智能電控精量播種技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望*

陳書法，馮博，蘆新春，牛晏瑞，張海峰

(江蘇海洋大學(xué)機械工程學(xué)院，江蘇連云港，222005)

0 引言

播種是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵一環(huán)，而傳統(tǒng)的播種驅(qū)動方式為地輪驅(qū)動，該方式在潮濕土地上工作易發(fā)生打滑和偏移現(xiàn)象，導(dǎo)致播種不均勻、重播和漏播情況[1-2]。只改進排種管的結(jié)構(gòu)，難以解決這些問題。國內(nèi)外研究者用電驅(qū)動排種代替地輪驅(qū)動排種，利用檢測技術(shù)來監(jiān)控排種管的堵塞、種量、漏播、重播等情況，利用控制技術(shù)實現(xiàn)精量播種與補種，極大地提高了農(nóng)機作業(yè)效率[3]。隨著現(xiàn)代科技智能化的發(fā)展和農(nóng)業(yè)勞動人口老齡化的加重，國家已將智能農(nóng)業(yè)裝備發(fā)展列為中國制造2025計劃[4-5]。未來需要將導(dǎo)航技術(shù)、智能控制技術(shù)、無線通信技術(shù)以及云平臺遠程控制監(jiān)控等多學(xué)科融合，來促進智能化電控播種機的發(fā)展[6-7]。

本文從智能電控精量播種在線檢測和播種量精量控制兩方面，闡述國內(nèi)外在光電傳感器檢測、壓電傳感器檢測、電容式傳感器檢測、視覺圖像檢測和精量播種控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀，分析各研究之間的優(yōu)缺點。對存在的問題提出改進建議，并展望未來我國智能化電控精量播種技術(shù)的發(fā)展方向。

1 電控精量播種在線檢測技術(shù)

由于傳統(tǒng)的機械式播種機作業(yè)過程封閉，機手難以實時獲取機具內(nèi)外的狀況，出現(xiàn)漏播、重播、堵塞和種量不足時，機手不能及時處理，影響播種效率與質(zhì)量[8-9]。為了解決這一問題，國外早在20世紀中期就有針對漏播、重播等狀況的檢測技術(shù)研究[10]。而我國在檢測技術(shù)方面的研究起步相對較晚，近些年，經(jīng)過研究人員的不斷努力，在播種檢測技術(shù)方面與國外已差距不大[11-12]。播種機的播種檢測主要采用光電傳感器檢測、壓電傳感器檢測、電容傳感器檢測和視覺圖像檢測。四種檢測方法的優(yōu)缺點對比如表1所示。

表1 四種播種狀況的檢測方法對比Tab. 1 Comparison of four seeding condition detection methods

1.1 光電傳感器檢測

光電傳感器檢測是國內(nèi)外研究者采用最多的一種播種檢測方式，光電傳感器的原理是利用光電效應(yīng)將被測量的變化向光信號的變化轉(zhuǎn)化，光電元件進一步把非電信號轉(zhuǎn)換為有用的電信號。常見的光電傳感器由測量頭、光學(xué)系統(tǒng)、光電元件以及電子測量電路組成。光電傳感器組成框圖如圖1所示。

在國外，澳大利亞某公司基于紅外線傳感器研究了一套監(jiān)測設(shè)備[13]，通過檢測排種管內(nèi)種子的運動來判斷排種管是否堵塞，該設(shè)備檢測功能單一，不能用于檢測漏播和重播。而美國在cyclo-500型播種機上利用光電傳感器設(shè)計了一套監(jiān)控系統(tǒng)[14]，通過檢測種子的下落狀況，不僅能監(jiān)控種子的漏播、重播，還可以統(tǒng)計株距和作業(yè)面積，極大地提高了作業(yè)效率。為了檢測作業(yè)時種子流量狀況，Karimi等[15]基于非接觸式紅外傳感器設(shè)計了種子流量檢測系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確檢測種子流量。

圖1 光電傳感器組成框圖

在國內(nèi)，光電傳感器檢測是被采用最多的一種檢測方式。譙睿等[16]研究了一套基于雙層對射式激光傳感器的五管集排式重播漏播檢測系統(tǒng)。如圖2所示，在導(dǎo)種管的下方安裝了一個雙層對射式激光傳感器，激光的光束覆蓋廣，解決了以往因檢測盲區(qū)，不易檢測的問題。該系統(tǒng)在作業(yè)速度為120 m/h時，最小落種時間間隔為1.492 s，對單粒種子的漏播重播檢測精度為99.96%，對緊密相連的種子重播檢測精度為93%左右。解春季等[17]針對激光傳感器可以穿透透明物體的特點，設(shè)計了一套透明的激光傳感器安裝盒，如圖3所示。針對漏播和重播檢測，該系統(tǒng)對單粒種子和雙粒重疊種子的檢測精度均在95%以上；通過抗灰塵模擬試驗、播種試驗以及與紅外傳感器對比試驗，證明該系統(tǒng)所用的激光傳感器裝置與紅外傳感器相比，對環(huán)境有更好的適應(yīng)能力。

圖2 重播漏播檢測系統(tǒng)主要布局示意圖

結(jié)合國內(nèi)外對光電傳感器的應(yīng)用情況，可知常用于播種檢測的光電傳感器有紅外傳感器、激光傳感器和光纖傳感器等。其中，紅外傳感器應(yīng)用最為廣泛，常被用于種子流量檢測；激光傳感器的定向性較好，能準(zhǔn)確檢測種子漏播情況；光纖傳感器常用于檢測微小粒種子流量。但是，受光電傳感器特性限制，光電傳感器對重播檢測精度較差，傳感器易受灰塵等環(huán)境因素影響，而且對微小粒種子的檢測精度不足。國內(nèi)的光電傳感器性能較國外有一定差距，在光電傳感器應(yīng)用上，需設(shè)計合適的裝置，用來防止環(huán)境對光電傳感器的干擾，結(jié)合控制器性能特點，優(yōu)化程序算法，提高軟件響應(yīng)速度，彌補我國在硬件生產(chǎn)上的不足[18-19]。

圖3 激光傳感器安裝盒設(shè)計與組裝

1.2 壓電傳感器檢測

相比于光電傳感器易受灰塵影響的缺點，壓電式傳感器在灰塵、振動等環(huán)境下仍具有很高的準(zhǔn)確性。壓電傳感器結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高、工作可靠，多用在堵塞檢測上[20]。檢測裝置上常采用壓電薄膜作為傳感元件，一種PVDF壓電薄膜裝置如圖4所示，由保護層、電極層和PVDF壓電薄膜組成，其中電極層和保護層都分為上下兩層，PVDF壓電薄膜發(fā)生形變產(chǎn)生的電荷通過電極層導(dǎo)出。

圖4 一種PVDF壓電薄膜

壓電傳感器需接收種子的碰撞，才會產(chǎn)生電荷變化，對于一些質(zhì)量輕的種子，感應(yīng)單元要有很高的靈敏度。因此，針對不同粒徑的種子，需設(shè)計感應(yīng)單元的材質(zhì)來提高靈敏度。Hoberge等[21]采用壓電陶瓷設(shè)計了觸摸式傳感器陣列，具有很高的靈敏度，能有效檢測不同種子的播種量情況。在國內(nèi)，也有研究者采用壓電陶瓷傳感器用于播種量的檢測。趙博等[22]設(shè)計了一種基于壓電陶瓷的弧形陣列式播種流量傳感器，如圖5所示，傳感器內(nèi)部設(shè)計了信號處理電路和計數(shù)電路，可通過CAN總線發(fā)送，能快速準(zhǔn)確的檢測氣流輸送播種機的播種流量和堵塞狀況。該系統(tǒng)在排種量小于170粒/s時，對排種量的檢測精度大于95%，在排種量大于204粒/s時，檢測準(zhǔn)確率下降明顯；另外，在多種排種量情況下，該裝置對堵塞情況的檢測精度均為100%。張曌[23]設(shè)計了一種壓電沖擊式水稻穴直播監(jiān)測系統(tǒng)，設(shè)計一種PVDF壓電薄膜作為監(jiān)測系統(tǒng)的傳感器，通過采集稻種沖擊PVDF壓電薄膜產(chǎn)生的信號，來判斷播種狀況。當(dāng)排種器轉(zhuǎn)速為10～35 r/min時，系統(tǒng)對重播、漏播情況的檢測精度為90.83%～99.17%，滿足系統(tǒng)對播種過程中重播、漏播情況的監(jiān)控。不過，排種器的工作轉(zhuǎn)速對傳感器的靈敏度有明顯影響，對此影響尚未有較好的解決方案。

圖5 弧形陣列式播種流量傳感器結(jié)構(gòu)圖

結(jié)合國內(nèi)外對壓電傳感器的應(yīng)用，可知壓電傳感器在種子堵塞的檢測上有較高的準(zhǔn)確率，被廣泛應(yīng)用于種子流量和堵塞狀況檢測。國外的壓電傳感器種類繁多，經(jīng)過封裝好的傳感器可直接應(yīng)用于播種機中，具有很好的抗干擾能力；而我國壓電傳感器的生產(chǎn)種類較少，大多研究者需重新設(shè)計壓電傳感器裝置，而有些研究者不善于傳感器電路的設(shè)計與封裝。因此，這種現(xiàn)狀不利于整個行業(yè)的發(fā)展，需研究幾種具有普適性的壓電傳感器裝置，用以滿足更多農(nóng)機研究者的需求。通過研究發(fā)現(xiàn)，壓電傳感器易受振動、潮濕環(huán)境等因素影響，且對微小粒徑種子的碰撞感知不足[24-25]。另外，在排種管高速工作時，壓電傳感器檢測效果不理想。需加強壓電材料的研究，降低潮濕、高溫環(huán)境對壓電傳感器的影響，提高對微小粒徑種子的感知，增強傳感器的穩(wěn)定性。

1.3 電容式傳感器檢測

電容式傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高、動態(tài)響應(yīng)好等特點[26]。電容式傳感器檢測原理如圖6所示，當(dāng)種子下落經(jīng)過排種管里的電容傳感器時，極板間介質(zhì)的等效介質(zhì)常數(shù)改變，傳感器的輸出電容值產(chǎn)生變化，通過建立此變化與種子數(shù)量間的算法，實現(xiàn)對種子數(shù)量的檢測。

Taghinezhad等[27]設(shè)計了一種甘蔗排種器播種檢測裝置，對甘蔗播種過程中的重播和漏播檢測有很高的準(zhǔn)確率。Snell等[28]使用射頻應(yīng)用裝置與電容器來感測各種農(nóng)產(chǎn)品的干物質(zhì)含量，經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)，材料的密度對檢測準(zhǔn)確度有很大的影響。陳建國等[29]基于電容法設(shè)計了一種小麥播種量檢測系統(tǒng)，通過排種輪的轉(zhuǎn)速與采樣頻率約束關(guān)系，設(shè)計傳感器結(jié)構(gòu)尺寸，建立種子數(shù)量與電容變化量之間的線性關(guān)系，實現(xiàn)了對小麥播種量的精準(zhǔn)檢測。在采樣周期15 ms，排種輪轉(zhuǎn)速為20 r/min時，測得小麥籽粒數(shù)與實際粒數(shù)的相對誤差為-1.57%～1.37%之間，但是該系統(tǒng)在排種輪的轉(zhuǎn)速大于25 r/min時，檢測精度明顯下降。為了解決電容傳感器在不同影響因素下，檢測精度不高的問題。劉坤[30]對電容法檢測機理深入研究，通過播種量實際值與檢測值之間的非線性關(guān)系，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與遺傳算法建立電容式傳感器非線性校正模型。該方法經(jīng)多次試驗，檢測精度均超過99.57%，具有很高的應(yīng)用價值。

圖6 電容傳感器檢測原理圖

結(jié)合各研究發(fā)現(xiàn)，微小種子難以引起電容傳感器的電容值變化，導(dǎo)致電容式傳感器對微小種子識別精度不高，不適用于微小粒徑種子檢測和精確計數(shù)[31]。對比各研究之間的試驗結(jié)果，利用濾波技術(shù)能有效減少噪聲對傳感器脈沖信號的干擾，結(jié)合相應(yīng)的數(shù)值關(guān)系，建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制等智能控制模型，可有效提高檢測精度。在后續(xù)的研究中?？煽紤]通過軟件算法彌補硬件上的不足。與壓電式傳感器檢測一樣，電容式傳感器檢測裝置也大多處于試驗階段。

1.4 視覺圖像檢測

隨著視覺圖像檢測技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外研究者將視覺圖像識別技術(shù)用于播種機排種檢測。視覺圖像檢測工作原理如圖7所示，用相機獲取圖像，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，通過算法處理圖像的特征，分析出排種信息[32-33]。

圖7 視覺圖像檢測工作原理圖

Lin等[34]基于圖像技術(shù)設(shè)計了小麥精密播種試驗系統(tǒng)。實現(xiàn)了高效、高精度的小麥精密播種檢測，通過選擇合適的閾值，給出了種子識別和種子空間測量的方法。Navid等[35]通過相機采集種子下落過程，用MATLAB處理圖像信息，獲得漏播、重播和均勻性等狀況。劉長青等[36]設(shè)計了一種種子形態(tài)和質(zhì)量檢測裝置，根據(jù)合格種子與壞種子之間表皮光澤度和外觀形狀的區(qū)別，基于圖像處理技術(shù)對壞種子進行檢測，判斷種子的好壞情況。試驗中，對每個種子的檢測時間為14 ms，對重復(fù)種粒的檢測精度為95%，對種子的外觀破損檢測精度為97%，該方法可有效識別破損的種子，為后續(xù)實現(xiàn)更高質(zhì)量的精量播種提供了思路。趙鄭斌等[37]基于視覺圖像技術(shù)設(shè)計了一套播種性能檢測系統(tǒng)，用視覺算法對圖像進行處理，分析穴盤的播種情況。在圖像處理中，每個種子圖像的處理時間為0.3 s，對種子的重播檢測精度為98.94%，對漏播的檢測精度為99.33%。在理想條件下，該系統(tǒng)檢測準(zhǔn)確度較高。

與其他幾種檢測方式相比，視覺圖像檢測在種子播種檢測上有著更高的精度。視覺圖像檢測方法可以識別出播種過程中的劣質(zhì)種子和微小粒徑種子，極大的提高精量播種質(zhì)量，這是其他檢測方法難以具備的優(yōu)點。通過各研究的分析可知，視覺圖像檢測也有著明顯的缺點，該方法易受環(huán)境的影響，尤其是光線和振動，會導(dǎo)致相機采集的種子圖像質(zhì)量不高，影響計算機對圖像的處理；視覺圖像檢測的精度和圖像處理算法有著密切的聯(lián)系，在建立程序算法時，應(yīng)選擇種子的突出特征，選取合適的閾值，搭建種子識別模型；在程序設(shè)計中，應(yīng)考慮軟件響應(yīng)速度，優(yōu)化相關(guān)算法，用于滿足播種機的播種速度。當(dāng)前，由于視覺圖像檢測技術(shù)難度大、設(shè)備成本高，而且對環(huán)境要求嚴格，該方法極少用于實際生產(chǎn)中，多用于實驗室驗證[38]。

2 電控精量播種控制技術(shù)

播種量決定了田間作物的疏密程度，播種過稀，就會浪費土地資源，而播種過密，又會影響作物的生長[39]。因此，研究播種機實現(xiàn)精量播種具有非常重要的意義。

2.1 播種量控制技術(shù)

相較機械化精量播種技術(shù)的成熟，電控精量播種技術(shù)研究起步晚，有較大的發(fā)展空間，國內(nèi)外通過不同的控制方式來提高播種的均勻性和準(zhǔn)確性[40]。

意大利研制的MT系列ISOTRONIC電控播種機[41]，由驅(qū)動馬達直接驅(qū)動排種盤，不需擔(dān)心地輪打滑引起播種不均勻的狀況。電控系統(tǒng)支持調(diào)整株距，異常情況報警，實現(xiàn)分段播種控制，避免重播、漏播，播種效率遠高于地輪驅(qū)動的機械式播種機。He等[42]設(shè)計了一個基于PID控制的玉米精量播種控制系統(tǒng)，當(dāng)電機的理論轉(zhuǎn)速與實際轉(zhuǎn)速相差較大時，系統(tǒng)通過PID控制算法調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，獲得較好的排種速度，從而提高排種質(zhì)量。排種管轉(zhuǎn)速為0～24 r/min時的階躍響應(yīng)時間、超調(diào)量和穩(wěn)定誤差分別為0.4 s、1.56%和0.75%，單粒播種的精度為98.4%，在最高種植速度12 km/h時，重播率和漏播率均低于1%。

在國內(nèi)，閆青[43]設(shè)計了氣吸式小麥電控播種系統(tǒng)。系統(tǒng)原理如圖8所示，利用旋轉(zhuǎn)編碼器采集播種機行進速度，結(jié)合設(shè)定好的株距參數(shù)，通過算法得出合理的排種器轉(zhuǎn)速，對電機進行控制，實現(xiàn)可控株距的小麥單粒精量播種。試驗結(jié)果表明，排種器的排種合格指數(shù)為88.05%，重播率為3.64%，漏播率為6.96%，播種質(zhì)量符合JB/T 10293—2013《單粒(精密)播種機技術(shù)條件》要求。但是，排種器在低速和高速工作時，播種質(zhì)量有所下降。丁筱玲[44]基于STM32F103C8T6構(gòu)建小麥精播控制系統(tǒng)，運用PID控制算法和PWM技術(shù)設(shè)計閉環(huán)控制回路，對排種軸、施肥軸的轉(zhuǎn)速進行實時調(diào)節(jié)，實現(xiàn)自適應(yīng)牽引機前行速度的變化，有效保障播種均勻、施肥穩(wěn)定。該系統(tǒng)在滿足精量播種的條件下，搭配了自主駕駛裝置、智能導(dǎo)航定位和機器視覺裝置等，進一步實現(xiàn)智能化控制變量精量播種。在0～8 km/h 工作速度下，該系統(tǒng)的播種精度為85.8%～95.5%，由于該系統(tǒng)功能和工作參數(shù)過多，仍有很大的調(diào)節(jié)空間。該研究融合了多學(xué)科技術(shù)，對我國智能化精量播種機的研究有較好的參考價值。

圖8 電控播種系統(tǒng)工作原理框圖

綜上所述，國外在精量播種控制技術(shù)上研究較深，所研究產(chǎn)品的精度較高。而我國當(dāng)前精量播種機的智能化研究程度較低，多數(shù)研究的系統(tǒng)功能單一，難以滿足未來我國農(nóng)業(yè)機械智能化發(fā)展的需求；當(dāng)前在實現(xiàn)多功能的情況下，仍不能提高播種的精度，表明研究者在多學(xué)科融合的過程中遇到不少難題，難以打破技術(shù)壁壘。通過國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，研究多會采用智能控制技術(shù)(如模糊PID控制、專家系統(tǒng))來調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，后續(xù)需結(jié)合導(dǎo)航技術(shù)、機器視覺等來提高播種效率和質(zhì)量；需進一步增加系統(tǒng)功能的多樣性，優(yōu)化算法，加速集路徑規(guī)劃、多機協(xié)同和云平臺控制等功能于一身的智能化精量播種機的實現(xiàn)，以滿足未來需求。

2.2 補種技術(shù)

播種機在田間作業(yè)時，漏播的情況難以避免。為了提高播種質(zhì)量，需在電控精量播種機上設(shè)計補種裝置。

陳剛等設(shè)計了玉米免耕精密播種機漏播補償系統(tǒng)，如圖9所示，系統(tǒng)根據(jù)傳感器采集到的漏播情況，根據(jù)各動作時間關(guān)系，通過算法分析補種位置，及時啟動補種系統(tǒng)裝置，實現(xiàn)實時補種。經(jīng)試驗，安裝漏播補償系統(tǒng)后，工作速度在5～7 km/h時，播種合格率為99%左右，補種效果較好。劉樹峰等設(shè)計了馬鈴薯漏播檢測自動補種裝置。利用兩對激光對射傳感器和接觸式行程開關(guān)傳感器，分別采集馬鈴薯漏播狀況和補種的位置，通過單片機控制步進電機以驅(qū)動補種裝置實現(xiàn)精確補種。在工作速度為2～5 km/h時，補種合格率為82.17%，總播種率為98.5%。

圖9 漏播補償系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

當(dāng)前我國播種機以機械式為主，給機械式播種機設(shè)計補種裝置，可以有效提高播種質(zhì)量。應(yīng)針對當(dāng)前存在的問題，優(yōu)化傳感器的設(shè)計，提高檢測精度和抗干擾能力，優(yōu)化控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度，用以匹配未來智能電控精量播種機，實現(xiàn)實時補種。

3 存在問題

近些年，我國在智能電控精量播種技術(shù)的研究取得了極大進展，播種質(zhì)量和效率有了很大提高。同時，也存在一些問題。

1) 缺乏實際生產(chǎn)驗證。與國外約翰迪爾和凱斯紐荷蘭這些技術(shù)強大的公司不同，我國農(nóng)機產(chǎn)商對于機具的智能化研究緩慢；研究者研發(fā)的新技術(shù)和新裝置，一般都是改裝到現(xiàn)有的播種機上用于試驗研究，缺少針對新技術(shù)的機具整體研發(fā)，導(dǎo)致市面上播種機新技術(shù)的更新緩慢，在一定程度上限制了精量播種機智能化的發(fā)展。研究者與廠商需加強合作，積極推廣現(xiàn)已成熟的智能化技術(shù)，用市場的驗證來促進播種機的發(fā)展，早日實現(xiàn)我國高集成度的智能化播種機生產(chǎn)。

2) 系統(tǒng)穩(wěn)定性及傳感器精度不足。結(jié)合各研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前國內(nèi)研究者常采用的控制器(如51單片機、stm32單片機)都會隨著工作速度加快而穩(wěn)定性下降，而且控制器的性能難以滿足未來智能化播種機的需求，利用軟件算法優(yōu)化和裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計不能很好地解決這些問題，未來需加強自主控制器硬件裝置的研發(fā)；在播種檢測時，當(dāng)前市場上幾種傳感器型號對于微小粒徑的種子檢測精度不足(如微小粒徑的種子難以引起壓電傳感器感知層的電荷變化)，當(dāng)前需加強傳感器自主研發(fā)，研究適合國內(nèi)農(nóng)業(yè)作物和播種環(huán)境的傳感器，打破國外在傳感器行業(yè)的技術(shù)壟斷，以解決破損種子和小粒徑種子難以檢測的難題。

3) 現(xiàn)階段的播種機智能化程度不足。當(dāng)前仍未實現(xiàn)成熟的人工智能監(jiān)控和智能控制技術(shù)，多機協(xié)同、路徑規(guī)劃及無人農(nóng)機播種作業(yè)的集成還有很長的距離。應(yīng)大力加強針對農(nóng)機相關(guān)的智能感知技術(shù)、無線通信技術(shù)、智能控制技術(shù)、導(dǎo)航及路線規(guī)劃技術(shù)的研究，將多學(xué)科融合才能快速發(fā)展智能化農(nóng)機，以減少勞動力，適應(yīng)未來農(nóng)業(yè)勞動人口減少的趨勢。

4 展望

智能檢測控制技術(shù)是播種裝備實現(xiàn)智能化、精量化的關(guān)鍵核心技術(shù)。從精量播種狀態(tài)檢測技術(shù)、電控精量播種控制技術(shù)方面，系統(tǒng)分析了國外和國內(nèi)智能播種機檢測和精量控制研究現(xiàn)狀，以及我國智能檢測精量控制技術(shù)與國外的差距，未來需要從以下幾方面進行突破。

1) 針對目前電控系統(tǒng)存在的信號干擾、復(fù)雜惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定性能下降等問題，可借鑒國外傳感器研究，加強我國傳感器自主研發(fā)力度，開發(fā)靈敏度高、抗干擾能力強的新型傳感器。針對微小種子感應(yīng)不足等問題，研發(fā)特定的適用傳感器。優(yōu)化排種管性能，研發(fā)適合電控播種機的排種管結(jié)構(gòu)，提高播種質(zhì)量。將電控播種機與農(nóng)藝要求深度結(jié)合，研發(fā)滿足我國耕地情況的新型智能化電控播種機。加強我國動力設(shè)備‘卡脖子’問題攻關(guān)，研發(fā)適用于我國農(nóng)機動力要求的動力裝備，便于電控系統(tǒng)的適配。

2) 生產(chǎn)廠商與國家相關(guān)部門應(yīng)制定電控精量播種機的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，促進智能化精量播種機的推廣和應(yīng)用。國家應(yīng)加強智能化農(nóng)機的投入，吸引更多行業(yè)的人才投入智能播種機的研究。我國企業(yè)和研究院所應(yīng)加強合作，自主研發(fā)一臺集多功能為一身的智能化播種機，為其他研究者和廠家提供研究指導(dǎo)。隨著技術(shù)的發(fā)展與成本的降低，智能控制技術(shù)、智能測控技術(shù)的引入，形成多功能的高精度播種控制系統(tǒng)。有望解決當(dāng)前控制系統(tǒng)存在的不穩(wěn)定、不靈敏等問題，將會大大的提高電控精量播種系統(tǒng)的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性。結(jié)合通信技術(shù)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控播種信息，實時調(diào)整播種機參數(shù)設(shè)定，實現(xiàn)多機協(xié)同作業(yè)以及無人作業(yè)，實現(xiàn)智能化農(nóng)業(yè)。

3) 加快國產(chǎn)農(nóng)機控制芯片和基于國際標(biāo)準(zhǔn)的控制器研發(fā)。建立農(nóng)機研究數(shù)據(jù)庫，加快促進國產(chǎn)農(nóng)機裝備的生產(chǎn)。構(gòu)建多學(xué)科融合的智能農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫，開發(fā)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域云服務(wù)平臺，搭建與其他領(lǐng)域人才溝通的橋梁，便于人才相互交流幫助，為智能化播種機的發(fā)展，提供知識和平臺的支撐。

5 結(jié)語

本文梳理了近年來國內(nèi)外智能化播種技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，對比分析各種傳感器檢測技術(shù)和控制技術(shù)的優(yōu)缺點和應(yīng)用場景，指出我國當(dāng)前對高精度傳感器研發(fā)力度不足、智能控制技術(shù)不成熟等問題，給出促進精量播種機技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、多方合作攻克“卡脖子”技術(shù)、多學(xué)科優(yōu)勢技術(shù)融合等建議，為我國實現(xiàn)智能化精量播種技術(shù)提供一定的參考。

我國農(nóng)業(yè)機械發(fā)展迅速，大型農(nóng)場基本上實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機械化，促進了我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展。而精量播種技術(shù)作為農(nóng)業(yè)機械較為重要的技術(shù)，可有效減少播種過程產(chǎn)生的浪費，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造更大的利益。因此，我國應(yīng)重視精量播種技術(shù)的研究，加強研究經(jīng)費和人才投入，爭取早日實現(xiàn)我國精量播種機具的智能化。