計算機自動控制系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

毛恒　高亞梅

摘 要 隨著我國現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，計算機自動控制系統(tǒng)在各行各業(yè)都得到了十分廣泛的應(yīng)用。我國自古就是一個農(nóng)業(yè)大國，但傳統(tǒng)靠天吃飯的耕種模式顯然已無法繼續(xù)適應(yīng)時代的潮流，因此必須改變傳統(tǒng)的耕種模式，而計算機自動化控制系統(tǒng)剛好能夠滿足這方面的需求?；诖耍撌銎湓谑斋@機械、溫室大棚、節(jié)水灌溉以及無土栽培四個方面的應(yīng)用，希望對其在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的使用起到一定的幫助作用。

關(guān)鍵詞 計算機；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；自動控制系統(tǒng)

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.27.060

進(jìn)入21世紀(jì)以來，科學(xué)技術(shù)得到了長足的發(fā)展，我國各個行業(yè)在技術(shù)有效推動的基礎(chǔ)上呈現(xiàn)出不斷進(jìn)步的發(fā)展態(tài)勢。制造業(yè)、農(nóng)業(yè)、航空航天等多個領(lǐng)域都對自動控制技術(shù)有了十分廣泛的應(yīng)用，對于提高勞動生產(chǎn)效率、創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價值起到了十分大的幫助作用[1]。我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)經(jīng)歷了十分悠久的發(fā)展歷史，但從目前的實際情況來看，仍延續(xù)著傳統(tǒng)的人工生產(chǎn)的方式。雖然在最近幾年由于技術(shù)以及觀念的轉(zhuǎn)變，自動化控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)方面得到了十分廣泛的應(yīng)用，但傳統(tǒng)種植觀念在大多數(shù)農(nóng)民群眾的思想中仍根深蒂固。同時從最近幾年的人口普查情況來看，我國總?cè)丝诔尸F(xiàn)出不斷增長的態(tài)勢，所以對農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的需求仍然較大，因此如果繼續(xù)沿用傳統(tǒng)耕種方式的話，農(nóng)產(chǎn)品的需求量和產(chǎn)出量之間也就無法達(dá)到一定的供需平衡。如果能將自動化控制技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中的話，不但能節(jié)約大量的人力物力，在提供生產(chǎn)產(chǎn)量的同時還能提高生產(chǎn)效率，這對于我國農(nóng)業(yè)今后的發(fā)展是也是十分有利的。

1 自動化控制的優(yōu)勢

1.1 減少人力物力投入降低成本

自動化控制能夠有效減少人力以及物力的投入，對于降低成本起到十分大的幫助。我國最新統(tǒng)計結(jié)果顯示，在2014年我國農(nóng)業(yè)人口的總數(shù)量已達(dá)到了6.74億人，占到了總?cè)丝诘?0%以上。通過以上的數(shù)據(jù)能清楚地看到，我國農(nóng)業(yè)人口在如今仍占有十分大的比例，但隨著我國城市現(xiàn)代化建設(shè)程度的不斷加深，城市對農(nóng)村人口的需求量也在不斷增大[2]。因此如果能將農(nóng)村勞動力從傳統(tǒng)的耕種模式中解脫出來，對于城市建設(shè)也將會起到較大的幫助作用。

1.2 有效提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量

最近幾年，我國對農(nóng)產(chǎn)品的需求呈現(xiàn)出逐年增加的趨勢，因此有效提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量成為急需解決的一個重要問題。農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量受到很多因素的影響，其中最為主要的就是種植方式以及所種植土地的實際情況，但在傳統(tǒng)耕種模式中，這兩個因素都是很難被改變的。而在自動化控制技術(shù)應(yīng)用的過程中，可以動態(tài)地跟蹤土壤中營養(yǎng)物質(zhì)的含量，當(dāng)土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)無法滿足農(nóng)作物正常的需求，就可以針對性地補充營養(yǎng)物質(zhì)，這對于農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量的提高有著十分大的幫助。

1.3 便于良好管理

我國傳統(tǒng)的耕種方式過于分散，無法形成一定的規(guī)模，使得農(nóng)民的收入產(chǎn)生了減少。而自動化生產(chǎn)擁有著十分良好的系統(tǒng)性以及科學(xué)性，能夠幫助農(nóng)民對整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行集中化的管理，也方便相關(guān)人員根據(jù)農(nóng)作物的實際生產(chǎn)情況進(jìn)行資源配置[3]。

1.4 提高產(chǎn)品的質(zhì)量

用一句話概括我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動，最為貼切的就是“靠天吃飯”，這是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最為鮮明的一個特點。雖然我國地大物博、氣候良好，有助于農(nóng)產(chǎn)品的生長。但最近幾年隨著環(huán)境污染情況的不斷惡化，經(jīng)常會出現(xiàn)一些極端天氣，這對于農(nóng)作物的生長產(chǎn)生了十分大的影響。如果能夠應(yīng)用自動化生產(chǎn)模式的話，通過前期的數(shù)據(jù)收集就能大致地了解某一地區(qū)農(nóng)作物的實際生長情況，之后在后期自動化灌溉的過程中也就能夠?qū)@些數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析，最終確定適當(dāng)?shù)墓喔攘?，這對于提高農(nóng)作物的質(zhì)量也能夠起到十分積極的意義。

2 自動化控制在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1 在收獲機械中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的收獲機械在使用的過程中，一般是借助于機械力的作用對農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行收割、脫粒、打包等。最近幾年隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，這些傳統(tǒng)的機械也逐漸朝著自動化控制的方向發(fā)展，目前絕大多數(shù)的收獲機械都能夠?qū)崿F(xiàn)收割、脫粒、打包多個不同的步驟一次性完成[4]。同時自動控制的相關(guān)終端還能夠?qū)崿F(xiàn)對農(nóng)作物進(jìn)行效率更高的管理。

例如，目前在一些地區(qū)推廣使用的黃瓜收獲機就充分使用到了自動化控制。在其工作的過程中，通過實現(xiàn)輸入到計算機內(nèi)部的黃瓜圖像對機器人面前的各種物品進(jìn)行分辨，如果通過圖像確認(rèn)目標(biāo)之后，相關(guān)設(shè)備的機械手就接到指令采摘黃瓜。這種設(shè)備最大的特點就是每20 m2的農(nóng)作物種植區(qū)只需要1名操作人員就能夠?qū)崿F(xiàn)整個操作過程，而通過統(tǒng)計能夠發(fā)現(xiàn)，采摘整個區(qū)域所消耗的時間僅在1 h左右，在降低勞動強度的同時還提高了勞動效率，有效地提高了農(nóng)戶的整體效益。

2.2 在溫室大棚中的應(yīng)用

首先從溫室大棚中的構(gòu)造上來看，主要由供水系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)以及照明系統(tǒng)等組成，這些設(shè)備正常使用的基礎(chǔ)就是自動化控制。所使用到的自動化控制系統(tǒng)能夠?qū)厥掖笈飪?nèi)的實際情況進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)采集，之后通過計算機中心的統(tǒng)計分析，最終將處理的結(jié)果反饋到所有的自動化儀器中進(jìn)行有效的操作，最終完成對整個溫室大棚的控制工作。在具體應(yīng)用的過程中，能夠有效地動態(tài)調(diào)節(jié)溫室內(nèi)溫度、空氣濕度以及光照情況，同時還能監(jiān)控室內(nèi)二氧化碳的含量，從而確保農(nóng)作物能夠在一個良好的環(huán)境下正常生長，最終能夠獲得良好的預(yù)期收益。同時自動化系統(tǒng)還能將所收集到的數(shù)據(jù)不斷的積累保存下去，以便于之后使用，為相關(guān)的研究單位提供了最為準(zhǔn)確的資料數(shù)據(jù)。

另外，機器視覺技術(shù)目前也同樣走進(jìn)了溫室大棚中[5]。其在使用的過程中通過分析不同種類農(nóng)作物的色彩、紋理以及明暗，并通過相關(guān)的數(shù)據(jù)處理就能夠充分了解植物的生長情況，而最終得到的分析結(jié)果也可以作為溫度控制以及濕度控制的先決條件，這樣也可以對農(nóng)產(chǎn)品的生長起到監(jiān)控作用。endprint