物聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)機電一體化技術的關聯(lián)性分析

楊建國

摘 ?要：我國當前正有序推進現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)體系，農(nóng)業(yè)機電一體化技術也取得了長足發(fā)展?；趯ξ锫?lián)網(wǎng)概念和相關優(yōu)勢的分析，該文探索了物聯(lián)網(wǎng)技術和農(nóng)業(yè)機電一體化技術的關聯(lián)性，并在此基礎上提出在農(nóng)業(yè)機電一體化技術的發(fā)展中融入物聯(lián)網(wǎng)技術的方法，以引來提高農(nóng)業(yè)機電一體化設備的控制質(zhì)量。

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);農(nóng)業(yè)機電一體化;關聯(lián)性

中圖分類號：S126 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機電一體化技術，主要是完成對各類農(nóng)業(yè)機電設備運行狀態(tài)的監(jiān)測與調(diào)整，尤其是對智能化有較高需求的設備，例如自動灌溉系統(tǒng)等。傳統(tǒng)方法多應用定時器等方式完成控制，控制精度較低。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的飛速發(fā)展，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可以借助物聯(lián)網(wǎng)技術，來完成對農(nóng)業(yè)機電設備的精確控制。

1 物聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)機電一體化的關聯(lián)性

1.1 信息采集方面

現(xiàn)如今農(nóng)業(yè)的特點為新技術應用的數(shù)量和種類多、覆蓋范圍廣，農(nóng)戶對新技術的信息化程度要求高等。這些新技術，不僅體現(xiàn)在新型農(nóng)業(yè)機電設備的應用上，也包括新的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術，例如無土栽培技術、新型灌溉技術等。這些技術需要采集大量的信息，例如降水量信息、溫濕度信息、土壤含水量信息和光照信息等。這要求系統(tǒng)要能夠自動獲取這些信息，并且當信息改變時，相應的設備要能夠動作，而這正是物聯(lián)網(wǎng)技術所擅長的。將物聯(lián)網(wǎng)技術融入農(nóng)業(yè)機電一體化技術中，保證了信息采集的精度、廣度和速度，提高了農(nóng)業(yè)機電一體化設備的信息感知能力，改進了傳統(tǒng)的控制方法不易實現(xiàn)信息綜合采集的缺點。

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在運行的過程中，會在不同的區(qū)域中建成多個數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，完成對各類參數(shù)的轉(zhuǎn)化和分析，并且在完成數(shù)據(jù)采集后，即時完成數(shù)據(jù)的處理與整合任務。控制中樞根據(jù)獲取的信息，向被控設備發(fā)送控制指令，提高相關設備的運行質(zhì)量。該項工作建立在信息采集的基礎上，因此物聯(lián)網(wǎng)在信息采集方面，可以滿足農(nóng)業(yè)機電一體化的發(fā)展需求。

1.2 信息整理方面

現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)更重視農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展，廣泛應用農(nóng)作物混栽等方法提高植物的生長質(zhì)量。由于不同農(nóng)作物的習性有很大差別，所以在具體的工作中，要完成對各個區(qū)域的信息整理，并在此基礎上控制相應的機電設備。在具體的工作中，可以在相關區(qū)域中設置傳感器并收集信息，收集的信息會匯集到物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的控制中樞去整理，以便進一步通過相應的軟件來分析。

1.3 信息分析方面

傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)只能夠根據(jù)當?shù)氐臍夂颦h(huán)境對機電設備進行調(diào)整，該系統(tǒng)或技術本身不具備信息分析和記錄功能。而從現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展角度來看，控制系統(tǒng)要能夠主動適應氣候和環(huán)境的變化，能夠?qū)Υ罅繑?shù)據(jù)進行分析，并建成農(nóng)業(yè)檔案，為后續(xù)的農(nóng)業(yè)發(fā)展和設備控制提供指導。

在物聯(lián)網(wǎng)技術的應用中，可以通過對網(wǎng)絡系統(tǒng)的完善和構建，使其能夠自動完成對相關農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的收集。當前的物聯(lián)網(wǎng)技術中已經(jīng)可以融入大數(shù)據(jù)技術，該項技術的優(yōu)勢是可以很好地完成對海量數(shù)據(jù)的分析。在制成了相關農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)后，應用云計算技術構建數(shù)據(jù)模型，制成某種農(nóng)作物產(chǎn)量與各類環(huán)境因素之間的關系模型。獲取了相關的農(nóng)業(yè)發(fā)展模型后，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要對各種參數(shù)進行分析，并對相關農(nóng)業(yè)機電設備發(fā)出控制指令，讓其動作，確保植物生長的最佳環(huán)境，達到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的目的。

1.4 系統(tǒng)控制方面

在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)體系中，投入的農(nóng)業(yè)機電設備數(shù)量大幅提高，一些設備對智能化控制提出的要求較高。當前的控制系統(tǒng)設計思路主要有2個，即經(jīng)典控制理論與現(xiàn)代控制理論。從控制系統(tǒng)的運行質(zhì)量和效果來看，現(xiàn)代控制理論的效果更好，有更好的應用前景。

在現(xiàn)代控制理論中，最主要的特點是實現(xiàn)了信號的多輸入和多輸出，由控制中樞完成對系統(tǒng)的完善與優(yōu)化工作。另外在具體的工作中，可以在物聯(lián)網(wǎng)技術中融入新技術，提高對各類設備的控制精度。從網(wǎng)絡資源與計算能力上來看，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能夠完美地發(fā)揮相關作用，實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)機電設備的有效且精確控制，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)業(yè)機電一體化中的應用方法

2.1 整體框架設計

將物聯(lián)網(wǎng)技術應用到農(nóng)業(yè)機電一體化中，系統(tǒng)的整體框架設計要能夠涵蓋系統(tǒng)中所有的農(nóng)業(yè)機電設備。整體框架設計的過程要從現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的技術類型和所需參數(shù)的角度出發(fā)，目的是完成對系統(tǒng)的完善與優(yōu)化工作。

在整體框架設計的過程中，對于數(shù)據(jù)采集方面，需要分析的數(shù)據(jù)包括溫度信息、空氣濕度信息、土壤信息和光照信息等。同時也要根據(jù)天氣預報，完成對相關設備的提前控制工作。信息收集工作系統(tǒng)，要從2個角度設計。1）各類傳感器的設計，需要根據(jù)當?shù)剞r(nóng)業(yè)系統(tǒng)的發(fā)展形勢、發(fā)展區(qū)域和環(huán)境狀況，在合理的位置架設專業(yè)的測量儀器，將氣候參數(shù)輸入物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中。2）相關參數(shù)獲取工作，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)要能夠獲取氣象信息，將這類信息與物聯(lián)網(wǎng)中的控制軟件進行融合，分析氣象參數(shù)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可能造成的影響，并在此基礎上完成對農(nóng)業(yè)機電設備運行狀態(tài)的自動調(diào)整工作。

2.2 相關技術融合

在物理網(wǎng)技術的應用中，必然用到大數(shù)據(jù)技術、云計算技術等新技術，實現(xiàn)對大量數(shù)據(jù)的收集和整理工作，以完成農(nóng)業(yè)模型、檔案的建設任務，為后續(xù)的精細化管理工作奠定基礎。在具體的工作中要能夠合理融合相關技術。對于大數(shù)據(jù)技術來說，理論上可以收集整個互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的相關數(shù)據(jù)，借助云計算技術可以獲取最終的數(shù)據(jù)分析結果。然而對于農(nóng)業(yè)技術體系來說，無須獲取過量的信息，只要能夠收集互聯(lián)網(wǎng)中的天氣信息和農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中的各類觀測信息即可。所以在具體的工作中，通過對大數(shù)據(jù)技術的優(yōu)化和個性化構建，結合先進的農(nóng)業(yè)機電一體化技術，即可在發(fā)揮應有功能的基礎上，提高系統(tǒng)的運行效率。

2.3 系統(tǒng)融合優(yōu)化

在農(nóng)業(yè)機電一體化系統(tǒng)的設計和建設中，必然要經(jīng)過多個融合與優(yōu)化的過程。所以在具體的工作中，要分析當前工作中的問題，在此基礎上完成對系統(tǒng)的完善和優(yōu)化工作。

在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的自動灌溉技術中應用滴灌技術框架完成新技術的開發(fā)，但是該系統(tǒng)中的水泵等設備輸出功率，可以在物聯(lián)網(wǎng)技術的控制下根據(jù)環(huán)境因素實時調(diào)整。當系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，應分析物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)對相關農(nóng)業(yè)機電設備的控制是否有效，避免誤操作。例如在發(fā)生降水、空氣潮濕、空氣干旱等不同狀態(tài)下系統(tǒng)發(fā)出的控制指令，是否與實際情況吻合，當發(fā)現(xiàn)實際的控制效果與設計的預期目標存在差距時，要完成對該系統(tǒng)的優(yōu)化和調(diào)試工作。該過程要反復進行，直到實際控制效果和預期效果吻合時，才可確定系統(tǒng)能夠投入運行。

3 結論

綜上所述，農(nóng)業(yè)機電一體化發(fā)展過程中，物聯(lián)網(wǎng)技術與農(nóng)業(yè)機電一體化技術有很高的融合性。物聯(lián)網(wǎng)技術能夠滿足農(nóng)業(yè)機電一體化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)整理、控制指令發(fā)布等方面的要求，同時還可以應用大數(shù)據(jù)技術和云計算技術來制定農(nóng)業(yè)檔案，包括農(nóng)業(yè)機電設備的工作狀況，為后續(xù)的系統(tǒng)發(fā)展奠定基礎。實踐證明，通過將物聯(lián)網(wǎng)技術與農(nóng)業(yè)機電一體化技術相融合，更能發(fā)揮農(nóng)業(yè)機電設備的生產(chǎn)潛能，有效提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效益，增加農(nóng)民的收入。

參考文獻

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