淺析我國智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械優(yōu)點(diǎn)及發(fā)展路徑

范 穎 ，李曉宇

（廣西平南縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，廣西 貴港 537300）

智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械能夠在動(dòng)態(tài)環(huán)境下，通過電子信息技術(shù)邏輯運(yùn)算、傳導(dǎo)、傳遞、發(fā)出指令操作智慧農(nóng)業(yè)機(jī)械完成運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與管理智能化。智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械能夠提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，通過先進(jìn)技術(shù)改善生產(chǎn)條件，使農(nóng)業(yè)作業(yè)實(shí)現(xiàn)精耕細(xì)作，并提升農(nóng)業(yè)作業(yè)生產(chǎn)效率，轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，降低生產(chǎn)成本和人工消耗，提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力。

1 智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械優(yōu)點(diǎn)

1.1 功能強(qiáng)大

由于智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械充分利用智能化控制系統(tǒng)和先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，所以農(nóng)業(yè)機(jī)械不但可以完成耕作、收獲、灌溉、病蟲害防治等工作，也能夠?qū)r(nóng)業(yè)生產(chǎn)相關(guān)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、分析。通過所采集的信息對(duì)具體農(nóng)業(yè)種植或收獲等作業(yè)方案進(jìn)行更改，可為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實(shí)施提供技術(shù)支持。

1.2 通用性強(qiáng)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械內(nèi)部處理裝置功能越來越強(qiáng)大，體積也越來越小。因此，農(nóng)業(yè)機(jī)械擁有結(jié)構(gòu)緊湊、通用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。能夠應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)方面，適應(yīng)各種地形地貌，適應(yīng)不同作業(yè)環(huán)境、不同作業(yè)對(duì)象，滿足不同作業(yè)功能要求[1]。

1.3 降低勞動(dòng)強(qiáng)度

智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械能夠代替人工操作，減輕農(nóng)業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。工作人員只需要坐在辦公室通過計(jì)算機(jī)對(duì)智能化機(jī)械設(shè)備下達(dá)指令就能完成工作，而且能夠同時(shí)對(duì)多臺(tái)機(jī)械進(jìn)行不同操作，這也加快了生產(chǎn)作業(yè)進(jìn)度。

1.4 安全性高

智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)視作業(yè)環(huán)境與作業(yè)狀況，能夠及時(shí)對(duì)不良工作環(huán)境進(jìn)行規(guī)避，自動(dòng)保障作業(yè)安全。同時(shí)，保護(hù)使用者工作環(huán)境安全性，保持農(nóng)業(yè)機(jī)械在良好狀態(tài)下工作，具有較高的安全性與可靠性[2]。

1.5 節(jié)能環(huán)保

智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械不僅作業(yè)效率高、能耗較低，而且其能夠提高化肥與農(nóng)藥利用率，減少農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境污染，降低農(nóng)藥殘留量，保護(hù)作業(yè)生產(chǎn)環(huán)境。

2 我國智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展路徑

2.1 智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械使用的技術(shù)

2.1.1 環(huán)境感知技術(shù)

隨著智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械不斷應(yīng)用，大量農(nóng)業(yè)企業(yè)逐漸開始重視智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械未來發(fā)展，加大對(duì)智能農(nóng)業(yè)的投資，購買大量智能農(nóng)機(jī)，降低勞動(dòng)力成本，提高智能農(nóng)業(yè)發(fā)展進(jìn)程和自身企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)收入。目前，環(huán)境感知技術(shù)已經(jīng)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中得到了廣泛應(yīng)用，環(huán)境感知技術(shù)能夠幫助農(nóng)業(yè)機(jī)械推動(dòng)改革與創(chuàng)新進(jìn)程。環(huán)境感知技術(shù)能夠根據(jù)實(shí)際需求更改工作改制條件，避免因人工失誤導(dǎo)致的安全事故。同時(shí)，環(huán)境感知技術(shù)也能夠跟GPS等技術(shù)設(shè)備相互結(jié)合，兩種技術(shù)在智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械中組合使用，不斷地豐富了農(nóng)業(yè)機(jī)械的實(shí)際應(yīng)用功能，大幅提升了農(nóng)業(yè)作業(yè)效率[3]。

2.1.2 自動(dòng)化控制技術(shù)

目前在國內(nèi)，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用范圍在不斷加大，在各個(gè)領(lǐng)域使用頻率不斷增加。自動(dòng)化技術(shù)能夠使生產(chǎn)具有自動(dòng)化特點(diǎn)，能夠減少人工資金投入，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，在收割機(jī)或拖拉機(jī)上安裝監(jiān)控系統(tǒng)都屬于自動(dòng)化進(jìn)程，其能夠幫助操作人員及時(shí)了解工作環(huán)境以及作業(yè)情況，實(shí)時(shí)了解田地實(shí)際情況，能夠根據(jù)作業(yè)情況調(diào)整其工作方案與作業(yè)計(jì)劃，提升作業(yè)效率?，F(xiàn)如今隨著自動(dòng)化水平不斷提升，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，建立完善自動(dòng)化控制系統(tǒng)與管理平臺(tái)，幫助農(nóng)民工作時(shí)實(shí)時(shí)獲取農(nóng)產(chǎn)品信息。自動(dòng)化控制技術(shù)工作原理是根據(jù)農(nóng)作物具體信息，結(jié)合各種農(nóng)作物生長(zhǎng)的具體要求與信息，掌握植物生產(chǎn)需求，通過傳感裝置及時(shí)匯總整理收集到的所有數(shù)據(jù)信息，制定完善計(jì)劃與方案[4]。

2.1.3 農(nóng)業(yè)機(jī)械定位技術(shù)

農(nóng)業(yè)機(jī)械定位技術(shù)可以在自動(dòng)化操作過程中實(shí)時(shí)監(jiān)控農(nóng)業(yè)機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)和路線，提高農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化駕駛水平。定位技術(shù)能夠?qū)r(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)時(shí)定位，幫助農(nóng)民迅速了解農(nóng)業(yè)機(jī)械當(dāng)前所處位置，并且使農(nóng)民能夠?qū)r(nóng)業(yè)機(jī)械運(yùn)行速率進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)定，幫助農(nóng)民遠(yuǎn)程控制農(nóng)業(yè)機(jī)械，實(shí)時(shí)調(diào)整工作方案，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化水平。農(nóng)業(yè)機(jī)械也能夠通過測(cè)量農(nóng)作物之間的距離，對(duì)其距離進(jìn)行具體管理，實(shí)現(xiàn)科學(xué)生產(chǎn)。農(nóng)機(jī)定位系統(tǒng)也能夠發(fā)揮慣性測(cè)量單元作用，幫助機(jī)械完成迅速定位、精準(zhǔn)定位。

2.1.4 電子智能技術(shù)

電子智能技術(shù)隨著國家技術(shù)發(fā)展與政策推動(dòng)而不斷得到推廣與應(yīng)用，從而幫助現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提升效率，促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展進(jìn)程，彌補(bǔ)當(dāng)前農(nóng)業(yè)所存在的不足。電子智能技術(shù)能夠幫助農(nóng)業(yè)作業(yè)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)作業(yè)，例如：根據(jù)農(nóng)業(yè)機(jī)械的運(yùn)行特點(diǎn)，應(yīng)用電子智能技術(shù)，在農(nóng)業(yè)作業(yè)中使用多功能性、高適應(yīng)性的農(nóng)業(yè)機(jī)械，其能夠獨(dú)立完成耕作、病蟲害防治、施肥、灌溉、收割等工作，減少人工投入與資金投入，提升生產(chǎn)效率。或者種植戶為了保證溫室大棚擁有足夠電力維持溫度，減少電能消耗時(shí)，可以搭建太陽能發(fā)電裝置，種植戶可以通過電子智能技術(shù)對(duì)溫室大棚內(nèi)部溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)掌控與調(diào)整?，F(xiàn)階段，電子智能技術(shù)多應(yīng)用于育種、農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控等工作中，仍具有良好發(fā)展空間。

2.1.5 跟蹤控制技術(shù)

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不僅會(huì)影響農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入，還會(huì)對(duì)國家未來發(fā)展產(chǎn)生重要影響，因此應(yīng)加強(qiáng)農(nóng)業(yè)技術(shù)智能化研究，重視其具體運(yùn)用?；诖?，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)時(shí)，需要重視路徑規(guī)劃工作，為農(nóng)業(yè)設(shè)備工作提供保障。其中，應(yīng)當(dāng)注重農(nóng)業(yè)生產(chǎn)路徑控制技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)路徑控制技術(shù)將決定后續(xù)智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械工作效率，在農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化前期，應(yīng)當(dāng)根據(jù)現(xiàn)有資源，總結(jié)以往工作經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際作業(yè)環(huán)境，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械具體路徑規(guī)劃方案不斷推演，設(shè)定完善的工作路徑，從而保障后期機(jī)械運(yùn)行效果。應(yīng)用跟蹤控制技術(shù)后，不需要工作人員實(shí)時(shí)監(jiān)督，智能技術(shù)將系統(tǒng)化對(duì)作業(yè)軌跡以及工作流程進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，目前隨著技術(shù)進(jìn)步，雖然大部分區(qū)域已經(jīng)能夠良好運(yùn)用跟蹤控制技術(shù)對(duì)路徑進(jìn)行規(guī)劃推演，但仍有部分問題難以解決。

跟蹤控制技術(shù)能夠根據(jù)預(yù)設(shè)方案完成作業(yè)，當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械運(yùn)行路徑出現(xiàn)偏差時(shí)，機(jī)械會(huì)根據(jù)方案及時(shí)完成方案調(diào)整。在農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)用跟蹤控制技術(shù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)重視以下兩個(gè)問題：1）模型控制技術(shù)，提高農(nóng)業(yè)作業(yè)效率不僅需要保障農(nóng)作物質(zhì)量，也對(duì)工作人員的知識(shí)儲(chǔ)備有較高要求，工作人員應(yīng)具有相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，擁有對(duì)應(yīng)技術(shù)證書，能夠掌握機(jī)械運(yùn)動(dòng)類型以及機(jī)械動(dòng)力學(xué)等相關(guān)機(jī)械知識(shí)，從而保障后續(xù)跟蹤控制技術(shù)出現(xiàn)問題時(shí)工作人員能夠及時(shí)對(duì)其設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整；為保證生產(chǎn)工作及時(shí)開展，應(yīng)結(jié)合實(shí)際做好模型應(yīng)用與建模工作，幫助農(nóng)民靈活掌握智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械，以達(dá)到預(yù)期的農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)用效果，提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的智能化水平。2）數(shù)據(jù)控制技術(shù)。隨著社會(huì)逐漸進(jìn)入數(shù)據(jù)時(shí)代，大數(shù)據(jù)技術(shù)、信息技術(shù)等數(shù)據(jù)技術(shù)不斷應(yīng)用于智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械中，推進(jìn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化進(jìn)程，提升了農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化操作水平[5]。

2.2 推動(dòng)智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展的措施

2.2.1 營(yíng)造積極良好智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展氛圍

目前，我國部分區(qū)域?qū)Α爸悄芑崩斫馊杂胁簧倨?，有大量農(nóng)業(yè)機(jī)械企業(yè)過于關(guān)注眼前利益，不注重農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化技術(shù)發(fā)展。因此，需要積極營(yíng)造良好智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展氛圍，對(duì)智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展進(jìn)行積極宣傳，提高普通民眾對(duì)智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械的認(rèn)知，促使我國從“農(nóng)機(jī)大國”走向“農(nóng)機(jī)強(qiáng)國”[6]。

2.2.2 加強(qiáng)智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械推廣

目前，秧苗高速栽插技術(shù)、精密播種技術(shù)、瓜菜田間生產(chǎn)智能化關(guān)鍵技術(shù)與裝備研究都在我國政策引導(dǎo)下取得了諸多研究成果。為了提高農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化技術(shù)水平，為我國農(nóng)業(yè)起到支撐性作用，應(yīng)積極展開智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械推廣工作。例如，建立生產(chǎn)示范基地、報(bào)紙輿論推廣等，從而推動(dòng)智能化成果應(yīng)用到實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中。

2.2.3 加大智能化農(nóng)業(yè)裝備支持力度

我國地域遼闊，地理環(huán)境豐富，且我國農(nóng)作物種類與種植制度多樣化，這導(dǎo)致了我國對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備需求也具有多樣化特性。雖然我國智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)已取得了不少成果，但仍對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械種類有較大需求。我國應(yīng)根據(jù)農(nóng)業(yè)裝備需求加大研發(fā)力度，積極支持推廣智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備研發(fā)與應(yīng)用工作[7]。

2.2.4 加快構(gòu)建智能化農(nóng)業(yè)裝備制造體系

隨著我國逐漸進(jìn)入農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備智能化、自動(dòng)化時(shí)代，應(yīng)根據(jù)當(dāng)前農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型所處階段，充分利用有利時(shí)機(jī)，建立以智能工廠、數(shù)字化車間、智能裝備、智能新業(yè)態(tài)、智能化管理、智能化服務(wù)等為主體的農(nóng)業(yè)裝備制造體系，奠定我國智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展基礎(chǔ)[8]。

2.3 智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械具體應(yīng)用

2.3.1 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)機(jī)載電腦與GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)

民用電腦不斷普及與應(yīng)用，可為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)機(jī)載電腦提供合理選擇方案，其性價(jià)比較高，農(nóng)業(yè)機(jī)載電腦操作與維護(hù)方便，能夠通過編程軟件對(duì)軟件完成數(shù)據(jù)編程，從而對(duì)智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行管理，其應(yīng)用方式快捷，可以應(yīng)用到多種農(nóng)業(yè)機(jī)械中，且農(nóng)業(yè)機(jī)載電腦儲(chǔ)存量大，攜帶方便。農(nóng)業(yè)機(jī)載電腦還能夠與GPS接收功能相結(jié)合，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械裝置中，農(nóng)業(yè)機(jī)載電腦可以將軟件仿真導(dǎo)航示偏技術(shù)與數(shù)字定位顯示技術(shù)相結(jié)合，形成精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)導(dǎo)航定位系統(tǒng)，幫助智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械在工作中進(jìn)行自我定位，促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化發(fā)展[9]。

2.3.2 自動(dòng)變量施肥播種機(jī)

智能農(nóng)業(yè)機(jī)械還可以開發(fā)用于農(nóng)業(yè)施肥過程的施肥動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)裝置。施肥動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)裝置可以使施肥機(jī)在施肥操作過程中根據(jù)預(yù)定的施肥量和控制系統(tǒng)控制指令實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)施肥量，促進(jìn)農(nóng)業(yè)動(dòng)態(tài)操作水平的提升，提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)化水平，減少人工成本與平均農(nóng)業(yè)工作量。

2.3.3 聯(lián)合收割機(jī)糧食產(chǎn)量分配信息采集系統(tǒng)

高智能農(nóng)業(yè)機(jī)械為聯(lián)合收割機(jī)產(chǎn)量傳感方法設(shè)定了一種基于稱重法的聯(lián)合收割機(jī)糧食產(chǎn)量分布信息測(cè)量方法，該方法能夠提高收割機(jī)糧食流量監(jiān)控準(zhǔn)確性，保證糧食流量計(jì)量精度，解決了現(xiàn)有聯(lián)合收割機(jī)安裝問題。

2.3.4 大型平移灌溉機(jī)的可變控制系統(tǒng)

大型平移灌溉機(jī)的可變控制系統(tǒng)指農(nóng)業(yè)機(jī)械在工作過程中采用高精度綜合導(dǎo)航定位技術(shù)，能夠?qū)μ囟ㄍ寥罈l件實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)信息。同時(shí)，對(duì)采集得到的信息進(jìn)行分析判斷，通過噴灌量可變控制制定最佳噴灌量。根據(jù)田間的規(guī)則，對(duì)指定的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)變量灌溉，以幫助實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)以及無人自動(dòng)田間作業(yè)的目標(biāo)。

2.3.5 雜草自動(dòng)識(shí)別技術(shù)智能噴灑機(jī)

該機(jī)器可在機(jī)械化作業(yè)過程中，基于計(jì)算機(jī)雜草圖像自動(dòng)識(shí)別方案進(jìn)行智能、精確噴灑除草，確保除草機(jī)能夠正確識(shí)別作物和雜草。根據(jù)雜草的具體分布情況，實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥的可控式變量噴灑，減少農(nóng)藥噴灑產(chǎn)生的環(huán)境污染，節(jié)約農(nóng)藥。

2.3.6 超低空野外信息采集平臺(tái)

超低空田間信息采集平臺(tái)可以為數(shù)字農(nóng)業(yè)田間信息采集提供一個(gè)很好的硬件平臺(tái)，超低空野外信息采集平臺(tái)可以深入田間進(jìn)行超低空采集，近點(diǎn)觀察作物病蟲害和植物生長(zhǎng)，采集所需要的數(shù)據(jù)信息，為數(shù)據(jù)測(cè)量奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[10]。

3 小結(jié)

綜上所述，農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化發(fā)展不僅能夠增加農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入，還與我國未來發(fā)展擁有重大聯(lián)系，應(yīng)重視農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化發(fā)展進(jìn)程，積極展開農(nóng)業(yè)機(jī)械改造、創(chuàng)新工作，不斷完善農(nóng)業(yè)機(jī)械內(nèi)部系統(tǒng)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的使用質(zhì)量，促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，積極采用先進(jìn)的智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備，營(yíng)造積極良好智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展氛圍，加強(qiáng)智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械推廣工作，加大智能化農(nóng)業(yè)裝備支持力度，加快構(gòu)建智能化農(nóng)業(yè)裝備制造體系，從而推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化發(fā)展。