智能控制儀表系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)電氣自動化中的應(yīng)用研究

張抗

摘要：智能控制儀表系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用能有效提升這一行業(yè)整體的自動化水平及智能化水平，為了保障此類系統(tǒng)能發(fā)揮出預(yù)期作用，本文將首先針對智能控制儀表系統(tǒng)的概念及主要功能進(jìn)行介紹，進(jìn)而在此基礎(chǔ)之上分析這一系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)電氣自動化中的應(yīng)用策略，以期能為相關(guān)單位提供理論上的參考。

關(guān)鍵詞：智能控制儀表系統(tǒng)；農(nóng)業(yè)；電氣自動化；應(yīng)用

中圖分類號：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）08-0163-02

隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的不斷發(fā)展，各行各業(yè)所具備的自動化水平及智能化水平都在不斷提升，而對于本文所討論的問題來說，農(nóng)業(yè)電氣自動化的實現(xiàn)是進(jìn)一步保障我國農(nóng)業(yè)發(fā)展速度的關(guān)鍵，通過各類自動化儀器及設(shè)備的應(yīng)用，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程對于人力的需求將能得到有效壓縮，從而提升整體生產(chǎn)效益。在這一過程中，對土壤、氣候等的實時監(jiān)測以及對監(jiān)測數(shù)據(jù)的利用情況直接決定著農(nóng)業(yè)電氣自動化系統(tǒng)應(yīng)用的有效性。在這樣的背景之下，智能控制儀表系統(tǒng)已經(jīng)在我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中得到了初步的應(yīng)用，而為了保障這一系統(tǒng)能最大化地發(fā)揮出預(yù)期作用并提升其普及程度，對智能化控制儀表系統(tǒng)所具備的功能和應(yīng)用策略進(jìn)行研究是非常有必要的。本文將在后續(xù)內(nèi)容中展開詳細(xì)論述。

1 智能化控制儀表系統(tǒng)及其功能

1.1 定義

從系統(tǒng)構(gòu)成上來說，智能化控制儀表系統(tǒng)的核心組成部分是微型計算機和各類檢測技術(shù)，在微型計算機的控制之下，各個儀表將自動完成對應(yīng)數(shù)據(jù)的檢測和收集工作，進(jìn)而在此基礎(chǔ)之上輔助相關(guān)人員完成對溫度、濕度、土壤成分等的分析。與傳統(tǒng)儀表相比較，除了較高的自動化水平之外，這一系統(tǒng)內(nèi)所使用到的各類儀表具備更高的穩(wěn)定性和可靠性，在精度、電路復(fù)雜度等方面都要優(yōu)于傳統(tǒng)儀表，同時，智能化儀表能具備自動監(jiān)測、處理數(shù)據(jù)等功能，操作更為簡便，對人力的依賴度較低。

1.2 主要功能

1）自測功能。這里的自測主要是指智能控制儀表系統(tǒng)在運行過程中會自發(fā)地對運行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，并對系統(tǒng)內(nèi)各項儀表進(jìn)行校準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上完成后續(xù)的測量及收據(jù)收集等工作。在這一功能的輔助之下，系統(tǒng)內(nèi)存在的隱患或故障將能得到更及時的處理，同時，對于系統(tǒng)管理人員來說，智能控制儀表系統(tǒng)能在自測過程中直接確定故障范圍，整體維修保養(yǎng)效率也將得到有效提升。

2）自動操作。自動操作是智能化儀表智能水平的主要體現(xiàn)，在實際應(yīng)用過程中，這些儀表將在接到指令后自動完成相關(guān)測量工作，不再需要工作人員手動進(jìn)行操作。對于這一系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用來說，農(nóng)業(yè)行業(yè)整體的自動化水平自然能得到有效提升，進(jìn)而推進(jìn)我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

3）數(shù)據(jù)處理。農(nóng)業(yè)種植將受到氣候、地域等多項因素的影響，因此，對于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展來說，對數(shù)據(jù)的監(jiān)測、收集和處理是非常重要的，結(jié)合本文所討論的問題，智能控制儀表應(yīng)能高效地完成上述工作。通過對系統(tǒng)內(nèi)軟件邏輯的調(diào)整，智能控制儀表系統(tǒng)將依照指令完成對不同環(huán)境數(shù)據(jù)的收集、測量及處理工作，相關(guān)人員只需要對這一系統(tǒng)所反饋的數(shù)據(jù)做進(jìn)一步的分析即可，農(nóng)業(yè)電氣自動化系統(tǒng)整體的運轉(zhuǎn)效率都將因此而得到大幅度提升。

4）人機交互功能。這一功能是衡量智能系統(tǒng)有效性的主要因素之一，結(jié)合智能控制儀表系統(tǒng)現(xiàn)階段在我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用來說，在人機界面的輔助之下，相關(guān)工作人員可以通過語音操控、點擊觸屏界面等形式來向這一系統(tǒng)發(fā)出指令，這部分人員并不需要了解系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和運作方式，其利用率自然能得到更好的保障。

2 智能化控制儀表系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)電氣自動化中的應(yīng)用

2.1 應(yīng)用現(xiàn)狀

結(jié)合現(xiàn)狀來看，TFW-Ⅷ型智能環(huán)境檢測儀表是我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中最為常用的智能控制儀表系統(tǒng)之一，這一儀表內(nèi)包含GPS定位設(shè)備，能通過對土壤的分析確定土壤中的化學(xué)成分、酸堿值等信息，進(jìn)而輔助相關(guān)人員對土壤狀況做出判斷。除此之外，這一儀表同時具備儲存、打印等功能，在實際應(yīng)用過程中，系統(tǒng)將自發(fā)地對測量到的各類數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)等進(jìn)行記錄和存儲，為后續(xù)相關(guān)工作的展開提供便利。

2.2 應(yīng)用策略

2.2.1 進(jìn)一步優(yōu)化智能控制儀表系統(tǒng)

結(jié)合上文中的內(nèi)容，現(xiàn)階段我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中對智能控制儀表系統(tǒng)的應(yīng)用仍屬于初級階段，部分設(shè)備及技術(shù)仍依賴引進(jìn)，而為了保障這一系統(tǒng)能與我國農(nóng)業(yè)發(fā)展需求相符，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上對此類系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化是非常有必要的。在這一過程中，我國農(nóng)業(yè)部門及相關(guān)主管單位應(yīng)從以下幾方面做起：

1）慎重選擇儀表設(shè)備。儀表設(shè)備自身應(yīng)能在精度、穩(wěn)定性等方面達(dá)到要求，同時，系統(tǒng)整體應(yīng)具備良好的數(shù)據(jù)加工處理能力，以此來保障系統(tǒng)內(nèi)各項數(shù)據(jù)都能得到有效的收集和處理。

2）重視低功耗設(shè)計。低功耗設(shè)計工作的展開是提升系統(tǒng)效率、保障經(jīng)濟效益的主要途徑之一，而對于智能控制儀表系統(tǒng)來說，相關(guān)工作人員應(yīng)遵循以下原則完成這一工作：首先，為了延長系統(tǒng)使用壽命，應(yīng)對智能控制儀表系統(tǒng)與電壓之間的關(guān)系進(jìn)行分析，盡量降低電壓波動時的系統(tǒng)損耗。其次，設(shè)計人員應(yīng)針對系統(tǒng)對應(yīng)的供電方法進(jìn)行考量，可以采用分區(qū)分時的方式來節(jié)省電力消耗。當(dāng)此類系統(tǒng)應(yīng)用于大型農(nóng)業(yè)系統(tǒng)時，整體的生產(chǎn)成本將能得到有效制約。最后，設(shè)計人員應(yīng)結(jié)合系統(tǒng)應(yīng)用需求對CMOS集成電路進(jìn)行選擇，確保電路在功耗、抗干擾性能等方面能滿足設(shè)計要求，從安全性上保障智能控制儀表系統(tǒng)整體的高效應(yīng)用。

2.2.2 對干擾智能控制儀表系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的因素進(jìn)行制約

上文中的內(nèi)容表明，智能控制儀表系統(tǒng)在實際運轉(zhuǎn)過程中可能需要對氣溫、土壤水分、風(fēng)力等多項因素進(jìn)行測量及處理，而在這一過程中，根據(jù)具體應(yīng)用場景的不同，可能會對系統(tǒng)運轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響的因素也會出現(xiàn)一定差異。針對這樣的狀況，相關(guān)工作人員必須能保障這一系統(tǒng)具備較好的抗干擾能力，并在應(yīng)用過程中對可能的影響因素進(jìn)行制約?？垢蓴_方法主要包含以下幾點：

1）保障儀器設(shè)備自身的抗干擾能力。對于這一要求來說，在對儀器設(shè)備進(jìn)行選擇時，相關(guān)工作人員就應(yīng)考察其抗干擾能力，以此來確保系統(tǒng)整體能有效應(yīng)對各項干擾因素的影響。除此之外，在儀器設(shè)備的安裝及結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)能結(jié)合現(xiàn)場狀況對各項儀器設(shè)備的安裝位置及結(jié)構(gòu)排布等進(jìn)行分析，盡量避免不可抗力因素對系統(tǒng)運作的影響。

2）對儀器儀表的故障及時進(jìn)行處理。在系統(tǒng)受到外界干擾的背景之下，儀器儀表的準(zhǔn)確性可能也會因此而受到影響，對于這樣的狀況來說，相關(guān)工作人員應(yīng)能迅速結(jié)合系統(tǒng)數(shù)據(jù)對故障位置進(jìn)行分析，確定維修辦法，避免檢測誤差對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的影響。

2.2.3 結(jié)合農(nóng)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展豐富智能控制儀表系統(tǒng)功能

隨著我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的不斷發(fā)展以及這一行業(yè)內(nèi)電氣自動化水平的不斷升高，智能控制儀表系統(tǒng)必須能在原有基礎(chǔ)上進(jìn)一步豐富功能、提升檢測準(zhǔn)確性及可靠性，以此來更好地滿足農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)@一系統(tǒng)的應(yīng)用需求。結(jié)合現(xiàn)狀來看，相關(guān)工作人員可以結(jié)合以下兩方面內(nèi)容展開研究：

1）定制功能。對于不同農(nóng)作物來說，其生長過程中所需要的養(yǎng)分、水分等都是不同的，結(jié)合這一點來看，為了進(jìn)一步提升智能控制儀表系統(tǒng)在我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的普及程度，相關(guān)研究人員則可以從系統(tǒng)定制功能入手展開研究，支持操作人員主動對測量項目、精度、周期等進(jìn)行選擇，進(jìn)而更好的掌控農(nóng)作物生長環(huán)境，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。

2）與其他系統(tǒng)及設(shè)備之間的有效聯(lián)合。對于本文的研究內(nèi)容來說，智能控制儀表系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)電氣自動化系統(tǒng)的組成部分之一，而除了對各項環(huán)境因素的測量之外，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的展開仍需要大量器械、監(jiān)控設(shè)備等的支持，結(jié)合這一點，智能控制儀表系統(tǒng)應(yīng)能有效地與其他系統(tǒng)或設(shè)備連通起來，構(gòu)成一個完整的農(nóng)業(yè)電氣自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)高度智能化、高度自動化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程。

3 結(jié)語

綜上所述，在對智能控制儀表系統(tǒng)的概念和主要功能進(jìn)行簡單介紹的基礎(chǔ)之上，本文首先對現(xiàn)階段此類系統(tǒng)在我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用情況做了簡要分析，進(jìn)而從進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計、抑制可能的干擾因素、保障這一系統(tǒng)與其他系統(tǒng)及設(shè)備間的融合程度等幾方面對智能控制儀表系統(tǒng)對應(yīng)的應(yīng)用策略進(jìn)行了深入分析。在后續(xù)發(fā)展過程中，我國農(nóng)業(yè)部門及相關(guān)主管單位必須能將此類系統(tǒng)的研發(fā)和實際應(yīng)用重視起來，并結(jié)合不同的應(yīng)用需求及農(nóng)業(yè)電氣自動化的發(fā)展等在現(xiàn)有基礎(chǔ)上完成系統(tǒng)優(yōu)化、功能擴展等工作，在這一系統(tǒng)的輔助之下實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高度自動化及高度智能化，保障我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域整體的不斷發(fā)展。

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【通聯(lián)編輯：張薇】