電氣工程自動化技術在農業生產應用實踐分析

姚蔚

（江蘇省工程勘測研究院有限責任公司，江蘇揚州 225000）

目前，雖然我國農業水平已經穩定，但許多農業企業和農民的農業產品產量仍然很低。影響農業生產的一個主要原因就是先進技術應用水平低。因此，目前我國某些地方的農業生產受到傳統觀念和方法的制約。為了提高農業的生產效率、提高農產品的產品質量，有必要對自動化技術的應用、電力農業等現代農業的發展過程進行分析。自動化技術其實在農業生產中也已經滲透很長一段時間了，但總的來說，只是在一些小的技術管理領域應用了自動化技術，但是在更廣泛的領域，我們仍然使用傳統的農業管理方法一個完整的系統。所以，考慮未來農業自動化技術水平和應用是非常重要的。

1 自動化技術在農業領域的現狀

自動化農業是近幾年智能技術的發展而被提出的一個新概念。目前，自動化技術已經在農業中有了不少的應用，并且有了初步應用規模。例如某些大型農業地區已經建立了自動化農業系統，現在主要的功能是對農業產品進行監控和采集相關信息，根據這些信息進行遠程控制，對比傳統的農業管理模式和技術、物聯網智能農業擁有更高的自主性，解放勞動力，會帶來更高品質的產品，是一件非常有用的技術。自動化農業一般是將一些傳感器事先安裝在農業產品的周圍，根據這些節點來進行隨時的監視農產的生長情況，并將這些信息反饋到信息或者軟件中心，進行自動化、智能化的計算。傳統農業就只會親自到現場進行查看，所以自動化智能農業會減小很多麻煩，給予更多的便利。此外，自動化農業技術還能遠程操控一些生產設備，這可以真正的將農業做到智能化、自動化的先進生產模式，為發展提供更多的便利。

中國的自動化產業在不到20 年的時間里實現了快速增長，但如今仍然和歐洲國家和發達國家存在差異。在美國工業部門，自動化已經變得越來越多樣化，在農業領域，自動化也越來越智能化；中國的農業生產許多過程仍然使用傳統的勞動實踐，這些做法是基于經驗，有著一定的質量控制，但對于我國眾多的人口而言，還是杯水車薪，因此農業問題一直是我國面臨的困難問題。所幸，隨著社會科技的發展，各種新型技術在農業中的創新運用使農業在生產、運輸、監管等方面也取得不小進步。其中包括互聯網的普及，即“電子商務企業離岸外包”，為產品出口提供了良好的平臺，這也算是自動化技術中非常重要的一環。目前，我國還是將提高農產品市場的產量和質量作為當前仍需解決的主要問題。因此，農業生產自動化是我國農業生產的必然趨勢。

2 自動化技術在現代農業中的優勢

2.1 提高現代農業生產效率

我國傳統的農業生產主要還是依靠人工的勞動力，農民們需要依靠自己的雙手，需要大量的勞動量才能得到較少的農業產品，勞動效率低下，且大多數工作都是重復性工作，屬于純體力性勞動。自動化技術的引進可以代替農民的體力性勞動，使農民們可以解放雙手、解放農村勞動力、解放農業生產。目前許多農業生產大國都使用自動化機械設備代替了人工種植，農業產品的數量及質量得到了大大的提高，為解決世界溫飽產生巨大的作用。我國作為農業大國，也朝著這個方向努力前進，發布了一系列為民為農的相關政策，其中就有大力發展自動化農業的政策提倡。相信在未來，自動化將會完全取代手工種植農業，大大提高現代農業的生產效率。

2.2 提高了現代農業生產效率

我國傳統農業的生產方式主要是依靠勞動力，傳統方式下農民的勞動量非常大，而且人力作用下會使生產的效率降低。隨著社會進步和國家對農業發展的政策扶持，農業機械自動化在現代農業中得到了廣泛運用，利用機械和現代科學技術，解放農村勞動力，現代農業的生產、收割效率都有了很大提高。機械一體化和機械自動化逐漸取代了傳統的農業耕作方式，隨著農業信息數據庫的建立和完善，通過信貸信息技術實現對農作物的數字化和智能化管理，極大地提高了農業生產的效率，因此，將自動化技術應用在農業生產中是農業發展未來的方向。

2.3 提高了農業機械維修效率

自動化技術的發展還能使得農業機械的維修效率有所提高。農業機械的使用和維修都是建立在自動化基礎技術、計算機基礎技術以及機械基礎技術上進行的。自動化技術的應用能使農業機械變得更加簡單和高效，當農業機械出現問題時，使用自動化技術維修農業機械便會更加簡單，提高了農業機械的維修效率。此外，現代農業機械化技術已經可以實現農業機械的自動化、數字化和智能化。例如在農機監測或維護的第一階段，已經建立了相當數量的信息，使用農機機械出現問題時也能及時發現并及時維修。

3 自動化技術在現代農業生產過程中的具體應用

3.1 視覺系統及溫控系統在溫室大棚中的應用

近年來，視覺識別系統技術得到發展。圖像采集卡和計算機計算能力越來越強大，可以支持更先進的算法。標準庫的函數調用也提供了越來越靈活的編程，為溫室果實的收獲提供了良好的技術支持。和邊緣檢測兩級自動監測系統，用于作物監測和計算。防盜報警系統提供了強大的防盜安全保證時間。通過MUC單元控制的溫室空氣溫度控制系統，可以滿足溫室空氣的溫度控制和濕度控制要求。作為車站的數據交換系統，主站與車站之間可以通過協議進行數據交換。汽車視覺系統中的攝像頭以高頻率拍攝植物的胸部、樹葉和果實，以及色彩的平坦度。圖像采集卡將圖像傳輸到單片機中的點陣數據，由單片機執行。該方案的果實部分可以自動識別成熟度，并根據果實大小和大小差異自動分類編碼。MUC 單元還可以根據顏色監控胸部和刀片圖像。溫控系統的采集部分由溫度傳感器執行，恒溫值由溫度傳感器設定，執行器由空調執行。溫室溫度不在數值范圍內。在預定的溫度范圍內，傳感器將溫度信號實時傳輸給UC，使溫室空調的運行控制溫室溫度，保證溫度在預定的溫度范圍內，從生長監測到果實分級，控制溫室溫度。內部溫度的自動化不僅可以降低人工成本，而且可以保證農業生產和質量。

3.2 自動化在節水灌溉中的應用

電氣自動化技術在農業灌溉中的應用，可以通過外包和經驗，有效地改善傳統農業灌溉的管理，從而優化農業灌溉資源的利用。在水利實踐中，在電力自動化技術和相關平臺、儀器系統的支持下，相關人員可以對作物狀況和土壤質量進行動態分析和自動控制，實現科學有效的灌溉。

4 自動化技術在農業應用中的發展前景

4.1 向精準農業發展

作為我國現代農業發展進程的一部分，必須把粗放型發展模式轉變為精準農業，把現代農業技術、理論和方法有效地融入農業生產和農業模式之中。科學使用自動化農業機械，提高農業生產效率和質量，優化和提高種植業各階段的農業生產。為了科學利用各種資源，逐步提高農業生產效率，自動化技術在農業中向精確農業發展是一個具有巨大潛力的方向。

4.2 向應用型自動化控制技術發展

目前，自動化技術在我國已經有了應用先例，國家也正在大力推行自動化技術的農業運用。但我國地形復雜，許多設備在我國各地區的應用能力、應用效率也很難保證和統一，因此，在無形中給我國的自動化技術的推廣增加了難度。這就需要各地的農機技術人員進行技術調配，改進技術進行技術創新，才能更好地實現自動化技術的推廣。自動化技術不能只存在于學校、理論之上，還要應用于實際才能發展，因此從理論到應用的轉型是自動化控制技術的目標。

4.3 向農產品自動化的檢測及保值發展

自動化技術的發展離不開計算機技術的支持，隨著計算機技術、視覺技術的發展，目前已有將計算機圖像處理技術與農用設備結合的先例。工業自動化的發展帶動了自動化技術和其他技術的結合，為滿足農業的生產需求，現代農業的檢測、生產、監控、運輸、售賣等都需要信息技術以及計算機技術的支持，自動化技術便是依賴信息技術、視覺技術、計算機技術而產生的。以現代農業的生產為例，生產的農業產品需要電子識別技術對其產品進行自動篩選和分類，對產品進行檢測。

4.4 實現計算機視覺技術在農業生產中的應用

目前，許多西方國家將計算機可視化技術應用于農業生產、生活、生產技術信息處理等領域。為了有效提高農產品質量和管理文化水平，例如英國利用這一技術構建了一個蘑菇采集專業機器人，主要利用計算機輔助視覺技術和視覺處理功能。這可以使得農用機器人能夠精確定菌類的位置，并開始收集。將自動化技術和計算機視覺技術相結合在農業領域將會開拓一個全新領域。

5 結束語

目前我國的自動化農業還處于發展階段，需要更多地技術人員進行相關的探索。但是隨著信息技術和電子技術的不斷拓展，相關人員對于新領域的不斷探索，會有更多地自動化技術人員注意到農業生產這一發展潛力巨大的領域。自動化農業生產是我國農業發展的趨勢所在，農業是我國最為重要的行業之一，解放勞動力，實現農業從手工種植到現代自動化生產是我們所追尋的目標。