農(nóng)機產(chǎn)品信息化的探討

唐 靜 吳慶華

信息化是指培養(yǎng)、發(fā)展以計算機為主的智能化工具為代表的新生產(chǎn)力，并使之造福于社會的過程。智能化工具又稱信息化的生產(chǎn)工具，必須具備信息獲取、信息傳遞、信息處理、信息再生、信息利用的功能。具體到機械產(chǎn)品上，信息化可以包含各種各樣的（微）電腦控制運行方式。信息化是機械產(chǎn)品自動化、智能化的必要條件。

農(nóng)機信息化產(chǎn)品一般包含獲取信息的傳感器、各級信號傳輸線及內(nèi)部處理方式、信號處理及運算（包含接受、發(fā)出信號）的ECU（電子控制單元）、執(zhí)行信號的執(zhí)行單元（元器件）。其中，傳感器、ECU（電腦類的元件）、執(zhí)行器是不可缺少的組織部分，否則不能稱之為嚴格意義上的信息化產(chǎn)品。

1 農(nóng)機產(chǎn)品信息化現(xiàn)狀

農(nóng)業(yè)機械化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的前提條件，沒有農(nóng)機現(xiàn)代化就談不上農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化?，F(xiàn)代化的農(nóng)機產(chǎn)品呼喚信息化。只有采取信息化的手段，才能感知農(nóng)田莊家的各種狀況，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。

根據(jù)感受信息的范圍及傳感器的多少，目前我國農(nóng)機產(chǎn)品信息化可初步分為三個層次：

1.1 純機械的農(nóng)機產(chǎn)品

從嚴格意義上講，這類產(chǎn)品不屬于信息化討論的范疇。但不能不提，因為它是農(nóng)機產(chǎn)品信息化發(fā)展的基礎(chǔ)，同時也是目前我國農(nóng)村廣泛使用的農(nóng)機產(chǎn)品。

1.2 內(nèi)部自動化的信息化農(nóng)機產(chǎn)品

目前市面上流行的高性能乘坐式插秧機、自走式植保機械（噴霧機）可以歸為此類。插秧機中，插植臂的調(diào)節(jié)運用了傳感器和控制器以及執(zhí)行調(diào)節(jié)的小電機。自走式植保機械在稻田噴藥時，能夠保持前輪與后輪同一軌跡，原因在于使用了傳感器、相應(yīng)的執(zhí)行器以及具有運算功能的微計算機（單片機）。與此相類似的還有近年涌現(xiàn)的微電腦控制播種機。這些技術(shù)的共性特征是使用傳感器、執(zhí)行器和微電腦。但上述產(chǎn)品與智能化的信息化產(chǎn)品還存在差距，此差距在于它們的傳感器感受的信息僅僅局限于機器自身的信號，以及相應(yīng)的配套設(shè)施與能力等方面的差距。

1.3 外部智能化的信息化農(nóng)機產(chǎn)品

這類信息化產(chǎn)品感受的信號已經(jīng)超出機器自身范圍的信號，發(fā)展到了機器外部的（農(nóng)田）環(huán)境信號。這些復(fù)雜而接近實際的多種環(huán)境信號，被傳送到作為機器大腦的控制單元，控制單元經(jīng)過運算，發(fā)出適應(yīng)不同位置、不同狀況下的指令信號，指揮機器實施工作，這就是精準農(nóng)機的概念。

20世紀90年代以來，隨著全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、生物基因技術(shù)作物栽培模式以及生產(chǎn)管理決策支持系統(tǒng)（DDS）的發(fā)展，精準農(nóng)業(yè)已成為一種全新的合理利用農(nóng)業(yè)資源、提高農(nóng)作物產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本、改善生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形式。目前，世界上發(fā)達國家精準農(nóng)業(yè)的實踐已涉及到變量適時配方施肥、精量播種、快速有效病蟲害防治及雜草清除、土壤水分精確管理等相關(guān)領(lǐng)域，精準農(nóng)業(yè)正逐漸成為發(fā)達國家合理利用有限農(nóng)業(yè)資源、保護生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的決定性科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。目前，我國已在部分地區(qū)建立起了有一定規(guī)模的生產(chǎn)試驗區(qū)，從實際出發(fā)，探索適合中國國情的精準農(nóng)業(yè)發(fā)展之路，推動了我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的步伐。

國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)中心于1999年研究開發(fā)了精準農(nóng)機——2F-VRT1型變量施肥機及1G-VRT1旋耕變量施肥機。該設(shè)備裝有地理信息系統(tǒng)，可實時接收GPS位置信號及作業(yè)機械行走速度信號，依據(jù)實際生產(chǎn)需要自動調(diào)整排肥量，實現(xiàn)變量施肥。在北京小湯山精準農(nóng)業(yè)基地，作物蒸滲量測量系統(tǒng)、基于雜草光譜識別的變量農(nóng)藥噴灑機、小麥聯(lián)合收割計產(chǎn)系統(tǒng)、蟲情監(jiān)測系統(tǒng)、室外自動氣象監(jiān)測系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、設(shè)施園藝物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字農(nóng)業(yè)等一系列的技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用到田間。一些大型的企業(yè)和農(nóng)場已開始研制、生產(chǎn)和使用這些農(nóng)業(yè)高新技術(shù)，實踐效果很好，發(fā)展前景很廣闊。

農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展趨勢是由機械化到自動化再到智能化?？梢韵嘈?，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和產(chǎn)品科技水平的全面提高，我國的農(nóng)機產(chǎn)品信息化水平必將有大幅度的提高。

2 農(nóng)機產(chǎn)品信息化的思考與建議

2.1 政府重視，加大投入

目前農(nóng)機產(chǎn)品信息化仍處于初級發(fā)展階段，尚未形成規(guī)模效益，研發(fā)與生產(chǎn)成本很高，這就需要政府給予財政支持，需要多學(xué)科、多部門扶持發(fā)展。

2.2 頂層規(guī)劃，社會參與

信息的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送與通訊本身有自己的標準。高層次的信息化農(nóng)機產(chǎn)品是一個涉及到農(nóng)藝、生物、農(nóng)機、信息等專業(yè)部門的龐大的系統(tǒng)工程。建議相關(guān)部門盡快制定出農(nóng)機產(chǎn)品信息化發(fā)展規(guī)劃和技術(shù)標準。有了發(fā)展規(guī)劃與技術(shù)標準，社會力量就可以發(fā)揮自己的特長，參與其中某部分的研究開發(fā)。

2.3 加強學(xué)習(xí)，積累力量

信息化產(chǎn)品所涉及的技術(shù)跨專業(yè)、跨學(xué)科，包含了信息專業(yè)、控制專業(yè)、遙感測量專業(yè)、機械專業(yè)等諸多行業(yè)知識。系統(tǒng)集成后，其復(fù)雜程度遠遠超過常規(guī)的機械設(shè)備和農(nóng)機產(chǎn)品。越是信息化層次高的產(chǎn)品，其研發(fā)生產(chǎn)的難度自然越大。只有政府、企業(yè)、社會三方共同參與、共同努力，才能全面提高我國農(nóng)機產(chǎn)品的信息化水平，推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展步伐。