信息化智能農業機械系統在農業現代化中的應用

南陽職業學院 謝琳 李東洋

引言

農業機械設備的智能化服務可以減少工作人員手動操作時間，大大提升工作效率，從而使相關的農業生產環節更加完善[1]。作為傳統農業大國，自動化、信息化控制技術已經在現代農業機械中得到了快速廣泛的應用，大幅度提升了農業生產效率和質量[2]?，F代化的智能農業機械設備指的是在設備當中安裝CPU 中央處理器，以及科技感十足的無線信息網絡系統和負責不同功能的傳感器，不僅可以對作業過程進行監控，還可以快速地繞開不利于工作的環境條件，把機械設備一直控制在最好的工作狀態之中，從而大大提升了工作的操作安全性和技術的可靠性[3-4]。由此可見，構建信息化智能農業機械系統可提升農業機械的適應性與使用性能，研究信息化智能農業機械系統對我國農業具有重要的現實意義。

1 信息化智能農業機械系統應用現狀

1.1 我國農業發展現狀

我國是人口眾多、地形復雜、人均資源不足、氣候環境差異顯著的傳統農業大國，由于各個區域的地理條件差異很大，作業環境顯著不同，導致市面上出現農業機械種類繁多，且智能化相對薄弱的現象。當前，我國農業機械現代化、智能化存在著嚴重不足，主要體現為勞動生產率低、土地產出率低、資源利用率低等方面，這直接導致農業產業出現生產成本高、收入增長慢等巨大問題。特別是在城鎮化、工業化、信息化的大力推進的當下，國內老齡化嚴重，勞動力、耕地等重要且傳統的生產要素正在向非農產業剝離，相關資源環境業務也嚴重短缺，這些現實性問題都要求農業必須向信息化、自動化與智能化的方向發展，大幅度、高效率地提升農業生產，這是當下農業快速發展的重要環節，是未來農業進步的基礎條件。

1.2 我國信息化智能農業機械系統應用現狀

目前國內智能化的作業機械主要有智能化播種機械、智能化施肥機械、智能化噴藥機械、智能化灌溉機械和智能化收獲機械等，主要用于作業狀態的監控、機械故障報警等方面，東北、新疆等地區的大型綜合市場已經設有智能化農業機械設備的站點。并且，我國某些企業也已經意識到智能化技術在農業機械應用中的重要性，農業部門和專家也及時總結出了一些智能化農業機械發展的經驗。在發展國內智能化農業機械系統的同時，我們不斷學習國外先進經驗，以更好地發展智能化農業機械。例如，學習英國有關精準控制肥料的動力測量和日本發明的四行半喂入聯合收割機。經過多年的探索研究，我們已逐漸掌握智能農業的相關重要技術，致力于促進我國智能化農業機械的快速高效發展。

1.3 國際信息化智能農業機械系統發展現狀

目前信息化智能農業機械系統的國際慣例是將物聯網技術與農業相結合，發展的特點為：利用物聯網技術，保障農業的集約、優質、高效、生態以及安全生產，確保農業和工業化信息化發展同步協調，相互促進?，F階段，大多數發達國家的農業生產條件已經完全實現了機械化、智能化的生產水平，很多發達國家已經將農業機械設備和農業園藝融合到一起，把信息化智能化全面落實到實際的農業農村生產中，效果良好。例如美國依靠全球衛星定位和相關計算機技術，打造農業智能化管理，因點、因苗精確施肥噴藥，高速度推動了農機智能的質變。

2 信息化智能農業機械系統應用存在的問題

2.1 思想難度

國內部分生產農業機械的企業，盲目追求自身利益，忽視了關注農村的實際需求，沒有樹立起農業機械生產一定要為農民服務、為農業服務的思想認識，粗制濫造現象普遍，導致在農村真正普及信息化智能農業機械進程難度巨大。

2.2 技術難度

相較于一些西方發達國家的農業機械智能化研究而言，我國農業機械信息化智能控制系統研發稍晚，現有系統技術科技含量不高，積累的技術經驗也有限，在用的智能化農業機械設備型號數量單一。

2.3 管理難度

國內農用機械行業主體薄弱且單一，進入信息化時代后，隨著農用機械行業向著混合型、跨行業方向發展，經常出現信息化智能農業機械系統推廣和應用步調不一致問題、各地區農業機械智能化技術水平嚴重脫節等問題，給農業機械系統的行業規范和協調發展帶來嚴重弊端。

3 信息化智能農業機械系統應用的具體情形

3.1 智能傳感器，精準作業

當前農業機械的信息化智能控制系統普遍安裝應用智能傳感器，以達到對車輛裝備以及作業情況進行實時監測的目的，具體表現為：動態化隨時性地進行農業機械作業信息數據的采集，及時分析預判農作物的生長情況和種植土壤養分等自然條件情況，從而有效規避高危風險產生，大大減少時間成本和生產成本。實驗和實踐結果顯示，通過智能傳感器的數據分析處理，制定出的詳細作業計劃和農業工作的可行性操作方案對農業發展的意義重大。隨著云計算、物聯網等高新技術的推廣應用，傳感器的智能程度也越來越高，其在農用車控制系統中的普及性應用，也已經成為發展國家農業機械設備的智能化和農業現代化所要走的必經之路。

3.2 人機交互系統，自動化剛需

當前使用以及研發的信息化智能農用機械的人機交互系統是計算機技術、微電子、農業機械技術高速發展的產物，它們具體是以微型芯片的形式存在，以確保農業機械在最佳條件下運行作業。另外，因為自動化設備的操作需求，電子監控設備需要高度精準地安裝在農業機械設備中某個位置，這樣才能有效收集信息數據，方便操作人員通過觀察顯示儀上的標準數據直接作業，并且可以隨著根據工作量的多少調整工作速度和節奏，順利高效地完成指定工作。同時，操作人員還能夠通過顯示儀上的信息數據及時掌握機械設備的工作情況，在第一時間進行故障排除的相關工作。

3.3 農業機器人，機械管理信息化

目前，全球面臨著勞動力短缺這一大問題，各國通過提升自動化和機器人技術水平，打造了一定規模化、工業化的農業機器人集成系統，已成為農業現代化工程的重點科研內容。當前，全球較為先進的農業機器人系統集成了諸如精密機械技術、通信技術、監測技術、傳感器技術等先進技術，具有半智能化的裝備能力、重復編程能力、信息感知能力以及靈活的四肢行動能力，將有望徹底改變人工操作農業機械的傳統模式，彰顯信息化智能控制系統在農業機械管理應用中的優勢。例如現階段，我國的東方紅X-804 型號拖拉機的研發設計已經裝備了DGPS 自動導航控制系統，已經將拖拉機無人駕駛的愿景變成了現實。

4 信息化智能農業機械系統應用展望

4.1 高度重視農業機械設計基礎數據的收集管理和應用

當今智能時代，由于在我們農業機械的企業研發，尤其是農用日常使用中沒有很好地收集和整理相關的數據信息，從而導致我國農業機械設計基礎數據嚴重缺乏，以至于企業和科研院校在研究農業機械設計基礎數據及互作機理這兩個方面時，沒有參照和參考，長此以往，我國農業機械智能化設計技術很難得到高效高速的提升。同時，因為信息化智能農業機械控制系統作為信息管理與操作執行的綜合性系統，具有信息數據多、信息數據容量大等特點，在以后的系統應用時必然要求信息數據的準確性、精確性和廣泛性，所以，這就要求我們應順應信息時代數據“大爆炸”的特點，充分利用網絡信息資源和信息數據，著力提升農業機械系統的工作效率和工作質量。

4.2 重點強調以用戶需求為導向的農業機械個性化、定制化設計

當下，隨著農業的不斷發展和相關農業技術的不斷革新，政府在政策等方面對農業也給予大力支持，大部分地區在農業生產工作中逐漸使用上了新型的智能化農業機械器具。類似于因材施教，我們應結合當地地質、土壤、氣候以及作業者本身的特質，針對用戶需求，對信息化智能農業機械控制系統應順應市場需求，進行相對應的必要的個性化、定制化設計和制造，以此來滿足具體的自然條件以及用戶在自身農業工作中的需求，這是以人為本的具體體現，也是節省資源和能源的必經之路。

4.3 著力加強以知識重用為驅動的產品建模技術研發

隨著生產力的進步，任何一個產品都有其產品的生命周期和使用生涯模式，農業機械產品也不例外。在信息化、智能化知識“大爆炸”的今天，結合發達國家的研發現狀，信息化智能農業機械系統技術在未來的研究重點必定是以知識重用為驅動的產品建模技術。因此，我國信息化智能農業機械系統技術必須以此為突破口，著力研發制作集成產品TDP，并建立統一標準的農業機械產品演示模型，從而實現知識重用和全生命周期過程的無縫集成以及信息時代的信息共享。

5 結語

綜上所述，推進農業生產中信息化智能農業機械系統的應用勢在必行，這不僅是順應信息化時代發展潮流的客觀需要，也是提高農業機械生產水平與農業生產作業效率的有效途徑和必經之路。目前，我國信息化智能農業機械方面的相關技術水平在世界排名相對靠后，宣傳力度也還有很大的提升空間，很多地區的農業生產都還沒有普及信息化智能農業機械。所以，新時代的農業機械生產要重視信息化智能農業機械系統的具體應用和實踐應用，著力提升信息化智能農業機械系統的生產水平及能力，大力加強技術宣傳和推廣，加強農業機械智能化設計技術在農業機械設計方面的應用，改善我國智能化農業機械的應用現狀，并與國際接軌。