提升农机智能化水平助推智慧农业发展

2023-08-18刘振广

南方农机 2023年12期

刘振广

（长葛市农业机械技术中心，河南许昌 461500）

智慧农业是现代农业发展的一个新形态，主要集合了云计算、大数据以及物联网等先进技术，致力于发挥先进技术优势来促进各类资源有机整合与利用，在提升农业生产效率和效益的同时，最大程度地减少对生态环境的污染和破坏。当前，我国农业生产中普遍存在水资源匮乏、土地资源退化以及劳动力缺失等问题。因此，广大农业科研工作者要积极推动农业生产方式和管理模式的转型升级，加快农业生产智能化进程，全方位推动智慧农业的发展。

1 智慧农业的成果和意义

1.1 智慧农业的成果

智慧农业主要是将先进的智能化技术应用到农业生产各个环节，形成一种新型的农业发展模式。智慧农业相较于传统农业而言，重点在于信息化技术的融合应用，同时在管理方面能够提供智能化分析与决策功能，有效推进农业智能化发展进程，朝着智慧农业方向转型升级[1]。

提高农机智能化，大力推动智慧农业发展，目前已经在实践中取得了较好的成果。一是动态化监管农机作业效率和质量，在农业生产中，对于秸秆打包离田和深松作业等给予政策补贴。为了实现有效考核和监管，杜绝骗补资金，应在打捆机、深松机等农机设备上安装智能监管系统，实现作业全过程智能化监管，加快农机传感器等设备产业化发展。同时，还可以推动农机化生产管理平台的建立和普及。对于精密播种、无人农用飞机等农机企业，引入新技术，加快智能管理应用程序开发，推出了各自的App，极大地提升了农机产品的智能化水平，市场份额大幅度提升。二是北斗导航应用在农机产品中，结合国家军民产业结合政策要求，在农机设备中积极引入北斗导航技术，实践中取得了理想的成效。在收割机、拖拉机和植保机等农机设备上安装北斗导航系统，能够实现农机设备智能化、高效化作业，目前已经成为大中型农机设备标准配置。例如，在农机设备中建立联网施肥管理系统，可以帮助农户精准掌握土壤含肥量，实现施肥作业精准化、高效化，极大地降低了生产成本，改善了作物生长环境。北斗导航技术的有效应用，为农机设备使用带来了极大的便利，同时也可以为农机生产企业创造更大的效益。从当前农机设备中北斗导航技术的应用价值来看，在农机“三包”服务方面最为典型，借助精准定位的功能实现企业服务便捷、高效，极大地降低了“三包”服务费用。其精准定位功能，为跨区农机作业提供了信息支持，大大提升了农机设备作业效率和质量。三是自动驾驶技术的推广应用。目前，苏州久富和东风、井关等企业纷纷建立了无人化插秧示范基地，在实践中积累了丰硕的经验。由于人工插秧成本较高，导致生产效益大幅度下降。因此，亟须推广和应用无人插秧技术。目前，无人插秧可以实现少人化作业，所带来的经济效益十分显著。

1.2 智慧农业的意义

农业生产中通过智能化技术的有效应用，能够有效突破传统农业生产技术和管理模式的限制，促进各类资源的优化配置与利用，在提升农业生产效率的同时，推动智慧农业应用发展。从我国农业发展现状来看，大力发展智慧农业，有助于实施乡村振兴战略，增强农村经济发展活力。毋庸置疑，智慧农业的应用发展，极大地提升了农业生产力水平，创造了农业农村发展新模式，提升了农业生产市场竞争力，对于乡村振兴战略全面实施具有重要意义[2]。

2 智慧农业的核心技术

2.1 大数据技术

智慧农业生产中，大数据技术作为一项代表性的技术，通过数理统计法从海量数据中挖掘有价值信息，精准分析和总结数据之间内在联系。依据大数据分析结果，为农业资源管理、农业灾害分析等提供数据支持，能够有效解决农业生产和生态环境保护问题，加快智慧农业发展进程。

2.2 云计算技术

云计算技术的应用，通过对农业生产各类数据信息采集、整理、分类和存储，并且依据数据保管要求安全存储，提供数据调用和共享功能，满足数据信息利用者决策管理的需要，提升农业生产效率和效益[3]。

2.3 农情自动检测系统

基于农情自动检测系统，合理化运用云平台、物联网、无线传感器以及大数据等先进技术，实时监测预警农作物生长情况，及时发现和预警农业灾害。对于农业生产者而言，不受时间和空间限制即可了解农作物生长情况、市场行情以及气候变化，动态调整农业管理措施，为农业管理和决策提供支持[4]。

2.4 农机自动调度系统

对于农机自动调度系统而言，依托于土地管理技术，实现农田结构布局优化升级，创设有利的农业生产条件，并且为农业生产规范化提供支持，能够显著提升农业生产效率[5]。同时，合理化运用农机自动化技术，可以有效降低人工强度，在缺少人为干预下实现农业自动化作业。

3 农机智能化技术推动智慧农业发展的路径

3.1 大力推广应用智慧农业技术

农业生产中离不开农业机械设备支持，为了加快智慧农业发展，则需要积极推动农机智能化发展进程，重点加强农业机械设备和智能化技术研发。农机智能化技术应用中，可以提供变量作业和定位等功能，促使农业生产智能化水平显著提升[6]。例如，在养殖和果园建设中合理化运用智能化农业生产技术，有助于为智慧农业发展创设有利条件。推动农机智能化发展中，应结合区域实际情况，整合各类优势资源，以发展特色农业为主，选择合理有效的采集与控制技术，基于智能化农机设备完成农业生产工作。例如，发挥拖拉机自动驾驶功能；养殖领域的自动喂食装置以及自动泵水功能，能够实时掌握养殖营养结构和温度变化。所以，提升农机智能化水平，有助于为后续智慧农业发展奠定基础，合理配置各类资源，降低人工作业强度，拓宽农机智能化技术应用范围，切实提升农业生产效率和效益。

发展智慧农业过程中，运用先进技术建立智能平台，以此来提升农业生产智能化水平。例如，温室大棚在获得各地政府支持下建立智能温室系统，并且在大棚内部安装各类传感器，能够实时监测大棚内部的温度、湿度等各项指标变化情况，自动化生成数据报表，根据数据变化情况来监测和分析农作物生长情况。同时，发挥信息技术优势，将采集数据直接反馈、传输到平台上，对数据进行专业化分析，可以为后续农业生产提供指导依据，减少农业生产风险的同时切实提升农业生产效益[7]。

3.2 加快农机和信息技术融合进程

目前，国家陆续颁布了农机购置补贴资金的政策，用于推动农机智能化建设，同时北斗导航、智能监控等技术逐渐在大中型拖拉机、联合收割机中有效应用，对于特色智慧农业发展和大田种植业智能化发展具有重要作用[8]。针对当前智慧农业结构，整合资金大力推动农机和信息技术融合发展。依据智慧农业的农机智能化生产标准，在农机领域中大力推广应用智能监测技术，提升智慧农业生产规模和效益。例如，智能监控联合收割机涵盖了BD/GPS定位系统卫星数据采集、霍尔传感器转速和粮仓监测、工业计算机数据处理显示等内容。卫星数据采集部分，负责实时采集收割机作业速度、作业时间和行走数据；转速和粮仓监测部分，可以实时监控传动轴转速信号变化以及粮仓容量变化，经由A/D模块传输信息到处理器；数据处理模块，基于高斯-克吕格投影和栅格算法进行数据汇总处理，并配备了QT终端程序，可以直观显示收割速度、地块形状以及具体面积大小等信息，真正意义上实现智慧农业生产[9]。

3.3 构建农机信息化综合服务平台

为了提高农机智能化水平，加快智慧农业发展，应注重整合优势资源，持续改善农业生产环境，建立完善的农机信息化综合服务平台，促进农机数据信息深度融合。信息时代背景下，推动农业作业和网络有机融合，能够实时掌握农业生产各个环节情况，在智能化技术支持下高效采集、检测、分析与处理数据，形成更加完善的数据体系[10]。立足于大数据平台，实现农机信息互联互通，在提升农机智能化水平的同时加快智慧农业发展进程。发挥大数据资源优势，同“1+10+N”智慧农业云平台对接，可以为农业经营者和生产者提供科学服务，具体包括气象私人订制、病虫害防控以及农业植保等。

3.4 加快农机设备智能化进程

农机设备中的先进技术应用，能够极大地提升农机智能化水平，尤其是当前计算机图像处理、工业机器人和人工智能等技术成熟化，为智能化农机发展创设了有利条件。但智能农机设备的成本较高，难以满足当前农户小规模种植需求，2013年中央一号文件提出，遵循依法自愿有偿原则，引导农村土地承包经营权有序流转，并且鼓励家庭农场、专业大户或农业合作社积极承包，旨在实现多种形式规模化经营，为智能化农机推广应用提供支持[11]。农业规模化经营，必然会加快农机智能化发展趋势。尤其是当前城镇化进程逐步加快，农村耕种人数大幅度减少，未来机械化农业生产已经大势所趋。目前，很多地区已经实施了“互联网+农机”生产模式，并建立了新型农业经营主体，在先进技术支持下，在农机设备上安装传感器和网络通信装置，能够实现农业生产环境智能感知、预警、分析、决策，并且可以实现专家在线指导，为智慧农业生产提供优质服务。基于“互联网+植保技术”，引用无人机喷药、机械喷药等技术，可以实现农业生产用药精准化，并结合农田或是蔬菜园区的管理需要，建立管理地理信息系统和病虫害监测系统，为农机作业提供支持，实现农机喷药高效化、智能化，提升农机作业效率和质量，取得更加理想的用药效果的同时减少施药量。

未来随着科技发展，将会有更多先进技术涌现，并应用到农机设备中，提高农机设备智能化水平。目前，农机智能化技术中包括了自动化技术、机器人技术、无人驾驶技术、地理信息系统、精密机械技术、光学成像及图像处理技术、人工智能技术、云计算技术和传感器技术等，这些技术多数已经投放到市场中应用[12-15]。如“农机+卫星定位技术”，在农机调度作业中应用，能够大大提升农机智能化水平，实现各环节紧密衔接和推进。同时，在智慧型农机综合服务系统支持下，可以实现农机作业人员和调度平台之间信息互联互通，实现农机实时监控和调度。