现代农业机械智能化发展趋势

发表时间:2021/3/15   来源:《科学与技术》2020年第30期   作者:武文俊
[导读] 随着社会科技的不断发展,农业机械技术的发展也迎来了高潮期。
        武文俊
        丽水市莲都区太平农业技术服务站,浙江丽水323000

        摘要:随着社会科技的不断发展,农业机械技术的发展也迎来了高潮期。在未来,我国现代农业发展必将应用智能化农业机械,从事农业生产和研究的人员要对智能化机械的应用给予足够的重视,加大推广力度。基于此,文章阐述我国现代农业机械智能化发展存在的问题,并分析现代农业智能化机械的应用情况,预测农业机械智能化的未来发展方向,以供参考。
        关键词:现代农业机械;智能化;应用;发展趋势
        
        近年来,随着社会经济的高速发展,现代化与智能化广泛应用在农业工程技术上,其中包括智能制造技术、智能化控制技术、精密播种技术等方面。随着“中国制造2025”的实施,国家已经全面推行制造强国战略,而农机装备作为其中一个重要领域,发展高端及智能化的农业装备是当前及以后相当长一段时间的一项重要任务。
        1我国智能化农机的发展现状
        智能化农机就是结合当今先进的信息技术和智能传感与测试技术,对当代农机发展一种新的技术研发与制造手段。我国机械智能化的发展为农业机械智能化奠定了基础,但是由于我国农耕经济的特殊性,小农生产仍处于主导地位,农业机械智能装备发展受到制约,先进技术掌握不够,导致农业机械智能化设计仍处于发展的初级阶段。智能化农机主要体现在数据采集、数据决策及数据执行三个方面,三个方面组成了智能化农机系统。落实到作业过程上,这三个方面则表现在管理的智能化、动力机械的智能化及作业机械的智能化。
        1)农机管理主要是完成信息数据的采集,比如利用卫星定位技术等技术手段可以实现精准的田间作业。2)动力机械主要是指农用拖拉机等,对于智能化拖拉机的生产研制,各大拖拉机品牌都极为重视,并成立专用科研部门进行研发生产。3)作业机械的智能化主要体现在耕整、播施、灌溉、植保、收获等环节都实现智能控制,在农具身上安装传感器和控制系统,就是给农具重新安装了大脑和眼睛,从而实现精准农业的需求。
        2我国智能化农机发展存在的问题
        2.1数据采集的精准性有待加强
        由于农业作物的复杂性,田间环境的不确定性,农业机械的智能化发展很大程度上取决于对农作物生长信息的采集,当前针对数据的采集还存在着数据不准、采集范围小等问题,最终导致农业机械不能实现智能化的精准作业。
        2.2智能农机的技术人员缺乏
        智能化农机的技术人员对智能化系统的设计起着决定性的作用,从数据的采集到数据的统计分析,再到系统研发都需要专门的高水平技术人员。我国农业技术人员相对较少,高校输出不多,直接影响了农机的智能化设计。
        2.3智能农机建设资金投入不足
        针对农业机械智能化建设,尽管国家提供的专项资金日益增加,补贴基金逐渐上涨,但是智能化设备价格昂贵,建设资金仍然是阻碍农业机具智能化建设的重要问题之一。
        3农业机械智能化发展趋势
        3.1农业机械管理信息化
        农业机械智能化管理,主要由农业机具配置、机具状态、智能化实时调度所组成。发挥好农业机械在农业生产中的作用,是一个庞大的系统工程。在一个农场、一片区域乃至全国形成一个高效的管理网络,进行信息采集、传递、存储和状态分析,根据作物的生长情况、气候变化情况,采取合理的调度措施,真正发挥农业机械的使用效率。

通过建立农场办公室计算机与移动作业机械的无线通信,能够与作业机械实现数据的交换,建立完善的农机管理信息系统,使农场管理调度中心计算机可以直接调用读取各个田间作业机械智能终端存储的作业数据,存入农场计算机的数据库中。与移动作业机相比,农场计算机具有强大的信息存储、信息处理、专家知识库和管理决策支持等特点,通过对传感器采集的数据进行分析处理以后,能够制定详细的作业计划和农事操作方案。
        3.2发展农业智能机器人技术
        农业机器人是当今农业发展的一大趋势,随着智能机器人应用到农业之后,智能机器人代替了许多人类的工作,并能够解决安全性、效率、可靠性等一系列问题,而且能够在小空间内代替人类无法触及的领域去完成工作。农业机器人由于其本身工作特点的特殊性,在某种程度上为其发展带来了一定的制约,产生了一定的问题。比如,机器人工作环境的特殊性,要求机械手具有柔弱型,从而导致了机器人生产的可靠性不足;农业机器人多是针对某一种作物研发,导致其单一性较强,智能化程度较低。
        3.3人机交互
        由于微电子和计算机技术的迅速发展,小型化、微型化芯片广泛应用,在现代农业机械领域,自动监测和自动控制技术已经普及,在组成显示装置和监控设施中采用了大量形式多样的传感器和功能强大的微处理器。由于自动控制的需要,在农机装备上安装电子监控装置,这种情况下驾驶员操作更为简便,可以依据面板显示的数据,适时调整农机作业的负荷和作业快慢,使得整个农业机组能在良好的工况下运转。同时根据显示的数据也可以实时掌握整个农机设备的运行情况,一旦机器出现故障时能够及时做出适当的调整,保证作业的质量。另外,由于采用多种先进传感技术用以采集各种数据,数据经过数学模型分析、运算和处理,完成诸如作业范围、产量计算、统计和友好的人机界面显示等一系列智能化功能。
        3.4精准农业
        实时地掌握作物生长状况及土壤中水分、养分含量的多少,根据作物不同的生长阶段、不同的生长条件按需提供养分和水分,这就是精准农业的核心。同时还可以在研究作物生长过程中有关信息参数的基础上,建立合理的数学模型,通过模型数据分析能够对农业生产做出一定的预期判断,这样可以通过采取相应的改善措施,规避生产风险,降低生产成本,提高土地利用效率。当然,这一切都离不开智能化的农业机械装备、计算机信息采集和处理等技术的支撑。因此,在我国的农业机械装备上应用人工智能技术和信息技术也将是农业现代化发展的必然趋势。
        3.5农业传感器
        想要实现农业机械的智能化控制,就要实时监测农业装备的工作情况,采集农业工作过程中的相关数据,及时地发现问题并做出判断和处理,而且能够精准地对农作物的生物学性状做出评价,所以传感器技术就显得非常重要。目前,随着科技的不断发展,物联网、云计算的应用推广,也带动着农业传感器的技术水平的不断提升,农业传感器在农业生产中得到一定范围的普及,如采用谷物湿度传感器对谷物的湿度进行实时检测,采用温度传感器精确地测量粮食烘干和储存过程中的实时温度,等等。在土壤养分与微量元素、土壤重金属与有机污染物等大面积、低成本速测传感器研制方面也相继进行了开展。出现了检测温室大棚温度、湿度和CO2的光纤传感器,用于检测牛奶中病原体是否存在的MEMS微电子传感器等新型传感器技术。但是与发达国家相比我国农用传感器种类还比较少,在覆盖面、适用性等方面还有很大的提升空间。
        4结束语
        总之借助于农业大数据,不但可以协助实现农业经济管理创新改革,还可以促使农业经济管理体系科学化,满足整体发展的客观要求。农业相关企业凭借数据处理与收集技术,能够进一步满足准确性、快速性以及全面性的数据覆盖要求,这对更好地发挥经济管理的作用也具有推动效果。结合现阶段农业经济管理中农业大数据的应用现状,农业生产企业、加工企业、销售企业以及服务型企业都需要明确自己的管理任务,提升企业内部经济管理水平,为我国农业经济一体化、现代化做出积极的贡献。
        参考文献
        [1]替代效益提高是农机智能化发展的引擎[J].赵弢.农业机械.2020(07)
        [2]国内外农业机械智能化的发展现状与前景[J].谢舒,李秀梅,黎子明.江西农业.2020(02)
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