智能控制儀表系統在農業電氣自動化中的應用研究

張抗

摘要：智能控制儀表系統在農業中的應用能有效提升這一行業整體的自動化水平及智能化水平，為了保障此類系統能發揮出預期作用，本文將首先針對智能控制儀表系統的概念及主要功能進行介紹，進而在此基礎之上分析這一系統在農業電氣自動化中的應用策略，以期能為相關單位提供理論上的參考。

關鍵詞：智能控制儀表系統；農業；電氣自動化；應用

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）08-0163-02

隨著計算機技術、網絡技術等的不斷發展，各行各業所具備的自動化水平及智能化水平都在不斷提升，而對于本文所討論的問題來說，農業電氣自動化的實現是進一步保障我國農業發展速度的關鍵，通過各類自動化儀器及設備的應用，農業生產過程對于人力的需求將能得到有效壓縮，從而提升整體生產效益。在這一過程中，對土壤、氣候等的實時監測以及對監測數據的利用情況直接決定著農業電氣自動化系統應用的有效性。在這樣的背景之下，智能控制儀表系統已經在我國農業領域中得到了初步的應用，而為了保障這一系統能最大化地發揮出預期作用并提升其普及程度，對智能化控制儀表系統所具備的功能和應用策略進行研究是非常有必要的。本文將在后續內容中展開詳細論述。

1 智能化控制儀表系統及其功能

1.1 定義

從系統構成上來說，智能化控制儀表系統的核心組成部分是微型計算機和各類檢測技術，在微型計算機的控制之下，各個儀表將自動完成對應數據的檢測和收集工作，進而在此基礎之上輔助相關人員完成對溫度、濕度、土壤成分等的分析。與傳統儀表相比較，除了較高的自動化水平之外，這一系統內所使用到的各類儀表具備更高的穩定性和可靠性，在精度、電路復雜度等方面都要優于傳統儀表，同時，智能化儀表能具備自動監測、處理數據等功能，操作更為簡便，對人力的依賴度較低。

1.2 主要功能

1）自測功能。這里的自測主要是指智能控制儀表系統在運行過程中會自發地對運行狀態進行調整，并對系統內各項儀表進行校準，在此基礎上完成后續的測量及收據收集等工作。在這一功能的輔助之下，系統內存在的隱患或故障將能得到更及時的處理，同時，對于系統管理人員來說，智能控制儀表系統能在自測過程中直接確定故障范圍，整體維修保養效率也將得到有效提升。

2）自動操作。自動操作是智能化儀表智能水平的主要體現，在實際應用過程中，這些儀表將在接到指令后自動完成相關測量工作，不再需要工作人員手動進行操作。對于這一系統在農業領域內的應用來說，農業行業整體的自動化水平自然能得到有效提升，進而推進我國農業的發展。

3）數據處理。農業種植將受到氣候、地域等多項因素的影響，因此，對于農業領域的發展來說，對數據的監測、收集和處理是非常重要的，結合本文所討論的問題，智能控制儀表應能高效地完成上述工作。通過對系統內軟件邏輯的調整，智能控制儀表系統將依照指令完成對不同環境數據的收集、測量及處理工作，相關人員只需要對這一系統所反饋的數據做進一步的分析即可，農業電氣自動化系統整體的運轉效率都將因此而得到大幅度提升。

4）人機交互功能。這一功能是衡量智能系統有效性的主要因素之一，結合智能控制儀表系統現階段在我國農業領域中的應用來說，在人機界面的輔助之下，相關工作人員可以通過語音操控、點擊觸屏界面等形式來向這一系統發出指令，這部分人員并不需要了解系統內部的結構和運作方式，其利用率自然能得到更好的保障。

2 智能化控制儀表系統在農業電氣自動化中的應用

2.1 應用現狀

結合現狀來看，TFW-Ⅷ型智能環境檢測儀表是我國農業領域中最為常用的智能控制儀表系統之一，這一儀表內包含GPS定位設備，能通過對土壤的分析確定土壤中的化學成分、酸堿值等信息，進而輔助相關人員對土壤狀況做出判斷。除此之外，這一儀表同時具備儲存、打印等功能，在實際應用過程中，系統將自發地對測量到的各類數據以及系統運行數據等進行記錄和存儲，為后續相關工作的展開提供便利。

2.2 應用策略

2.2.1 進一步優化智能控制儀表系統

結合上文中的內容，現階段我國農業領域中對智能控制儀表系統的應用仍屬于初級階段，部分設備及技術仍依賴引進，而為了保障這一系統能與我國農業發展需求相符，在現有基礎上對此類系統進行優化是非常有必要的。在這一過程中，我國農業部門及相關主管單位應從以下幾方面做起：

1）慎重選擇儀表設備。儀表設備自身應能在精度、穩定性等方面達到要求，同時，系統整體應具備良好的數據加工處理能力，以此來保障系統內各項數據都能得到有效的收集和處理。

2）重視低功耗設計。低功耗設計工作的展開是提升系統效率、保障經濟效益的主要途徑之一，而對于智能控制儀表系統來說，相關工作人員應遵循以下原則完成這一工作：首先，為了延長系統使用壽命，應對智能控制儀表系統與電壓之間的關系進行分析，盡量降低電壓波動時的系統損耗。其次，設計人員應針對系統對應的供電方法進行考量，可以采用分區分時的方式來節省電力消耗。當此類系統應用于大型農業系統時，整體的生產成本將能得到有效制約。最后，設計人員應結合系統應用需求對CMOS集成電路進行選擇，確保電路在功耗、抗干擾性能等方面能滿足設計要求，從安全性上保障智能控制儀表系統整體的高效應用。

2.2.2 對干擾智能控制儀表系統運轉的因素進行制約

上文中的內容表明，智能控制儀表系統在實際運轉過程中可能需要對氣溫、土壤水分、風力等多項因素進行測量及處理，而在這一過程中，根據具體應用場景的不同，可能會對系統運轉產生影響的因素也會出現一定差異。針對這樣的狀況，相關工作人員必須能保障這一系統具備較好的抗干擾能力，并在應用過程中對可能的影響因素進行制約。抗干擾方法主要包含以下幾點：

1）保障儀器設備自身的抗干擾能力。對于這一要求來說，在對儀器設備進行選擇時，相關工作人員就應考察其抗干擾能力，以此來確保系統整體能有效應對各項干擾因素的影響。除此之外，在儀器設備的安裝及結構設計過程中，相關工作人員應能結合現場狀況對各項儀器設備的安裝位置及結構排布等進行分析，盡量避免不可抗力因素對系統運作的影響。

2）對儀器儀表的故障及時進行處理。在系統受到外界干擾的背景之下，儀器儀表的準確性可能也會因此而受到影響，對于這樣的狀況來說，相關工作人員應能迅速結合系統數據對故障位置進行分析，確定維修辦法，避免檢測誤差對農業生產活動的影響。

2.2.3 結合農業領域發展豐富智能控制儀表系統功能

隨著我國農業領域的不斷發展以及這一行業內電氣自動化水平的不斷升高，智能控制儀表系統必須能在原有基礎上進一步豐富功能、提升檢測準確性及可靠性，以此來更好地滿足農業領域對這一系統的應用需求。結合現狀來看，相關工作人員可以結合以下兩方面內容展開研究：

1）定制功能。對于不同農作物來說，其生長過程中所需要的養分、水分等都是不同的，結合這一點來看，為了進一步提升智能控制儀表系統在我國農業領域中的普及程度，相關研究人員則可以從系統定制功能入手展開研究，支持操作人員主動對測量項目、精度、周期等進行選擇，進而更好的掌控農作物生長環境，保障農業生產效益。

2）與其他系統及設備之間的有效聯合。對于本文的研究內容來說，智能控制儀表系統是農業電氣自動化系統的組成部分之一，而除了對各項環境因素的測量之外，農業生產活動的展開仍需要大量器械、監控設備等的支持，結合這一點，智能控制儀表系統應能有效地與其他系統或設備連通起來，構成一個完整的農業電氣自動化系統，實現高度智能化、高度自動化的農業生產過程。

3 結語

綜上所述，在對智能控制儀表系統的概念和主要功能進行簡單介紹的基礎之上，本文首先對現階段此類系統在我國農業領域的應用情況做了簡要分析，進而從進一步優化系統設計、抑制可能的干擾因素、保障這一系統與其他系統及設備間的融合程度等幾方面對智能控制儀表系統對應的應用策略進行了深入分析。在后續發展過程中，我國農業部門及相關主管單位必須能將此類系統的研發和實際應用重視起來，并結合不同的應用需求及農業電氣自動化的發展等在現有基礎上完成系統優化、功能擴展等工作，在這一系統的輔助之下實現我國農業生產的高度自動化及高度智能化，保障我國農業領域整體的不斷發展。

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【通聯編輯：張薇】