所屬欄目:機械論文 發布日期:2020-11-23 09:23 熱度:
移動互聯網、大數據、人工智能等現代信息科學技術的發展,為整個社會的智能化發展展現出一種新的方向,并使現代農業機械具有更高的可操控性,這也就意味農業生產的效率將隨著智能化技術的發展而得到進一步的提升,也為農業資源的充分利用提供了技術上的支持。在這些設備與技術的幫助下,農業生產將變得更加高效且便捷,而由農產品創造的經濟效益也將逐步增加,以上種種預示著我國農業的發展將達到一個全新的階段[1]。
1現代農業機械應用計算機智能化技術的意義
縱觀當前社會,信息技術的發展正處于一個突飛猛進的階段,其發展成果也越來越多地被應用到工業、農業、第三產業等各行業。得益于農業機械裝備的智能化發展,當前農業發展逐漸展現出智能化、數字化的特點,各類農業發展過程中應用到的能源技術、控制技術、管理技術及生產技術也日趨成熟,在耕作、灌溉、農作物保護、施肥、收獲、加工等不同領域均發揮出智能化與機械化的優勢,在大幅節省農業生產勞動力的同時,進一步提升了農業生產的效率、質量,并為農業生產創造了更多的經濟效益,同時還使農業生產造成的生態環境負擔得到有效控制,最終實現了農業經濟效益、生態效益及社會效益的同步發展,并使其發展過程具有可持續化的特點[2]。智能化的農業機械在功能上展現出了更強大的全面性,其可靠性與安全性也能得到有效保障。智能化的農業機械除了能應用于各類農業生產活動,還具有實時監測農業生產環境、網絡連接、故障自我診斷等輔助性功能,這些輔助性功能有助于農業生產人員根據環境變化、市場需求等實際因素調整生產策略,從而使農業生產具有更強的針對性,并在農業生產過程中發揮了重要的指導作用。如對不同農作物生產情況及農田環境的預測,能幫助農業生產人員解決下一生產工序的持續時間、作業強度及針對性問題,而對某一過程產量信息、未來氣候變化狀況的評價與預測,能為農業生產人員提供可靠的數據支持,從而幫助生產人員確定下一階段的生產內容及生產規模。
2現代農業機械中計算機智能化技術的具體應用
2.1農業機器人的應用
農業機器人在現代農業機械中的應用,是最能體現農業機械智能化特點的應用。農業機器人的應用需要結合信息交換、通信技術、圖像識別技術、智能分析技術及自動控制技術方可實現,而這些技術的應用能確保農業機器人在農業生產過程中發揮更加可靠的作用,并使之以更高的效率及作業強度服務于農業生產及管理工作。就技術前沿發展情況來看,大洋彼岸的美國已經研究出一種具備天氣監視功能、高清高光譜成像功能及脈沖激光掃描功能的農業機器人,理論上該機器人能獲取作物成長過程中的莖稈高度、莖稈直徑、葉片大小及生長情況等,還能實時檢測土壤溫度、土壤含水量、空氣濕度及空氣成分等農田環境信息。該機器人在收集相關信息數據后會將其打包上傳至中控計算機,隨后中控計算機在其他程序的幫助下,能根據實際數據建立起直觀的三維圖形,不僅能實現對農業生產過程的實時管理,還能通過對各項數據的計算預測此次農業生產的產量、質量等[3];除了大洋彼岸,西歐發達國家研制出了另一種農業機器人,該機器人裝備了最先進的GPS系統,不僅可用于大型蔬菜種植的除草作業,在除草作業過程中還能在不傷害臨近農作物的前提下進行翻土,以確保除草的效率與徹底性,而各類收割機器人、播種機器人、施肥機器人的出現更是數不勝數。
2.2計算機視覺技術的應用
計算機視覺技術與人類的視覺不同,但在本質上屬于對人類視覺的模擬,在攝像機、計算機的幫助下,計算機視覺技術能有效識別農業目標,并對已識別的農業目標進行跟蹤測量工作,還能有效發現周圍的各種障礙物,在微機技術的處理與支持下能精確規劃出最合理的路線。計算機視覺技術在結合其他技術后能實現的功能眾多,如對周圍環境信息的采集與分析、識別農作物生長趨勢及生長位置、規劃農業機械的運行路線等,這就使計算機視覺技術不再僅僅用于對農產品品質的分級與鑒定,而是可以運用在農業生產過程中的眾多方面,如農產品整體生產情況檢測、農產品病蟲害情況調查、農田墑情觀測等,從而使農業生產的管理工作上升到了新的高度。
2.3新能源技術的應用
當前農業機械中普遍以柴油為主要能源,這是因為柴油機功率大,運行穩定性強,能滿足農業生產在生產作業強度上的需求,而農業生產中的新能源主要以太陽能、風能等為主。以太陽能的應用為例,太陽能在農業機械中能作為新的動力,在病蟲害防治、種植、灌溉、栽培等活動中均有一定程度的應用,也確實起到了提升農業生產效益的作用;由于太陽能屬于可再生能源,因此相比傳統農業機械而言,應用太陽能進行生產作業的農業機械對生態環境造成的負擔大幅縮減,太陽能在農業機械中的具體應用包括光電溫室大棚的建造、為養殖場所提供電力與熱能、在病蟲害防治中為誘蟲燈提供電能等。一方面,這些具體的應用有效減少了農業生產人員的經濟負擔,也使原本大量應用化肥與農藥的現象得到有效控制,由于化肥及農藥的應用越來越少,因此造成的環境負擔也就越來越小;另一方面,太陽能光電水泵的成功研制與應用也為太陽能的利用提供了新的途徑,該水泵不僅能有效灌溉農田,還能控制灌溉的強度與范圍,從而使灌溉作業更加精準有效。
2.4GPS導航技術的應用
GPS導航技術在農業機械中的應用為農業機械創造了更多的效益,GPS導航技術就具有精度高、成本低、效率高的優勢,因此在發達國家得到大量應用,各類農業機械設備在GPS導航模塊的支持下均能有效實現自動化生產,從而使當地農業生產達到了較高的自動化水準。在GPS導航技術得到有效應用的基礎上,通過使導航模塊與互聯網建立可靠連接,農業機械設備在作業過程中能大范圍地收集農作物的質量與產量信息,而這些信息又具有高準確性與可靠性,能作為下一階段農業生產的參考數據,不僅實現了對生產技術的優化與改進,同時也使農業技術的發展得到了有效的數據支持[4]。而GPS導航技術在智能化技術的幫助下,被應用到無人駕駛的農機設備中,從而使整個農業生產實現無人化成為可能,也使農業生產的精度得到可靠保障;小型無人機、飛行器在加入了GPS導航技術之后,通過對飛行速度、飛行高度、飛行路線的提前設計,使大面積的農業噴灑作業、施肥作業均能在無人的條件下完成。以農業噴灑作業為例,經數據調查顯示,配備了GPS導航系統的無人機在達到與人力農藥噴灑作業相同作業效果的前提下,前者消耗的藥量僅有后者的50%~80%,同時以無人機噴灑的藥液對農作物的穿透性也得到了大幅度強化,在一些典型病蟲害的防治上收獲了90%以上的治療效果。
2.5自動控制技術的應用
發達國家農業機械中自動控制技術的應用已經具有一定的普遍性,且在發展過程中逐漸體現出了智能化的特點。而隨著移動網絡的有效覆蓋面積越來越大,自動控制技術也逐漸呈現出網絡化的發展態勢。通過在農機設備控制室內部加裝監視系統及控制系統,能實現對農作物不同生長階段的實時監控,在各類型傳感器的支持下,農業機械能有效監視農作物生長狀態下的光照強度、土壤水肥比、農田溫度,這些被檢測到的參數會被傳感器上傳至中央控制臺,在被中央控制臺進行分析及處理之后得出相應的調整方法,而調整方法又會被中央控制臺轉換為電信號傳達至相應的農業機械設備,從而實現對農業生產環境的自動化調節[5]。
3現代農業機械的智能化發展前景
農業機械的智能化發展與國家層面的技術實力及政策支持、當地農村的經濟發展水平有直接關系,只有農業機械科研技術實力達到較高水準,且農村經濟發展水平足以支持智能化農業機械的購置時,才能有效推動農業機械的智能化發展。對于發達國家而言,其人均經濟水平已經達到了較高的層次,而在科技科研上又擁有強大的實力,足以推動智能化科研成果在農業生產機械中的應用,再加上發達國家勞動力缺失的影響,使發達國家在現代農業機械的智能化發展上往往達到了較高水平,不僅能適用于不同的生產環境,在操作、性能、功耗上也均能達到理想的水準。同時,我國現代化農業機械的發展也取得了相對不錯的成績,各類農業生產機械以全面的性能、可靠的質量與高性價比大量出口。隨著我國科研技術的發展,各類智能化研究成果正在逐步被應用到農業機械中,從整體上看,我國現代農業機械的智能化發展正處于高速發展過程中。另外,我國農業生產機械另辟蹊徑,在發展過程中靈活運用各類能源,從而使農業機械在生產過程中對環境造成的負擔得到了有效控制。
4結束語
農業生產機械中計算機智能化技術的應用具有很強的發展潛力,然而計算機智能化技術的發展與應用需要大量的資金支持,而農業又是事關國計民生的重要產業,因此這一發展過程切不可操之過急,應徐徐圖之,以確保農業機械中計算機智能化技術的應用切實可靠,能有效推動我國農業產業的發展。
參考文獻:
[1]岳耀虎.現代農業機械中智能化技術的應用與研究[J].南方農機,2018,49(5):5+15.
[2]帥愛華.淺談人工智能與計算機技術在農業現代化中的應用[J].數碼世界,2018(4):551.
[3]侯英鸝,羅曦,汪家宇.計算機科學技術在現代農業中的應用研究[J].南方農機,2016,47(7):28-29.
[4]張新麗.計算機信息技術在農業現代化生產中的作用研究[J].種子科技,2017,35(5):115-116.
[5]張玉秋.精確農業與農業機械化智能技術的應用[J].農業開發與裝備,2016(11):31.
《現代農業機械計算機智能化技術應用》來源:《南方農機》,作者:蔣迎霞
文章標題:現代農業機械計算機智能化技術應用
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