電子信息技術(shù)在安徽省智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用

黃駿杰

摘要：黨的十九大報(bào)告提出實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，加快建設(shè)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國是新時(shí)代新征程我們黨做好“三農(nóng)”工作的戰(zhàn)略部署，建設(shè)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國，基本要求是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。安徽省作為農(nóng)業(yè)大省，農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化是推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的關(guān)鍵一環(huán)。電子信息技術(shù)，包括物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能等，為農(nóng)業(yè)機(jī)械的智能制造提供了技術(shù)支撐。文章旨在探討電子信息技術(shù)在安徽省智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析其在提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、增強(qiáng)農(nóng)業(yè)競爭力方面的積極影響，并提出相應(yīng)的策略建議，以期能為農(nóng)機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供理論與實(shí)踐指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：電子信息技術(shù)；農(nóng)業(yè)機(jī)械；智能化；安徽省

文章編號：1674-7437（2024）04-0234-03? ? ?中國圖書分類號：TP391.41；S126? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，農(nóng)機(jī)裝備作為農(nóng)業(yè)科技的集成和大規(guī)模應(yīng)用重要載體，在提升土地產(chǎn)出率、資源利用率和勞動生產(chǎn)率方面效果顯著，是我國實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和糧食穩(wěn)步增長的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，對全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興、推進(jìn)中國式現(xiàn)代化具有重要意義。2022年2月，安徽省出臺《科技強(qiáng)農(nóng)機(jī)械強(qiáng)農(nóng)促進(jìn)農(nóng)民增收行動方案（2022—2025年）》，對一產(chǎn)“兩強(qiáng)一增”行動計(jì)劃中的各項(xiàng)內(nèi)容細(xì)化具體目標(biāo)要求[1]。此外，安徽省16個(gè)市也制定了“兩強(qiáng)一增行動方案”，要求大力推廣大馬力、高性能、復(fù)式、智能化農(nóng)機(jī)具，積極開展農(nóng)機(jī)補(bǔ)短板、新產(chǎn)品研發(fā)，電子信息技術(shù)在安徽省農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)用領(lǐng)域取得了一定的科研成果，但是對比發(fā)達(dá)地區(qū)的機(jī)械化水平還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。在這一宏觀背景下，文章深入探討電子信息技術(shù)在安徽省智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用，以期能為農(nóng)機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新提供理論依據(jù)，同時(shí)還能為相關(guān)政策的制定和實(shí)施提供科學(xué)參考。

1 農(nóng)業(yè)機(jī)械智能制造的關(guān)鍵技術(shù)

1.1 傳感器技術(shù)在農(nóng)機(jī)監(jiān)測中的應(yīng)用

傳感器技術(shù)作為電子信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械智能制造領(lǐng)域的一項(xiàng)基礎(chǔ)且關(guān)鍵技術(shù)，其在農(nóng)機(jī)監(jiān)測中的應(yīng)用廣泛。該技術(shù)可以測量溫度、濕度、壓力、光強(qiáng)、加速度等物理量，并將其轉(zhuǎn)化為電信號，這些電信號經(jīng)過放大、濾波、數(shù)字化等處理后，應(yīng)用電子信息技術(shù)將檢測到的數(shù)據(jù)反饋給農(nóng)機(jī)操作系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對農(nóng)機(jī)工作過程的智能調(diào)控。在農(nóng)業(yè)機(jī)械智能制造的背景下，傳感器技術(shù)不斷升級，智能傳感器的出現(xiàn)為農(nóng)機(jī)監(jiān)測帶來了革命性的變化[2]（見圖1）。

在實(shí)際應(yīng)用中，智能傳感器能夠自行判斷當(dāng)前的監(jiān)測數(shù)據(jù)是否超出正常工作范圍，進(jìn)而自動調(diào)節(jié)農(nóng)業(yè)機(jī)械的工作狀態(tài)。例如，中聯(lián)農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司（蕪湖）研發(fā)生產(chǎn)的4LZT-7.0Z型履帶式全喂入谷物聯(lián)合收割機(jī)，利用多傳感器融合技術(shù)，增加倒伏檢測與自動控制、含雜檢測告警與自動控制、損失檢測告警與自動控制和谷倉糧滿率檢測告警功能[3]。

1.2 嵌入式系統(tǒng)在智能農(nóng)機(jī)中的應(yīng)用

嵌入式系統(tǒng)是利用電子信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)或設(shè)備的自動化控制，作為智能農(nóng)機(jī)的“大腦”，在農(nóng)業(yè)機(jī)械智能制造中承擔(dān)著數(shù)據(jù)處理和決策執(zhí)行的關(guān)鍵任務(wù)。嵌入式系統(tǒng)通常由微處理器、存儲器、輸入/輸出接口和操作系統(tǒng)等構(gòu)成，其設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是滿足特定應(yīng)用的需求。在智能農(nóng)機(jī)的應(yīng)用中，嵌入式系統(tǒng)不僅需要處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息，還要控制機(jī)械設(shè)備的精確運(yùn)行。以自動導(dǎo)航農(nóng)機(jī)為例，嵌入式系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)接收來自GPS模塊和傳感器的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括機(jī)械的當(dāng)前位置、速度和周圍環(huán)境等信息[4]。合肥佳富特機(jī)器人科技有限責(zé)任公司主要應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)研制的果蔬智能嫁接機(jī)是一款集光、機(jī)、電、氣于一體的高科技產(chǎn)品，其主要指標(biāo)在國內(nèi)同類產(chǎn)品中遙遙領(lǐng)先。效率可達(dá)1 500株/時(shí)，嫁接精度達(dá)到0.2㎜，成功率超過98%，是專業(yè)嫁接工效率的3倍-5倍[5]。

1.3 遠(yuǎn)程控制與無線通信技術(shù)

遠(yuǎn)程控制與無線通信技術(shù)是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化的重要通信橋梁。遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)通常包含遠(yuǎn)程傳輸模塊、控制中心和執(zhí)行裝置三個(gè)核心部分。無線通信技術(shù)的應(yīng)用可以通過無線網(wǎng)絡(luò)（如WIFI、4G/5G網(wǎng)絡(luò)）或衛(wèi)星通信實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用通信技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸可以不受地理位置的限制，及時(shí)傳遞至控制中心，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和指令下達(dá)。同時(shí)，通過無線通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程監(jiān)控還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的異常情況，例如，機(jī)械故障或作業(yè)效果不理想時(shí)，能快速做出響應(yīng)。安徽斯高德農(nóng)業(yè)科技有限公司開發(fā)并生產(chǎn)的CDZ0620型種豬選育設(shè)備，集成了法國的高端技術(shù)，能輔助養(yǎng)殖場精選具有優(yōu)良生長特性的種豬。該設(shè)備能夠詳細(xì)記錄每只豬的生長數(shù)據(jù)，并將這些信息實(shí)時(shí)上傳至云端服務(wù)器，便于在網(wǎng)頁瀏覽器中查看和分析。此外，該設(shè)備還能直接與國家育種數(shù)據(jù)中心相連，簡化了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和處理的步驟[6]。

1.4 信息采集、處理與分析技術(shù)

信息處理是電子信息技術(shù)的核心內(nèi)容之一，涉及信息采集如傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)，信息處理技術(shù)，如邊緣計(jì)算、數(shù)據(jù)融合等技術(shù)，信息分析技術(shù)主要為機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能等多個(gè)層面。例如，合肥美亞光電技術(shù)股份有限公司研制的基于深度學(xué)習(xí)技術(shù)的大米工程化色選機(jī)集成磁懸浮噴閥3.0、超清相機(jī)系統(tǒng)、低功耗相機(jī)的輕量化深度學(xué)習(xí)平臺，實(shí)現(xiàn)大米中27種次品識別；減少了傳統(tǒng)色選機(jī)45%的控制模塊，實(shí)現(xiàn)了95%核心器件國產(chǎn)化[7]。

2 農(nóng)業(yè)機(jī)械智能技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

2.1 自動導(dǎo)航與駕駛技術(shù)的整合與應(yīng)用

在農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化進(jìn)程中，自動導(dǎo)航與駕駛技術(shù)的融合應(yīng)用，顯著提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動化與智能化水平。通過高精度全球定位系統(tǒng)（GPS）與地面增強(qiáng)系統(tǒng)（如RTK-GPS），配合先進(jìn)的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）和電子地圖，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)機(jī)具的精準(zhǔn)定位與導(dǎo)航。農(nóng)機(jī)在田間作業(yè)時(shí)，能夠依據(jù)預(yù)設(shè)的路徑自動行駛，減少人為操作的誤差，提高作業(yè)效率和質(zhì)量。例如，在小麥?zhǔn)崭钭鳂I(yè)中，采用自動導(dǎo)航農(nóng)機(jī)，不僅可以精確劃定作業(yè)軌跡，還可以通過實(shí)時(shí)監(jiān)控作業(yè)進(jìn)程，確保每一輪作業(yè)的準(zhǔn)確對接，可以有效減少遺漏和重復(fù)作業(yè)的概率；可以與農(nóng)田管理信息系統(tǒng)相結(jié)合，基于農(nóng)場的具體地形、作物種類和生長情況，優(yōu)化作業(yè)路徑，以達(dá)到節(jié)約資源、增加產(chǎn)量的目的[7]。在實(shí)際應(yīng)用中，安徽泗州拖拉機(jī)制造有限公司研制的智能無人駕駛拖拉機(jī)將衛(wèi)星導(dǎo)航自動駕駛系統(tǒng)與精量作業(yè)機(jī)械結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了千米接行誤差不大于2.5cm；行駛均勻，土地利用率提高0.5%—1%[7]。此外安徽部分農(nóng)機(jī)企業(yè)通過搭載北斗慧農(nóng)XT2000農(nóng)機(jī)自動導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)，農(nóng)機(jī)在田間作業(yè)時(shí)能夠得到精細(xì)化管理，確保作業(yè)過程中無遺漏無重復(fù)，顯著提升了農(nóng)機(jī)的作業(yè)品質(zhì)、土地的使用效率以及農(nóng)機(jī)的工作效能。同時(shí)，這也減少了農(nóng)機(jī)操作的勞動負(fù)擔(dān)，促進(jìn)了農(nóng)機(jī)資源的合理分配和使用。

2.2 智能噴灑與植保系統(tǒng)

智能噴灑與植保系統(tǒng)代表了農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化的又一重要方向。該系統(tǒng)通過精確控制農(nóng)藥和肥料的施放量、施放時(shí)間和施放位置，達(dá)到減少化學(xué)品用量、減輕環(huán)境污染、提升施肥效率的目的。在實(shí)施過程中，系統(tǒng)集成了植物生長監(jiān)測傳感器、土壤成分分析器等先進(jìn)設(shè)備，能夠根據(jù)作物的生長狀況和土壤肥力，實(shí)時(shí)調(diào)整施肥和噴灑策略，不僅為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)提供了技術(shù)保障，還大幅度提高了資源利用效率。安徽春風(fēng)農(nóng)林機(jī)械制造股份有限公司研制的新牛四驅(qū)多功能田間管理機(jī)，突破了傳統(tǒng)單軸微耕機(jī)的固有模式，采用雙連體全齒輪變速箱、四驅(qū)工作形式且增加刀軸正反轉(zhuǎn)功能，滿足了現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)多樣化的需求，是一款一機(jī)多用的全能型機(jī)型。此外，安徽全豐航空植?？萍加邢薰狙兄频闹悄車姙?、施肥、播種無人機(jī)3WAFTP-23，該款智能化農(nóng)機(jī)設(shè)備載荷大，作業(yè)精準(zhǔn)，充電快，效率高；機(jī)身為抗墜毀結(jié)構(gòu)，安全耐用；采用模塊化設(shè)計(jì)，保護(hù)核心部件，維修更便捷，可完成在旱田、稻田、魚塘、林木多場景中的噴藥、撒肥、投料、播種等系列作業(yè)，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用[8]。

2.3 農(nóng)產(chǎn)品采摘機(jī)器人技術(shù)研究

農(nóng)產(chǎn)品采摘機(jī)器人為解決農(nóng)業(yè)勞動力不足的問題提供了新的思路，該智能型裝備通常配備有高分辨率的視覺識別系統(tǒng)，通過機(jī)器視覺識別成熟果實(shí)，利用精準(zhǔn)機(jī)械臂進(jìn)行采摘，能夠適應(yīng)不同的農(nóng)業(yè)環(huán)境，如水果園、蔬菜大棚等，其智能化程度高，能夠大幅提高采摘效率，減少果實(shí)因采摘不當(dāng)而造成的損失，并裝備有多功能的末端執(zhí)行器，能夠模擬人手的采摘動作，輕柔而精確地摘取果實(shí)，能大大提高了采摘工作的自動化水平，不僅解放了大量勞動力，還提高了采摘過程中的產(chǎn)品質(zhì)量。例如，由安徽唯嵩光電科技有限公司開發(fā)并生產(chǎn)的6GFJX-6型果品分級機(jī)，融合了智能識別、全景超清視覺檢測、高效精確的剔除技術(shù)以及智能LED冷光源照明等尖端技術(shù)，該款設(shè)備在智能化和分揀效率方面表現(xiàn)出色，適用于各種小型果實(shí)的干品和鮮品分級作業(yè)，比如藍(lán)莓、小番茄、荔枝、板栗和紅棗等，能夠精確地滿足不同水果分級的市場需求，有效克服了傳統(tǒng)人工分揀效率低下和對勞動力依賴性大的問題。此外，安徽省農(nóng)機(jī)企業(yè)在農(nóng)產(chǎn)品分揀方面也做了深入研究，安徽森米諾農(nóng)業(yè)科技有限公司研制的智能糧食干燥機(jī)將智能測控系統(tǒng)配套在循環(huán)式糧食干燥機(jī)上，準(zhǔn)確采集干燥機(jī)作業(yè)量，開發(fā)精細(xì)糧食循環(huán)干燥新工藝，解決糧食干燥水分在線檢測的準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性問題，提升干燥機(jī)的測控精度、控制水平以及遠(yuǎn)程操控能力。企業(yè)為安徽省烘干行業(yè)龍頭企業(yè)，累計(jì)銷售300多臺套循環(huán)式谷物干燥機(jī)產(chǎn)品，市場占有率約15.5%[9]。

3 發(fā)展方向建議

安徽省農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化水平有所提升，但是整體來說，農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度與發(fā)達(dá)地區(qū)相比還存在差距，存在部分地區(qū)農(nóng)機(jī)配備率較低、農(nóng)機(jī)化服務(wù)水平有待提高、農(nóng)機(jī)裝備結(jié)構(gòu)需要調(diào)整與優(yōu)化等問題[10]。整體來看，安徽省地形以丘陵和山地為主，約占全省總面積的70%，丘陵地帶由于地形起伏較大，適宜發(fā)展茶葉、板栗、中藥材等經(jīng)濟(jì)林果及特色農(nóng)作物的種植，但是目前安徽省農(nóng)機(jī)企業(yè)除針對茶葉采摘、烘制等機(jī)械設(shè)備進(jìn)行深入研究外，其他方面的農(nóng)業(yè)機(jī)械研究較少。因此，結(jié)合安徽省丘陵地帶的地理特點(diǎn)和主要農(nóng)作物種植情況，針對丘陵地形設(shè)計(jì)適用的農(nóng)業(yè)機(jī)械，如小型化、輕便型、多功能型農(nóng)機(jī)具，這些機(jī)械可以在狹窄和傾斜的地帶靈活作業(yè)，適應(yīng)茶葉、板栗等作物的種植環(huán)境[11]。

此外，需結(jié)合土壤和作物生長狀況智能調(diào)控水肥供給，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)管理，既保證作物生長需求，又減少資源浪費(fèi)；開發(fā)適合于板栗、毛竹、中草藥等農(nóng)產(chǎn)品的智能化加工設(shè)備，提高加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對產(chǎn)品進(jìn)行追蹤和品質(zhì)監(jiān)控，提升產(chǎn)品市場競爭力；針對智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械的操作和維護(hù)，建立完善的培訓(xùn)體系，提高農(nóng)民的技術(shù)水平，同時(shí)建立服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，確保機(jī)械設(shè)備的及時(shí)維修和技術(shù)支持。最后，通過大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)后加工自動化和產(chǎn)品質(zhì)量追溯，最終構(gòu)建一個(gè)集智能化生產(chǎn)、管理和服務(wù)于一體的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)體系，提升安徽省農(nóng)業(yè)的整體競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力[12]。

4 結(jié)束語

綜上所述，文章以安徽省為例，主要探討了電子信息技術(shù)在安徽省智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，詳細(xì)剖析了傳感器技術(shù)、自動控制技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)等多種關(guān)鍵技術(shù)，并借助實(shí)際科技成果，論述了智能化農(nóng)機(jī)設(shè)備中的應(yīng)用成效及其對提升農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率的積極作用。電子信息技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠提高農(nóng)機(jī)設(shè)備的操作效率，更能優(yōu)化整體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展與推廣，電子信息技術(shù)將推動農(nóng)機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，為安徽省實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化提供有力智力支撐。

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