智能化技術在農業機械中的應用分析

李香服 ， 張 華

（河北工業職業技術大學，河北 石家莊 050019）

隨著社會的快速發展，傳統耕種方式已經不適用于現代化社會，采用傳統農業機械難以滿足各個地區對食物的需求，還會降低農業生產的質量。而隨著大數據技術、信息技術、智能化技術的迅猛發展，農業機械中融入智能化技術逐漸受到社會各界的廣泛關注。

1 智能化技術

智能化技術作為新世紀的產物，為各個領域帶來了新的發展機遇。研究智能化技術，能夠讓設備具有智能化的特點，人們可以實現遠程操控，節省大量的工作時間，若將其融入農業機械中，可以改變機械工作原理，使其逐漸向智能化方向發展，減輕農民耕種壓力。同時，還能改變農民的作業環境，在保證生產質量的情況下，大幅度提高農業生產效率。現階段，此技術正處于迅猛發展狀態中，不斷完善和更新，使其具有更多元化的功能，可以為各個領域提供幫助，而不僅僅局限于農業機械[1]。

2 應用智能化技術的意義

現階段，在國民經濟快速發展的背景下，智能化技術的優勢逐漸顯現，而將其融入到農業技術中，可以代替人工進行作業，不需要農民實際操作，只需要進行監督，便可以展開科學種植，為廣大民眾提供高質量的糧食和蔬菜。智能化農業機械可以實現自我監測，通過安裝傳感設備，能夠第一時間了解機械設備運轉狀態[2]。同時，當前傳統農業生產模式已經無法滿足現代化要求，需要借助智能化技術改善農業機械的性能，確保大幅度提升農業生產效率。我國農業發展具有幾千年的歷史，人力作業和牲畜作業已經深深烙印在部分農民思想中，難以撼動，但此種方法作業效率較低，并且應用零星，農業機械常常受到各個區域地理位置的影響，因此采用智能化機械已經成為一項迫在眉睫的工作。

3 農業機械中智能化技術的具體應用

3.1 環境感知技術

隨著人們生活水平的提高，農業生產方式發生改變，智能化農業機械的優勢充分展現出來，智能化農業機械根據具體農作物的特點以及種植環境進行靈活調整，為提高農業生產效率和質量奠定基礎，為人民群眾提供更多優質的農副產品。當前，一些農業企業逐漸加大資金投入力度，大量購買智能化機械，以此減少人力成本的投入，提高企業經濟利潤。具體而言，環境感知技術成為應用比較頻繁的智能化技術，對農業機械展開合理改革和創新，需要專業技術人員加大研究力度，提高機械的可靠性，保證機械安全穩定地運行。

同時，大多相關企業會根據市場變化情況，以及人們實際需求，引入智能化技術取代人工操作，避免由于人工操作失誤而產生重大的安全事故。在這一背景下，環境感知技術的優勢逐漸被發現，將其與農業機械進行有效融合，可幫助農民快速完成作業任務。另外，可以將環境感知技術與激光雷達等設備進行融合，將各種類型和功能的設備進行有機組合，不斷豐富農業機械的功能，更好地為農民服務。農業機械未來發展過程中，隨著研究力度不斷增大，機械智能化水平會顯著提升，能夠實現主動檢測障礙物[3]。

3.2 自動化控制技術

目前，若想更充分實現農機智能化，加快農業經濟發展，需要注重自動化控制技術的應用。近年來，隨著科學技術研發不斷深入，自動化控制技術深受各個行業的喜愛，已經在發達國家被廣泛應用，在國內的應用范圍也日漸廣泛，為很多領域提供幫助，促使生產具有自動化的特點，能夠有效幫助企業減少資金的投入，還能保證生產質量。對于農業生產來說，農民在進行生產活動或者進行田間管理時，會借助一些農業機械開展工作，并在機械上安裝監控系統。譬如，在收割機和拖拉機中安裝監控平臺，以便于操作人員及時了解田間實際情況，使其可以不斷調整作業計劃，避免影響整個收割效率。同時，還可以將自動化控制技術融入一些比較大型的農機設備中，應用效果更加明顯。例如：一些大型的收割機、插秧裝置等，通過安裝自動化控制系統，能夠幫助工作人員系統化管理整個生產和加工流程，真正實現24小時監控，節省人工成本和物力成本的投入，還能讓農副產品的質量有質的飛躍[4]。

現如今，自動化控制技術應用手段得到有效完善，機械自動化水平顯著提升，通過引入智能化技術，結合具體生產情況，建立完善的自動化控制系統和平臺，能夠幫助工作人員及時獲得農作物的全部信息。主要工作原理是，通過對農作物進行系統性的研究和分析，之后結合各種農作物的生長習慣，以及對生活環境的要求、具體種植特點等，掌握影響作物正常生長的因素，利用傳感裝置將各項信息進行整理和匯集。再用傳感裝置對所有信息數據進行系統化統計，將統計結果上傳至計算機系統，經過自動控制系統仔細研究，制定完善的工作計劃。通過以上闡述可以充分發現自動化控制技術的優勢和特點，擴大農業機械的應用范圍，實現自我調節和自我操縱，確保農機長期處于安全運行狀態，避免出現各類故障[5]。

3.3 農機定位技術

應用農機定位技術，在農業機械進行自動作業時，能夠方便農民實時監測其運行狀態以及運行線路，顯著提升機械的自動化駕駛水平。具體而言，通過有效引入定位技術，幫助農民在短時間內了解農機位置和農機速率測定等多個內容，不需要委派專業人員到現場查看，就能夠實現遠程調控，之后根據作業情況，靈活調整后期工作方案，自動完成整個農業生產。同時，作業過程中可以通過全球定位系統，幫助工作人員及時獲得設備的基本情況，結合有關調查結果得出，國內在應用智能化農業機械時，大多通過北斗衛星導航系統，提高定位效果，為實際農業生產提供便利。

應用農機定位技術時，還可以借助機器視覺定位方法，在此種技術的支持下，能夠短時間內完成對影像的整理和分析工作，掌握農業機械實時位置，并且機械還能主動測量與農作物之間的距離，實現科學生產。此外，還可以通過慣性導航定位的方法，通過發揮慣性測量單元的作用，快速掌握機械的慣性和旋轉等各項信息，幫助機器快速計算出后期工作位置。若想提升智能化技術應用效果，需要結合具體情況，重視前期準備工作，采用合理的技術和系統，達到精準定位的目的[6]。

3.4 電子智能技術

近年來，國家加大各地區環境治理力度，倡導低碳環保理念和可持續發展戰略，促使各種電子智能得到有效推廣和應用，為現代農業生產提供很多幫助，促進農業飛速發展，有效彌補傳統農業生產存在的弊端，展開準確施工，深受種植戶的喜愛。譬如，應用電子智能技術，再根據農機作業特點，制造出一種多功能農業機械，可以獨立完成耕種、采摘等環節，最大限度上減少資金的投入。不僅如此，為了顯著提高生產效率，種植戶可以投入適當的資金，搭建太陽能發電裝置，保證溫室大棚具有充足的電力能源，減少電能的消耗。種植戶可以根據電子系統實時了解溫室大棚內部的溫度，之后進行合理調整[7]。此外，也可以將互聯網技術融入到農業機械。具體而言，通過合理應用農業信息感知設備，借助互聯網技術的優勢，對農作物的特點、生長環境、作業工具等進行虛擬驗收，提高信息交流效果，以此實現智能化管理農業對象以及整個生產流程。現階段，此種技術多被應用于育種、監測農業環境等工作，具有良好的發展空間，農戶利用手機軟件即可遠程觀看農作物，將農業生產與監測有機融合，靈活控制整個作業過程。

3.5 跟蹤控制技術

農業生產受到社會廣泛關注，其不僅關系到農民經濟收入，還影響國家未來發展，故需要加強對農業機械的研究力度，重視智能化技術的應用，促使機械設備具有自動作業、實時監測等功能。基于此，采用農業機械展開生產活動時，需要注重路徑規劃工作，為機械設備順利開展工作提供充足保障。根據有關研究，在很多農業生產活動中，農民為了提高作業效率，會利用一些輔助機械設備在規定作業線路內進行作業。在這一背景下，將農業生產路徑控制作為首要工作任務，其直接決定機械運轉效率。當處于農業作業前期準備階段時，農戶都會提前應用現有資源，根據以往生產經驗，結合作業地點實際情況，系統化開展路徑規劃工作，從各個方面保證機械運行效果[8]。目前，很多地區農業部門能夠利用一些先進設備，解決線路規劃問題，制定最優的作業方案，但仍然存在一些問題，且無法從根本上解決。而將智能跟蹤控制技術融入農業機械中，不需要操作人員實時進行監督，可系統化記錄整個作業軌跡和流程，故此技術具有獨特優勢。

具體作業過程中，機械會根據預期設計方案，嚴格按照路線進行作業，一旦出現偏差或與軌跡不符合的現象，機械會第一時間發現并及時調整。而若想達到這一目的，在應用跟蹤控制技術時，需要重視以下兩個方面，不斷加大研究力度，具體為：1）需要重視模型控制技術的應用，研究得出，在加快農業作業效率的基礎上，保障農作物的質量。還應要求技術人員能夠不斷充實自身知識儲備，掌握機械運動類型以及動力學等知識，以便于順利完成控制器的設計和優化等工作，體現知識點的應用價值。為了保證生產工作按時開展，應結合實際做好模型應用和建模等工作，通過靈活運用運動學的知識，參考慣性等科學合理的設計模型，讓農民可以靈活控機械的運行狀態。在這一過程中還要注重數學模型輔助工作，要求各個工作人員能夠正視模型中存在的問題，達到預期應用效果，提高農業機械的智能化水平。2）融入數據控制技術。目前社會已經進入數據化時代，各種先進技術，例如，大數據技術、信息技術、互聯網技術等被應用到各個行業中，其中人工智能網絡系統被引入農業機械中，顯著提升了農機自動化操作水平[9]。

4 農業機械中智能化技術的應用前景

在未來發展過程中，若想讓農業機械具有更高的智能化水平，緊跟時代的發展，需要國家提供相應的政策，并要確保當地具有較多的經濟支持，可以引進一些先進現代化技術，促使農業機械具有更多的功能，為促進農業發展作出巨大貢獻。具體而言，在對農業機械進行創新和改革的過程中，需要大量的經濟支持、技術支持、政策支持，這是全面實現智能化的基礎。

自古以來，我國就是人口大國、農業大國，對農作物的需求量逐年提升，并且隨著市場經濟的飛速發展，人們生活水平顯著提升，人們對食品質量的要求不斷提高。但由于傳統種植方法存在很多弊端，無法滿足人們的要求，而通過引進智能化技術，不僅可以有效減輕農戶作業壓力，還能實現科學種植，提高農業生產種植水平。在這一過程中還應注重生態環保理念，選擇科學合理的智能化技術，構建完善的現代化農業體系。站在全局角度考慮，目前農業機械正朝著全方位智能化方向發展，在不久的將來，隨著時代的進步，農業機械不僅僅可以融入智能化技術，還可以將大數據、互聯網等技術融入，真正進入智慧農業時代，改善農業生產流程[10]。

5 總結

綜上所述，農業機械不僅僅與農民經濟收入息息相關，還關系到國家未來發展，需要政府提高重視程度，對農業機械進行合理改造和創新，不斷優化機械作業原理，提高整個設備的運行質量，促進農業經濟飛速發展。而這一過程中，需要重視智能化技術的應用，引進跟蹤控制技術、電子智能技術、農機定位技術、自動化控制技術等，促使農業機械具有較高的自動化運行水平，助推農業生產智能化。