電子信息技術(shù)與農(nóng)機(jī)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合及其應(yīng)用特點(diǎn)

(1.清華大學(xué)，北京 100084；2.美國(guó)康涅狄格大學(xué)，康涅狄格 曼斯菲爾德 06269；3.黑龍江德沃科技開(kāi)發(fā)有限公司，哈爾濱 150081)

0 引言

近年來(lái)，我國(guó)農(nóng)機(jī)技術(shù)得到了飛速發(fā)展，不僅農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和功能更為合理，農(nóng)機(jī)技術(shù)也充分結(jié)合了各學(xué)科的新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的自動(dòng)化和智能化發(fā)展。在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，要實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的合理化作業(yè)，農(nóng)機(jī)技術(shù)在傳統(tǒng)的機(jī)械功能技術(shù)上還必須結(jié)合和應(yīng)用先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，使農(nóng)機(jī)產(chǎn)品作業(yè)的精確性和可靠性進(jìn)一步提高。而隨著電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，電子信息技術(shù)在農(nóng)機(jī)技術(shù)中的應(yīng)用逐漸擴(kuò)大，使農(nóng)業(yè)機(jī)械的功能得到進(jìn)一步擴(kuò)展，農(nóng)機(jī)產(chǎn)品與電子信息技術(shù)的有機(jī)結(jié)合使農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)進(jìn)一步向優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效方向發(fā)展，對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用[1]。

1 農(nóng)機(jī)電子技術(shù)的應(yīng)用情況

電子信息技術(shù)是時(shí)代發(fā)展下的新技術(shù)，依托于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)、通訊和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持，使電子信息技術(shù)具備了信息數(shù)據(jù)的收集、傳輸、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、分析處理等系統(tǒng)化功能[2]。尤其是在計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展下，電子信息技術(shù)的應(yīng)用得到了大范圍擴(kuò)展，并改變和優(yōu)化了人們生產(chǎn)生活的方方面面。電子信息技術(shù)作為現(xiàn)代化高新技術(shù)的代表，將其與農(nóng)機(jī)技術(shù)進(jìn)行有效融合，能夠顯著提升農(nóng)機(jī)作業(yè)和農(nóng)業(yè)信息資源的獲取、處理和決策流程，并進(jìn)一步指導(dǎo)農(nóng)機(jī)化生產(chǎn)的實(shí)施，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向現(xiàn)代化轉(zhuǎn)變提供信息支持。

近年來(lái)，在農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼政策的大力扶持下，農(nóng)民對(duì)于農(nóng)業(yè)機(jī)械的購(gòu)置能力顯著提升，加之農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)使農(nóng)民的經(jīng)營(yíng)收入進(jìn)一步提高，使先進(jìn)技術(shù)的農(nóng)機(jī)裝備得到更廣泛地應(yīng)用。很多農(nóng)機(jī)廠商已經(jīng)認(rèn)識(shí)到電子信息技術(shù)在農(nóng)機(jī)領(lǐng)域應(yīng)用的廣闊前景，并逐步擴(kuò)大電子信息技術(shù)在農(nóng)機(jī)新產(chǎn)品上的應(yīng)用力度。但總體上講，我國(guó)現(xiàn)有農(nóng)機(jī)中配套電子信息技術(shù)的產(chǎn)品仍相對(duì)較少。電子信息技術(shù)的應(yīng)用通常局限于對(duì)作業(yè)補(bǔ)貼農(nóng)機(jī)的監(jiān)控、農(nóng)機(jī)管理網(wǎng)站建設(shè)以及農(nóng)用氣象預(yù)報(bào)等方面，而在農(nóng)機(jī)產(chǎn)品中的應(yīng)用和實(shí)際作用發(fā)揮仍相對(duì)不足。

與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)農(nóng)機(jī)裝備上配套的電子信息技術(shù)還比較落后，農(nóng)機(jī)領(lǐng)域中的電子信息技術(shù)人才仍相對(duì)匱乏，產(chǎn)品研發(fā)和科研投入仍有待提升。信息技術(shù)水平低下制約了農(nóng)機(jī)作業(yè)合理性和生產(chǎn)效率的提升，并且農(nóng)機(jī)作業(yè)不合理問(wèn)題得不到技術(shù)的解決和糾正，造成了很多研究成果難以在第一時(shí)間得到應(yīng)用，生產(chǎn)信息滯后性愈發(fā)明顯。

2 電子信息技術(shù)與農(nóng)機(jī)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合

信息技術(shù)與農(nóng)機(jī)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合需要在傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)結(jié)構(gòu)中加設(shè)大量信息獲取和通信部件，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)作業(yè)信息的傳輸與生產(chǎn)指導(dǎo)信息接收等功能，使農(nóng)業(yè)機(jī)械更好地完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)任務(wù)。電子信息技術(shù)的應(yīng)用涉及到電子、計(jì)算機(jī)、通訊、機(jī)械、智能管理等多方面的技術(shù)支持，要實(shí)現(xiàn)電子信息技術(shù)與農(nóng)機(jī)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合主要應(yīng)從以下幾方面著手。

2.1 加強(qiáng)農(nóng)機(jī)裝備的電子元件配備

要實(shí)現(xiàn)電子信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械上的應(yīng)用，需要在現(xiàn)代化農(nóng)機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步增加用于信息搜集、信息顯示、電子監(jiān)視、自動(dòng)控制、信息交流等電子元件設(shè)備。與世界先進(jìn)農(nóng)機(jī)技術(shù)水平相比，我國(guó)農(nóng)機(jī)電子化更多趨向于自動(dòng)控制技術(shù)，對(duì)于電子信息技術(shù)的應(yīng)用仍相對(duì)不足。而在自動(dòng)控制元件的基礎(chǔ)上，只需增設(shè)少量電子元件設(shè)備，即可有效提高農(nóng)機(jī)的電子信息化水平。例如，對(duì)先進(jìn)的自動(dòng)化農(nóng)機(jī)而言，其原有的監(jiān)測(cè)技術(shù)、電子控制技術(shù)等均可供電子信息技術(shù)使用，只需增設(shè)通訊技術(shù)模塊和網(wǎng)絡(luò)模塊即可實(shí)現(xiàn)大部分的電子信息技術(shù)功能。

2.2 實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的大范圍通訊功能

農(nóng)業(yè)機(jī)械通訊功能的建立包括兩方面內(nèi)容，一是局部區(qū)域內(nèi)農(nóng)機(jī)產(chǎn)品之間的聯(lián)網(wǎng)通訊；二是農(nóng)機(jī)駕駛員與管理終端的遠(yuǎn)程通訊。通訊功能的實(shí)現(xiàn)需要在農(nóng)機(jī)裝備中布置通訊模塊，首先在農(nóng)機(jī)駕駛位置加設(shè)顯示屏，用以顯示信息數(shù)據(jù)，將顯示屏通過(guò)線路與ECU(處理器)相連接，ECU分析轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)信息后可在顯示屏上顯示相關(guān)信息，駕駛員也可通過(guò)顯示屏發(fā)送信息，從而實(shí)現(xiàn)信息的傳遞和交換。通訊信息包括人工通訊與自動(dòng)通訊兩類，人工通訊是人為傳遞信息的過(guò)程，而自動(dòng)通訊是利用CAN總線技術(shù)，將信息系統(tǒng)獲取的農(nóng)機(jī)各項(xiàng)狀態(tài)信息和管理系統(tǒng)發(fā)送的各項(xiàng)信息進(jìn)行接收和傳輸，為農(nóng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控、控制作業(yè)等功能的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。

2.3 建立合理的信息管理技術(shù)平臺(tái)

信息管理平臺(tái)的建立是農(nóng)機(jī)管理由傳統(tǒng)模式向自動(dòng)管理和科學(xué)管理轉(zhuǎn)變的有效途徑，管理平臺(tái)的基礎(chǔ)功能是農(nóng)機(jī)管理的行為以信息數(shù)據(jù)的支持為基礎(chǔ)，管理人員對(duì)于農(nóng)機(jī)生產(chǎn)的各項(xiàng)決策都可以借鑒信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)分析處理后的結(jié)果，使生產(chǎn)的實(shí)施過(guò)程更為合理與精確。同時(shí)，生產(chǎn)管理的過(guò)程不必再深入田地進(jìn)行查看，只需通過(guò)信息管理技術(shù)平臺(tái)調(diào)用實(shí)時(shí)的田間數(shù)據(jù)，并自動(dòng)形成一段時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)對(duì)比分析圖表，便于管理人員的信息獲取。信息管理技術(shù)平臺(tái)還應(yīng)具備計(jì)算機(jī)輔助決策、專家知識(shí)庫(kù)等功能，使管理平臺(tái)的功能更加全面。

2.4 使農(nóng)機(jī)具備便捷的人機(jī)交互技術(shù)

便捷的人機(jī)交互是駕駛員操作和使用電子信息技術(shù)的前提，由于我國(guó)農(nóng)民對(duì)于電子技術(shù)產(chǎn)品使用能力相對(duì)不足，因此農(nóng)機(jī)的人機(jī)交互技術(shù)應(yīng)具備便捷性特點(diǎn)，以便于農(nóng)機(jī)駕駛員對(duì)農(nóng)機(jī)信息的獲取和相關(guān)功能的操作。同時(shí)便捷的人機(jī)交互技術(shù)對(duì)于農(nóng)機(jī)的維修保養(yǎng)工作也創(chuàng)造了便利條件，駕駛員利用顯示屏顯示的內(nèi)容能夠及時(shí)了解農(nóng)機(jī)的保養(yǎng)周期和可能存在的異常問(wèn)題，農(nóng)機(jī)維修人員也可通過(guò)讀取ECU提供的故障碼，來(lái)快捷準(zhǔn)確地判斷故障問(wèn)題，提高農(nóng)機(jī)維修的可靠性。

3 農(nóng)機(jī)電子信息技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)

3.1 顯著提高了農(nóng)機(jī)智能化水平

隨著電子信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械上的應(yīng)用，在農(nóng)機(jī)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，農(nóng)業(yè)機(jī)械的信息獲取、信息交流、遠(yuǎn)程管理等信息技術(shù)的實(shí)現(xiàn)使農(nóng)機(jī)產(chǎn)品進(jìn)一步向智慧農(nóng)機(jī)方向轉(zhuǎn)變。電子信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合，能夠形成更全面的智能農(nóng)機(jī)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，使農(nóng)業(yè)機(jī)械的功能開(kāi)發(fā)向無(wú)人化進(jìn)步，從而有效提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

3.2 有利于促進(jìn)機(jī)械化生產(chǎn)的工序銜接

在電子信息技術(shù)的支持下，不同農(nóng)機(jī)之間的工序銜接變得更加合理，有利于構(gòu)建出系統(tǒng)化、規(guī)?；霓r(nóng)機(jī)技術(shù)管理體系，且在大量數(shù)據(jù)的支持下，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更容易形成有序開(kāi)展的模式，形成目標(biāo)明確、方案合理、執(zhí)行準(zhǔn)確的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新形勢(shì)。

3.3 顯著提高了農(nóng)機(jī)裝備作業(yè)水平

從我國(guó)農(nóng)機(jī)化生產(chǎn)的實(shí)際情況來(lái)看，農(nóng)業(yè)機(jī)械的應(yīng)用缺乏合理的規(guī)劃與正規(guī)的操作技術(shù)，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)整體實(shí)施較為粗放。電子信息技術(shù)的應(yīng)用使農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用和操作條件得到了明顯改善[3]。利用電子信息技術(shù)的數(shù)據(jù)支持與專家系統(tǒng)的指導(dǎo)，農(nóng)機(jī)駕駛員能夠?qū)崟r(shí)獲取最佳操作方案，并使農(nóng)機(jī)呈現(xiàn)出變量作業(yè)的合理化特點(diǎn)。

3.4 降低了農(nóng)機(jī)資源浪費(fèi)與環(huán)境破壞

在信息數(shù)據(jù)的支持下，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方案能夠充分結(jié)合氣候、病蟲害、土壤性狀、環(huán)境變化等因素實(shí)施，使農(nóng)藥化肥、灌溉用水、播種量更加精確合理，既能保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的順利實(shí)施，又能減少生產(chǎn)過(guò)程中的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染問(wèn)題，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)久可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

電子信息技術(shù)的引進(jìn)與應(yīng)用使農(nóng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展大幅提速，為我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的變革創(chuàng)建了良好的基礎(chǔ)。盡管現(xiàn)階段我國(guó)的電子信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械上的應(yīng)用仍不夠全面，但隨著農(nóng)機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，電子信息技術(shù)也將很快與農(nóng)機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)深度融合，為農(nóng)機(jī)化智能生產(chǎn)的實(shí)施提供助力。

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