電氣工程自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用實(shí)踐分析

姚蔚

（江蘇省工程勘測(cè)研究院有限責(zé)任公司，江蘇揚(yáng)州 225000）

目前，雖然我國(guó)農(nóng)業(yè)水平已經(jīng)穩(wěn)定，但許多農(nóng)業(yè)企業(yè)和農(nóng)民的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量仍然很低。影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一個(gè)主要原因就是先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用水平低。因此，目前我國(guó)某些地方的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到傳統(tǒng)觀念和方法的制約。為了提高農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率、提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)品質(zhì)量，有必要對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用、電力農(nóng)業(yè)等現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展過程進(jìn)行分析。自動(dòng)化技術(shù)其實(shí)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也已經(jīng)滲透很長(zhǎng)一段時(shí)間了，但總的來說，只是在一些小的技術(shù)管理領(lǐng)域應(yīng)用了自動(dòng)化技術(shù)，但是在更廣泛的領(lǐng)域，我們?nèi)匀皇褂脗鹘y(tǒng)的農(nóng)業(yè)管理方法一個(gè)完整的系統(tǒng)。所以，考慮未來農(nóng)業(yè)自動(dòng)化技術(shù)水平和應(yīng)用是非常重要的。

1 自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的現(xiàn)狀

自動(dòng)化農(nóng)業(yè)是近幾年智能技術(shù)的發(fā)展而被提出的一個(gè)新概念。目前，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)在農(nóng)業(yè)中有了不少的應(yīng)用，并且有了初步應(yīng)用規(guī)模。例如某些大型農(nóng)業(yè)地區(qū)已經(jīng)建立了自動(dòng)化農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，現(xiàn)在主要的功能是對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行監(jiān)控和采集相關(guān)信息，根據(jù)這些信息進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，對(duì)比傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)管理模式和技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)智能農(nóng)業(yè)擁有更高的自主性，解放勞動(dòng)力，會(huì)帶來更高品質(zhì)的產(chǎn)品，是一件非常有用的技術(shù)。自動(dòng)化農(nóng)業(yè)一般是將一些傳感器事先安裝在農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的周圍，根據(jù)這些節(jié)點(diǎn)來進(jìn)行隨時(shí)的監(jiān)視農(nóng)產(chǎn)的生長(zhǎng)情況，并將這些信息反饋到信息或者軟件中心，進(jìn)行自動(dòng)化、智能化的計(jì)算。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)就只會(huì)親自到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行查看，所以自動(dòng)化智能農(nóng)業(yè)會(huì)減小很多麻煩，給予更多的便利。此外，自動(dòng)化農(nóng)業(yè)技術(shù)還能遠(yuǎn)程操控一些生產(chǎn)設(shè)備，這可以真正的將農(nóng)業(yè)做到智能化、自動(dòng)化的先進(jìn)生產(chǎn)模式，為發(fā)展提供更多的便利。

中國(guó)的自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)在不到20 年的時(shí)間里實(shí)現(xiàn)了快速增長(zhǎng)，但如今仍然和歐洲國(guó)家和發(fā)達(dá)國(guó)家存在差異。在美國(guó)工業(yè)部門，自動(dòng)化已經(jīng)變得越來越多樣化，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，自動(dòng)化也越來越智能化；中國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)許多過程仍然使用傳統(tǒng)的勞動(dòng)實(shí)踐，這些做法是基于經(jīng)驗(yàn)，有著一定的質(zhì)量控制，但對(duì)于我國(guó)眾多的人口而言，還是杯水車薪，因此農(nóng)業(yè)問題一直是我國(guó)面臨的困難問題。所幸，隨著社會(huì)科技的發(fā)展，各種新型技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的創(chuàng)新運(yùn)用使農(nóng)業(yè)在生產(chǎn)、運(yùn)輸、監(jiān)管等方面也取得不小進(jìn)步。其中包括互聯(lián)網(wǎng)的普及，即“電子商務(wù)企業(yè)離岸外包”，為產(chǎn)品出口提供了良好的平臺(tái)，這也算是自動(dòng)化技術(shù)中非常重要的一環(huán)。目前，我國(guó)還是將提高農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)的產(chǎn)量和質(zhì)量作為當(dāng)前仍需解決的主要問題。因此，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的必然趨勢(shì)。

2 自動(dòng)化技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的優(yōu)勢(shì)

2.1 提高現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率

我國(guó)傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要還是依靠人工的勞動(dòng)力，農(nóng)民們需要依靠自己的雙手，需要大量的勞動(dòng)量才能得到較少的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品，勞動(dòng)效率低下，且大多數(shù)工作都是重復(fù)性工作，屬于純體力性勞動(dòng)。自動(dòng)化技術(shù)的引進(jìn)可以代替農(nóng)民的體力性勞動(dòng)，使農(nóng)民們可以解放雙手、解放農(nóng)村勞動(dòng)力、解放農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。目前許多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國(guó)都使用自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備代替了人工種植，農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的數(shù)量及質(zhì)量得到了大大的提高，為解決世界溫飽產(chǎn)生巨大的作用。我國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，也朝著這個(gè)方向努力前進(jìn)，發(fā)布了一系列為民為農(nóng)的相關(guān)政策，其中就有大力發(fā)展自動(dòng)化農(nóng)業(yè)的政策提倡。相信在未來，自動(dòng)化將會(huì)完全取代手工種植農(nóng)業(yè)，大大提高現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率。

2.2 提高了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率

我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方式主要是依靠勞動(dòng)力，傳統(tǒng)方式下農(nóng)民的勞動(dòng)量非常大，而且人力作用下會(huì)使生產(chǎn)的效率降低。隨著社會(huì)進(jìn)步和國(guó)家對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的政策扶持，農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中得到了廣泛運(yùn)用，利用機(jī)械和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，解放農(nóng)村勞動(dòng)力，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)、收割效率都有了很大提高。機(jī)械一體化和機(jī)械自動(dòng)化逐漸取代了傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)耕作方式，隨著農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)庫的建立和完善，通過信貸信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物的數(shù)字化和智能化管理，極大地提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率，因此，將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中是農(nóng)業(yè)發(fā)展未來的方向。

2.3 提高了農(nóng)業(yè)機(jī)械維修效率

自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展還能使得農(nóng)業(yè)機(jī)械的維修效率有所提高。農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用和維修都是建立在自動(dòng)化基礎(chǔ)技術(shù)、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)技術(shù)以及機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)上進(jìn)行的。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用能使農(nóng)業(yè)機(jī)械變得更加簡(jiǎn)單和高效，當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械出現(xiàn)問題時(shí)，使用自動(dòng)化技術(shù)維修農(nóng)業(yè)機(jī)械便會(huì)更加簡(jiǎn)單，提高了農(nóng)業(yè)機(jī)械的維修效率。此外，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)化、數(shù)字化和智能化。例如在農(nóng)機(jī)監(jiān)測(cè)或維護(hù)的第一階段，已經(jīng)建立了相當(dāng)數(shù)量的信息，使用農(nóng)機(jī)機(jī)械出現(xiàn)問題時(shí)也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并及時(shí)維修。

3 自動(dòng)化技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的具體應(yīng)用

3.1 視覺系統(tǒng)及溫控系統(tǒng)在溫室大棚中的應(yīng)用

近年來，視覺識(shí)別系統(tǒng)技術(shù)得到發(fā)展。圖像采集卡和計(jì)算機(jī)計(jì)算能力越來越強(qiáng)大，可以支持更先進(jìn)的算法。標(biāo)準(zhǔn)庫的函數(shù)調(diào)用也提供了越來越靈活的編程，為溫室果實(shí)的收獲提供了良好的技術(shù)支持。和邊緣檢測(cè)兩級(jí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于作物監(jiān)測(cè)和計(jì)算。防盜報(bào)警系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的防盜安全保證時(shí)間。通過MUC單元控制的溫室空氣溫度控制系統(tǒng)，可以滿足溫室空氣的溫度控制和濕度控制要求。作為車站的數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，主站與車站之間可以通過協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。汽車視覺系統(tǒng)中的攝像頭以高頻率拍攝植物的胸部、樹葉和果實(shí)，以及色彩的平坦度。圖像采集卡將圖像傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)中的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，由單片機(jī)執(zhí)行。該方案的果實(shí)部分可以自動(dòng)識(shí)別成熟度，并根據(jù)果實(shí)大小和大小差異自動(dòng)分類編碼。MUC 單元還可以根據(jù)顏色監(jiān)控胸部和刀片圖像。溫控系統(tǒng)的采集部分由溫度傳感器執(zhí)行，恒溫值由溫度傳感器設(shè)定，執(zhí)行器由空調(diào)執(zhí)行。溫室溫度不在數(shù)值范圍內(nèi)。在預(yù)定的溫度范圍內(nèi)，傳感器將溫度信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸給UC，使溫室空調(diào)的運(yùn)行控制溫室溫度，保證溫度在預(yù)定的溫度范圍內(nèi)，從生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)到果實(shí)分級(jí)，控制溫室溫度。內(nèi)部溫度的自動(dòng)化不僅可以降低人工成本，而且可以保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和質(zhì)量。

3.2 自動(dòng)化在節(jié)水灌溉中的應(yīng)用

電氣自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)業(yè)灌溉中的應(yīng)用，可以通過外包和經(jīng)驗(yàn)，有效地改善傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)灌溉的管理，從而優(yōu)化農(nóng)業(yè)灌溉資源的利用。在水利實(shí)踐中，在電力自動(dòng)化技術(shù)和相關(guān)平臺(tái)、儀器系統(tǒng)的支持下，相關(guān)人員可以對(duì)作物狀況和土壤質(zhì)量進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析和自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)科學(xué)有效的灌溉。

4 自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中的發(fā)展前景

4.1 向精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展

作為我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展進(jìn)程的一部分，必須把粗放型發(fā)展模式轉(zhuǎn)變?yōu)榫珳?zhǔn)農(nóng)業(yè)，把現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)、理論和方法有效地融入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)模式之中?？茖W(xué)使用自動(dòng)化農(nóng)業(yè)機(jī)械，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量，優(yōu)化和提高種植業(yè)各階段的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。為了科學(xué)利用各種資源，逐步提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)業(yè)中向精確農(nóng)業(yè)發(fā)展是一個(gè)具有巨大潛力的方向。

4.2 向應(yīng)用型自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展

目前，自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)有了應(yīng)用先例，國(guó)家也正在大力推行自動(dòng)化技術(shù)的農(nóng)業(yè)運(yùn)用。但我國(guó)地形復(fù)雜，許多設(shè)備在我國(guó)各地區(qū)的應(yīng)用能力、應(yīng)用效率也很難保證和統(tǒng)一，因此，在無形中給我國(guó)的自動(dòng)化技術(shù)的推廣增加了難度。這就需要各地的農(nóng)機(jī)技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)調(diào)配，改進(jìn)技術(shù)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，才能更好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)的推廣。自動(dòng)化技術(shù)不能只存在于學(xué)校、理論之上，還要應(yīng)用于實(shí)際才能發(fā)展，因此從理論到應(yīng)用的轉(zhuǎn)型是自動(dòng)化控制技術(shù)的目標(biāo)。

4.3 向農(nóng)產(chǎn)品自動(dòng)化的檢測(cè)及保值發(fā)展

自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、視覺技術(shù)的發(fā)展，目前已有將計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)與農(nóng)用設(shè)備結(jié)合的先例。工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展帶動(dòng)了自動(dòng)化技術(shù)和其他技術(shù)的結(jié)合，為滿足農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)需求，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的檢測(cè)、生產(chǎn)、監(jiān)控、運(yùn)輸、售賣等都需要信息技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持，自動(dòng)化技術(shù)便是依賴信息技術(shù)、視覺技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)而產(chǎn)生的。以現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)為例，生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品需要電子識(shí)別技術(shù)對(duì)其產(chǎn)品進(jìn)行自動(dòng)篩選和分類，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)。

4.4 實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

目前，許多西方國(guó)家將計(jì)算機(jī)可視化技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活、生產(chǎn)技術(shù)信息處理等領(lǐng)域。為了有效提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和管理文化水平，例如英國(guó)利用這一技術(shù)構(gòu)建了一個(gè)蘑菇采集專業(yè)機(jī)器人，主要利用計(jì)算機(jī)輔助視覺技術(shù)和視覺處理功能。這可以使得農(nóng)用機(jī)器人能夠精確定菌類的位置，并開始收集。將自動(dòng)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)相結(jié)合在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)?huì)開拓一個(gè)全新領(lǐng)域。

5 結(jié)束語

目前我國(guó)的自動(dòng)化農(nóng)業(yè)還處于發(fā)展階段，需要更多地技術(shù)人員進(jìn)行相關(guān)的探索。但是隨著信息技術(shù)和電子技術(shù)的不斷拓展，相關(guān)人員對(duì)于新領(lǐng)域的不斷探索，會(huì)有更多地自動(dòng)化技術(shù)人員注意到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)這一發(fā)展?jié)摿薮蟮念I(lǐng)域。自動(dòng)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)所在，農(nóng)業(yè)是我國(guó)最為重要的行業(yè)之一，解放勞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)從手工種植到現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)是我們所追尋的目標(biāo)。