时间:2024-02-01 15:36:11
序论:速发表网结合其深厚的文秘经验,特别为您筛选了11篇农业智能化发展范文。如果您需要更多原创资料,欢迎随时与我们的客服老师联系,希望您能从中汲取灵感和知识!
美国主导的GPS全球定位系统,早已应用于精准农业。在农业高度自动化的条件下,农业生产机械接收卫星定位信号,在大田里循着既定路线自助耕作,甚至发展为智能化农机。刘经南认为,精准农业或者精密农业,对卫星定位精度的要求达到厘米级或分米级的水平。
目前,我国已成功发射20多颗北斗导航卫星,组网形成一个巨大星座。天上北斗加之北斗地基增强系统,已可以满足农庄厘米级、全国分米级、全球米级的高精度实时定位导航需求。借此引导,就可以实现大豆等作物“厘米精度”的播种、分米级精度的大田精细管理、米级精度的拖拉机数千公里跨区作业调度管理,达到精准农业、精密农业需求。
备受关注的无人驾驶车真正上路、形成无人车交通系统,可能还需假以时日;那么,大田里的无人农业机械车辆种地,则可能更早实现。刘经南认为,我国农业用车物联网,也就是农机车联网,正在走向人、车、路与环境的协同感知阶段。
中图分类号:TP391.44 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)36-0605-01
当今智能化物联网技术正在蓬勃发展,我国农业也正处在传统农业向精准化、智能化、数字化现代农业发展的关键时期。智能化物联网技术在当今的现代农业生产中的运用,对于建立集约、高效的现代农业生产、经营方式,提高农业生产能力,保障食品安全等具有重要意义,也是我国新型现代农业发展的方向。
一、物联网概念
1、定义
物联网,是将所有物品通过各种信息传感设备,如射频识别(RFID)、红外感应器、3S技术、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物体与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的核心和基础是互联网,不过用户端不仅局限于个人电脑,而是延伸到任何需要实时管理的物品和物品之间。其最关键的技术就是“物”里内嵌微型感应芯片,把它变得智能化,让它可以“开口说话”。再借助无线网络技术,人就可以和物体“对话”了,物联网就是传达“声音”的媒介。
2、 体系结构
物联网具备3个基本特征:一是全面感知,即利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息;二是可靠传递,通过各种电信网络与互联网的融合,将物体的信息实时准确地传递出去;三是智能处理,利用云计算、模糊识别等各种智能计算机技术,对海量数据和信息进行分析和处理,对物体实施智能化的控制。
物联网有3个层次:(1)感知层,即以二维码、RFID、传感器为主,实现“物”的识别;(2)网络层,即使通过现有的互联网、广电网络、通信网络等实现数据的传输与计算;(3)应用层,即输入输出控制终端,可基于现有的手机、个人电脑等终端进行。
二、智能化物联网技术在现代农业发展中的用途
当前,随着智能农业、精准农业的发展,智能感知芯片、移动嵌入式系统等智能化物联网技术在现代农业中的应用逐步拓宽。智能化物联网技术将大量的传感器节点构成监控网络,通过各种传感器采集信息,以帮助农民及时发现问题,并且准确地确定发生问题的位置,这样农业将逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息为中心的生产模式,从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备。
1、智能化培育控制
现代化农业的一个突出表现是智能化培育控制。在农业生产区安装生态信息无线传感器和其他智能控制系统,可对整个生产地区的生态环境进行检测,从而及时掌握影响生产地区环境的一些参数,并根据参数变化适时调控如灌溉系统、保温系统等,确保农作物有最好的生长环境,以提高产量、保证质量。在保温系统中,通过采集、分析和控制土壤湿度、土壤成分、pH值、降水量、温度、空气湿度和气压、光照强度、CO2浓度等来获得作物生长的最佳条件,将生物信息获取方法应用于无线传感器节点,为温室精准调控提供科学依据。在灌溉系统中,通过感应土壤的水分,并在设定条件下与接收器通信,控制灌溉系统的阀门打开、关闭,达到自动节水灌溉的目的。
2、农产品质量安全监管与追溯
我国食品安全方面事故频发,一个重要的原因是从生产到销售缺乏完善的监管。加大对农副产品从生产到流通整个流程的监管,可将食品安全隐患降至最低,以智能化物联网技术为基础,建立“食品安全追溯系统”。以猪肉安全为例:进入农贸市场的猪肉安装上电子芯片,以跟踪猪肉产品的生产、加工、批发,以及零售等各个环节。消费者在购买猪肉时可索取含有食品安全追溯码的收银条,凭借收银条上的追溯码查询生猪来源、屠宰场、质量检疫等多方面的信息。
3、农业信息监测、
农业信息除在精准农业中监测农作物的害虫、土壤的酸碱度和施肥状况等外,还包括从种子选择到病虫害防治,从幼苗培育到收割入库等方面。信息监测范围涵盖各个方面,包括畜牧业、农副产品加工业及渔业等。在现代农业中,天气预报是重要和首要的农业信息之一,但现代农业的发展需要更多支持因素。应为农民打造更宽广的农业信息渠道,所包含的信息内容也应从天气预报到施肥选择,从种子遴选到病虫害防治,从幼苗培育到收割入库等方面。例如,我国部分地区已实现把测土配方施肥数据传输到农户手机上的业务功能。这种农业信息的传送大大提高了现代农业的生产效率。
三、现代农业智能化物联网技术应用情况
进入新世纪以来,我国和欧美等一些国家相继开展了农业领域的智能化物联网技术应用示范研究,在农业资源利用、农业生态环境监测、农业生产、农产品安全监管等领域取得了一定的成果,同时推动了相关新兴产业及其标准化的发展。
智能化物联网技术在国、内外现代农业信息化领域已经有了初步应用,如:传感技术在精准农业的应用、智能化专家管理系统、远程监测和遥感系统、生物信息和诊断系统、食物安全追溯系统等。 目前,国内外关于农业智能化物联网技术应用很多。比如:土壤养分、墒情监测,为作物选择和耕种方式提供指导;粮情信息监测,为监管部门科学决策保护粮食安全提供有效数据;农业大棚温室监控、田间自动化管理,通过连续监测土壤湿度数据,实现多点同时滴灌补水;二维码动物溯源,通过食品追溯标签使消费者全面了解产品信息,确保食品安全。
四、智能化物联网技术条件下现代农业发展的重点
随着科技的迅速发展,智能化物联网技术在农业上的应用越来越广泛,一批关键农业信息感知技术和新兴产业培育问题也期待科技突破。智能化物联网技术在农业上的应用正朝着微小型、可靠性、节能型、环境适应性、低成本、智能化方向发展。
1、应用物联网技术,实现设施农业的自动化管理。
采用智能化物联网技术,在温室生产中大量采用温室内布置光照、温度、湿度等无线传感器、摄像头和控制器,无线传感器管理、调控温度、湿度、光照、通风、二氧化碳补给,营养液供给及PH值、EC值等,使栽培条件达到最适宜水平, 以合理利用资源,提高产品的产量和质量。管理者可以随时通过3G手机或电脑,进行远程监测、远程控制浇灌和开关卷帘等设备,并可实时查看到农业大棚内的温度、湿度等信息。实现对农业大棚的自动化管理,提高工作效率。
2、完善农产品物流、安全管理与溯源机制
在生鲜农产品流通方面,能很好地借助智能化物联网技术的帮助。
智能化物联网技术技术可以实现畜禽产品从养殖、屠宰刀运输销售的全过程质量控制,并实现质量溯源,可实现畜禽生产档案管理(畜禽信息、饲料信息、疾病防疫等),实现FID标签和条码间信心的转换,条码标签的打印,基于网站、电话和手机短信的畜禽产品质量安全细细的溯源查询功能。
五、 结束语
智能化物联网技术作为当代信息技术的新发展方向,很多国家都在投入巨资进行研究,我国也正高度关注对此的研究。在当今现代农业发展的利好形势下,我国尝试在各个行业进行应用智能化物联网技术示范工作,在农业上的应用也取得一些成效。农业智能化物联网技术把感应器嵌入农业机械、土地、灌溉系统等各种物体中,然后将“物”与互联网整合起来,通过智能分析,实施实时的管理和控制。这样人类可以以更加惊喜和动态的方式管理农业生产,提高资源利用率和生产力水平,促进可持续发展。智能化物联网技术的发展必将深刻影响现代农业的未来。
参考文献
二、开办粮油产业化龙头企业、加工企业和其他粮食企业的贷款业务。根据银监会的批复,我行已获准开办粮油产业化龙头企业短期流动资金贷款、粮食加工企业短期流动资金贷款、其他粮食企业短期流动资金贷款等业务。粮棉油产业化龙头企业贷款对象是指经地、市(含地、市)级以上人民政府或政府有关部门认可的,以粮棉油生产、流通或加工转化为主业的农业产业化龙头企业;粮食加工企业收购资金贷款的对象包括,经省级及省级以上政府确认的以粮食为主要加工原料的农业产业化龙头企业和地市政府级政府确认的地方粮食加工骨干企业;其他粮食企业是指中国农业发展银行现行贷款对象以外的依法合规从事粮食流通、加工和转化的企业。对一些暂不具备直接贷款条件的粮油产业化龙头企业、加工企业,可以通过采取与购销企业联营方式,提供收购资金贷款支持。小陈老师工作室原创
1我国智能化农业机械的应用现状
对于人口众多、人均资源不足、地形复杂、气候环境变化显著的传统农业大国来讲,我国技术也相对欠发达,这些因素制约着农业的发展。因此农业机械的发展与发达国家之间还存在一定的差距,为了减少这些差距,我国着重研究精准农业机械,不断提出实行智能化农业机械的发展。发展智能化农业机械,即促使农业朝着自动化与智能化方向发展。在当代社会,我国农业部门也总结出了一些智能化农业机械发展的经验。例如,在农业上广泛应用传感与检测技术、计算机技术、图像处理技术,促使农业机械自动化,以此不断推动现代农业化的发展;同时我国也开展了如山东寿光的智能蔬菜大棚,大棚采取自动采摘装置,这是农业自动化与智能化的结合,而且我国也设计出了拖拉机的自动化。为了更好地实现农业机械智能化,我国也不断向外国吸取先进经验。例如,学习英国的精准控制肥料的动力测量和日本发明的四行半喂入联合收割机。我国在不断向西方学习的过程中,掌握智能农业的核心技术,以此促进我国智能化农业机械的发展。
2我国智能化农业机械的应用
2.1工业机械的智能化
工业机械智能化能有效降低成本、节约资源和保护环境。工业机械的智能化包括喷灌机械、智能红外湿度计等。喷灌机械是工业机械智能化的代表之一,它在计算机上通过精准变量的灌溉设备,能合理控制喷水量和随时进行喷水作业,能极大地减少水量流失,节约水资源。而对于智能红外湿度计来说,它会根据时间随时对植物、土壤的湿度进行读取。通过对湿度的读取和信息分析,能判断何时进行灌溉,这样能成为判断灌溉的有效指标。这样工业机械智能化也能有效减少土壤、水质的污染。
2.2动力机械的智能化
动力机械智能化能有效提高劳动效率、促进资源的高效利用。动力机械的智能化包括人机工程、拖拉机、自走式农机等。近年来,我国高度重视动力机械的智能化,在动力机械智能化方面取得了良好的成果。如东方红LF954-C是中国首台无人驾驶拖拉机,配备了顶尖技术,如雷达及视觉测量系统、远程遥控系统、自动避让系统、动力转向变速箱、电控悬挂系统等一系列控制和信息系统。且我国也通过研究电控液压转向系统而设计出农业机械智能化导航,有效帮助在农业施工过程中实现地头转向控制和作业机据升降控制。这些智能化的动力机械适用范围广泛,有效提升了我国农业智能化水平。
2.3农机管理的智能化
农机管理的智能化能有效构建农业管理网络,可以有效在区域或全国进行信息的采集和存储工作,这样能有效地发挥农机管理的价值,提高工作效率。农机智能化管理主要包括Web系统终端、APP和硬件设施。在西方国家已经开始应用农机管理的系统工程,他们通过计算机技术促使农场里的作业机械和无线通信来交换数据。这样能有效地帮助存储和整理信息,并将数据信息归纳到数据库。同时在农场也通常将设备安装在农业机具上,并通过地图对农业机具进行定位。这样能有效跟踪农业工作进程,有效地了解农业施工的天气状况。在国内农机管理的智能化也有应用,例如高校与农机公司通过合作共同研发“互联网+”技术,以此来对农机进行智能化管理;而且浙江大学也与北斗卫星应用研究院进行合作,共建“北斗农机作业精细化管理平台”以此用来定位监控农业机械;而在我国宁波市,宁波移动也与农机站建设了“智慧农机”平台……,这些都是我国农机管理智能化的代表。这些平台或技术应用到实际生产,促进了精细化的管理服务。
3我国智能化农业机械存在的问题
近年来,我国在智能化农业机械的道路上取得了重要成就,无论是无人拖拉机的应用、智能大棚、电控液压转向系统、还是即自动化收割玉米和脱粒烘干于一体的自动化装置都极大的促进了农业化道路的发展。但同时,由于我国历史与技术水平问题,农业机械的发展与发达国家相比仍有较大差距,即也存在着挑战。
3.1我国农机服务产品化程度较低、农机市场主体培育水平不够
对我国来说农业智能化和自动化的推广力度还不够大,持有智能化与自动化的农机手持证人少之又少,因此尚未形成农机市场推广与服务产业的一体化进程。而且对于后期智能化农业设备的维护不方便、服务体系不够健全,这些都成为制约农业机械智能化发展的阻碍。
3.2国家对农业机械专项补贴的资金不足
在我国目前存在补贴资金缺口,虽然国家日益增加农业机械专项补贴基金,但对于农业智能设备和机械设备昂贵的装备来说,资金还存在问题。因此为了更合理的走智能农业机械化道路,需要合理分配和安排各项资金。
3.3我国应不断完善农业机械制造发展
虽然在农业机械制造发展上也有进步,但是我国由于历史与技术水平问题,与西方发达国家相比农业机械智能化发展水平还不够高,创新能力不足。导致我国缺乏自主品牌的研发精神,研发产品操作性不强,价格昂贵,研发生产的智能农业机械化程度水平较低,这样会使我国农业机械智能化产品很难被应用和推广起来。
4对于我国智能化农业机械发展的建议
4.1促使我国智能化农业机械发展更具中国特色
我国在发展智能化农业机械应用时,应该立足于本国实际。发挥科学发展观的指导作用,注重产学相结合。并不断提升农业机械的智能化和自动化,有效提升农业机械智能化水平。同时我国应不断向西方汲取先进经验、吸取他们的先进技术,并结合本国农业发展的特点,应用到本国实际当中,创造出具有农机本土化、国产化的智能农业化发展道路,以此来促进我国现代农业化的发展。
4.2国家加强政策引导与扶持
发展智能化农业机械应用离不开政府的支持。良好的政策能有效帮助我国农机的发展。我国可增加对农业机械专项补贴的资金,同时根据各地的实际情况制定可实行的政策,以此促进农机装备的发展。而且政府也要进行有效的监管,这样农业机械智能化才能朝着正确健康的方向发展。
4.3创建自主品牌研发,不断升级农业机械装置
1智能化农业机械概述
智能化农业机械是在传统农业机械中融入一套智能化系统,负责农业机械的自动化操纵,可有效减轻农民劳动量,提高生产效率。农机智能化系统主要有3个组成部分,一是数据信息采集系统,负责信息数据的采集;二是决策系统,负责对采集的信息数据进行判断分析;三是执行系统,负责农机操作执行。智能化农业机械还融入了GPS定位导航技术、智能传感技术、网络信息技术等,提升了农业生产信息化水平,有效节约了成本,降低了能源损耗,提高了农业生产效率。
2智能化农业机械的应用
2.1动力机械智能化应用
我国一直以来都非常重视智能化农业机械研究,并取得了良好成果。2009年我国在无人驾驶拖拉机的研制上取得了突破性进展,中国工程院院士罗锡文率领团队,在东方红X-804拖拉机的基础上,研发设计出了一套电控液压转向系统,有效实现了农业机械智能化导航,并在实际农田作业过程中还能够实现作业机具升降控制与地头转向控制等,自动导航精度控制在了3cm以内,接近了国际先进水平,有效提升了动力拖拉机智能化和自动化水平。近年来,我国的一些大型农机企业也加快了农业动力机械智能化研发步伐,2016年在国际农业机械展览会上,中国一拖正式了我国首台真正意义上的无人驾驶拖拉机—东方红LF954-C,该拖拉机配备了多项智能化系统,如雷达及视觉测量系统、自动避让系统、远程遥控系统等,能够对农田地形与农作物进行地毯式扫描,从而自动选择最佳的工作路线与工作流程,且功能适用范围较广,可用于农田耕种、整地、植保等,达到了国际先进水平。
2.2农机智能化管理
智能化农业机械应用是一项系统化工程,需形成统一的管理网络及系统,并实现管理功能区域性扩展,从最初的农场扩展到某个区域,再从某个区域扩展到全国。通过对农业机具信息进行采集、传输、分析及应用,从而使得农机智能化的功能价值得到更有效的发挥。农业智能化管理系统主要包含三个部分,分别是web系统终端、APP和硬件设施。农场主将相关定位设备安装到所管理的车辆及拖拉机等农业机具上,可通过谷歌地图对农业机具进行实时定位,还可通过web系统终端,对拖拉机耕作区域进行合理划分,实时跟进拖拉机耕作进度,拖拉机司机能够通过安装在拖拉机上的APP查看农场地图及耕作任务,还可通过一个小型的气象站,将天气状况(如温度、风向、风力、湿度等信息)传输到web终端系统中,供农场主及时了解天气状况。在农机智能化管理方面,国内也有应用实例。农机管理部门或高校与农机企业进行合作,通过利用“互联网+”技术,共同开展农机智能化管理。如浙江大学与北斗卫星应用产业研究院进行合作,打造了“北斗农机作业精细化管理平台”,通过应用该平台能够对工作中的农业机械进行定位监控,并对与该平台相关的农业机械进行统一的指挥与调度,同时也可以进行农田面积统计及相关信息管理等操作,有效提升了农机管理部门的工作效率,使得农机管理变得更加智能化、精细化、高效化。
3智能化农业机械发展建议
3.1改善农村基础条件
二、发展农业机械的自动化、信息化和智能化的重要影响
受近年来中国经济的不断发展,人们的经济水平也在不断提高,在此基础上,生产者在提升农业生产劳动生产率以及舒适感方面的要求也在逐渐提高。与此同时,受经济全球化的影响,市场中进口产品的竞争压力愈发增大,现代化农业要想在市场中占据一席之地,务必要从提高产品的生产效率、减小生产成本着手,以此提高农产品在市场中的地位,获取经济效益。着眼于发展的新需求,农业生产也面向自动化、信息化、智能化的方向实现自身的发展。第一,发展农业机械的自动化与机械化,有利于减小农业生产工作强度,以此提升操作人员工作的便捷性与舒适感,有利于实现劳动力的解放。当前阶段,中国在农业生产机械化生产水平方面已经获得了提升。然而因为部分地区农民进行生产的环境、条件较为艰苦,农业生产的强度比较大,所以无法有效地体现农业生产水平的提升。为此,发展农业机械的自动化、信息化与机械化,重点体现农业生产过程中的以人为本理念,在农业机械设计中,首要考虑操作人员使用的便利与舒适,随后考虑机械设备的性能。[1]第二,有利于保证操作人员的人身安全。因为部分地区中的农业机械设备缺乏更为先进的技术,在控制以及自动化程度等方面都存在较大的提升空间,以此也导致中国农业机械事故频发,严重的话还会对人的身心健康造成影响。例如小麦脱粒机,在使用时喂入口缺乏有效的防护装备与自动输送装备,操作人员在投入小麦的过程中,稍不注意手便会卷入传动带中。[2]
三、发展农业机械的自动化、信息化和智能化有效方法
第一,注重农业机械自动化、信息化、智能化改造,加强改造力度。现阶段中国在农业机械化方面已经获得了一定的效果,众多农业机械设备已经完成了半自动化的升级转型,与此同时也有其中一部分农业机械已经完全实现了自动化生产性能。进行农业机械自动化、信息化、智能化发展的同时,也要合理地利用现有的成果,推动农业机械的升级、转型[3]。为此,可以在农业机械原有功能的基础上,不断优化与改良机械设备的控制管理模式,将机械与先进的智能系统进行结合,在原有的基础上强化农业机械设备的信息化水平;要在提升农业机械生产效率的基础上,加强农业机械设备原有操作及维护简便性,提升设备的适应性,使其能够在不同环境中有效地运行,并发挥自身的优势。第二,增强新型农业机械设备研发力度。因为农业生产在区域分布以及生产条件方面存在一定的差异性,不同的农业生产也对农业机械设备存在不同的要求。针对一些较为特殊的环境与地势,现有的农业机械不能完全发挥出自身的优势,自动化、信息化生产更难实现。为此,增强新型农业机械设备研发力度,结合不同的地区与生产形式,通过对实际作业环境的了解,在传统农业机械生产的基础上进行改造,运用更加合理的设计方式,全面融合自动化、信息化与智能化技术,以此提升农业机械设备的自动化、信息化、智能化水平。利用相应的政策指导以及资金补贴,全面推广新型农业机械设备,以此发展中国农业机械的自动化、信息化、智能化。第三,全面强化农产品质量检验水平,实现农产品加工的自动化、信息化、智能化。在对农产品进行质量检验时,要充分结合自动化、信息化与智能化相关技术,将实现农产品在线检测、实时检测以及无损检测作为主要目标,运用计算机进行图象处理、近红外检测、人工嗅觉与味觉等一系列的检测。进行农产品加工时,要优化农产品加工的机械设备,在原来的基础上实现加工设备及程序的信息化,与此同时不断加强农产品加工设备在智能化、自动化控制与生产的水平,建立并优化管理系统,以此不断提升农业机械设备与系统运用的安全性。第四,充分发挥政府部门职能,进行政策鼓励与引导。发展农业机械的自动化、信息化以及智能化需要一定的政策作为支持。为此,所在地政府部门要与实际情况、农业发展进行结合,拟定相应的引导政策,全面推进农业机械的研发和生产,积极鼓励发展农业机械的自动化、信息化、智能化发展。针对具有环保属性的农业机械设备研发,政府部门要在政策、资金上给予足够的支持,在此基础上利用严格的监督及管理,保证研发项目质量以及实践效果。针对农业机械的自动化、信息化、智能化发展,在发展创新中有杰出贡献的个人与团队要给予其相应的奖励,以此激发参与农业机械自动化、信息化、智能化发展工作人员的设计积极性。
四、结束语
文章中针对发展农业机械自动化、信息化、智能化,对其有效方法进行了阐述,希望能够通过文章中的分析,进一步实现中国农业机械生产的自动化与智能化。
作者:张英姿 魏旗旗 单位:山东省济南市长清区农机局 山东省济南市长清区文昌街道办事处
参考文献:
引言
现阶段,我国科学技术发展飞速,带动了各行各业的经济增长,尤其是对于农业的发展,先进的科学技术起到较好的促进作用。这主要是因为我国在发展农业的过程中引用微电子技术和计算机技术,并不断结合我国农业发展的情况,对仪表结构进行改造。在改造仪表的过程中,我国农业部门将仪器检测技术和相关的科学技术融入到其中,制作出新的智能化仪表。智能化仪表的产生有效地弥补了传统仪表的缺陷,并且智能化仪表的功能也随之增加。先进的科学技术可以简化仪表的电路,让仪表更加稳定可靠,进而实现精度高、功能多的目标。新的智能化仪表具有自动检测、处理数据的作用,而且也具有一定的控制功能。本文主要对智能控制仪表系统在农业电气自动化中的应用进行分析。智能化控制仪表系统主要是由微型计算机和检测技术组成,微型计算机为核心组成部分。如今,我国农业较为常用的是TFW-VIII型智能化农业环境监测仪表。该检测仪器具有较强的安全性能,而且在测量数据的过程中可以保证数据的精准性,操作起来十分简单便捷。该监测仪表可以自动监测农业生态环境的变化,提供土壤、气候、水资源的实时信息。该监测仪表中安装了GPS全球卫星定位装置,在运行的过程中可以实现准确的定位,也能确定海拔的高度,为我国农业发展提供了较为可靠的保障。
1智能化控制仪表系统
1.1智能化控制仪表概述
智能化控制仪表系统主要是由传感器和单片机组合而成。传感器在智能化控制仪表系统中主要作用是采集测量的数据和信息,并运用分析软件将这些数据信息转换为电信号。单片机的作用是对电信号进行相关的处理,最终形成控制信号。实际上,分布式测控系统就是由智能化控制仪表组建而成的。分布式测控系统在运行的过程中通常是由PC机对其运行程序进行管理。在管理过程中,单片机会对收集的数据进行有效的测量,实现PC机和单片机的融合。如今,我国科学技术发展迅猛,智能化测量控制仪表逐渐被改造,性能越来越强。市场上也开始出现不同类型的智能化控制仪表。农业部门在选择智能化控制仪表的过程中需结合实际情况,有针对性地选择质量高、稳定性强的智能化控制仪表,从而推进我国农业的发展[1]。
1.2智能化控制仪表的特点
(1)具有较好的自测功能。智能化仪表系统运行时,会对其运行状态和数据自动进行调整,并校准相关的数值,以保证仪表系统正常运行。而且,智能化控制仪表系统会自动地进行全面检测,可以及时地发现故障的位置,从而形成信号快速通知工作人员对其进行维修。在运用智能化控制仪表系统过程中,相关的工作人员只需要对其进行监管即可,该系统降低了相关工作人员的工作压力[2]。(2)具有自动操作的性能。如今,智能化控制仪表系统逐渐从现代化转为自动化,其自动操作的性能进一步推进了我国农业领域的发展。研究发现,智能化控制仪表系统在操作测量环节时都会运用微控制器,有效增强了农业自动化的能力[3]。(3)具有数据处理性能。智能化控制仪表系统是由单片机和微控制器构成,当智能化控制仪表系统在运用时相关的构建出现了问题,系统中的软件逻辑技术就会对问题进行处理。如,数字万用表虽然具有测量电压和电流的功能,但是不能处理数据,智能化控制仪表系统则会根据具体测量的数据,对平均值和统计分等相关数据进行计算,不仅为工作人员节省了时间,而且所测量的数据具有较强的精准性[4]。(4)具有可操控能力。智能化控制仪表系统在运行的过程中会对通信接口进行规范,对仪表系统进行控制。该系统的可操控能力十分有助于农业的发展.(5)人机对话功能。人机对话功能是智能化控制仪表系统中最为显著的功能。农户可以直接通过语音输入搜索内容,也可以使用键盘输入关键词,与传统的操作方式相比较更加简单便利,而且信息查询效果较为准确可靠。此外,该系统还具有较强的灵活性。
2关于智能化控制仪表系统在农业中的应用的研究
2.1智能化控制仪表系统在农业中的应用
在运用智能化控制仪表系统的过程中,我国农业部门需要明确主要发展的目标和运用智能化控制仪表系统的目的,从而设计智能化仪表控制系统应用的方案。我国农业部门需要不断研究新的产品,并将其融入到仪表系统中,增强仪表系统的性能。如今,我国农业已经开始广泛运用TFW—VIII型智能环境监测仪表。该仪表的特点和内部的GPS定位设备,可以为我国农业部门提供大量丰富的数据信息,十分有利于对土壤的分析,检测土壤中的化学成分,测试土壤中的酸碱值。TFW—VIII型智能环境监测仪表还可以检测出土壤中的盐分、温度等,对农作物种植具有较为良好的促进作用。TFW—VIII型智能环境监测仪表还具有储存、打印、操作功能,与计算机网络技术相互连接,即可记录储存相关的数据信息,以便于农业部门日后的测试[5]。
2.2应用对策
(1)优化智能化控制仪表系统。我国农业部门在运用智能化控制仪表系统的过程中,应采用合理的方法对仪表系统进行优化,有效提升智能化控制仪表系统的判断性能。农业部门要慎重选择仪表设备,确保仪表设备的微处理器具有良好的数据加工处理作用,降低测量误差[6]。在优化智能化控制仪表系统的过程中,相关的工作人员要对其进行低功耗的设计,提升系统的效率。在设计低功耗的过程中,设计人员应遵循以下原则:深入分析智能化控制仪表系统同电压之间的联系,这样即使电压升高,工作人员也能有效地对其进行控制,从而延长系统的使用期限;设计人员应运用分区分时的方法对系统进行供电,可有效节省电力成本;设计人员应严格遵循相关的要求,选择电路功耗低、抗干扰性能良好的CMOS集成电路,可有效保证仪表系统的稳定性,保证仪表系统在运行过程中处于安全状态。(2)控制干扰智能化控制仪表系统的因素。对智能化控制仪表系统研究发现,该系统在运动的过程中会受到很多因素的干扰,这些因素不仅会阻碍智能化控制仪表系统的运行,还会导致仪表系统运动数据缺乏准确性。干扰智能化控制仪表系统运行的因素主要有外部共模干扰和差模干扰。工作人员要对智能仪表的设备进行合理的选择,确保仪器设备的质量达标,保证系统在运行过程中受到外界干扰后,仪器设备能够自动进行安全防护。而且在对仪表设备进行安装和结构设计时,必须要保证其具有较强的可靠、稳定性。若系统受到外界干扰,数据的精准性会降低,须深入检测仪表设备的故障位置,并对误差进行计算。为了有效地控制这些干扰,工作人员可以采取抗干扰的方法,提升外部噪声源、印制电路板的运行效率。
3结语
农业部门应根据智能化控制仪表系统的特点,有针对性地选择、运用智能化控制仪表系统,推动我国农业的发展。
参考文献
[1]叶和友.电气自动化技术在农业水利中的应用[J].农民致富之友,2013(18):12-34.
[2]林鹤,朱俊龙.浅析我国电气自动化技术发展现状及趋势[J].黑龙江科技信息,2016(33):55-77.
[3]文建强,罗美凤.水电厂电气自动化设备的可靠性探讨[J].建材与装饰,2016(46):60-89.
[4]朱后泉,刘建东.浅析电气自动化技术对电厂的重要性[J].山东工业技术,2017(05):24-67.
智能农机显身手
日前,有媒体报道称,我国国产水稻直播机迈入智能化行列。据悉,水稻种植机械化是水稻生产全程机械化中最为薄弱的环节,其研究也是农业科技界重点关注的动态。而农业部南京农业机械化研究所种植机械化团队充分利用已有的技术沉淀,成功研制出国内首台33行大型智能化气力集排式水稻直播机,并在江苏省盐城市临海农场四机场进行试验。据悉,该项目是在中国农科院创新工程专项经费资助下完成的,该装备的成功研制填补国内大型气力式智能化水稻直播技术空白。资料显示,该装备采用折叠式机架,作业幅宽8米,作业速度可达10千米/小时,作业效率75亩/小时~100亩/小时,播种作业仅由机手一人即可完成,可适应大型农场及其他规模化种植主体作业要求。
不单单是水稻种植机械化,今年,农业生产大量使用的拖拉机也成为智能化载体。据悉,在山东等地,拖拉机安装上北斗导航系统,实现拖拉机的自动调整和自动驾驶,把北斗导航系统应用在农业机械上,它的直线度误差在每百米±2.5厘米,比GPS更精准,北斗导航农机应用系统适用于整地、开沟、起垄、播种、插秧、施肥、收获等多环节。此外,智能化触角也已伸到农业生产中常见的植物嫁接上。据悉,我国是世界上最大的设施栽培国家,农业对机械化嫁接有迫切需求,特别是以日光温室为代表的具有中国特色的保护地蔬菜栽培和塑料大棚的发展尤为迅速。现实需求刺激科学技术的快速发展。资料显示,中国农业大学在我国开展自动化嫁接技术研究工作的时间较早,先后研制成功自动插接法、自动旋切贴合法,填补我国自动化嫁接技术的空白,形成具有我国自主知识产权的自动化嫁接技术。例如,利用传感器和计算机图像处理技术,实现嫁接苗子叶方向的自动识别、判断。嫁接机器人能完成砧木和穗木的取苗、切苗、接合、固定、排苗等嫁接过程的自动化作业,操作者只需把砧木和穗木放到相应的供苗台上,其余嫁接作业均可由机器自动完成,从而大大提高作业效率,减轻劳动强度。
智能化农业创新无穷
除单个农机产品的智能化外,“智能+农业”正在形成农业智能化系统和生态。例如,在宁夏灵武,为加快现代农业发展,适应新形势下农机化发展的目标要求,2016年,该市农业机械化推广服务中心在7个农机合作社装配北斗农机作业精细化管理平台。资料显示,该系统主要功能有北斗定位、实时测亩、农机作业监控、面积统计分析、作业面积和质量核查、农机调度等。系统的应用能及时直观掌握示范区农机分布、有效监控农机作业质量和状态、农机手作业情况等信息,对突发事件采取及时有效的应对措施,在关键农时或自然灾害天气前后实施精准调度、集中抢收抢种,提高农机作业效率和土地利用率,有效解决农村劳动力紧缺问题。
其实,不论是智能农业还是农机智能化,背后都需要打造强大的支持系统。正是在系统和生态建设方面,已吸引越来越多企业和资本参与。今年3月10日,在全国农业机械及零部件展览会上,“e田科技”首批200台AGlink智能设备交付国内农机巨头雷沃重工的收割机用户。据了解,该智能设备是“e田科技”公司为收获机械量身打造,通过在收割机上安装该设备,农机手不仅能实现农机故障的自动诊断、预警,实时监控作业面积及收获情况,还能通过智能手机APP应用程序,与农机厂家的服务指挥系统互联,便于售后服务系统实时查看作业农机位置,实现对服务车辆的调度和管理,保障服务的高效、精准。
1.农产品价格下滑要求降低其生产成本
近年来,由于农业生产技术的不断进步,我国的农产品产量得以很大的提高,从而使其价格出现了下滑的局势;又由于受加入WTO的影响,我国大部分农产品价格受到来自国际农产品市场更加剧烈的冲击,进一步加剧了我国农产品价格的下滑[1][2]局势,严重制约了我国农民人均收入的提高,使得许多地方出现大面积的撂荒。如内蒙古的调查资料显示,全蒙的撂荒土地面积已达57万亩,约有10%的农民不愿从耕,开始离土离乡自谋出路,还有15%的农民离土不离乡搞季节性的劳务输出[3]。在农民收入锐减甚至无利可图的情况下,我们要降低农产品成本,则应该分析一下我国农产品成本的主要构成,我国农产品生产成本较国外高的主要原因是劳动力所占比例太高,机械成本占有比例较低的结果,而机械成本低的原因是我国缺少智能化、自动化程度较高的可供农民使用的机具。所以要降低我国农产品的生产成本,必须发展自动化和智能化比较高的农业机械,以提高农机化水平,减少劳动力在农产品生产成本中所占的份额。
2.农业生产人员呈现高龄化、女性化的特点
随着改革开放的不断深化,我国的许多行业得到高速度的发展,特别是第三产业的发展更是突飞猛进,从而使该行业客观上为社会提供了较多的就业机会,大量从事农业生产的、特别是农村青壮年人员都转而加入到该行业中去,这样在一定程度上提高了农民的收入,减轻了农民的生活压力。但另一方面也使我国农业生产的从业人员出现老龄化和女性化的特点。另据国外的发展经验,随着社会工业水平的高度发展,这一现象将日趋严重,如日本的农业生产从业人员平均年龄已达60岁以上。这样,要保证农业生产的及时完成,有两条途径――其一,减少农业生产过程的劳动量和劳动强度;其二,提高农业生产的作业效率。
而对于这两条措施的实施,必然要求从事农业生产的作业机械具有高度自动化和智能化的功能。也只有这样,才能使这些老龄化、女性化的农业劳动者在农业时令允许的范围内及时完成作业任务。
3.国外农机发展的经验
国外多年的发展经验告诉我们,采用智能化、自动化的作业方式是农业发展的必然趋势,是发展高效节本农业的有效途径。正如世界农业发达国家,在采用了高度自动化的作业机械后,不仅提高了工作效率,降低了作业成本,而且提高了其农产品在国际市场上数量和价格的相对优势。如果我们现在还忽视高新技术在农业生产上的应用,那么我们与农业发达国家在农业机械装备方面的差距会越来越大,国外自动化、智能化程度很高的农机装备将占领我国市场,这样不但会使我国农机行业陷入困境,而且会使我国农产品失去与国外农产品竞争的能力。
二、现有科技成果和发展局势为我国农业生产的自动化、智能化奠定了基础。
1.传感器技术的发展
随着技术的不断进步,我国传感器技术已经进入一个全新的时代,其应用领域已经十分广泛。如在农业、水利上所用的水位测定传感器,实现了在恶劣环境下对水位数据的直接读取和数据的快速采集;在粮食烘干、储存、生物肥加工、菌种发酵等上对温度传感器的使用,解决了温度测量的精度问题和远距离非接触式的测量;在收获机上,通过谷物流动传感器的应用,可以快速测出收割机每秒收获的谷物质量M(t);通过谷物湿度传感器的使用,可以实现对收获谷物和储藏谷物湿度的在线测量和监控。其它诸如速度传感器、位移传感器,力传感器等的应用技术更是广泛,而所有这些成果的取得都为农业机械走自动化、智能化打好了基础。
2.电子技术和计算机技术的发展
自从上个世纪90年代以来,世界电子技术的发展极为迅速,产品的更新周期不断被缩短,都为其在农业机械自动化、智能化的应用提供了方便。另一方面,计算机的发展更是迅猛,经过短短十多年的发展,已经实现超大规模集成芯片的研制,从而使其处理数据的能力越来越强,速度越来越快,不仅加快了工业等领域自动化、智能化技术的发展,也为农业自动化、智能化的发展起到促进作用。
3.遥测遥感技术的发展
我的航天遥测在服务于航天测量的同时,近些年开始大范围的辐射于其他领域。遥感技术虽然在我国起步较晚,实质性研究和应用始于70年代。但由于该技术在国民经济中的重要作用,其发展速度特别迅速,已经取得显著的成就,为我国其他行业的应用创造了条件。
4.机器人技术的日益成熟
民以食为先,足粮安天下,关建在人才。发展智能化现代农业,推进粮食生产,确保粮食安全底线,必须建立高端农业科技队伍,才能扎实推进智能化、品牌化、信息化、洁净化农业的建设,才能全面实现农村小康目标,有利于农业上质量、上效益、上档次,才能提高市场竞争力。因此建立智能化现代农业科技队伍十分必要。
1.2提高农民素质,促进成果转化的需要
当前,粮食生产结构性矛盾和增产不增收的问题突出,实行技术创新、品牌创新、模式创新,进行集约化、规范化、绿色化、模式化、智慧化的产业发展,走农超对接、订单农业之路,给农民吃上“放心丸”、种上放心粮,增加农民收入。各级政府要加大资金投入,扶持智能化现代农业的发展,实行“基地+龙头+农民+科技”生产模式,抓精细加工、搞活流通,十分有利于农业产业化经营,有利于提高农业附加值,促进有机农业快速发展。
1.3现代农业产业化经营的需要
巴中品牌优势极为突出,绿颂米业和龙头面业为龙头的粮食产业化链条基本形成,全面推行了农粮合作,走出了农业产业化经营的“一书三合同”新路子,农民按订单生产,科技承包保产保效,龙头企业支付技术服务费,“反哺”科技发展。巴中绿颂米业、龙头面业各有年产10万t的优质粮食生产和加工能力,生产的优质大米分别注册为“绿颂”牌绿翠大米、翡翠大米、“龙头”牌绿稷大米,龙头牌系列面业,已获国家A级绿色食品认证,是推进和提升农业生产质量,创新品牌的需要。
2当前农业科技队伍中存在的主要问题
2.1决策领导认识有偏差
据30个乡镇调查显示,有27个乡镇领导对农技推广工作不够重视,占调查总数的90%,表现为政治上过问少、生活上关心少、农业创新上探讨少、工作上问得少、资金上支持少的“五少”现象极为普遍。个别乡镇甚至拍卖或占用了乡镇农技站资产,而今是无资金、无场地、无示范基地的“三无站”较多,约占84.6%。
2.2自身认识的偏差
在调查的乡镇中就有24个乡镇不能正确处理经营与技术推广、创新与示范、培训与技术服务的关系,而大部份乡镇农技站长下派到村任第一支部书记,忽视了“三农”服务和技术推广,专业倒置。
2.3综合技术能力弱化
自人、才、物下放乡镇,体制不顺,人心散乱,改行跳槽有增不减,技术员凝聚力受到冲击,而今的乡镇农技站是“上无片瓦、下无立针之地”,有名无实,对农民迫切需要的服务确朿手无策,远远达不到智能化、洁净化、品牌化的现代农业发展要求。
2.4资金投入不足
而今农技站“财政养人,无钱打仗”,卷尺都无钱购买,“测产凭经验、千粒重常数算”。试验示范无场地、测产无手段,培训无方法,始终停留在原始、粗放层面,不能有效发挥公益性职能,由“无场地、无资金、无办公地点、无示范基地、养保医保费工资扣交”的影响,导至人才大量流失,有的成了“空壳站”。如巴州区乡镇有23名高级农艺师因无岗位未得到聘任和利用,农业科技创新、先进技术推广、成果转化应用等受到严重影响。
2.5主体管理不统一
按照农技推广法的要求,乡镇农技站的“人、财、物”归县(区)农业局统管,便于培训、考核和下达技术创新任务。在具体实施中,乡镇人民政府片面认为乡镇农技站由县统管后,会影响地方政府工作,对移交工作有很大的抵触情绪,不支持,并设阻找茬。
2.6责任不明确
乡镇农技站虽然通过整改,但效果不够理想,优化配置还不够,构建智能化新型农技站朿手无策,履职不到位,农技推广偏离本职。表现在岗不服务,在编不在岗,专职变兼职,亊业岗位行政化,突出问题表现为“三多三少”,即非专业性工作多、经营挣钱时间多、下派任第一村支部书记人员多,产前产中产后服务少、新成果推广应用少,技术培训和技术推广少。
3主要思考
在智能化现代农业科技队伍建设上,立足农技推广现有矛盾和问题,以建设现代农业科技队伍为导向,建立改革创新机制,改进推广方式,切实把智能化现代农业科技队伍建成面向集约化、智能化、品牌化、洁净化的现代新体系,具有持续发展能力的现代农业科技的创新队伍。
3.1强化信息服务建设
技术信息服务不仅是助推智能化现代农业的一种技术工具,也是一种新型生产力的核心要素,融入智慧农业产业化经营体系的价值链,可以提高决策农业和综合生产能力,为未来农业带来发展思路、经营管理、技术模式等方面变革,为打造自动化、标准化、智能化、洁净化、集约化、模式化精准农业提供有利条件。把乡镇农技站建成物联网、技联网,集感知、传输、控制、生产和服务一体化的智能化现代信息技术服务体系。使农民轻点鼠标就详知绿色防控病虫、配方施肥、模式化种植等技术,手机一打开就得知生产、加工,产品销往何处,让生产供销衔接,畅通无阻,信息技术将为智能化现代农业插上雄健有力的腾飞之翅。
3.2立足现有,创新示范
一是明确定位,在科技创新上,以产业链为轴,完善创新,努力提升农业发展整体能力;二是明确职责,首先要协调配合,明确岗位职责,拓展共性技术的创新,抓好集成与示范、全力开展创新高效田、创新户、创新品牌的示范与“三农”服务。
3.3突岀主体,创新服务
一是强化衔接,乡镇农技站要主动与县(区)技术推广衔接,重点解决健全机构、改善条件、增强活力,提高服务能力等问题,依托高产创建项目,创新基地建设,把基地建成高效农业试验田、农民培训操作示范田、农民回乡创业观摩田、智能化现代农业样板田和领导决策农业参考田。二是强化成果转化,按照集约化、品牌化、洁净化农业生产要素,进行建点、生产经营、土地流转、专业技能,以及组织化、社会化技能服务。一要建立复合型农民培训体系;二要制定优惠政策、项目倾斜,大力扶特、加大投入,为成果转化创造条件;三要积极构建成果转化专业乡、村、社,使成果转化规模更大、范围更广、层次更深、档次更高、模式更新,使农业生产质量更高、效益更好。
4强化政策保障
4.1落实优惠政策
政府部门严格执行四川省人力资源和社会保障厅2006年工资改革文件规定“乡镇农技站继续实行连续工作8年固定一级工资、上浮一级工资”的政策,以及农技推广法实施“从亊农技推广工作30年,其中乡镇20年(女15年)退休增加10%的标准工资”法规。
4.2强化培育主体
地方政府,要加大投入,培育服务主体,大力发展立体多元、形式多样、竞争充分的社会服务体系,全力推行合作式、订单式、承包式、托管式等多元合作服务模式,为农业生产提供“保姆式“的公仆服务。
1 系统分析
农业生产环境是一个复合式开放型的生态系统,包括土壤、肥料、水分、温度等因素,对农田生产中的环境数据进行迅速、准确地收集、传输、控制,对相关因素进行系统性地分析,有利于对农作物生产进行科学化管理。基于农业生产的智能测控系统,是信息的采集、近程通讯的使用、信息远程传输、信息智能分析与测控技术,结合农业生产技术信息,研究完成了智能农业生产测控系统,开发了一系列农业生产环境监测、叶绿素分析、无线传输等低成本、实用型的产品。该系统的应用与推广将有效提升农业生产的技术管理水平,促进农业产业化及现代化的发展。
2 系统设计
分析物联网功能特点及现代农作物特征,设计基于测控网络的农业生产作业流程。系统开发紧紧围绕测控网络“感知全面化、传送可靠化、处理智能化”三项功能的实现,为智能浇灌、仪器导航、自动控制、及时溯源的实现打下研究基础。
基于测控网络的农业生产智能系统,智能监控系统的框架结构一般可分为数据采集、数据处理和智能信息处理这3个子系统。每个子系统的功能如下:(1)数据采集系统――可采用DCS与数据库结合的方案,主要任务是数据采集和存储;(2)数据处理系统――主要通过数据分析,从大量初始数据中提炼出有价值的状态信息;(3)智能信息系统――利用智能特征提取、知识处理和决策支持。
3 农业生产信息采集终端
“智能测控”的核心是感知,感知包括传感器信号的采集、集中智能化、组网智能化和服务信息化。生产信息采集终端主要完成农业信息采集与预处理,并通过网络将信息传输给智能测控系统。采集终端还带有精确计时的时钟及GPS可准确标定采集信息的时间、地点等信息。
4 智能信息处理过程
4.1 知识发现
在智能信息处理系统中,典型的信息加工实质就是知识发现(KDD)的过程。其中,趋势分析、特征提取和数据开采(DM)是关键技术。据此可以说智能信息处理的核心是KDD,而实现KDD的关键是DM。
4.2 动态数据的趋势分析方法
4.2.1 方法选择
在现代过程监控中,由于过程变量的动态趋势能够很好地反映出技术过程的历史与现在的工作状态,并且能对动态过程未来可能的变化进行有效地评估和预测,因此,以动态趋势形式存储的历史数据要比实时数据更为重要和富有价值。这样,动态数据的趋势分析方法已成为现代信息处理的重要内容,也为智能信息处理提供了重要的数据基础。
4.2.2 趋势分析