機械自動化在智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)中的升級應(yīng)用

關(guān)靖偉

遼寧郵電規(guī)劃設(shè)計院有限公司 遼寧沈陽 110179

所謂的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，就是把計算機、自動化、通信數(shù)據(jù)三大領(lǐng)域的技術(shù)融合起來，在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)完全的自動化操作來滿足農(nóng)業(yè)需求。“互聯(lián)網(wǎng)+自動化農(nóng)業(yè)”技術(shù)是農(nóng)業(yè)互聯(lián)的基礎(chǔ)，也是未來智慧農(nóng)業(yè)、智慧灌溉、智慧社區(qū)、智慧農(nóng)業(yè)畜牧等領(lǐng)域取得重大突破的基礎(chǔ)。

1 物聯(lián)網(wǎng)自動化的現(xiàn)狀及特點

物聯(lián)網(wǎng)是一個穩(wěn)步向前發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，從技術(shù)成長曲線來看，近幾年的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)隨著自動化和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的逐步成熟，再加上大數(shù)據(jù)和AI技術(shù)的大幅度發(fā)展，使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)真正能夠?qū)r(nóng)業(yè)領(lǐng)域成本的降低和勞動力的進一步解放帶來效益，物聯(lián)網(wǎng)將推進農(nóng)業(yè)自動化管理的建設(shè)，推動農(nóng)業(yè)信息化管理的建設(shè)。近幾年農(nóng)業(yè)機械在工作過程中，機械固有的局限性逐漸顯露出來，農(nóng)業(yè)機械自動化并未徹底的改變以經(jīng)驗為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)管理方式，機械的作業(yè)質(zhì)量和范圍受到限制，所以基于機械自動化為基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)模式升級優(yōu)化已經(jīng)成為了時代的發(fā)展方向，以“互聯(lián)網(wǎng)+自動化農(nóng)業(yè)”技術(shù)為中心，推動各種智能化、自動化、遠程控制、信息處理為技術(shù)核心進行生產(chǎn)，物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生加快了科技間的相互融合和效率的進一步提升。

2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基本原理

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的工作原理是通過車載終端安裝在機械上，主要設(shè)備由監(jiān)測主機、攝像頭和傳感器等設(shè)備組成，其中監(jiān)測主機實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和上傳，攝像頭來完成作業(yè)現(xiàn)場圖像的采集，傳感器的作用是實現(xiàn)農(nóng)機姿態(tài)變化數(shù)據(jù)采集和傳遞，最終將采集到的數(shù)據(jù)進行比對分析來掌握農(nóng)機分布、作業(yè)監(jiān)控、質(zhì)量分析、調(diào)度監(jiān)管等功能。物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢基于機械原理和傳感技術(shù)的結(jié)合，支持了復(fù)雜地貌下的作業(yè)姿態(tài)，通過精確的定位和大量數(shù)據(jù)的采集，實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)種植的全過程管理。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通過整合農(nóng)業(yè)種植過程中的土壤、水體、農(nóng)機工作等信息的收集和處理，使得信息能夠在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營全流程中更好的發(fā)揮的價值。通過采用標準化的種植管理，對種植全過程進行記錄和跟蹤，采集分析土壤、水體、氣象、長勢、病蟲害等大量監(jiān)測信息，形成生長模型，指導(dǎo)生產(chǎn)活動，不斷優(yōu)化農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)模型種植措施，從而達到增產(chǎn)增效的目標。結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，打造從農(nóng)業(yè)種植到加工、銷售的全過程溯源體系，利用一物一碼技術(shù)為每一份農(nóng)產(chǎn)品制作獨一無二的溯源檔案，從營養(yǎng)和安全角度構(gòu)建溯源信息，提升農(nóng)產(chǎn)品的品牌價值和經(jīng)濟效益。

隨著移動終端設(shè)備的大量普及，政府的管理部門、農(nóng)業(yè)專家、園區(qū)管理人員等通過移動終端設(shè)備的操作來實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)實時監(jiān)測展示和生產(chǎn)設(shè)備運行控制。也可以通過設(shè)備進行標準化生產(chǎn)管理流程的創(chuàng)建、分配與跟蹤。并且移動終端設(shè)備的應(yīng)用實現(xiàn)了與移動電商融合，并能實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品溯源信息的掃碼查看功能。

農(nóng)機物聯(lián)網(wǎng)作業(yè)監(jiān)測采用GPS/北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)技術(shù)、集成了移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)和數(shù)據(jù)分析與處理等幾項前沿技術(shù)；實現(xiàn)了對機械農(nóng)機位置信息、機械狀態(tài)、現(xiàn)場農(nóng)機作業(yè)圖像信息的實時反饋和采集，采用移動通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和監(jiān)控；農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)控功能系統(tǒng)實現(xiàn)了對每臺農(nóng)機作業(yè)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析，包括單次作業(yè)的作業(yè)編號、作業(yè)面積、作業(yè)深度分段統(tǒng)計、作業(yè)里程、平均深度等信息，并提供地圖頁面顯示作業(yè)軌跡詳情，同時在地圖上提供距離測量、面積測量、軌跡回放等實用工具，用戶可以在地圖上完成距離和面積的估算。

3 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用案例

農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)是新一代農(nóng)機在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的產(chǎn)物，農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)是集衛(wèi)星接收、高精度定位、控制于一體的綜合性系統(tǒng)，主要構(gòu)件由衛(wèi)星天線、北斗高精度接收機、車載顯示器、電機控制系統(tǒng)等部分組成。農(nóng)機自動駕駛利用高精度的衛(wèi)星定位導(dǎo)航，定位精度誤差在10cm之內(nèi)，并通過電機控制方向盤，讓農(nóng)機可以按照設(shè)定的路線自動行駛，同事在車載顯示器上顯示相關(guān)圖形化信息。農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用于各種農(nóng)業(yè)耕作，如播種、噴藥、翻地、靶地、旋耕、收獲等機械自動化作業(yè)，并且通圖像反饋系統(tǒng)，對現(xiàn)場采集的圖像進行識別和分析，避免了機械工作中重耕、漏耕的現(xiàn)象。

4 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與精準農(nóng)業(yè)的發(fā)展

與傳統(tǒng)機械自動化農(nóng)業(yè)方式相比，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建立了農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集和處理，形成了農(nóng)業(yè)自動化、數(shù)據(jù)共享、渠道共建的農(nóng)業(yè)新型體系，實現(xiàn)了全過程數(shù)據(jù)收集和全自動工作。通過對農(nóng)機作業(yè)過程中的數(shù)據(jù)梳理來開創(chuàng)智慧農(nóng)業(yè)的相關(guān)業(yè)務(wù)，分析關(guān)鍵性因素，針對信息來源、信息分類等維度建立起一套科學(xué)規(guī)范的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)標準體系。物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化、農(nóng)業(yè)管理高效化、農(nóng)業(yè)服務(wù)便捷化，完善現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息服務(wù)體系，為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)提供重大的技術(shù)支撐。