計算機自動控制系統在農業生產中的應用

毛恒　高亞梅

摘 要 隨著我國現代技術的不斷發展和進步，計算機自動控制系統在各行各業都得到了十分廣泛的應用。我國自古就是一個農業大國，但傳統靠天吃飯的耕種模式顯然已無法繼續適應時代的潮流，因此必須改變傳統的耕種模式，而計算機自動化控制系統剛好能夠滿足這方面的需求。基于此，論述其在收獲機械、溫室大棚、節水灌溉以及無土栽培四個方面的應用，希望對其在我國農業生產中的使用起到一定的幫助作用。

關鍵詞 計算機；農業生產；自動控制系統

中圖分類號：TP273 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.27.060

進入21世紀以來，科學技術得到了長足的發展，我國各個行業在技術有效推動的基礎上呈現出不斷進步的發展態勢。制造業、農業、航空航天等多個領域都對自動控制技術有了十分廣泛的應用，對于提高勞動生產效率、創造更多的經濟價值起到了十分大的幫助作用[1]。我國傳統農業經歷了十分悠久的發展歷史，但從目前的實際情況來看，仍延續著傳統的人工生產的方式。雖然在最近幾年由于技術以及觀念的轉變，自動化控制技術在農業方面得到了十分廣泛的應用，但傳統種植觀念在大多數農民群眾的思想中仍根深蒂固。同時從最近幾年的人口普查情況來看，我國總人口呈現出不斷增長的態勢，所以對農業產品的需求仍然較大，因此如果繼續沿用傳統耕種方式的話，農產品的需求量和產出量之間也就無法達到一定的供需平衡。如果能將自動化控制技術應用到農業生產當中的話，不但能節約大量的人力物力，在提供生產產量的同時還能提高生產效率，這對于我國農業今后的發展是也是十分有利的。

1 自動化控制的優勢

1.1 減少人力物力投入降低成本

自動化控制能夠有效減少人力以及物力的投入，對于降低成本起到十分大的幫助。我國最新統計結果顯示，在2014年我國農業人口的總數量已達到了6.74億人，占到了總人口的50%以上。通過以上的數據能清楚地看到，我國農業人口在如今仍占有十分大的比例，但隨著我國城市現代化建設程度的不斷加深，城市對農村人口的需求量也在不斷增大[2]。因此如果能將農村勞動力從傳統的耕種模式中解脫出來，對于城市建設也將會起到較大的幫助作用。

1.2 有效提高農產品產量

最近幾年，我國對農產品的需求呈現出逐年增加的趨勢，因此有效提高農產品的產量成為急需解決的一個重要問題。農產品的產量受到很多因素的影響，其中最為主要的就是種植方式以及所種植土地的實際情況，但在傳統耕種模式中，這兩個因素都是很難被改變的。而在自動化控制技術應用的過程中，可以動態地跟蹤土壤中營養物質的含量，當土壤中的營養物質無法滿足農作物正常的需求，就可以針對性地補充營養物質，這對于農產品產量的提高有著十分大的幫助。

1.3 便于良好管理

我國傳統的耕種方式過于分散，無法形成一定的規模，使得農民的收入產生了減少。而自動化生產擁有著十分良好的系統性以及科學性，能夠幫助農民對整個農業生產進行集中化的管理，也方便相關人員根據農作物的實際生產情況進行資源配置[3]。

1.4 提高產品的質量

用一句話概括我國傳統農業生產活動，最為貼切的就是“靠天吃飯”，這是我國農業生產最為鮮明的一個特點。雖然我國地大物博、氣候良好，有助于農產品的生長。但最近幾年隨著環境污染情況的不斷惡化，經常會出現一些極端天氣，這對于農作物的生長產生了十分大的影響。如果能夠應用自動化生產模式的話，通過前期的數據收集就能大致地了解某一地區農作物的實際生長情況，之后在后期自動化灌溉的過程中也就能夠對這些數據進行有效的分析，最終確定適當的灌溉量，這對于提高農作物的質量也能夠起到十分積極的意義。

2 自動化控制在農業生產中的應用

2.1 在收獲機械中的應用

傳統的收獲機械在使用的過程中，一般是借助于機械力的作用對農產品進行收割、脫粒、打包等。最近幾年隨著科學技術的不斷進步，這些傳統的機械也逐漸朝著自動化控制的方向發展，目前絕大多數的收獲機械都能夠實現收割、脫粒、打包多個不同的步驟一次性完成[4]。同時自動控制的相關終端還能夠實現對農作物進行效率更高的管理。

例如，目前在一些地區推廣使用的黃瓜收獲機就充分使用到了自動化控制。在其工作的過程中，通過實現輸入到計算機內部的黃瓜圖像對機器人面前的各種物品進行分辨，如果通過圖像確認目標之后，相關設備的機械手就接到指令采摘黃瓜。這種設備最大的特點就是每20 m2的農作物種植區只需要1名操作人員就能夠實現整個操作過程，而通過統計能夠發現，采摘整個區域所消耗的時間僅在1 h左右，在降低勞動強度的同時還提高了勞動效率，有效地提高了農戶的整體效益。

2.2 在溫室大棚中的應用

首先從溫室大棚中的構造上來看，主要由供水系統、溫度控制系統以及照明系統等組成，這些設備正常使用的基礎就是自動化控制。所使用到的自動化控制系統能夠對溫室大棚內的實際情況進行有效的數據采集，之后通過計算機中心的統計分析，最終將處理的結果反饋到所有的自動化儀器中進行有效的操作，最終完成對整個溫室大棚的控制工作。在具體應用的過程中，能夠有效地動態調節溫室內溫度、空氣濕度以及光照情況，同時還能監控室內二氧化碳的含量，從而確保農作物能夠在一個良好的環境下正常生長，最終能夠獲得良好的預期收益。同時自動化系統還能將所收集到的數據不斷的積累保存下去，以便于之后使用，為相關的研究單位提供了最為準確的資料數據。

另外，機器視覺技術目前也同樣走進了溫室大棚中[5]。其在使用的過程中通過分析不同種類農作物的色彩、紋理以及明暗，并通過相關的數據處理就能夠充分了解植物的生長情況，而最終得到的分析結果也可以作為溫度控制以及濕度控制的先決條件，這樣也可以對農產品的生長起到監控作用。endprint