自動(dòng)控制在農(nóng)業(yè)種植中的應(yīng)用

武漢城市職業(yè)學(xué)院 湖北省武漢市 430064

摘要：隨著自動(dòng)控制和電子計(jì)算機(jī)等技術(shù)的快速發(fā)展與普及，自動(dòng)控制在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用也越來越廣泛。本文從傳感器檢測技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)對農(nóng)業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行概述，分析了我國自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化中的現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)自動(dòng)控制；感器檢測技術(shù)；信息技術(shù)；計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

1引言

我國作為農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是國民生活的重要組成部分。所以充分利用自動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，已成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)之一。隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的變革，自動(dòng)控制技術(shù)將上升到更加重要的地位，農(nóng)業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化改造和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)正是現(xiàn)代前沿科學(xué)技術(shù)的結(jié)合點(diǎn)，具有極為巨人的發(fā)展?jié)摿?，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也為全國各地推進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)帶來了重要的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

2傳感器檢測技術(shù)的應(yīng)用

作物的各種種植環(huán)節(jié)甚多，在整個(gè)過程中，可以利用各種傳感器來收集信息，以便及時(shí)采取相應(yīng)的措施來完成科學(xué)種植。例如，美國的科研人員通過埋入土壤中的離子敏傳感器來測量土壤的成分，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，從而來科學(xué)地確定土壤應(yīng)施肥的種類和數(shù)量。此外，在植物的生長過程中還可以利用形狀傳感器、顏色傳感器、重量傳感器等來監(jiān)測物的外形、顏色、大小等，用來確定物的成熟程度，以便適時(shí)采摘和收獲；可以利用二氧化碳傳感器進(jìn)行植物生長的人工環(huán)境的監(jiān)控，以促進(jìn)光合作用的進(jìn)行。例如，塑料大棚蔬菜種植環(huán)境的監(jiān)測等；可以利用超聲波傳感器、音量和音頻傳感器等進(jìn)行滅鼠、滅蟲等；可以利用流量傳感器及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)控制農(nóng)田水利灌溉。[1]

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離不開氣候環(huán)境，時(shí)時(shí)監(jiān)測環(huán)境的變化，準(zhǔn)確地把握農(nóng)時(shí)，對確保農(nóng)業(yè)豐收至關(guān)要。在這方面應(yīng)用的傳感器主要有氣壓傳感器、風(fēng)速傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、光傳感器等。傳感器在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用十分廣泛，它可以深入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)中。[2]

3信息技術(shù)的應(yīng)用

特別是遙感技術(shù)（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）的應(yīng)用，因具有宏觀、實(shí)時(shí)、低成本、快速、高精度的信息獲取，高效數(shù)據(jù)管理及空間分析的能力，從而成為重要的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)資源管理手段，廣泛應(yīng)用于土地、土壤、氣候、水、農(nóng)作物品種、動(dòng)植物類群、海洋漁等資源的清查與管理，以及全球植被動(dòng)態(tài)、地地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測、土壤侵蝕監(jiān)測。我國已研制出紅壤資源信息系統(tǒng)，土地利用現(xiàn)狀調(diào)查和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，北方草地產(chǎn)量動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，中國農(nóng)作物種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫及國家農(nóng)業(yè)資源數(shù)據(jù)庫等。

信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，目前主要在四個(gè)方面：（1）作物生長模擬模型：我國已研制出水稻栽培計(jì)算機(jī)模擬優(yōu)化決策系統(tǒng)（RCSODS），棉花生產(chǎn)管理模擬與決策系統(tǒng)（CPMSS/CGSM），土壤-植物-大氣中的水氣傳輸模型，谷物儲(chǔ)藏干燥模擬模型。（2）農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)：如砂礓黑土小麥?zhǔn)┓蕦＜蚁到y(tǒng)，黃土旱塬小麥生產(chǎn)和綜 合管理專家系統(tǒng)，水稻主要病蟲害診治專家系統(tǒng)，小麥、玉米、桑蠶品種選育專家系統(tǒng)，農(nóng)業(yè)氣象專家系統(tǒng)等。（3）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)：如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)主要用于灌溉，耕耕 作業(yè)，果實(shí)收獲，畜牧生產(chǎn)過程自動(dòng)控制，農(nóng)產(chǎn)品加工自動(dòng)化控制及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工廠化。畜牧生產(chǎn)的自動(dòng)控制可優(yōu)化飼料配方，自動(dòng)調(diào)節(jié)動(dòng)物生產(chǎn)環(huán)境。（4）作物遙感估產(chǎn)：棉花種植面積遙感調(diào)查系統(tǒng)，作物產(chǎn)量氣候分析預(yù)報(bào)系統(tǒng)，作物短、中、長期預(yù)報(bào)模型，小麥、水稻遙感估產(chǎn)信息系統(tǒng)等。[3]

4計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)首先通過采集系統(tǒng)中的各種傳感器，對各種信息進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，通過不同的信號輸入轉(zhuǎn)換模塊將數(shù)據(jù)傳送到控制室中的控制系統(tǒng)，并通過專業(yè)的分析軟件進(jìn)行分析判斷；并將分析結(jié)果報(bào)知控制管理人員，為了保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，系統(tǒng)設(shè)置了手動(dòng)和自動(dòng)兩種操作方式，當(dāng)計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，可以切換到手動(dòng)狀態(tài)?？刂葡到y(tǒng)向田間各執(zhí)行終端及時(shí)發(fā)出指令，實(shí)施系統(tǒng)運(yùn)作，將運(yùn)行過程中的各參數(shù)反饋回控制系統(tǒng)，加以參數(shù)判斷進(jìn)行控制修正；監(jiān)測系統(tǒng)一直處于運(yùn)作狀態(tài)，對整個(gè)過程中的參數(shù)進(jìn)行記錄存儲(chǔ)，已備查詢及數(shù)據(jù)分析之用。[4]

5結(jié)束語

總的來說，農(nóng)業(yè)是自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的廣闊天地，特別是隨著自動(dòng)控制、電子計(jì)算機(jī)及現(xiàn)代生物工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，必將為人類解決諸如糧食短缺、資源枯竭及環(huán)境污染等迫在眉睫的重大問題提供完美的措施和方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊艷葵.淺談傳感器在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用[J].農(nóng)技服務(wù)，1999（1）

[2]彭桂蘭，張學(xué)軍，張新東.溫室環(huán)境計(jì)算機(jī)測控技術(shù)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，2005，（2）

[3]柯長松.國農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展方向與政策探討[J].計(jì)算機(jī)與農(nóng)業(yè)，2002（3）

[4]趙華.計(jì)算機(jī)信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2012（4）