自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用研究

曹磊

摘要：自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用使得現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更加智能化。分析自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用現(xiàn)狀及優(yōu)勢，介紹自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中應(yīng)用的主要情況，為促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更加智能和高效發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制技術(shù);農(nóng)業(yè)機(jī)械;應(yīng)用;精準(zhǔn)

中圖分類號(hào)：S126? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1674-1161（2021）03-0044-02

近年來，為實(shí)現(xiàn)“系統(tǒng)診斷、優(yōu)化配方、技術(shù)組裝、科學(xué)管理”的目標(biāo)，自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。搭載自動(dòng)控制技術(shù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)能為效益最大化提供技術(shù)支持，在提高現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率與質(zhì)量方面發(fā)揮著重要作用。為此，分析自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用概況和優(yōu)勢，介紹自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的主要應(yīng)用，以期為促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更智能和更高效提供參考和借鑒。

1 農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的機(jī)械化程度不斷深化，自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用逐漸增多。尤其是GPS和GIS技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化控制方面的應(yīng)用，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來新的體驗(yàn)和突破。近年來，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)滲透到眾多生產(chǎn)領(lǐng)域，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)的典例也越來越多，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向縱深方向發(fā)展提供動(dòng)力。

受地形地貌和農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展等客觀因素的影響，我國的農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化水平與先進(jìn)國家有一定差距，亟需完善農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)的相關(guān)機(jī)制、機(jī)械質(zhì)量和品牌創(chuàng)新意識(shí)等。

2 自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用優(yōu)勢

在農(nóng)業(yè)機(jī)械中采用自動(dòng)控制技術(shù)有諸多優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在同步控制、精準(zhǔn)操控和節(jié)約成本等方面。

2.1 同步控制

在農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)中，常利用電子設(shè)備及相關(guān)自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)同步控制，用來改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。自動(dòng)控制技術(shù)是依托互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，互聯(lián)網(wǎng)的共享性能夠助推農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。在農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)中，將計(jì)算機(jī)技術(shù)融入電氣設(shè)備后，一個(gè)控制終端可以同時(shí)控制多個(gè)機(jī)械設(shè)備，全面提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

2.2 精準(zhǔn)操控

除同步控制外，現(xiàn)代化技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的另一個(gè)主要應(yīng)用是精準(zhǔn)操控?，F(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)通過計(jì)算機(jī)設(shè)備加強(qiáng)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的控制，通過設(shè)定所需要的相關(guān)程序，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械的精準(zhǔn)操控，并完成精準(zhǔn)化作業(yè)。

2.3 節(jié)約成本

節(jié)約農(nóng)作物生產(chǎn)成本和保證利潤是保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定的重要因素之一。將自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)中，不僅可以節(jié)約人力和物力，還能夠提高機(jī)械化生產(chǎn)的穩(wěn)定性和連續(xù)性，有利于降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。

3 自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用

3.1 農(nóng)作物生長條件的設(shè)定與控制

在農(nóng)作物生長中，溫度和濕度是非常重要的環(huán)境條件。在傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，人為控制溫度和濕度的措施有限，因此農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量穩(wěn)定性較差?；谛畔⒆詣?dòng)化應(yīng)用原理，將自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械，能夠科學(xué)、準(zhǔn)確地控制農(nóng)作物生長環(huán)境中的溫度、濕度等參數(shù)，為提高農(nóng)作物產(chǎn)量和實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物反季節(jié)生產(chǎn)提供適宜條件。

在溫室大棚內(nèi)安裝溫濕度感應(yīng)裝置，并使其與控制終端相連接。根據(jù)農(nóng)作物的生長實(shí)際需求設(shè)定溫度、濕度、光照時(shí)間等參數(shù)，系統(tǒng)通過感應(yīng)器分析和記錄相關(guān)參數(shù)，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送至控制終端，實(shí)現(xiàn)對溫度和濕度的調(diào)節(jié)和控制，具體程序如圖1所示。

根據(jù)實(shí)際需要調(diào)取大棚實(shí)時(shí)溫濕度記錄，并進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)大棚的溫濕度智能化控制管理。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷完善，傳感器設(shè)備也不斷更新，精度控制的效果也必然越來越好。

3.2 農(nóng)作物自動(dòng)采收

在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式和半機(jī)械化生產(chǎn)模式下，農(nóng)作物采收需要大量的人力。在實(shí)際操作中，自動(dòng)采摘裝置配有感應(yīng)器，能夠自動(dòng)辨別農(nóng)作物的熟度，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的適時(shí)采收和科學(xué)采收。有的自動(dòng)控制系統(tǒng)能根據(jù)農(nóng)作物的生長屬性測定每一個(gè)果實(shí)的成熟度和成熟位置，再按照系統(tǒng)錄入的參數(shù)要求完成某一類型的指令，確保農(nóng)作物符合采摘要求。

除谷物利用自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)收割、割曬、脫粒等作業(yè)一次性完成外，西紅柿、西瓜、卷心菜、蘋果、柑橘、棉花等農(nóng)產(chǎn)品的收獲機(jī)械也逐漸實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。采摘機(jī)械采用激光瞄準(zhǔn)系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確地瞄準(zhǔn)目標(biāo)，大大提高農(nóng)作物采摘速度。

3.3 以傳感器為載體的影像識(shí)別

傳感器是自動(dòng)控制技術(shù)的核心部件，相當(dāng)遠(yuǎn)整個(gè)控制系統(tǒng)的“眼睛”。而以傳感器為載體的影像識(shí)別技術(shù)能夠測定農(nóng)作物生長環(huán)境中的光照強(qiáng)度，并給控制終端下達(dá)調(diào)節(jié)機(jī)械操作的指令，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)作物生長環(huán)境的精準(zhǔn)化控制。

3.4 自動(dòng)化灌溉控制

近年來，自動(dòng)化農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)的完善程度越來越高，有自動(dòng)灌溉、定時(shí)灌溉、周期灌溉、手動(dòng)灌溉等多種模式，實(shí)現(xiàn)最大限度地提高灌溉用水利用率。農(nóng)業(yè)自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)可自動(dòng)采集和處理溫度、濕度、風(fēng)速、雨量、光照等環(huán)境參數(shù)，當(dāng)灌溉系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)能夠立即停止水泵運(yùn)行并報(bào)警。自動(dòng)化灌溉控制技術(shù)利用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)田灌溉遠(yuǎn)程監(jiān)控。在自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)的灌溉決策軟件中引入專家決策系統(tǒng)，還可對不同地區(qū)的不同作物在不同生長階段的需水信息進(jìn)行定量評(píng)估。

4 結(jié)語

當(dāng)前，糧食短缺、水資源枯竭和環(huán)境污染等重大問題亟需解決，而自動(dòng)控制在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用有利于實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化和可持續(xù)發(fā)展。自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械中的應(yīng)用對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有著突破性的影響，集自動(dòng)化控制技術(shù)、信息技術(shù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)于一體的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展趨勢。

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Study on the Application of Automatic Control Technology

in Agricultural Machinery

CAO Lei

（Liaoning Province Agricultural Mechanization Development Center， Shenyang 110034， China）

Abstract： The wide application of automatic control technology in the field of agricultural production makes modern agricultural production more intelligent.This paper analyzes the application situation and advantages of automation technology in agricultural production， and introduces the main application of automation technology in agricultural field， so as to provide reference for more intelligent and efficient agricultural production.

Key words： automatic control technology; agricultural machinery; application; precision