農業機械自動化控制技術分析

黎 松

（武漢輕工大學，湖北 武漢 430023）

現階段，我國科技的迅速發展，大幅度提高了農業機械自動化水平。在農業生產中，農業自動化機械被廣泛使用，農業機械化水平越來越高。但總的來說，農業機械自動化控制技術仍然存在一些不足，需要持續優化。

1 農業機械自動化控制技術的意義

農業機械自動化控制技術通過高效整理、總結、歸集和分析歷史數據，可以幫助農民進行勞作。將大數據分析技術和自動化農業機械物聯網系統有效地集成，并與農業機械化生產管理系統高效銜接，既可以提高農產品種植業的精細化管理水平，還可以預見農業市場發展趨勢，為農產品種植業方案的制訂提供依據。農業機械自動化控制技術體系可以細分為以下幾個部分：一是行動層，包含手機、筆記本電腦等各種智能產品，其目標是對農業種植實施遠距離控制；二是包含自動化農業機械網絡數據的搜集網絡平臺，主要功能為匯集、整理、數據分析、傳感器搜集，是自動化農業機械的核心。此外，技術應用層一般由各類感應器組成，比如溫濕度傳感器、二氧化碳含量感應器等，可以有效地將影響糧食作物生長發育的信號傳遞至決策者，從而幫助技術專家對作物生長發育狀況有較全面的了解，保證作物管理的有效性。農業機械自動化控制技術的研究和應用，能有效降低勞動強度，從而提高生產效率與莊稼的成活率[1]。

2 農業機械自動化控制技術的應用

2.1 在種植技術上的應用

農業機械自動化控制技術是國家實現種植計劃的前提，我國農產品現代化種植技術的廣泛應用給實現社會主義新型農業建設帶來了契機。我國早期的農業播種機具主要包括拖拉機、農業機械車等，這些農業機械的應用實現了半自動化播種，減輕了人們在傳統農業中繁重的體力勞動，但在后期依然需要人工進行維修和生產。隨著時代的發展與進步，種植技術也不斷提高，通過網絡遠程控制技術和智能傳感技術的運用，農業機械自動化控制技術實現重大突破與革新。以水稻種植為例，自動化操作程序能夠實時對水稻水位的高低、播種間隔進行控制，減輕了農民的勞動強度，大大提高了種植效率與農作物品質。

2.2 在生長技術上的應用

農業機械自動化控制技術的應用，對農作物后期的生長狀況產生重要影響。首先是通過對農作物整體生長的監測，利用農業機械監測程序形成了對農作物的集成化管理和分級管理制度。例如，農業機械自動化控制技術可以將水稻、玉米、小麥等農作物加以分類分級，便于種植管理。盡管我國糧食資源相當充足，可是由于人口基數大，各種資源平均占用量也不多，一旦未對糧食資源做好調配管理，很容易產生資源匱乏等問題。水資源是保障莊稼正常生長發育的重要條件，將農機自動化控制技術應用到農產品灌溉中，能夠更有效地進行節水灌溉，比如將過去的大水漫灌轉化為噴淋、滴灌等方法。傳感器與計算機的結合也為這一科技發展提供了支持，從而節省了水資源，提高了農產品產量，是當前綠色農產品發展的最新方向[2]。

2.3 在收割中的應用

在農作物的收割中，大致包括“收”和“存”兩方面，一體化管理目前是農作物收割的主要發展趨勢。農機自動化技術在農產品收割中的應用主要是按照農作物種類加以區分，對于不同的糧食作物可以采取不同的收割方法，對收集程序的自動化管理也有助于實現更精確的農作物收割。例如小麥收割機能夠實時完成對小麥粒的收割處理。當機器設備完成農產品存儲時，就不需要再執行多余的管理程序。農業機械自動化在收割時還能夠實現烘干管理，谷物收割機除直接地收割谷物之外，還可將谷物的秸稈一并粉碎，使其成為耕地養分或者家畜的飼料。

3 農業機械自動化控制技術存在的問題

3.1 普及不到位

我國幅員遼闊，且不同地域的地形與經濟發展水平存在著巨大的差異，這些都會影響農業機械自動化控制技術的普及。經濟發展較快的平原地區，當地農民承擔得起自動化農業設備的費用，那么他們可以很好地利用農業機械提高生產效率，促進當地農業的發展，形成農業與農業機械的良性循環[3]；反之一些經濟落后的山區，由于土地的貧瘠導致農民的收入水平較低，當地種植方式主要還是依靠人工、畜力，生產效率較低，農民無法投入巨資購買新機具，無法滿足農業機械現代化的需要。

3.2 缺乏技術支撐

現如今農業機械自動化方面的專業人員還比較稀缺。沒有專業人員的科研技術就無法早日研發出適合我國農業發展的自動化機械設備，從而不能有效地推動農業機械自動化發展。雖然我國屬于農業大國，但農業設備的自動化水平仍舊較低。因為農業生產者在從事農業活動中受到傳統農業生產方式的影響，缺乏技術指導，幾乎沒有專業農業知識和技術的儲備，造成自動化農機使用率較低，限制了農業機械自動化控制技術的發展和應用。

4 農業機械自動化控制技術優化措施

4.1 加大普及力度

由于農業機械自動化明顯可以提高農業生產效率，應加強其在農民中的普及力度。因地域以及經濟的差異，自動化設備需要的費用部分農民無法承擔，為了更好地推動農業機械自動化發展，國家應該制定相關補助政策以幫助農民購買自動化農機設備，以此來擴大農業機械設備的普及范圍，夯實農業發展基礎。

4.2 信息化發展

信息化發展帶來巨大效益，推動農業生產發展。信息技術的應用可以預測氣候的變化，從而指導種植人員提前做好預防措施。此外，對一些作物信息處理分析之后可以進行十分準確的自動化作業，以滿足作物生產要求，保證了生產質量。由此可見，信息化技術的應用能有效節省資源，并為工作人員決策提供依據。例如，英國在自動化農場上運用電子計算機而開發出了采蘑菇自動化機器人，自動化機器人可以對蘑菇區域進行精確定位，并按照蘑菇種類的不同加以分級管理。但是受經濟發展水平以及科技創新水平等因素的約束，導致我國信息化技術在農業機械中的實際應用還需繼續加強[4]。

4.3 精細化生產

農業生產的發展趨勢必然是精細化方向。將現代科學技術與農機自動化控制技術結合起來，可以極大地提高農業生產效率。將GPS的定位系統與農業生產結合形成更高效的生產新模式，應用到灌溉作業、施肥作業、播種作業等方面，將大大減少人工的投入，有效提高農業生產精細化水平并促進農業機械自動化控制技術發展[5-6]。

4.4 培養專業人員

專業人員是推動農業機械自動化發展過程中的中堅力量，相關方面及高校需要加大對農業專業人員的培養力度。不斷學習、借鑒國外先進的技術，積極研發智能化、自動化高端農業機械。除了加大對專業科研人員的培養外，對技術操作人員的專業素質也要進行相關培訓，為推動農業機械自動化發展提供人力資源支撐[7]。

4.5 提升設備質量

農業設備的自動化控制技術對于農業技術的優化十分重要，可以改善農業機械的工作質量和效率。農機生產企業應結合農業生產者的實際狀況，確保農機自動化控制技術符合使用標準。將農業機械與計算機深度融合，提高農業機械設備質量，可以有效檢測農產品信息。例如利用計算機可視化技術對真菌進行定位，可以確定真菌是否成熟，并編寫關于真菌生長的觀察報告，從而減少農民的工作量[8]。

4.6 系統化機械設計

設計人員可以結合農業機械的基本結構以及機械的性能進行設計。首先，確定自己的設計方向，并對該設計進行規劃，預測生產過程中可能存在的問題以及解決方法。其次，根據實踐數據以及會出現的影響因素確定設計方案。上述過程結束后，研發人員應當對設計方案進行實踐研究，最終確定一個最優設計，即最容易實施并且要保障設計產品質量以及效率的設計成果。研發人員可以使用數學規劃法選擇最優設計，并最終得出最優的實踐結果。在將最優方案具體應用到實踐過程中時，會涉及信息技術、計算機應用技術等多種技術，雖然過程比較復雜，但最優方案的實現將會大大提高我國農業生產整體水平[9]。只有不斷完善每個階段的最優方案，才能實現現代技術與農機研發的結合，我國農業發展才能更好更快。因此，農業研究人員應當不斷進行創新性發明，逐步實現農業設計的現代化、全面化發展。最終提高我國農業經濟水平，促進農機自動化控制技術長足發展。

4.7 自動化檢測及包裝

農機自動化控制技術的發展不僅表現在種養方面，從播種到收獲過程的全面都有農機自動化控制技術的體現。例如，在種子品質檢驗以及農作物的運輸包裝上其同樣扮演著關鍵角色。目前，中國農產品經營生產日益向高質量水平發展，越來越需要智能化以及自動化控制技術的支撐。自動檢測包裝機是新型的農產品自動化機械設備，該裝置的問世實現了更高效率的農產品檢驗，是農產品進出口檢驗不可或缺的技術。同時，這項技術也為中國農產品市場競爭力的提高打下了基礎[10]。

5 小結

綜上所述，在現代化農業生產活動中融入農業機械自動化控制技術，有利于現代化農業的規模化和機械化種植，有效節省勞動力，提高農業種植的產量和效益。