自動控制技術在農業(yè)機械中的應用探討

平國偉

摘要：農業(yè)生產(chǎn)的順利實施對于社會穩(wěn)定和經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義，隨著農業(yè)產(chǎn)業(yè)結構的不斷優(yōu)化，農業(yè)生產(chǎn)條件和生產(chǎn)方式發(fā)生了很大改變，尤其是農業(yè)機械化生產(chǎn)的實施，使農業(yè)生產(chǎn)效率顯著提高，農業(yè)生產(chǎn)力得到有效釋放的同時，生產(chǎn)效益和作物產(chǎn)量也得到了更好的保證。在機械設計領域，對于機械產(chǎn)品的研發(fā)和優(yōu)化目的在于進一步提高機具的作業(yè)能力，從而再次降低農業(yè)生產(chǎn)的勞動力需求，使生產(chǎn)在高效、合理、規(guī)律、便捷的條件下實施。自動控制技術作為新興的尖端技術，將其應用于農業(yè)機械領域，有利于提高農機操控的便捷程度，并使農機的作業(yè)更加規(guī)范合理，顯著降低生產(chǎn)過程的成本和資源浪費，進一步提升生產(chǎn)的實際收益。

關鍵詞：自動控制技術;農業(yè)機械;應用

1農業(yè)機械自動控制技術應用現(xiàn)狀

目前，我國農業(yè)生產(chǎn)領域的機械化程度不斷深化，自動化技術在農業(yè)機械中的應用逐漸增多。尤其是GPS和GIS技術在農業(yè)機械自動化控制方面的應用，為農業(yè)生產(chǎn)帶來新的體驗和突破。近年來，互聯(lián)網(wǎng)技術滲透到眾多生產(chǎn)領域，應用于農業(yè)機械化生產(chǎn)的典例也越來越多，為農業(yè)生產(chǎn)向縱深方向發(fā)展提供動力。

受地形地貌和農業(yè)技術發(fā)展等客觀因素的影響，我國的農業(yè)機械自動化水平與先進國家有一定差距，亟需完善農業(yè)機械自動化生產(chǎn)的相關機制、機械質量和品牌創(chuàng)新意識等。

2農機自動控制技術應用優(yōu)勢

一是響應速度快，自動控制技術以電氣技術為依托，實施過程中的信號傳輸具有時間短、準確度高等優(yōu)點，幾乎可以達到農機動作的實時響應;二是性能穩(wěn)定可靠，自動控制技術的應用多采用技術成熟的I/O輸入輸出信號技術，并配套光電隔離的抗干擾功能，加之在信息接收端配套濾波系統(tǒng)和濾波技術，有效保證了控制過程的可靠性;三是具有良好的性能提升與優(yōu)化空間，通過豐富的接口和可編程技術，能夠實現(xiàn)控制能力和相關功能的不斷豐富，使農機產(chǎn)品能夠不斷滿足農業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需求;四是故障診斷與處理功能能夠實現(xiàn)對農業(yè)機械作業(yè)狀態(tài)的實施監(jiān)測，并對可能存在故障的零件或機構及時作出警報響應，對于部分因軟件而產(chǎn)生的故障問題，還具備一定的自我修復能力?？傊r機自動控制技術的應用使農機的使用更加便捷，操作體驗顯著上升。

3自動化控制技術在農業(yè)發(fā)展中的具體應用

3.1農作物種植中的應用

傳統(tǒng)的農業(yè)生產(chǎn)方式是需要通過人工來進行勞作和生產(chǎn)的，需要耗費大量的人力和物力，且種植效率和質量參差不齊，對農業(yè)收成產(chǎn)生直接的影像。早期在農業(yè)機械中主要是通過耕地及、拖拉機等半自動化機械來進行農業(yè)種植，但這些機械自動化水平較低，雖然能夠有效緩解農民的體力勞動，提升農業(yè)耕作效率，但對于我國的農業(yè)發(fā)展還是起到制約。隨著科技的發(fā)展和進步，農業(yè)機械技術也在不斷的發(fā)展與進步，在農業(yè)機械中已經(jīng)廣泛采用了一些新的技術和手段，憑借新進的智能化感應技術和網(wǎng)絡技術，全新自動化控制技術在農業(yè)機械中得到普及應用，使農作物種植工作更好的開展。如在水稻種植中通過自動化耕種農業(yè)機械，根據(jù)水稻種類對水位高低要求，種植間距要求等，實現(xiàn)自動化精細化調控，提升水稻的種植質量，降低農民勞作強度，提升水稻種植效率。

3.2地理信息技術

在農業(yè)生產(chǎn)過程中，地理信息技術發(fā)揮著重要的作用，融入智能控制技術和地理信息技術，可以將智能控制技術和農業(yè)科學工作緊密聯(lián)系起來。例如可以利用地理信息系統(tǒng)檢測農作物和土壤狀態(tài)等數(shù)據(jù)，科學分析農作物生產(chǎn)周期和土壤環(huán)境，準確評估農業(yè)生產(chǎn)效率，實現(xiàn)農業(yè)動態(tài)化管理。此外利用地理信息系統(tǒng)，可以建立農業(yè)生產(chǎn)模型，通過數(shù)據(jù)分析，將生產(chǎn)結果準確地呈現(xiàn)出來，科學評估和預測農作物，保障農作物生產(chǎn)質量。例如在發(fā)生病蟲害之后，可以利用地理信息系統(tǒng)分析農作物受災情況，明確受災面積和受災程度，根據(jù)數(shù)據(jù)制定針對性的防治措施，提高防治效果，避免資源浪費。

3.3農作物自動采收

在傳統(tǒng)農業(yè)生產(chǎn)模式和半機械化生產(chǎn)模式下，農作物采收需要大量的人力。在實際操作中，自動采摘裝置配有感應器，能夠自動辨別農作物的熟度，實現(xiàn)農作物的適時采收和科學采收。有的自動控制系統(tǒng)能根據(jù)農作物的生長屬性測定每一個果實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，確保農作物符合采摘要求。

除谷物利用自動控制系統(tǒng)實現(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、棉花等農產(chǎn)品的收獲機械也逐漸實現(xiàn)自動化控制。采摘機械采用激光瞄準系統(tǒng)能夠快速準確地瞄準目標，大大提高農作物采摘速度。

3.4自動灌溉技術的實施

自動灌溉技術是精確灌溉實施的保證，自動灌溉的控制系統(tǒng)包含土壤含水量檢測和供水控制兩方面的功能，通過土壤溫濕度傳感器檢測土壤濕度或通過遙感技術檢測土壤濕度，結合天氣預報信息分析和選擇適當?shù)墓喔葧r機，是自動灌溉技術實施的標準邏輯。自動控制的關鍵功能在于灌溉條件的判斷，當確定灌溉后，控制水泵提供灌溉動力，即可滿足及時灌溉的要求。

3.5農作物自動采收

在農作物成熟后通過自動化設備來實現(xiàn)農作物自動采收，在自動化控制技術的應用中對相關設備設定參數(shù)，并通過程序自動控制，讓設備執(zhí)行程序命令，從而實現(xiàn)自動采摘。在農作物采摘過程中，還要根據(jù)農作物生長特性對相關數(shù)據(jù)進行測量，如對果蔬某階段成熟特征分析，果樹成熟位置分析等，并將相關數(shù)據(jù)錄入到系統(tǒng)中，通過自動化設備來執(zhí)行命令，完成設備自動采摘[7]。此外，自動化控制技術也可以通過傳感器來獲取一些外界的數(shù)據(jù)和信息，對設備內部設定自動控制程序參數(shù)，在自動采摘時可以讓程序參數(shù)更符合農作物采摘需要。

3.6智能化溫室控制技術

利用智能化溫室控制技術，可以優(yōu)化農產(chǎn)品生產(chǎn)方式，降低天氣變化的影響。在溫室大棚中的采光設備和通風設備，需要利用精密溫度控制系統(tǒng)。在溫、濕度控制系統(tǒng)中融入智能控制技術智能化控制溫度和濕度，利用自動溫、濕度感應器實時檢測溫室指標，隨后向控制中心傳輸檢測到的溫度和濕度等數(shù)據(jù)，控制中心負責數(shù)據(jù)分析和運算。根據(jù)計算結果自動調整溫室大棚的門窗和控制設備等，為農作物提供良好的生長環(huán)境，保障農作物的產(chǎn)量。

3.7糧食烘干的自動化技術

近年來，我國糧食烘干的自動化技術發(fā)展很快，如圖2所示的自動烘干設備，能夠實現(xiàn)自動進糧、自動烘干、溫濕度可調、熱風循環(huán)、糧食貯存等功能，烘干過程按照預設的程序執(zhí)行，由傳感器檢測糧食烘干程度，全程不需要人工干預，已具備較高的自動化水平。

結論

綜上所述，在現(xiàn)代化農業(yè)生產(chǎn)過程中自動控制技術已經(jīng)得到廣泛應用，可以實現(xiàn)自動耕種，自動采摘等，大大減少了人力資源的投入。在農業(yè)機械應用中，還要加大對自動控制技術的研究和探索，根據(jù)農作物的生長需求和要求，對自動控制技術進行合理應用，提升農機生產(chǎn)水平，提高農作物的生產(chǎn)效率和質量，逐步實現(xiàn)農業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)和自動化生產(chǎn)，促進農業(yè)生產(chǎn)方式的改革和進步。

參考文獻：

[1]王海龍，王秀華.探討自動控制技術在農業(yè)機械中的應用[J].農業(yè)開發(fā)與裝備，2020，（12）：16-17.

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[3]師立奇.傳感技術在農業(yè)機械自動控制系統(tǒng)中的應用[J].南方農機，2020，51（22）：36-37.

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