自動化技術在現代農業生產中的應用

趙小霞

自動化技術在現代農業生產中的應用

趙小霞

（濟源職業技術學院河南濟源459000）

農業生產中自動化技術的應用解放了勞動力，降低了勞動成本，提高了農業產量與質量，極大地促進了我國現代農業的發展。文章對現代農業生產應用自動化技術的作用進行闡述，分析了現代農業中自動化技術的應用實踐，對現代農業中自動化技術應用的前景進行展望，為自動化技術在現代農業中的應用提供參考。

現代農業；自動化技術；應用

我國幅員遼闊，相對而言有著較大的耕地面積。農業歷來在我國社會發展中占有舉足輕重的地位。我國傳統的農業主要是以人工勞動為主，農業的發展受到人工經驗與技術水平的直接影響。相對于國外發達國家而言，我國的農業發展水平有待提高。隨著科學技術的不斷發展，我國不斷提高農業自動化水平，農業自動化日益受到關注，自動化技術、現代傳感技術、計算機技術和農業生產相結合，推動了我國農業現代化的發展。

1 自動化技術對現代化農業發展的作用

自動化技術就是在少人或者是無人的情況下使機器設備或者是生產過程能夠達到預期目標的技術。自動化技術的特征表現為多樣化的功能、標準化的結構、智能化的控制、機電一體化等?，F階段我國傳統農業逐漸轉型為現代化農業。在農業生產中自動化技術的應用日益增多。自動化技術對于現代農業具有非常重要的作用。相對于傳統的農業，現代化農業呈現出規模經營大、生產率比較高、商業化程度高等特點，自動化技術應用于現代農業生產中，能夠使現代農業發展的需求得到滿足，減少了對于勞動力的需求，提高了對于資源的利用效率，實現了標準化的生產，推動了我國農業的穩定發展。

2 現代農業中自動化技術的應用實踐

（1）自動化控制技術在現代農業中的應用。不斷發展的自動化技術推動了檢測技術與控制技術的發展。自動化監控技術在現代化農業中的應用也日益廣泛。比如，自動化監控技術被應用于現代溫室大棚生產中。溫室大棚技術能夠為經濟作物的生長提供良好的環境，從而提高經濟作物的經濟收益。溫室栽培是現代農業中重要的有機構成內容。自動化傳感技術應用到現代農業大棚中，能夠對大棚的環境、溫度進行實時的監測，把采集到的信息及時反饋到處理器中，由此可以對處于不同生長時期的經濟作物的需求進行明確，實現了自動控制溫室的溫度與濕度，同時通過自動化技術能夠在白天根據作物需求自動增加CO2濃度與光照強度，室內溫度在夜間自動降低，由此將適合作物生長的環境提供給經濟作物，從而提高經濟作物的產量。

（2）遠程自動化監測技術在現代農業中的應用。隨著現代農業的不斷發展，減少了對于人力的使用，遠程自動化監測技術在現代農業生產現場中發揮著重要的作用。遠程監測能夠監測參數數據與圖像數據。監測圖像數據主要是診斷與防治農作物的病蟲害方面，通過圖像處理技術分析農作物葉片的顏色，從而對于農作物的病情進行確定，由此為控制方式的選擇提供依據。有關數據傳遞到信息數據平臺后，農業技術人員通過對于數據庫中數據的對比，進行診斷分析，提出相應的建議，同時可以通過智能化的系統采取噴藥、補充肥料等自動化的操作。這樣即使農業的生產者并不掌握有關的農業知識，同樣能夠有效地控制病蟲害。

（3）自動化伺服系統在現代農業中的應用?，F代化農業機械設備的應用使農作物的產量得到極大提高。機械設備精度的提高保障了農產品的產量與質量。對于傳統的農業設備而言，通過人工進行操作，每一臺設備都需要一名甚至是多名操作人員，傳統農業設備盡管使勞動生產率提高，但并沒有徹底解放勞動力。PLC（可編程邏輯控制器）與伺服系統的應用有效解決了上述問題。通過PLC與伺服電機對農耕機械執行機構進行構建，其中一個PLC作為主站，若干個PLC進行定位控制?；谧詣涌刂葡到y的建立實現了對多臺農耕機運行的控制。伺服系統能夠滿足精度要求，確保了現代農業生產中對于定位的要求，如將伺服系統應用到收割機械、播種機械等設備中，農作物的收割與播種能夠保證毫米以內的誤差精度。與此同時，PLC抵抗干擾的能力非常強，即使在條件比較惡劣的情況下，都具有較強的穩定性與可靠性，由此使系統的工作效率得到保障。自動化伺服系統下僅要求很少的操作人員就可以實現對于整個農田耕作的控制。該系統一方面保障了農作物產量與質量的提高，另一方面使人工成本降低。

（4）視覺系統在現代農業中的應用?？茖W技術的不斷創新推動了視覺識別系統技術的發展，圖像采集技術、上位機功能等日益強大。視覺識別系統對多種高級算法都能夠支持。標準化函數庫越來越完善，這為農作物的采摘、檢測農作物的外形等提供了技術支撐。與此同時，自動化防盜系統的應用為農作物的安全提供了保障。比如，在溫室大棚中可以通過一臺PC機當作系統主站計算機。通過MUC對視覺系統、防盜系統等進行控制，這些是整個系統的從站部分。系統的總站和系統的數據交換是借助于總線協議通訊實現的。視覺系統的鏡頭利用高頻的速度進行拍照，從而能夠對作物的軀干、果實、葉子、顏色等進行記錄，圖片采集卡把圖片向點陣數據進行轉換后向MCU進行輸送，基于程序進行計算。通過程序計算結果對作物果實的成熟度進行自動識別，利用果實外形、顏色等自的分類果實品級并打碼，最終數據被傳輸到主站的計算機數據庫進行存儲。并根據農作物葉子、軀干等圖像的色澤、平整度等監控農作物的健康程度。使用自動化系統一方面使人工成本降低，另一方面由于比基于人工經驗的傳統方法更加科學，所以能夠有效提高農作物的質量與產量。

（5）現代農業生產中自動化節水灌溉技術的應用?，F代農業生產中的自動化灌溉節水技術的基礎是計算機控制技術、傳感器技術，同時和傳統的農耕經驗相結合，利用計算機程序對農作物需要的土壤濕度、空氣濕度等進行計算，從而對最優并且最經濟的灌溉方式進行選擇?，F代農業自動化節水灌溉系統中的數據采集是由濕度傳感器實現的?；谕恋氐膶嶋H環境、氣候情況，對地方數據庫進行構建。如果農田的濕度不能滿足農作物的生產需求時，傳感器把采集的數據向計算機進行及時的傳遞，通過數據庫對執行機構進行驅動。如果濕度滿足設定的指標要求，則灌溉停止。相對于傳統的農業灌溉模式而言，自動化節水灌溉一方面使水的利用效率提高，水資源浪費的問題得到避免，另一方面能夠使農作物生長對水的需求得到滿足。由此推動了精準農業的發展。實際上，精準農業指的是以信息技術為前提，通過傳感器、自動化技術等，對于土地以及農作物的數據進行詳細了解，并與精確的時空統計分析相結合，對于農業生產進行科學的管理。比如，在精準農業下，能夠對農作物生產中需要的水量進行計算，從而達到科學灌溉。

3 現代農業中自動化技術應用的前景

（1）現代農業生產中自動化技術的應用范圍不斷擴大。現階段自動化技術在我國農業生產的水平日益提高，然而在產業的深度和地域的廣度上仍存在不足，限制了應用的范圍。相對來說，經濟發達地區的農業自動化程度要高于經濟不發達地區。隨著自動化技術的不斷應用，國家在農業自動化技術的應用方面應加大政策和資金等的扶持力度，從而推動自動化技術的應用，使自動化技術在現代農業中的應用廣度與深度擴大。比如，對于采摘蓮藕等領域來說，技術較為復雜，作物的產地比較分散，因此，自動化技術的應用較少，通過技術創新，因地制宜，將自動化技術應用到蓮藕采摘上，從而提高采摘效率。

（2）自動化技術對于氣候變化的監控水平提高。農業的種植業、林業、畜牧業等生產活動受到氣候變化比較大的影響。通過自動化技術對氣候無人值守的觀測點或者是監測點進行建立，對區域氣候數據進行采集，利用遠程傳輸方式使農業部門與氣象部門之間的信息交互與共享得到實現。比如，通過農業生產過程中積累氣象數據，對氣候變化進行分析，從而提前對極端天氣進行預警。另外因為氣候變化會導致森林火災、大面積的蟲害等，通過自動化技術加強對氣候變化的監控，從而有助于應對各種極端情況。

（3）現代農業智能化技術應用?，F代農業發展的重要方向之一就是農業機器人。自動化技術等的不斷發展，促進了智能機器人的發展，在現代農業中應用智能機器人，使很多人力工作被取代，使農業生產中的安全行問題、可靠性問題得到解決，并且提高了勞動效率。此外，人類在較小空間范圍內不能觸及的工作可以通過智能機器人進行代替。隨著科學技術的不斷進步，現代農業智能化水平將會日益提高。

4 小結

科學技術的不斷發展促進了自動化技術的創新。我國農業生產中自動化技術的應用日益廣泛。自動化技術的應用提高了農業的產量與質量，也使得精準農業日益受到重視。與此同時，伴隨著智能技術的不斷發展，農業自動化控制向著智能化的方向發展。通過自動化技術與智能化技術的應用，為我國現代農業發展提供保障。

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10.3969/j.issn.2095-1205.2020.04.37