渐进的发展过程，一方面，离不开各级农机化主管部门的支持指导；另一方面，更需要科研机构、制造企业和经营主体之间的密切协作。围绕地方农业特色、因地制宜也很重要。Θ