淺議現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化的應(yīng)用與發(fā)展

陳亦軍 范巍挺 孟慶亮

摘要：隨著人工智能、互聯(lián)網(wǎng)、電子智能控制等技術(shù)的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械也將朝著智能化、自動(dòng)化的方向不斷發(fā)展。我國(guó)需要意識(shí)到在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械中應(yīng)用智能化技術(shù)的重要性，不斷提高農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化水平，推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)朝著智能化、精細(xì)化的方向不斷發(fā)展。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械;智能化;應(yīng)用;發(fā)展

中圖分類號(hào)：S23文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20200815019

收稿日期：2020-06-29

作者簡(jiǎn)介：陳亦軍（1971-），女，本科，農(nóng)業(yè)工程師。研究方向：農(nóng)業(yè)機(jī)械。

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的不斷發(fā)展，我國(guó)對(duì)各種農(nóng)產(chǎn)品的需求量也在不斷增加，在這種情況下必須不斷采取措施提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，滿足我國(guó)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品日益增長(zhǎng)的需求，推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的平穩(wěn)、可持續(xù)發(fā)展。

1在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械中應(yīng)用智能化技術(shù)的意義

農(nóng)業(yè)是我國(guó)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱型產(chǎn)業(yè)，與我國(guó)人民的日常生活密切相關(guān)。我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展歷史十分悠久，距今已有數(shù)千年的歷史。我國(guó)最早期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是依靠人力進(jìn)行的，后來(lái)逐漸使用耕牛等牲畜進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，這種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的效率非常低，人和牲畜的勞動(dòng)強(qiáng)度也非常大。隨著人類社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中逐漸出現(xiàn)收割機(jī)、播種機(jī)、脫粒機(jī)等農(nóng)業(yè)機(jī)械，取代了傳統(tǒng)的人工勞動(dòng)，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率得到了極大提高。隨著我國(guó)信息化技術(shù)、機(jī)械化技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式已經(jīng)無(wú)法滿足我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展要求，迫切需要提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的機(jī)械化水平、智能化水平，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)化生產(chǎn)，解放傳統(tǒng)的勞動(dòng)力，減輕農(nóng)民的負(fù)擔(dān)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，提高農(nóng)作物產(chǎn)量。近年來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化得到了十分迅猛的發(fā)展，各種農(nóng)業(yè)機(jī)械逐漸走進(jìn)廣大農(nóng)民的生活，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展發(fā)揮著重要的推動(dòng)作用。目前我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用率在飛速提高，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)具有較高的機(jī)械化水平。在這種背景下，我國(guó)政府大力推動(dòng)智慧農(nóng)業(yè)的建設(shè)和發(fā)展，不斷采取措施提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的智能化水平、自動(dòng)化水平，希望能夠依靠智能的農(nóng)業(yè)機(jī)械來(lái)解放農(nóng)村勞動(dòng)力，提高農(nóng)民收入水平，推動(dòng)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展。2018年國(guó)務(wù)院提出，應(yīng)當(dāng)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中大力應(yīng)用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星定位等先進(jìn)技術(shù)，順應(yīng)我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展。通過(guò)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械中應(yīng)用智能化技術(shù)，可以促使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源、勞動(dòng)力利用率不斷提高，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境所造成的污染和破壞，在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)還可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境效益，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會(huì)三者的協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。應(yīng)用智能化技術(shù)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械功能更加齊全，許多依靠人力難以解決的問(wèn)題都能夠得到有效解決，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率得到了極大提高[1]。與傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械相比，應(yīng)用智能化技術(shù)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械運(yùn)行的安全性、可靠性更高，在運(yùn)行過(guò)程中可以自動(dòng)監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障問(wèn)題的自我診斷，當(dāng)出現(xiàn)故障問(wèn)題時(shí)可以及時(shí)通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)警，農(nóng)民可以及時(shí)明確農(nóng)業(yè)機(jī)械的故障問(wèn)題，并對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行解決，避免故障問(wèn)題進(jìn)一步擴(kuò)大而阻礙整體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的順利進(jìn)行。此外，應(yīng)用智能化技術(shù)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械還可以對(duì)氣候、環(huán)境信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)收集的氣候、環(huán)境信息以及目前的實(shí)際產(chǎn)量對(duì)接下來(lái)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)，根據(jù)農(nóng)作物具體的生長(zhǎng)情況、周邊的環(huán)境因素制定下一階段的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃，確保制定出的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃有著極高的科學(xué)性、合理性。

2現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械中對(duì)智能化技術(shù)的應(yīng)用

2.1新能源技術(shù)

在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械中應(yīng)用新能源技術(shù)，主要是加強(qiáng)對(duì)風(fēng)能、太陽(yáng)能等的利用。太陽(yáng)能作為環(huán)保、可再生的能源可以為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械的運(yùn)行提供動(dòng)力，并可應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的病蟲害防治、農(nóng)作物的灌溉和種植等領(lǐng)域，可以推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的有效提高，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)環(huán)境所造成的污染。如，利用太陽(yáng)能技術(shù)建立光電溫室大棚，為大棚中各種農(nóng)作物的生長(zhǎng)提供電能、熱能;利用太陽(yáng)能技術(shù)研發(fā)誘蟲燈等設(shè)備應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，可以及時(shí)殺滅各種害蟲，避免農(nóng)作物出現(xiàn)病蟲害問(wèn)題。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中大量使用農(nóng)藥、化肥所造成的農(nóng)藥殘留、土壤肥力降低等問(wèn)題也可以得到有效解決。此外，還可以利用太陽(yáng)能技術(shù)構(gòu)建太陽(yáng)能制冷器、集熱器、真空平板等設(shè)備，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能、電能，為農(nóng)業(yè)機(jī)械運(yùn)行提供動(dòng)力，太陽(yáng)能制冷器可以降低農(nóng)業(yè)機(jī)械運(yùn)行溫度，避免農(nóng)業(yè)機(jī)械由于過(guò)熱而引發(fā)一系列的故障問(wèn)題，確保在高溫天氣下農(nóng)業(yè)機(jī)械仍然可以穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)于風(fēng)能的利用主要是構(gòu)建風(fēng)力發(fā)電設(shè)備將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能，為農(nóng)業(yè)機(jī)械運(yùn)行提供充足的電力，有效降低農(nóng)業(yè)機(jī)械的運(yùn)行成本，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益[2]。

2.2自動(dòng)控制技術(shù)

在農(nóng)業(yè)機(jī)械中應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)，可以有效提高農(nóng)業(yè)機(jī)械運(yùn)行的自動(dòng)化、智能化水平，構(gòu)建完善的農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)運(yùn)行監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)?？梢詫⒆詣?dòng)控制系統(tǒng)、電子監(jiān)視系統(tǒng)安裝到各種農(nóng)業(yè)機(jī)械內(nèi)部，在主要農(nóng)業(yè)機(jī)械的駕駛室中安裝智能顯示屏并與其它農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)控制系統(tǒng)、電子監(jiān)視系統(tǒng)相連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)控。澳大利亞等國(guó)家依靠傳感器技術(shù)構(gòu)建了農(nóng)作物自動(dòng)監(jiān)測(cè)與管控系統(tǒng)，能夠及時(shí)收集光照強(qiáng)度、溫度等環(huán)境數(shù)據(jù)，并將收集到的環(huán)境數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)的分析處理后傳輸?shù)秸{(diào)節(jié)裝置，調(diào)節(jié)裝置根據(jù)計(jì)算機(jī)傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)指令實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境的自動(dòng)調(diào)節(jié)。

2.3計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)

在農(nóng)業(yè)機(jī)械中應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，主要是依靠攝像機(jī)、計(jì)算機(jī)等設(shè)備對(duì)人的視覺功能進(jìn)行模擬，代替人去識(shí)別、監(jiān)控、測(cè)量不同的農(nóng)業(yè)目標(biāo)。田間作業(yè)環(huán)境比較復(fù)雜，環(huán)境因素眾多，并且依靠人的視覺對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)方向、位置等進(jìn)行確定十分困難。而依靠計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)可以無(wú)視復(fù)雜的田間作業(yè)環(huán)境，全面收集田間的各種環(huán)境因素，對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)方向、位置進(jìn)行迅速、準(zhǔn)確地識(shí)別，后續(xù)還可以根據(jù)識(shí)別到的農(nóng)作物生長(zhǎng)方向、位置來(lái)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的運(yùn)行路線進(jìn)行規(guī)劃，切實(shí)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)還可以應(yīng)用到農(nóng)產(chǎn)品的檢測(cè)工作中，只需要采集農(nóng)產(chǎn)品的圖像就可以對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行精準(zhǔn)檢測(cè)，不需要和農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)生接觸，不會(huì)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品造成損壞。

2.4電子智能化技術(shù)

在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械中應(yīng)用電子智能化技術(shù)，可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精細(xì)化、精準(zhǔn)化水平，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)進(jìn)行。西方發(fā)達(dá)國(guó)家在農(nóng)業(yè)機(jī)械中應(yīng)用先進(jìn)的智能技術(shù)，并結(jié)合各種電子信息技術(shù)構(gòu)建了智能化的農(nóng)業(yè)機(jī)械控制系統(tǒng)，研發(fā)出各種能夠智能采摘、收獲、播種的機(jī)械設(shè)備。以色列利用電子智能化技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)研發(fā)出自動(dòng)灌溉系統(tǒng)，能夠自動(dòng)進(jìn)行灌溉，并自動(dòng)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，灌溉的精準(zhǔn)度得到了極大提升。德國(guó)研發(fā)出可以與智能手機(jī)相連接的電動(dòng)小型拖拉機(jī)，大型農(nóng)場(chǎng)主可以通過(guò)智能手機(jī)對(duì)電動(dòng)小型拖拉機(jī)進(jìn)行控制，對(duì)其駕駛室事先進(jìn)行預(yù)熱或制冷。

2.5GPS導(dǎo)航技術(shù)

GPS導(dǎo)航技術(shù)有著操作簡(jiǎn)單、成本低、效率高的優(yōu)點(diǎn)，在農(nóng)業(yè)機(jī)械中得到了極為廣泛地應(yīng)用。日本依靠GPS導(dǎo)航技術(shù)研發(fā)出無(wú)人駕駛的拖拉機(jī)，能夠自動(dòng)從倉(cāng)庫(kù)中駛?cè)朕r(nóng)場(chǎng)，并且這種無(wú)人駕駛拖拉機(jī)還應(yīng)用了GPS測(cè)量技術(shù)，定位的精確度非常高，能夠嚴(yán)格按照規(guī)定的路線運(yùn)行。美國(guó)等國(guó)家在小型無(wú)人機(jī)等機(jī)械中應(yīng)用了GPS導(dǎo)航技術(shù)，事先在導(dǎo)航系統(tǒng)中設(shè)置好小型無(wú)人機(jī)的飛行路線、速度、高度，通過(guò)小型無(wú)人機(jī)來(lái)進(jìn)行農(nóng)藥的噴灑，農(nóng)藥噴灑的效率得到了極大提高，農(nóng)藥對(duì)農(nóng)作物的穿透性也變得更強(qiáng)，效果得到了極大提升。

3推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化發(fā)展的措施

農(nóng)業(yè)智能化的實(shí)現(xiàn)必須以農(nóng)業(yè)機(jī)械化為基礎(chǔ)，因此我國(guó)需要不斷提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的普及率、利用率，不斷提高我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械化水平。各級(jí)部門需要意識(shí)到農(nóng)業(yè)機(jī)械化、智能化發(fā)展的重要性，落實(shí)我國(guó)發(fā)布的和農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展相關(guān)的政策，加大對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械普及的資金投入，加大對(duì)農(nóng)民的扶持力度，確保農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平能夠得到有效提高。在農(nóng)業(yè)機(jī)械普及率不斷提高的基礎(chǔ)上，各級(jí)部門需要加大對(duì)智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械的推廣力度，讓廣大農(nóng)民意識(shí)到智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械的重要作用，不斷提高智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的利用率[3]。針對(duì)現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)機(jī)械，相關(guān)部門可以利用各種智能化技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)對(duì)其進(jìn)行改造，確?，F(xiàn)有農(nóng)業(yè)機(jī)械的性能及智能水平得到有效提高。相關(guān)部門還可以構(gòu)建農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化生產(chǎn)示范基地，加大對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化的宣傳力度，讓廣大農(nóng)民對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化有深入地了解，并為后續(xù)智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)際應(yīng)用提供參考。

4總結(jié)

計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)、GPS導(dǎo)航技術(shù)、新能源技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)都可以應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械中，推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化水平的提高。我國(guó)政府需要意識(shí)到農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化的重要性，加大對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化發(fā)展的政策支持、資金投入，推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械朝著更加自動(dòng)化、智能化、集成化的方向發(fā)展，推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的提高，推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展。

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（責(zé)任編輯常陽(yáng)陽(yáng)）