自动控制技术在农业机械中的应用

发表时间:2021/1/12   来源:《城镇建设》2020年30期   作者: 张存训
[导读] 我国是一个农业大国,农业机械化水平对国民生产来说有着非常大的影响。
        张存训
        山东省菏泽市鄄城县阎什镇政府, 山东 菏泽 274000
        摘要:我国是一个农业大国,农业机械化水平对国民生产来说有着非常大的影响。科学技术的提高带动了农业机械的发展,同时也促进了农业生产效率和质量的飞速提升。在信息时代的背景下自动化技术和农机技术的结合,不仅可以更加准确的分析农产品的质量,还可以提升农业生产的效率和质量。
        关键词:自动控制技术;农业机械;应用要点
        中图分类号:S220
        文献标识码:A
        引言
        农业是我国经济产业的重要支柱,农作物的出口与内销,可为自身经济体系的均衡发展提供基础保障。我国现阶段农业机械的自动化实现效率与发达国家仍存在一定的差距,部分技术无法完全落实到机械生产体系中,造成技术与生产机制滞后。为此,必须针对农业机械自动化的特点,分析自动控制技术在各工作细节中实现的可行性,制定较为完整的解决策略,保证技术的实现满足现阶段农业发展需求,进一步推动我国农业自动化的发展。
        1自动化控制技术在农业机械中应用的优势
        1.1同步控制
        同步控制中的自动化实现主要是以电气设备为载体,通过设备与终端操控组件之间建立有效的信息对接渠道,缩减信息传输时间,提高设备的响应效率。对一些远程操控的机械设备来讲,利用终端操作系统,以互联网、物联网技术为信息传输载体,可令机械设备进行智能化空间定位,并对此类设备的工作状态进行分析,然后通过设备下达指令参数,保证机械设施在运行过程中精准执行操作人员的指令。对现场农业作业来讲,可有效提高同步操控性能。
        1.2精准操控
        现阶段农业机械设备在进行自动化控制时,内部信号的传输机制均以光电隔离为主,通过外部系统与内部系统的整合控制,保证整个电路之间实现电气隔离,这样一来,便可有效保证各信息接入端在信息传输过程中实现数据的精准转换。此外,控制系统中集成模块的应用,可有效保证机械设备在运行过程中精准响应指定参数要求,降低外界环境的干扰。应注意的是,在自动化技术实现过程中,必须严格选用规范化设备以及电控元件,保证技术在系统功能基础上实现,进而提高技术在农业机械生产中的应用效率。
        1.3自我诊断
        自动化控制技术自我诊断功能的实现,主要是通过专家诊断系统,依托外部传感器对设备本身的工作状态进行参数采集,然后将数据信息反馈到专家系统,通过数据库对外部信息参数进行逐一比对,分析当前设备运行状态过程中存在的故障。此外,依据系统内部的精密算法,对当前时间节点下设备运行状态进行预期化分析,通过各类参数的核定,保证系统在实现过程中,可有效将设备当前所执行的指令与部件工作状态进行分离,一旦系统检测到故障时,则自动依据故障机理给出解决方案,对当前设备的运行指令进行停止处理,并触发相应的警报系统、自我修复系统等,保障设备的正常运行。
        2自动控制技术在农业机械中的应用要点
        2.1空间温湿度自动控制技术
        在蔬菜种植中,为了能够获得较高的利润并满足社会大众的需求,农户可以利用大棚来种植反季节蔬菜。由于反季节蔬菜的种植需要较为精确的温度和湿度,因此,为了能够保证反季节蔬菜的质量,相关技术人员可以利用自动化技术对蔬菜的生长情况进行实时的监测。除此以外,还可以将温度湿度传感器和大棚相结合,这样就可以有效地采集温度和湿度的信息,并对大棚内的温度和湿度进行有效的控制,从而保障蔬菜的茁壮成长。


        2.2自动采摘技术
        目前在我国的农业生产中自动采摘技术有着非常广泛的应用。该技术可以利用计算机来对采摘路径和采摘方式进行设置,并通过相应的指令来控制设备。自动采摘技术,可以大大减轻农民的工作量并有效提高收获季节的采摘效率。因此,自动采摘技术无论是在水果的生产中,还是在蔬菜和粮食作物的生产中都已经得到了非常广泛的应用。
        在自动采摘过程中须针对农作物的生长属性进行数据测定,并对整个果实的成熟位置以及果实在某一阶段的成熟特点进行分析,保证系统在录入过程中符合农作物现阶段生长需求,通过自动化采摘设备的应用精准地执行某一类指令,完成设备在农田中的自动化运行以及采摘。当然,此类技术的实现必须以设备传感器为基础载体,通过对外界信息的获取与自身系统内程序的设定进行参数比对,保证各类指令的下达符合当前的农作物采摘需求。
        2.3智能农机的应用
        (1)农业植保的智能检测与智能化药物喷施。现阶段,随着视觉技术和图像分析技术的进步,农业生产中逐渐应用了生长状态的视觉检测技术,通过摄像头检测作物的生长状态,获取的图像信息经计算机分析是否存在病虫害等异常问题,植保机械在进行农药喷施作业时,能够根据各个摄像头覆盖区域提供的病虫害情况实现喷施量的自动化调节,达到替代传统人工决策的效果,避免了农药喷施量的不合理问题,减少环境污染,并提高病虫害的防治效果。
        (2)定点土壤检测与智能化播种施肥。通过在耕地土壤中布置检测装置,获取区域范围内土壤的养分、含水量等情况,实时检测土壤状态,并为播种施肥工作提供数据支持,在进行播种施肥作业时,播种量、播种时机、土壤类型、施肥量等参数的把握可以根据区域范围的测土数据进行智能化调整,实现最佳的种肥配比,为农作物后续生长提供合理条件,并避免化肥过量使用造成的环境问题。
        (3)粮食收获状态的智能化检测。粮食收获的智能化主要表现在两方面,一是利用GPS技术和GIS技术分析田间的产量情况,以相关数据形成收获作业的实施方案,农业机械结合预设方案在GPS定位技术的指导下进行智能化作业,根据不同的作物产量情况智能地调节关键部件的转速、行驶速度等,使收获过程更为合理;二是利用谷物损失监测技术分析收获机的工作状态,避免出现谷物损失量过大造成的粮食浪费问题,解决了传统机械化生产作业品质无法及时考察与统计的弊端。
        2.4视觉识别技术
        在蔬菜和农产品的生产中,由于不同的种类对于光照的需求有较大的差异,因此相关生产人员需要结合生长周期来对光照强度进行合理的调整。但在事实上这种调整有着非常大的难度,并且劳动量也较大。在生产中,可以利用视觉识别技术来对光照进行调整。这不仅可以大大提升工作效率,还能够有效降低生产人员的劳动量并提高光照调整的精度。
        影像识别技术大多用于农作物生长过程中光照强度的更改。农作物在不同的生长阶段对阳光照射的需求量存在一定的差异,要实现农作物合理、科学生长,必须对某一阶段的光照进行分析与调整,有效保证当前农作物生产量的提高。影像识别技术在农作物大棚中的自动化应用可将农作物生长状态中所呈现的颜色机制与外界光照强度值进行数据对接,然后通过系统内部参数的确定,下达承接光照强度更改的大棚光照系统指令,调整当前的阳光照射率,进而满足农作物不同状态下的生长需求。此类技术自动化的实现,可有效避免人力资源的投入,提高农业经济效益。
        结束语
        综上所述,自动控制技术在农业生产中的实现以农业生产概况为基础,深度挖掘技术与农作物生产中存在的联动性,依托自动控制技术的优势,能加快农业智能化生产效率,进一步完善我国农业产业智慧化的宏观布局。
        参考文献
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        [2]马立新,石峰.农机新技术的发展特点与应用普及难点分析[J].农机使用与维修,2019(12):102.
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