農機裝備智能化技術發展現狀與方向研究

摘要：隨著信息技術的快速發展，農機裝備智能化技術已成為提高農業生產效率、降低勞動強度和推動農業可持續發展的關鍵手段。闡述當前農機裝備智能化技術的發展情況，分析當前關鍵技術的研發方向，以期為農機裝備產業的研發戰略和未來規劃提供參考依據。

關鍵詞：農機裝備； 智能化； 技術； 研發方向

中圖分類號：F49；F323.3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2024）06-0094-02

隨著信息技術的迅猛發展，農機裝備智能化技術已經成為提高農業生產效率、降低勞動強度和推動農業可持續發展的關鍵手段。農機裝備智能化技術能夠通過感知、決策和控制等關鍵技術，實現農機自主作業和多機協同作業，有利于提高農業生產的精準性和智能化水平。近年來，國家多次提出加快推進農業現代化進程，提供相關指導意見，以促進農業機械化向智能化和服務化轉型。闡述當前農機裝備智能化技術的發展現狀，闡述當前農機裝備智能化技術的發展情況，分析當前關鍵技術的研發方向，以期為農機裝備產業的研發戰略和未來規劃提供參考依據。

1農機裝備智能化技術的發展現狀

1.1中國農機裝備智能化技術的研究現狀

農機裝備智能化技術是運用無線通訊和物聯網技術，結合衛星導航、集成電子、信息軟件等現代科技手段，對農業機械進行智能化改造，使農機實現智能行駛、智能作業、智能故障檢測等多項功能，以智能化動態作業系統為核心，根據不同作業環境，發出相應指令，從而確保機具精準作業。

政府一直以來高度重視農業機械化發展，相繼出臺一系列政策措施來大力推動農業機械化科技創新和智能化發展。例如，國家科技計劃持續支持智能化農業機械相關項目，鼓勵企業加大技術研發力度，加強與科研院所和高校合作，推動產學研用深度融合。

中國農機裝備智能化技術的研究和應用發展十分迅速。在關鍵核心技術方面，智能農機已經實現了智能感知、自動導航、精準作業、智能植保、智能灌溉和智慧管理等功能，不僅提高了農機作業效率和精度，也大大減輕了農民的勞動強度。例如，中科原動力創始人韓威博士公布了“VT-OPEN農機綠色化、智能化技術開源戰略”，開啟了以“高端、綠色、智能”為特征的國產新能源智能農機新元年[1]。2023年，中國農民豐收節全國智慧農業現場推進會上，作業機組按收獲作業、秸稈打捆和田間管理等順序依次演示，在智能化技術的加持下，收獲效率和質量均有顯著提高[2]。

1.1.1農機自動導航技術 農機自動導航技術是利用全球定位系統（GPS）、慣性導航系統（INS）和激光雷達等傳感器，實現農機在田間作業過程中的自主導航。

這項技術可以實時獲取農機位置信息，根據預設路徑規劃進行精確行駛，有利于提高作業效率和減少重復作業。目前，農機自動導航技術已經在水稻、小麥、玉米等主要糧食作物的種植中得到廣泛應用。

1.1.2智能植保技術 智能植保技術是指利用無人機、無人車等設備，結合圖像識別、遙感和大數據處理等技術，實現對農田病蟲害的自動化監測和防治。通過智能植保技術，可以實現對病蟲害的精準識別和定點噴灑，有利于減少農藥使用量，降低環境污染，提高防治效果。

1.1.3智能灌溉技術 智能灌溉技術是指利用傳感器、自動控制系統和遠程監控技術，實現對農田水分的自動化管理和調控。該技術可以根據土壤水分狀況、氣象條件和作物需水量等因素，精確控制灌溉量和灌溉時間，有利于提高水資源利用效率，減少水資源浪費。例如，惠達科技智慧農機的智能灌溉系統，就是中國智能灌溉農機的先進代表[3]。

1.2農機裝備智能化技術的發展趨勢

隨著各項前沿科技在農業領域的拓展應用，農機裝備智能化技術將朝著更加智慧、高效和可持續的方向發展，數字化、智能化將進一步加快釋放農業生產力、提高生產效率。一方面，隨著人工智能、物聯網和大數據等技術的不斷發展，農機裝備智能化技術將更加智慧，能夠實現更精確的作業及更高效的資源利用；另一方面，隨著公眾環保意識的逐年提高，農機裝備智能化技術通過減少農藥使用、節約水資源等方式來實現農業生產的綠色化和可持續化。

1.3農機裝備智能化技術的應用方式

農機裝備智能化技術的應用方式主要分為自主作業模式和協作作業模式。自主作業模式主要依賴于農機自身的智能化技術，以實現無人或少人化作業。這種模式通過集成先進的傳感器、控制器、執行器等設備，使農機能夠自主感知環境、規劃路徑、執行作業任務，如拖拉機自動導航、智能植保無人機等。協作作業模式是指多臺農機進行協作，共同完成復雜的作業任務。這種方式可以提高農業生產效率，優化資源利用，在協作作業模式下，農機之間需要進行實時通信和數據共享，以解決多臺農機之間的協同問題，如農機編隊作業，利用無線通信技術傳輸和交互農機與農田、農機與農機的信息，有利于提高農機作業的精準度和協同性。

2農機裝備智能化關鍵技術的研發方向

2.1感知技術

感知技術是農機裝備智能化的基礎，主要包括傳感器和圖像識別技術。傳感器負責采集農田環境信息，如土壤濕度、氣象條件等，可為農機作業提供數據支撐；圖像識別技術能夠對植物進行識別和分析，為實現相應功能提供決策依據。GPS、可視化、跟蹤與環境感知技術是當前農機自主導航技術的重要組成部分，是實現農機自主導航的重要保障[4]。

2.2控制技術

控制技術是農機裝備智能化的核心，主要包括運動控制和作業控制。運動控制技術能夠規劃農機導航路徑，確保農機能夠按照預定的軌跡和速度進行作業，從而實現農機自主導航和避障，提高作業效率和安全性。作業控制技術可確保農業機械在執行具體農業任務時精確有效，在傳感器的實時監測下，通過執行機構來調整農機作業參數，如播種密度、施肥量、收割高度等。

2.3通信技術

通信技術主要包括無線通信和云平臺技術。無線通信技術包括蜂窩網絡、衛星通信和無線傳感器網絡等[5]，可實現農機與農田信息的傳輸和交互，穩定有效地傳輸傳感器監測信號和控制器發出信號，進而實現數據互聯互通。云平臺技術能夠存儲和共享農機數據，為農機裝備智能化提供大數據支持。

2.4數據分析技術

數據分析技術通過對大量的農田、農作物、農機等相關作業數據進行分析，進而為農機作業提供準確的作業參數和決策支持，主要包括大數據分析和人工智能技術。大數據分析技術中最常用的就是農機作業監控，如在保護性耕作和深松作業補助面積的核算上，在農機上安裝監控系統，可以在進行農機作業的同時，監測作業合格率及作業面積，提高了監管效率和準確度。人工智能技術通過機器學習和深度計算等技術，讓農機具備更高的智能度，以適應不同的作業環境和任務需求。

3結語

農機裝備智能化技術作為現代農業發展的重要驅動力，正以前所未有的速度改變著傳統農業的面貌。從感知技術到控制技術，再到通信技術和數據分析技術，一系列關鍵技術的突破與創新，不僅提升了農機作業的精準度和效率，還極大降低了農民的勞動強度。隨著國家政策的持續支持和科技的不斷進步，農機裝備智能化技術將朝著更加智慧、高效和環保的方向發展，從而為農業現代化注入新的活力。