虛擬儀器技術及其在農業(yè)自動化中的應用研究

薛志鵬 羅丹

摘 要：隨著社會的發(fā)展，科技在不斷地進步，計算機技術得到了迅速的發(fā)展，同時以個人計算機平臺為基礎、為標準的虛擬儀器技術也得到了空前的發(fā)展，且虛擬儀器技術也被應用到了各個不同的領域，在很多重要的環(huán)節(jié)起到了測試測量的作用，同時對很多重要環(huán)節(jié)的操作都能夠起到很好的控制作用，因此，為了使我國的農業(yè)能夠得到很好地發(fā)展，在農業(yè)自動化中也應用到了虛擬儀器技術，就虛擬儀器技術在農業(yè)自動化中的應用做詳細研究。

關鍵詞：虛擬儀器技術;農業(yè)自動化;應用

中圖分類號：TP216? ? ? ? 文獻標識碼：A

隨著計算機技術的快速發(fā)展，儀器技術的技術改革，虛擬儀器技術應運而生，它作為20世紀90年代的重要技術，其在測試測量以及控制等領域都有著很重要的影響。虛擬儀器技術的技術核心主要是通過軟件進行很多操作的控制，技術的好壞也主要是通過軟件的好壞來判斷。因此，很多虛擬儀器技術的生產商，在研究及創(chuàng)作過程中著重對軟件的研究與開發(fā)。

虛擬儀器技術從發(fā)展初期到如今應用在各個領域，這一發(fā)展過程是非常迅速的，其發(fā)展前景是非常廣闊的。虛擬儀器技術在農業(yè)方面的應用也非常的多，比如可以通過計算機技術輔助農產品的檢測，對農產品的質量進行等級的評選，同時還能夠實現(xiàn)農業(yè)的自動化監(jiān)控以及數(shù)據(jù)的采集，促使農業(yè)方面的研究能夠進行得更加順利，并培育出更加優(yōu)質的農產品。

1 虛擬儀器技術的軟件構成

虛擬儀器技術中較為核心的就是軟件，因此，著重分析虛擬儀器技術中軟件的構成。虛擬儀器系統(tǒng)中軟件主要是由測控程序、系統(tǒng)管理、I/O接口及儀器驅動這四個層次組成，且隨著技術的不斷進步，這四層結構也逐漸實現(xiàn)了“即調即用”的功能，使工作人員的開發(fā)環(huán)境更加完善，且I/O接口軟件也是由產品的供應商直接提供的，與儀器配合的更加完美;同時標準虛擬儀器在開發(fā)的過程中，也包含著類型繁多的數(shù)據(jù)庫，這些數(shù)據(jù)庫可以對數(shù)據(jù)的分析、數(shù)據(jù)的顯示以及數(shù)據(jù)報表等起到一定的促進作用;而系統(tǒng)的管理層結構則能夠實現(xiàn)整個系統(tǒng)的靈活運用，從而滿足不同用戶的不同要求，使用戶能夠有一個好的體驗。

2 虛擬儀器技術在農業(yè)自動化領域中的應用

2.1 自動化灌溉

自動化灌溉主要是指計算機通過處理器，如土壤溫度處理器、土壤濕度處理器、電磁閥、壓力傳感器、流量傳感器、水泵等，對現(xiàn)場的信息進行采集，并將這些信息進行儲存，其次進行傳輸，并最終使這些數(shù)據(jù)得到終端分析后，再反饋給處理器，然后做出相對應的措施。

具體的操作過程就是，通過不同的傳感器，對現(xiàn)場的實際情況進行記錄，然后將數(shù)據(jù)進行存儲和傳輸，通過終端分析，將最終的結果同步到狀態(tài)顯示面板上，使用戶能夠直觀地看到此時現(xiàn)場的具體情況，比如土壤的濕度、溫度、水箱的水位、閥門的開關狀態(tài)等。同時，自動化灌溉系統(tǒng)還能夠將這些分析后的結果再傳輸回處理器上，并作出相應的措施，實現(xiàn)自動化灌溉，節(jié)省人力物力，增加經濟效益。

2.2 自動化秧苗分析

自動化秧苗分析系統(tǒng)主要的作用就是對秧苗的生長狀況、質量等進行監(jiān)測和分析，從而能夠較為清楚地獲得秧苗在發(fā)芽期的最后還能夠保留多少棵秧苗數(shù)量。這個系統(tǒng)主要操作過程是通過系統(tǒng)的操作界面預先設置一些秧苗的相應參數(shù)，然后給每棵秧苗都配置一個較為完善的參數(shù)數(shù)據(jù)庫，對秧苗不同時期的生長狀態(tài)進行采集、存儲，然后通過虛擬儀器技術中的分析函數(shù)對每棵秧苗不同時期的生長狀態(tài)進行測量分析，最終通過軟件中的視覺功能將信息轉化為圖像，較為直觀地呈現(xiàn)給用戶。

這個系統(tǒng)主要是由計算機、彩色圖像采集板、彩色工業(yè)攝像機等組成。首先需要對每株秧苗進行序列號的編輯，然后通過攝像機對秧苗的生長狀況進行采集，將不同序列號的秧苗的數(shù)據(jù)采集情況傳輸?shù)讲杉迳?，這樣就能夠非常清楚地看到秧苗的具體情況，同時用戶也能夠通過搜索序列號來了解個別秧苗的生長情況。

2.3 柴油機實驗室的自動化數(shù)據(jù)采集和控制

柴油機實驗室的自動化數(shù)據(jù)采集和控制主要是通過計算機、測力儀表控制器以及測壓原件等相互的配合進行的。通過這些儀器的互相配合得到柴油機在使用過程中的壓力、溫度、氣體排放量、負載以及發(fā)動機的轉速等，為了輔助系統(tǒng)的不接地熱電偶，使其能夠順利的運行，因此，系統(tǒng)使用過程中，還需要增加多路轉換的模塊。通過這些儀器的合理配合和運行，獲得柴油機的各項數(shù)據(jù)，同時對數(shù)據(jù)進行分析，最終得到柴油機在運行過程中的運行狀況。

3 結語

隨著計算機技術的迅速發(fā)展，我國的虛擬儀器技術也得到了飛速的發(fā)展，而我國的農業(yè)在發(fā)展過程中，由于虛擬儀器技術的融入得到了很大的進步，同時也節(jié)省了人力、物力，提高了經濟效益，對我國的農業(yè)科研發(fā)展產生了積極影響。

參考文獻：

[1] 展慧，宋朝霞，葉佩，等.虛擬儀器技術在水稻排種器播種質量檢測方面的應用研究進展[J].江西農業(yè)，2018（2）：108-110.

[2] 徐偉，俞春飛，艾偉清，等.基于LabVIEW的遠程溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設計[J].常熟理工學院學報，2017，31（4）：71-74.