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產品種類少,滿足不了農業生產的需求
我國現階段已經生產制造出了大量的農業機械,但是相對于整個農業生產來說遠遠不足,比如我國現在的農產品深加工機械還是主要依靠國外進口,牧草類機械也主要來源于發達國家。
農業技術人才匱乏
現階段,我國從事農業機械操作的主要是農民自己,很多地方甚至面臨著高級一些的大型農業機械無人可以操作的局面,農機的操作人員大多沒有經受正規的操作培訓,隨著農業機械普及而來的是各種安全事故的頻繁發生。
農機手收入低
農業的生產操作具有很強的季節性,農機手只能在農忙時開展工作,綜合算來收入不高,產品回收期長。
農業機械化發展趨勢
向智能化和自動化方向發展
綜合我國農機發展中存在的問題,借鑒外國的發展經營方式可以得出,智能化、自動化是我國農機發展的必然趨勢。農機技術的智能化、自動化是降低農業生產成本的需求。近年來隨著技術的進步,我國的農業生產水平得到了提高。但是在加入了WTO后,我國的農產品價格受到了國際市場的劇烈沖擊。以棉花為例,今年我國棉花產量大幅度降低,國內棉花的價格持續升高。但是國際棉源的價格遠低于國內。盡管國家已經采取了諸多措施,如限制最低價格、限制進口棉指標等等,我國棉價還是不可避免的受到了影響。我國農產品價格較高的原因是人力資源投入較大,機械成本低。如果農機實現了智能化或者自動化,農業生產率必然大幅提高,從而達到降低成本的目的。農機技術的智能化、自動化是提高農產品品質的必然要求。我國的溫飽問題基本得以解決,人們現在關注的不是吃得飽而是吃得好。加入WTO后,我國的農產品開始參與到國際競爭中去,對農產品的品質要求大大提高。農產品的產前管理、產后分類、加工制造都要借助于機械。農機實現了智能化和自動化才能在提高生產效率的前提下,對產品的品質投入更多的關注。
向綠色產品發展
關鍵詞:電氣自動化 應用現狀 發展趨勢
電氣自動化是一個涉及電工、電子、計算機工程等多種學科的綜合應用技術,作為我國國民經濟發展的基礎性技術,其在社會經濟的發展中占據了重要的作用。目前,電氣自動化已經在社會中得到了廣泛的應用,并促進著我國各個行業的進步。基于此,根據我國目前電氣自動化的發展現狀,對未來工業發展中,電氣自動化的發展趨勢進行研究具有重要的意義。
一、電氣自動化的應用現狀
1.電氣自動化在工業中的應用
改革開放之后,隨著我國工業的進步,工業自動化得以實現,而在工業發展取得這一成績的基礎上,電氣自動化發揮了重要的作用。目前,我國很多工廠生產操作的實施都是通過機械進行的,電氣自動化技術作為支持機械操作的核心技術,其大大的加快了我國工業發展的速度。同時,在我國科學發展觀的指引下,我國工業的自動化程度也在逐步的上升。
2.電氣自動化在農業中的應用
我國幅員遼闊,人口眾多,因此,農業成為了我國的基礎產業和第一產業,而我國在農業發展中人力、物力、財力的投入也一直沒有間斷[1]。在我國的部分農業生產基地中,農業生產機械化的程度在不斷的加深,播種機、收割機等電氣自動化產品,為農業的生產和發展提供了重要的力量,促進著我國農業的增產、增收。
3.電氣自動化在第三產業中的應用
第三產業即為服務行業,作為一種服務行業,其所指的是人與人之間的工作,而在這一工作的良好體現上,很多自動化工具為服務產業的發展提供了一定的幫助[2]。第三產業中,游戲機、機器、足浴器等這些常見的電氣自動化工具,無一不帶動著服務行業工作的完整性和全面性,而這些電氣自動化服務工具也為顧客提供了更高、更好的服務。
二、電氣自動化的發展趨勢
1.向核心競爭力的方向發展
電氣自動化是企業核心競爭力的重要組成部分,在今后的發展中也將隨著我國經濟的不斷進步,向更高層次邁進。未來,企業在電氣自動化上的設計、研發等方面的投入力度會逐步的加大,而投入的增加也促使電氣自動化技術的進步,在技術的進步中,我國和其他發達國家在電氣自動化中的差距就會縮短,進而實現電氣自動化自主研發和創新的全面性,提高著我國企業的核心競爭力。從電氣自動化目前的發展來看,其主要呈現著分布式和開放化的發展趨勢,分布式的結構能夠保證電氣自動化系統中相對獨立功能模塊系統的建立,開放式的系統趨勢,實現著電氣自動化和外界系統之間的聯系。根據這兩種變化趨勢,電氣自動化在增強企業核心競爭力的過程中,不僅可以減少系統運行的風險,保證系統運行的正常,還能和企業的管理系統進行聯系,實現真正意義上的網絡自動化和管控一體化。
2.向更加智能化的方向發展
從目前我國電氣自動化的發展程度分析,其已經在自動控制、專用集成電路、機器人產品、CIMS等方面取得了明顯的進步,各電氣自動化開發設計公司也推出了他們的一些設計理念和設計模式,促使電氣自動化線智能化方向的發展[3]。在電氣自動化已經智能化發展的局勢下,電氣產品將朝著更加智能化的方向發展,而這種智能化所指的是電氣自動化產品的自動性能將更好,更能為人們的工作和生活帶來極大的方便。目前,我國的科技水平和計算機信息技術都得到了很大的提高,為了更好的吸引消費者對自己商品的購買欲望,眾多的電子產品生產商都在絞盡腦汁的研發新產品,這就要求他們使產品具有消費者所需要的便捷性,讓消費者省心省力。而在技術力量的支持下,我國電氣自動化產品向更加智能化的方向發展是一個必然的趨勢。
3.產品的生產更具安全性
目前,電氣自動化工程控制系統正在朝著一個安全防范技術的集成系統方向發展,并對安全和非安全系統控制一體化的集成進行了加強。那么,現階段,在用戶非安全系統控制的基礎上,采取最低的設計開發費用,實現自己制定的安全方案,這都是開發者所需要慎重考慮和面臨的問題。隨著用戶對產品安全性能需求的不斷加深,未來,電氣自動化系統的一個開發亮點和重點就集中在了電氣自動化產品系統的安全性能上,而這一安全性也是電氣自動化產品設計和研發中的一項基礎工程。
三、結語
綜上所述,在我國的各個行業中,電氣自動化技術都被廣泛的應用著,并逐步的發揮和體現著其在各行業中優良的適用性。根據這一應用現狀可以發現,電氣自動化產品在人們生活和工作中的重要性已經越來越顯著,那么,為了更好的適應社會未來的發展需要,電氣自動化行業必須從社會的發展需求出發,加強電氣自動化的研究力度,運用電氣自動化的力量,提高我國的社會生產力和人們的生活質量水平。
參考文獻
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關鍵詞:農田水利建設;節水灌溉技術;農業發展
農業建設與人民群眾之間存在極大的關聯性,作為農田水利建設體系中的重要部分,節水灌溉技術的應用能夠有效地節省水資源,同時幫助農業生產環節節約經濟成本,為農民帶來更加豐富的經濟效益。目前,我國農業節水灌溉技術應用發展的腳步比較慢,時間也比較短,同時存在嚴重的水資源不足問題,導致我國農業經濟建設的實際情況受到了影響,導致我國農業經濟的可持續發展效果不好。因此,相關部門需要對農田水利建設環節中所使用的節水灌溉技術進行深入分析,及時了解其中存在的水資源不足問題,并且充分利用水資源,從而能夠使農村地區的經濟效益得到有效提高,推動農業經濟長期、穩定發展。基于此,筆者針對農田水利建設中的節水灌溉技術進行深入分析,探討相關方面的具體內容。
一、農田水利建設中使用的節水灌溉技術分析
當前農田水利建設環節所使用的節水灌溉技術體現出多樣化的特點,包括渠道防滲技術、管道輸水技術以及微灌節水技術等。首先,在農田水利建設環節,針對渠道防滲技術的應用是比較廣泛的一種技術類型,這種技術的應用能夠有效體現出水資源的實際節約效果,并對地下水進行合理控制,防止在水利發展過程中出現土壤鹽堿化的問題,提高土壤的輸水能力。與此同時,在渠道防滲施工環節使用的工藝要切實保證整體質量,其中混凝土以及瀝青材料相對比較重要。在渠道防滲方面主要使用一種三面光渠道,這種材料的應用能夠使水資源得到最大化地利用,實現節水效果和價值。在農田水利建設環節,為了能夠充分保障渠道防滲的整體性效果,需要將渠道進行合理設計,這會對水量的控制體現出更高的價值,同時使節約水資源的效果最佳。在農田水利建設環節,節水灌溉施工技術的應用,主要通過管道輸水基礎來開展,在這個過程中,節水灌溉技術的實際應用會更加普遍,能夠有效減少水資源運輸過程中存在的蒸發率問題。針對管道輸水技術,需要使水源地以及灌溉區域能夠通過適當的管道完成連接,并且對水源地區的水質情況進行檢測,對其水質作出判斷,使其能夠充分應用到灌溉的環節中,不會影響土壤情況。另外,要保證管道內的水資源不存在其他雜質及泥土,如果發現水資源存在雜質,就需要通過過濾器對雜質進行處理。實現雜質過濾處理之后,需要對水資源基于管道輸水系統進行合理分配,將其輸送到具體的灌溉區域,完成農田水利灌溉工作,實現科學化的灌溉效果。在整體農田水利建設的過程中,相關灌溉技術的應用能夠有效實現節約水資源的目標,同時降低灌溉成本,促進農田水利經濟效益的有效提升。另外,在農田水利建設環節,節水灌溉采取的微灌節水技術也是能夠有效節約水資源的一種具體措施。當前,微灌節水技術的應用比較普遍,需要提前布置好灌水器以及相應的管道,建立網絡體系。同時應當了解到在農業發展過程中,農作物的生長需要基于大量的水分來完成,通過管道的均勻分配,基于最少的水分來促進植物根系土壤的濕潤,確保植物發展過程中能夠具有充足的水資源,提高農作物的實際產量。在水利建設中,微灌節水灌溉技術的應用價值比較明顯,通過灌溉網能夠將水資源輸送到農作物根部的土壤中,并且促進農作物根部的吸收,實現水資源的有效利用。另外,通過微灌技術的應用也能夠使農業生產環節使用的人力資源減少,控制人力資源成本,最終能夠提高農業生產的實際效率,促進現代農業的進一步發展。
二、農田水利建設節水灌溉技術應用中需要遵循的要求
農田水利建設環節,針對節水灌溉技術的實際應用需要始終堅持相關原則,按照農作物的實際類型以及對于水分和土壤環境方面的具體需求來合理選擇節水灌溉技術,針對一些經濟效益比較低的糧食和作物,需要完善地面灌溉方式,投入資金對具體節水灌溉方式進行推廣和應用。除了微灌模式以外,也可以采取滴灌和噴灌的形式,對于節水灌溉技術的使用方式,需要按照實際的農業種植結構和情況來適當調整方案,選擇最有效的節水技術,使農業NONGTIANSHUILI種植和生產過程中整體的結構能夠符合實際需求,切實保障農作物的實際生產質量和效果。
三、農田水利建設節水灌溉技術具體發展趨勢
農田水利建設環節節水灌溉技術的應用,必然會隨著農業生產技術的進一步發展而提高。在現代網絡技術的發展過程中,節水灌溉技術會進一步體現出網絡化的效果,基于各種網絡技術將軟件安裝到計算機系統中,通過網絡計算機系統來控制節水灌溉系統,并且使農田灌溉系統與計算機控制系統實現緊密結合。與此同時,農田水利節水灌溉的管理人員也能夠基于計算機系統來對整個系統進行操作,完成自動化灌溉的要求,規劃和完善整體灌溉流程和方案,調整灌溉的實際順序和數量,最終有效減少一些不必要的環節,實現水資源的節約以及合理化利用。未來農田水利建設中所使用的節水灌溉技術必然會體現出更加智能化的特點,當前傳統的灌溉技術已難以滿足農業生產需求。對節水灌溉技術的應用,必然會和智能化技術緊密融合,體現出智能化的灌溉目標和特點。通過計算機對農田農作物的生長情況作出全面的監控及了解,并且對農作物的水分進行合理計算,最終通過智能化控制對各種環境溫度、濕度以及土壤的水分進行全面性的分析,結合農作物的實際生長狀態完成節水灌溉工作,切實保障節水灌溉技術的實際應用效果。除此之外,未來節水灌溉技術的發展會體現出更加節能化的特點。當前,農業節水灌溉技術的應用已經得到了廣泛的推廣和普及,應用到不同作物的農業生產中,體現出了良好的價值。基于不同的種植環境安排具體的節水灌溉技術,根據農作物的實際生長需求來完成灌溉工作,充分體現出節能灌溉的最終目標,這是促進當代農作物生長的重要方式,同時也能夠充分發揮農田水利建設的實際價值。
四、農田水利建設的具體發展措施
(一)對農田水利建設產生更加客觀的認識
20世紀以來,我國開始重視農田水利工程建設,這在農業生產中發揮著重要的作用。但是,在農田水利工程中,農業設備長期使用會產生嚴重的磨損情況,這種磨損會導致農田水利設備不斷老化,導致實際應用效果降低。與此同時,具體的配套設施建設也不是十分完善,導致農田水利設備應用價值降低,影響了農業生產的效率。在此基礎上,充分重視農田水利建設的實際價值,了解現代化農田水利工程對農業發展產生的重要效果,能夠在一定程度上促進農業設備的更新以及完善。
(二)在農田水利工程建設中加大投資
政府對農田水利建設工程缺乏認知,投入力度不足,導致農田水利設施難以適應當前農業發展的客觀需求。在此基礎上,需要采取更加有效的措施,提高農田水利的投入以及建設力度,加大農業財政的實際應用效果,幫助農村地區基于農田水利建設來獲取相應的優惠,進一步發展農業。與此同時,重視社會成本的投入,豐富農業投資的形式,解決農業發展過程中存在的資金問題,促進農業建設的發展以及水利工程的有序建設,不斷提高農民的生產積極性。
(三)重視政府部門的指導
農田水利工程覆蓋眾多的領域和范圍,在農田水利工程的實際建設環節體現出政府的指導性作用。要求基層政府部門能夠按照其具體職責要求實現對農田水利工程建設工作的有效管理,制定更加合理的發展規劃,了解水利工程建設環節存在的具體問題,對其實際的情況進行監督,防止影響農田水利建設的效果。
五、結語
總而言之,在農田水利建設環節,節水灌溉技術的應用體現出重要的價值,能夠提高水資源的利用率,同時也能夠促進農業的進一步發展。節水灌溉技術體現出多樣性的特點,具體應用中需要結合實際情況采取相應的技術措施,更好地提高農業生產的實際質量,為社會帶來更多的經濟效益。
參考文獻:
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隨著我國農業的發展,農田水利建設需求在不斷增加。水在農業發展中是不可或缺的,然而隨著農業規模的擴大,用水量在不斷增加。就目前來看,水資源緊缺問題越來越嚴重,嚴重制約了我國社會經濟的發展。為此,在農田水利建設過程中,為了促進農業的可持續發展,必須加大節水灌溉技術的應用,以技術為依托,不斷提高水資源的利用率。
1節水灌溉技術發展現狀
我國是農業大國,發展農業是我國經濟發展的基礎,只有農業取得了較好的發展,人民的溫飽才能得到解決。在農業發展過程中,灌溉是農業發展的基礎保障,隨著農業規模的擴大,農業對水的需求在不斷增加。就目前來看,農業灌溉過程中水資源浪費比較嚴重,不利于我國經濟的可持續發展。水作為一種重要的資源,在農業灌溉中發展節水灌溉有著重大意義。隨著人們對節水灌溉技術研究的深入,我國農田水利建設中的節水灌溉技術也取得了突破性的進展,如渠道防滲技術、管道輸水技術等,這些技術的出現有效地提高了我國農田水利建設中水資源的利用效率,推動了我國的社會經濟發展。雖然我國節水灌溉技術取得了一定的成就,但是我國經濟發展極不平衡,許多地方的灌溉大多比較傳統,缺乏節水灌溉技術,水資源利用效率偏低,進而影響到農業的發展。
2農田水利建設中的節水灌溉技術
2.1渠道防滲技術
在農田水利工程建設中,渠道防滲作為一種重要的節水灌溉技術,不僅能節約灌溉用水,還能降低地下水位,防止土壤次生鹽堿化,提高輸水能力。在渠道防滲中,所采用的材料都能夠充分發揮自己的性能,常用的材料是混凝土、砌磚、砌石、瀝青等。在農田水利中,采用防滲措施后,渠道滲漏損失可以減少50%~90%。為了提高水資源的利用效率,在農田水利工程中,渠道應當選用U型砼渠,通過U型砼渠,不僅可以改善輸水流量,同時還可以減少水斷面,保證節水灌溉效率。
2.2管道輸水技術
管道輸水技術是利用管道代替明渠的一種節水技術,在當前農田水利灌溉中的應用較為普遍。該技術利用管道將水輸送到田間,可以避免外力因素對灌溉的影響。而管道輸水灌溉系統的水源可以由井、水庫、池塘、湖泊和溝渠等提供,同時必須保證其水質過關,不能含有雜草和淤泥,在使用時要對水源進行沉淀。而輸水配水管網系統作為管道輸水的核心部分,是由多個管道及分水設施、保護裝置組成的,其可以實現大面積的灌溉。而田間灌水系統屬于地面灌水,利用這種節水灌溉技術可以有效地降低灌溉成本,提高水資源的利用效率,達到節水的目的。
2.3微灌
微灌作為一種常見的節水灌溉技術,其出現有效地推動了農田水利事業的發展。微灌是利用灌水器將農作物所需要的水分通過管道進行灌溉。在微灌系統中,將有壓水輸送并均勻地分配到天劍,通過灌水器以微小的流量來濕潤作物根部土壤,進而為作物提供生長所需水分。微灌是按作物需水要求適時適量地灌水,僅濕潤根區附近的土壤,因而顯著減少了水的損失。微灌是管網供水,操作方便,勞動效率高,而且便于自動控制,因而可明顯節省勞力。另外,微灌能適時適量地向作物根區供水供肥,為作物根系活動層土壤創造了很好的水、熱、氣、養分狀況,因而可實現穩產,提高產品質量。
3農田水利建設中的節水灌溉技術發展趨勢
3.1智能化
在農田水利建設中,實現農田水利灌溉的智能化已成為我國現代農田水利節水灌溉技術發展的必然趨勢。利用計算機技術對農作物生長環境系數進行綜合分析,選擇適合作物生長的環境,進而實現真正的節水灌溉。
3.2網絡化
在農田水利節水灌溉技術的未來發展道路上,利用網絡,建立統一的網絡化管理系統,一方面可以節省成本,另一方面通過預先編制好的控制程序及根據反映作物需水的某些參數,可以長時間地自動啟閉水泵及自動地按一定的輪灌順序進行灌概。
關鍵詞 無線傳感器;網絡技術;農業自動化
中圖分類號 TP393文獻標識碼 A文章編號 1674-6708(2010)18-0129-02
1 無線傳感器網絡研究背景以及發展現狀
隨著半導體技術、通信技術、計算機技術的快速發展,90年代末,美國首先出現無線傳感器網絡(WSN)。WSN是由布置在監測區域內傳感器節點以無線通信方式形成一個多跳的無線自組網(Ad hoc),其目的是協作的感知,采集和處理網絡覆蓋區域中感知對象的信息,并發送給觀察者。傳感器、感知對象和觀察者是WSN的三要素。將Ad hoc技術與傳感器技術相結合,人們可以通過WSN感知客觀世界,擴展現有網絡功能和人類認識世界的能力。WSN技術現已經被廣泛應用。
2 WSN技術在農業生產自動化中的應用
2.1 我國農業發展現狀
農業生產的發展過程受到了社會以及自然兩方面的影響。我國是農業大國,建國初期,為了解決糧食供應短缺問題,在農業生產上,注重產量,當前我國溫飽問題基本得到解決,農業生產應該用經濟效應來衡量,注重產業效率,我國大部分地區農業生產相當的落后,仍然靠人力、畜力耕種,限制了勞動力,提高了生產成本。因此我國農業發展趨勢應走向自動化,高效率,高精度的機械化,智能化生產。
2.2 WSN技術在農業生產中的應用
2002年,英特爾公司在餓勒岡建立了世界上第一個無線葡萄園,將無線傳感器結點人工分布在葡萄園中,對園中土壤的溫度以及養分含量等作物生長條件進行實時監控。杭州齊格科技有限公司與浙江農科院合作研發了遠程農作物管理決策平臺,該平臺利用了WSN技術實現對農田的溫度、濕度、光照等信息的監測。北京市“蔬菜生產智能化網絡傳感器體系研究與應用”項目,將WSN應用于溫室蔬菜生產中。將溫室作為一個監控區,使用WSN技術對溫度、PH值、含水量、光照強度等進行測量,根據實際需要,對溫室條件進行調整,以達到農作物生長的最佳條件,增加作物產量。在大規模部署傳感器節點時可以通過飛機播撒,人工設置,火箭彈射等方式部署在預設區域。無線傳感器網絡具有的實時性監測,無線通信特點,使其在農業生產上有很大發展前景。典型應用如下:
1)農業灌溉自動化控制技術
我國是個貧水國家,水資源總量居世界第4位,人均僅為第121位。農業用水占總用水量的七成,但我國農田灌溉十分落后,水的實際利用率很低,浪費嚴重,與發達國家相比仍有差距。采用自動灌溉系統,在土壤中人為安放水分傳感器、溫度傳感器,對農作物的生長條件進行監控,根據實際,進行自動供水和自動按一定順序進行灌溉。
2)溫度自動調控
蔬菜生產中,溫室生產規模正在逐步擴大,傳統溫室監控系統成本高,移動性差等問題很突出。近年來,節能高效的WSN技術正在溫室監控領域興起。基于WSN的溫度監控系統由匯聚節點和子節點構成。將傳感器分布在溫室中監控溫室內土壤溫度、濕度、PH值、光照強度等,通過無線網絡傳到匯聚結點,匯聚結點對數據進行處理,將命令通過無線網絡下發給調控節點,調控節點根據所得命令對灌溉設備、加熱器等進行控制,改變溫室條件。匯聚節點還可接受人工控制,與互聯網連接,使用戶可以進行遠程監控。
3 WSN在農業生產中的應用
3.1 WSN實際應用中的問題
在實際農業生產中,節點工作環境惡劣,網絡規模較大,節點數目多,在保證網絡規模的同時,要考慮網絡成本,為了實現實時監控,傳感器的施放位置很難定位,節點能量有限,節點可能會失效,WSN在實際應用中的問題如下:
1)網絡規模較大
節點必須盡可能大規模高密度部署,保證監控區域的覆蓋范圍和連通度,否則無法實施網絡的自組和數據匯聚,而大規模組網,使生產成本增加,降低了經濟效益,影響網絡實際應用。
2)對于網絡容錯的解決
農業生產中,各傳感器網絡所監控到的數據的準確性對農業生產非常關鍵。及時了解節點的狀況,進行網絡容性處理對農業生產的影響十分重要,而網絡容錯所要處理的問題主要是節點檢測和節點恢復。節點檢測則需要GPS對其定位,若在大范圍的布置GPS設備,會提高成本,保證節點定位同時保證經濟效益是需要解決的問題。節點恢復,常常用冗余的節點替換失效的節點功能的方法解決,但對冗余節點的位置與數量有一定要求。
3.2 WSN的關鍵技術
由WSN的結構特殊性,對于WSN在實際應用中應該掌握以下關鍵技術:
1)節點定位
定位技術是位置未知節點根據少數參考節點,根據特定的機制確定自身位置,包括節點自定位和網絡區域內的目標定位跟蹤。節點自定位是指確定網絡中節點自身位置,是部署組網的基本要求。目標定位跟蹤通過網絡中節點之間的配合完成對網絡區域定目標的定位和跟蹤,一般建立在節點自定位的基礎上。常用方法用三邊測量法,三角測量法和極大似然估計法。
2)與其它網絡的融合
WSN與現代網絡融合將大大提高WSN的實際應用功能,將WSN與移動通信網絡、Inter網融合,一方面WSN可以借助著兩種傳統網絡進行通信;另一方面可以利用傳感信息實現新的發展。
4 結論
WSN絡融合了嵌入式技術、計算機網絡技術和通信技術等現有的先進技術,自主實現對各種信息的采集、傳輸和處理,是一種有廣泛發展前景的監控網絡技術。為人們提供了一種全新的信息采集、信息處理和信息利用的方法,具有自主性,實時性特點,適合農業生產管理。文章通過對WSN的組成、體系結構和關鍵技術的簡介和其在實際農業生產應用實例,說明WSN在推動農業生產自動化中的作用。
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關鍵詞:電子信息技術;農業;機械;問題;應對
我國是傳統意義上的農業國家,擁有著面積最多的耕地,但是由于我國的人口現狀導致了人均耕地占有量很低,這不利于我國農業的長遠發展,必須要發展精準農業,提高耕地的使用效率。因此要以科學為導向發展農業,在實現農業機械化的基礎上,將電子信息技術運用于現代農業中,提高農業機械的功能性和科學性。這是我國農業機械生產的未來發展趨勢和走向。我國的農業機械化仍處于初始階段,和歐美發達國家相比,農業的精細化水平還比較低,特別是農業機械的科技含量有待提高。
1電子信息技術融入農業生產的簡述
電子信息技術,從廣義上來說就是指以互聯網絡和信息轉化設備為載體,進行信息的發掘,信息匯集、信息轉化、信息傳播與信息利用的一系列過程。目前,電子信息技術已經在世界范圍內得到了廣泛運用,不僅改變著傳統的生活方式,也促進了各個行業的效能提升。就拿我國的農業發展來說,在未融入電子信息技術之前,我國農業經濟發展受制于“地少人多”、農業作業效能低下、土地利用率不高等發展難題,這導致了我國農業經濟在很長時間內都未能獲得較大發展,而伴隨著電子信息技術在農業生產中的逐步融入,用于農業生產的機械作業效能得到了很大提升,既緩解土地利用率低的問題,也促進了農業經濟“質”與“量”的發展。這對國內的農業發展來說,可謂是從運作模式上獲得了本質性的飛躍。通過對農作器械的電子信息技術改造,農業生產變得自動化、智能化,目前信息化技術對于農業生產的改善具有五方面的優點:1、機械化生產的科技含量大幅提升,提高了農作效率;2、高效的資源利用與環境保護相結合;3、農作過程變得更加精細、準確;4、減少了農民體力勞動,改善了農作條件;5、統籌規劃的生產能力增強。
2電子信息技術在農業機械中的應用
2.1電子裝備技術應用于農業機械中
在歐美等發達國家,農業生產早已應用了電子信息技術,例如,在農業機械上把視頻監控系統和設備操作系統通過網絡進行整合,在通過信息技術集中到獨立的控制終端,利用控制終端平臺對農業機械進行信息處理,實現信息收集、判斷選擇出最佳的農業機械處理方法,實現智能化開展農業生產的目的。
2.2總線通信技術應用于農業機械中
伴隨著行車電腦的發展逐漸深化,總線通信技術對行車電腦的標準化應用和通用化應用要求已越來越高,只有實現總線控制終端的通用化,才能建立標準化的信息傳輸系統,完成信息接入與轉化,才能實現農業機械的操作與總線通信的精密聯絡,方便控制口令的發出和控制過程的有效。
2.3人機接口技術應用于農業機械上
農作活動是不能脫離人類控制而單獨運行的,無論是傳統的農業體力農作,還是如今的機械設備農作,都需要以人為核心進行生產,如今雖已實現了智能化、自動化的農作過程,但仍需要以人類為操控中心,通過控制終端,對農業機械運作中的各類信息、數據、影像等進行判定,從而發出控制口令,完成農作過程。另外,控制終端還能儲存數據信息,有益于農業機械的技術升級和農作管理的合理選擇。
3農業機械在應用電子信息技術過程中存在的問題
3.1對于電子信息技術應用重視度不夠
目前電子信息技術在農業機械中的應用程度還較為狹窄,電子信息技術往往只是以氣象數據或農業服務網站等方式來輔的服務于農業,而真正把電子信息技術深入的利用到農業機械設備當中還不是很普遍,究其原因,我們發現,在人們的思維中,總是認為農業屬于低端型的行業,不需要電子信息含量高的農業機械,這就導致了電子信息農業機械的實踐機會減少,從而削弱了人們對于電子信息技術應用于農業生產的重視程度。
3.2電子信息技術的研發投入不夠
電子信息技術是發展中的應用型技術,在當前階段仍然處于研發過程中,作為一項最新型的技術,它的產出需要有研發方面的大量投入,但根據現況來看,國內農業領域的電子信息技術仍然未有大量研發投入,這就導致了國內的農業機械信息技術化不能得到有效的普及。
3.3研究成果與現實應用不相符
就目前農業機械電子信息應用發展情況來看,歐美發達國家在進行電子信息技術研發的同時,也有效的將該技術投入到農業機械實際應用當中,而我國在進行信息技術研發時,忽略與實際應用相結合,導致很多電子信息技術與實際應用需求不符,造成研究成果很難在實際應用中獲得理想效果。因此,在進行信息技術研發時,要確保研究成果符合我國的實際需要,這樣才實現信息技術在經濟發展中的作用。
4電子信息技術應用于我國的農業機械的應對措施
4.1強化通信技術在農業機械中的應用
隨著現代科學技術的發展,拖拉機更新換代的速度很快,而且拖拉機的功能越來越智能化,與此同時,其他的農耕工具也一樣發生了很大的變化。為了使用于農業的機械設備的制造與使用標準一致,這些工具的設計都要有一個統一的規定。不同機械設備有不同的智能功能,所以對應的接口接入方式也存在差別,對于機械設備的使用來說,應當特別注意接口的準確性,農業機械設備的設計者應當清楚說明設備的使用要求與方法,只有接口準確,外部設備輸入的數據才能被機械設備準確接收到,進而才能按照輸入的指令完成相應的工作。
4.2電子設備的技術與農業機械的實際相配套
智能化是現代所有農業機械設備發展的必然趨勢,特別是外觀比較龐大的機械設備,都會安裝智能的電子集成系統以及設備,使這些大型的設備能夠通過多樣化的接口來接收外部輸入的指令進行操作。在使用這些機械設備之前,必須保證接口的標準一致性以及準確性,國外的機械設備安裝了相應的電子設備,這些電子設備讓設備有了處理信息數據的功能,進而通過相應的控制模塊,將經過處理的信號轉化為對應的動作指令,使其能夠按規定完成農業的作業。設備的電子信息技術可以像電腦系統一樣進行更新,保證最新的信息技術。
4.3強化人機結合的技術支持
在這個數字化時代,人與機械的關系也在發生著變化,從傳統的農業機械的純手工操作,到現在的通過對設備的智能端的處理與調整,可以說在一定程度上減輕了人們的負擔,實現了機械化和智能化農業,根據自己的要求輸入相應的數據信息,機械設備就會完成規定的操作。這樣大大提高了設備的使用效率。
4.4對于機械進行調整和管理
發達國家對機械設備傳遞信息的時候,主要是采用無線信息技術的方式,通過信息傳遞方式讓農業管理更方便。所有設備中的數據都被輸入進中心電腦中,然后通過這個中心電腦,知道所有設備的操作情況,并且通過分析設備中的數據,對機械設備的運行進行調整。在保證能夠有效管理農業設備的時候,需要有管理系統,而這個系統要有專業的計算機知識,而且能夠對一些情況做出做合理的判斷,從而保證機械設備的能夠適用于農業生產。通過無線技術可以有效的設備繼續管理,而且人們也可以通過無線設備找到問題,并且快速的解決,人們可以利用這些數據實現對設備以及農業生產的管理,從而保證農業在生產的時候,保持高效。
5結語
綜上所述,以電子信息技術為代表的現代農業科技的快速發展與進步,為我國加快農業技術變革、更好地應對現代農業發展中的各種挑戰提供了有利條件。盡管我國電子信息技術在農業機械應用方面取得一定的進步,但在實際應用過程中,仍有很多問題嚴重阻礙著我國現代農業科技的進步以及農業機械化水平的提高。為此,深入研究農業機械中電子信息技術的應用現狀,創新農業機械中電子信息技術的應用策略,是今后我國農業機械化發展的重要方向以及課題。
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關鍵詞:移動苗床;自動控制系統;數據采集;物聯網;智能
0引言
目前,溫室是我國設施農業的主要形式,截至2009年,我國溫室面積已達到300萬hm2。其中,大量的溫室移動設備主要還是以老式的傳統機械為主,而苗床作為設施農業中一種重要的育苗設備在我國部分地區雖已有推廣,但仍然還存在機械設備陳舊、自動化水平不高及區域分布不均勻等問題。“十三五”期間,隨著我國制造業轉型契機的到來,在“中國制造2025”的大環境下,現代自動化農業設備越來越受到關注和重視,而傳統的純粹依靠人工完成的農業設備成本過高、作業效率低下,不再適應現代農業設備的發展需要。現代自動化農業設備尤其是自動化移動苗床控制系統,作為解決當前人力成本過高及苗盤搬運設備自動化程度過低等問題的一種智能農業控制系統,將得到快速的發展;移動苗床控制系統作為致力于促使現代農業從粗放型向集約型方向發展的一整套智能化移動設備在未來幾十年將逐漸被關注與研發。
隨著互聯網技術與智能制造技術的不斷發展,移動苗床控制系統也將與現代IT技術和工業自動化技術相結合,不斷推進移動苗床控制系統向智能化方向發展。移動苗床控制系統作為溫室移動設備中的重要組成部分,是產品和運輸設備之間的溝通紐帶,可有效降低勞動力成本、提高設備運輸可靠性,具有智慧控制和智能感知的特點。在未來的溫室移動設備中,移動苗床控制系統將利用物聯網技術和信息傳感技術,以一定的協議為基礎,更加智能、有效地連接互聯網與產品,實現移動苗床控制系統的智能化,促進溫室農業設備的可持續發展。
1自動化移動苗床控制系統的現狀
1.1國外的發展現狀
近年來,隨著現代信息技術的迅猛發展,尤其是高精度伺服系統及嵌入式系統的普遍應用,世界上一些發達國家不斷加大農業機械自動化的研究與開發力度。這些研究以市場為導向,以生產成本的降低為主要目標,最終達到降低人力成本及資源合理配置的目標,且研發中相當多的自動化農業機械產品已達到產業化的要求。以荷蘭為例,作為世界上設施農業發展較為迅速的一個國家,在20世紀中,荷蘭在溫室園藝生產管理上投入了大量的勞動力,其蔬菜生產34%,花卉和盆栽生產分別為27%與28%,并且勞動力成本還在呈日益增長的趨勢。為減少勞動成本、降低生產成本、提高生產率,荷蘭在20世紀90年代已開始大力發展溫室自動化生產裝備系統,也包括自動化移動苗床控制系統,目標便是著力將生產作業自動化、信息化、智能化。同時,自動化生產企業也積極投身到創新開發自動控制系統中。例如,世界上知名的溫室自動化設備生產廠商“Logiqs”當對積極進行溫室自動化產品的開發與研究,該企業研制的自動化苗床設備(見圖2)采用先進的伺服控制系統、傳感器反饋系統、自動澆灌、照明系統及先進的上位機管理系統,對不同種苗的苗盤進行了集中式管理,不僅提高了自動化生產效率,而且降低了生產成本,提高了經濟效益。如今,荷蘭通過大力發展自動化移動苗床控制系統,實現溫室自動化移動苗床高效自動化生產,同時廣泛采用現代自動化技術(如先進物流控制技術、電子信息技術、傳感器技術、伺服控制技術及無線通信技術等),使其大量的溫室移動設備實現自動控制,從而形成大型的、完整的、可循環的自動化移動苗床控制系統。
1.2國內的發展現狀
我國溫室自動化設備的研制起步比較晚,到20世紀80年代中后期才初步形成了我國溫室工程技術體系。當時,對于苗床的研制還僅僅停留在機械結構方面,在研究移動苗床自動控制領域要晚于西方發達國家近10~20年。過去幾十年,我國移動苗床主要以手動式移動苗床為主。此類苗床耗時、耗力,且對于勞動力要求特別高,在苗盤移動過程中要保證上面的種苗不受損傷。由于苗床一般安放在溫室中,處于密閉狀態,并且溫室里對溫度、濕度要求都較高,因此工人不能長時間呆在里面,這一局限性也促進了我國溫室自動化控制系統的快速發展。近年來,國家對溫室自動化設備研發資金不斷投入,自動化移動苗床控制系統作為其中一種現代自動化農業控制設備,近幾年已從單層人工運輸發展成多層自動運輸,并且整個苗床自動化相關配套設備已具有一定規模。通過從荷蘭、以色列、日本等一些設施農業發展迅速的國家引進現代自動化移動苗床設備,再進行消化、吸收與技術創新,我國許多設施農業生產企業已取得較大的科技成果,有力地推動了我國自動化移動苗床的發展。以杭州恒農科技股份有限公司為例,該公司研發的自動化立體移動苗床系統除去機械框架,整個控制系統包括苗床搬運車伺服電機控制系統、天車行走控制系統及計算機生產管理系統。該設備已在上海都市菜園里正式投入使用,說明我國移動苗床設備的自動化水平有了一定的提高。
1.2.1采用定位精準的伺服控制系統
進入21世紀以來,隨著勞動力成本的不斷上升,傳統的苗床移動設備已滿足不了市場的需求。伺服控制系統作為目前國際上比較流行的一種驅動定位系統已被許多發達國家應用在溫室自動化設備上。我國在苗床自動搬運設備上也進行了大量的研究,并且結合自身市場的需求,形成了一套完整的伺服定位控制系統。以上面介紹過的杭州恒農科技股份研發的自動化移動苗床控制系統為例,整個苗床搬運車采用伺服電機作為驅動器,結合苗床架上的傳感器形成一個閉環控制系統,通過上位機控制器可將苗床搬運車沿著導軌準確定位在溫室工廠里所需要的位置。這一套伺服控制系統也是目前國內比較先進的溫室自動化控制系統。
1.2.2基于計算機物流管理模式已具備一定基礎
過去幾十年,我國在溫室工程技術初具規模時期,大量的溫室移動設備包括苗床都采用人工或者半自動的方式來進行搬運作業,可以說在移動苗床自動化運營管理水平方面一直處于落后的狀態。近幾年,隨著計算機控制技術的快速發展,我國已經逐步擺脫傳統純粹依靠人工進行苗床搬運、澆水灌溉、燈光照明的一些固定式苗床設備,取而代之的是通過計算機進行集中管理作業的自動化移動苗床控制系統。例如,目前已研發出全自動控制的無土栽培營養液灌溉系統、LED自動輔助補光照明系統及基于計算機圖像處理技術的育苗選種系統等,并形成了一套相對完整的計算機物流管理模式,從而有效地保證了種苗培育的優良性與科學性。這一自動化管理模式降低了生產企業的勞動力成本,增進了企業的生產效益,也提高了我國溫室設備的自動化水平。
1.2.3數據采集與傳輸更加科學、準確
隨著現代傳感器、現場總線的廣泛應用,過去溫室移動苗床上種苗生長數據難以采集與傳輸的問題將得以解決,目前國內應用比較多的農用傳感器有溫濕度傳感器、位移傳感器及照度傳感器等。這些傳感器構成了整個溫室大棚的數據采集系統,為后期計算機分析種苗生長狀況環節提供了大量的數據基礎,是現代自動化移動苗床控制系統必不可少的一部分。在現場總線方面,目前應用比較多的主要是以CAN總線為主。它是德國BOSCH公司為解決現代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數據交換而開發的一種串行數據通信協議的現場總線,可以實現多主方式工作,通信速度可以達1Mbps/40m,最大通信距離可達10km,并且開發成本僅為同類現場總線的1/3。由于苗床上種苗的生長情況需要實時監控,數據上傳與下達需同步進行,因此CAN總線目前被廣泛應用在自動化移動苗床控制系統中。
2目前自動化移動苗床控制系統存在的問題
我國對自動化移動苗床控制系統的研究開始于20世紀80年代,在近幾十年的發展中,通過不斷吸收國外農業發達國家的先進技術及自身的研究創新,已取得了良好的成績;但與荷蘭、美國、以色列等一些設施農業比較發達的國家相比,我國在設施農業自動化設備區域分布、自動控制系統可靠性、后期系統維護上存在一定的問題。
2.1部分地區移動苗床的自動化水平不高
當前,雖然我國在溫室自動化移動苗床上取得了舉世矚目的成就,但我國幅員遼闊,目前只有在東部沿海等一些發達城市應用了自動化移動苗床控制系統,而這些地方恰恰土地供應極度緊缺,溫室自動化設備難以大面積推廣。在設施農業較為集中的內陸中原地區(如河南、新疆等地區),土地供應面積充足,是發展自動化設施農業的良好區域。由于當地經濟發展緩慢的原因,當地許多地區都還是以固定式苗床或者是純手工移動苗床為主,費時費力,且勞動力成本高,整體跟不上發達地區的苗床自動化水平。因此,與美國、荷蘭和日本等發達國家整體的移動苗床自動化水平相比,我國的移動苗床自動化水平還存在一定的差距。
2.2自動化移動苗床控制系統的可靠性不夠
經過幾十年的研究與創新,目前我國溫室自動化設備在以自動化移動苗床控制系統為核心的基礎上,已經形成了一套完整的溫室自動化控制系統,但在控制系統的成熟程度(即自動化技術本身的可靠性)方面還有大量的工作要做。例如,在伺服控制電機上位機軟件層面,由于程序過于冗雜、CPU運行過慢導致閉環反饋系統出現延時,進而導致苗床搬運車定位可靠性受到一定的影響,出現搬運車定位不準確及定位錯誤等問題。相比美國、荷蘭和日本等發達國家,在對移動苗床上種苗生長數據的檢測與調控技術上,我國研制生產的控制系統雖然能完成數據采集、傳輸與處理的基本功能,但在長時間、大容量、高負載的溫、光、水、氣、肥等因子的監測和調控上,國內控制設備的可靠性還遠遠不夠,相比國外差距還是比較大。
2.3自動化移動苗床控制系統的后期維護困難
過去20余年,由于我國設施農業一直處于低位運行的狀態,造成自動化移動苗床控制系統方面的專業售后維修人才嚴重流失。隨著近些年設施農業自動化設備的快速發展,我國部分發達地區率先研制出移動苗床自動化設備,雖然這些地區應用已經非常廣泛,但絕大多數的技術還是采用國外引進、國內消化的模式,從而造成目前這方面的人才極度匱乏。一旦控制系統出現故障,便可能需要國外的技術支持,企業成本過高、維修周期過長等問題可能會造成自動化設備長時間的閑置,甚至處于報廢無人維修的境地。
3發展趨勢
3.1苗床控制系統更加可靠、地區發展更加均衡
隨著我國國民經濟的快速發展和人民生活質量的不斷提高,苗床控制系統作為設施農業設備中的核心控制系統,其可靠性的設計直接影響到企業的信譽及國家整體設施農業的自動化水平。因此,設施農業控制系統整體的可靠性問題已經引起了國家農業機械管理部門的高度重視,相關部門將陸續采取一系列的措施來保證整個控制系統的可靠性。未來自動化移動苗床控制系統將告別傳統小批量生產的模式,取而代之的是大批量流水線生產,因此在控制系統電子元器件質量上面需得到保障,從而使整個苗床控制系統的硬件可靠性得到逐步的提升。同時,隨著國家對設施農業資金扶持力度的不斷加大,無論從設備利潤還是人才引進方面,將迎來一個良好的窗口期。因此,在資金、人才的雙重保障下,未來整體設施農業控制系統的可靠性將得到一定的保證。在區域苗床自動化控制水平分布方面,隨著國家整體經濟水平、技術水平的不斷提升,未來將逐漸告別東、西部設施農業自動化水平分布不均的現象,取而代之的將是西部土地資源充分地區廣泛使用自動化移動苗床控制設備,從而促進我國設施農業的快速發展。
3.2苗床控制系統與物聯網技術相結合,向智能化方向發展
3.2.1機械視覺識別技術
機械視覺識別技術是目前相當流行且發展十分迅速的一門技術,是集數字圖象處理、機械工程技術、控制技術、傳感器技術及計算機軟硬件技術于一體的工業機器視覺應用系統。它為機器設備增加了一雙眼睛,將計算機的快速識別與人類視覺的高度智能化結合在一起,通過對目標物體圖像的采集和處理得出分析結果,并上傳到控制系統,實現了機器自主判斷的能力。許多發達國家(如美國、日本)已在農業機械視覺識別技術方面進行了深入的研究,如苗床上種苗質量鑒定、獲取種苗生長狀態信息及種苗種類自動篩選等。機械視覺識別技術的應用將有效減少人工對自動化系統決策的參與,使得自動化移動苗床控制系統得到進一步的提升。目前,我國該技術在設施農業自動化設備上的應用與研究還處于起步階段,未來隨著國家科技不斷的進步,機械視覺識別技術在自動化移動苗床控制系統上將得到廣泛的應用。
3.2.2條碼識別技術
條碼識別技術作為一種自動識別技術,始于20世紀中葉的美國,是集光、電、機和計算機于一體,自動采集數據并發送給控制系統,最終實現實時信息的準確傳輸與獲取的自動識別技術,也是迄今為止最為經濟、實用的信息管理技術。該技術能夠將各個領域的信息數據聯系在一起,精確定位高速移動的物體,為實現物流與信息流的同步、提高供應鏈管理效率提供良好的技術手段。目前,在諸多物流控制系統中已經廣泛采用該技術。對于自動化移動苗床控制系統,在分練種苗時往往存在工作量太大、分練錯誤等問題,如果將各種條形碼貼在相應的種苗盆上,然后通過條碼閱讀器將條形碼信息輸入到計算機中,再通過計算機對種苗進行分類管理,可有效降低成本及減少搬運取苗錯誤。因此,條碼識別技術與計算機技術相結合未來將廣泛應用在苗床控制系統中。
3.2.3網絡通訊技術
目前,自動化移動苗床控制系統數據通訊模塊廣泛采用以現場總線為主,而未來隨著苗床系統對網絡實時性、傳輸速率要求的不斷提升,以工業以太網技術為核心的網絡通訊技術將逐漸應用在苗床控制系統中,目前眾多的工控廠家已經逐漸將自己的工業現場總線向基于以太網技術的通訊技術靠攏。工業以太網顧名思義就是應用在工業上的以太網,相比于現場總線,其有以下幾大優點:①可以滿足控制系統各個層次的要求,使企業信息網絡與控制網絡得以統一;②設備成本降低,以太網卡的價格是總線網絡價格的1/10;③工業以太網更容易與Internet集成,傳輸速率更加快。
4結論
自動化移動苗床控制系統作為育苗輸送的一種農業自動化設備,在溫室現代化生產中擔當著重要的角色。隨著我國溫室面積的不斷擴張及社會生產要求的不斷上升,移動苗床自動控制系統的發展是必然的趨勢。這種趨勢主要體現在智能化自動控制模塊的廣泛應用及相關技術可靠性的不斷完善。同時,隨著“互聯網+農業”概念的提出,從國家政策傾向出發已把農業現代化控制技術提升到國家戰略層面,而自動化移動苗床控制系統相關技術不僅減少了勞動力成本、提高了產業效率,而且在擺脫農業機械一直作為低端制造業這一困境方面做出了一定的貢獻。因此,在政策、技術、資金的三重推動下,我國設施農業自動化設備將引來良好的發展時期,自動化移動苗床控制系統也將得到快速的發展。
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關鍵詞:農業機械;新技術;發展
1.農業機械新技術的應用和發展的重要性
我國是一個農業大國,農業是我國國民經濟的基礎,農業機械新技術的應用和發展具有重要的意義。
第一,提高機械的運作效率。目前在農業機械的使用方面,有的機械在使用過程中不能清晰地識別農作物的位置,比如,在收割小麥的過程中,有的小麥受到大風影響產生倒伏,對這些倒伏區域,機械在收割過程中很容易漏掉。所以在農業機械中使用新技術有利于彌補農業機械的漏洞,提高機械的運作效率。
第二,解放勞動力,促進經濟發展。農業是一個需要大量年輕勞動力的行業,農業機械新技術的應用有利于實現農業種植、收割的自動化,解放勞動力。這些年輕的勞動力投入到其他的領域,有利于促進我國經濟的發展。
2.農業機械新技術的應用
21世紀是個科技迅速翻新的時代,目前農業機械領域的新技術也層出不窮,下面介紹幾種最新出現的農業機械新技術。
(1)計算機視覺技術。計算機視覺技術出現于20世紀70年代末,主要利用計算機視覺技術進行農產品品質和農產品等級的檢查。計算機視覺是一種以圖像處理為基礎而興起的學科,主要對視覺信息處理的計算理論、表達與計算方法進行研究。[1]隨著計算機視覺技術應用領域的不斷擴展,目前在農業機械生產方面,計算機視覺技術不僅能夠用于檢查農產品品質和分級,還可以用于播種和收割。但是由于計算機視覺技術在農業機械方面的使用時間比較短,一些技術難題還沒有得到解決,所以計算機視覺技術在農業機械方面的應用還需要繼續研究。
(2)人工智能技術。隨著智能化的發展,智能技術在農業機械方面的應用也得以實現。美國運用人工智能技術發明了激光拖拉機,不僅可以控制拖拉機的行進方向,還能夠對拖拉機進行具體的定位。[2]通過人工智能技術,人們建立了一個龐大的數據庫,通過這個數據庫可以對土地的具體情況進行掌握,以設計出具體的農業生產所需的化肥、種子、農藥、水等原料的用量。
(3)機器人技術。比智能化更進步的就是機器人技術,機器人技術在農業機械中的應用,這是計算機信息網絡和計算機視覺技術以及自動化控制等技術的結合的產物。目前研發出了除草機器人、播種機器人、澆水機器人、施肥機器人等,利用機器人進行農業生產活動,可以節省人工費用,解放勞動力,避免有些農業生產活動,對人體產生危害。
(4)自動控制技術。在農業機械中運用自動控制技術,可以幫助操作者降低操作難度,同時可以根據地勢的高低和秸稈的長短來調節高度,保證機械使用過程中的安全性,提高農業機械使用的可靠性,提高農業生產效率。
3.農業機械新技術的發展
農業機械新技術的應用和發展都是為了提高農業的生產率服務的,所以農業機械新技術的發展主要表現為以下幾點:
第一,加速新技術的使用和推廣。科學技術是第一生產力,加速計算機視覺技術、自動控制技術、智能化技術等新技術在農業機械中的使用,同時引進國外先進的機械新技術,對推動我國農業的發展,提高農業的生產效率具有重大的意義。
第二,政府補貼。新型機械的購買都是生產個體自行組織的,資金壓力大,使得機械新技術難以推廣,所以對于農業機械新技術的推廣使用,政府要在物質上予以補貼,拓展新機械的使用范圍。
第三,提高農業資源利用效率。機械使用的目的就是為了提高農業的生產效率,提高農業資源的利用率。例如,在傳統的農業生產過程中,對農作物秸稈的處理方式,絕大多數情況就是焚燒,不僅浪費資源,而且污染空氣。但是農業機械新技術的使用通過將農作物的秸稈進行粉碎處理,將農作物秸稈轉化為肥料,不僅提高了農作物資源的使用效率,也減小了空氣的污染程度。
4.結語
隨著科技的發展,計算機視覺技術、自動控制技術、智能化技術等新技術在農業機械方面的應用越來越廣,農業機械新技術的應用和推廣將大大提高我國農業的生產效率,提高農業資源的利用率,促進國民經濟的發展。
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1.1能夠有效降低環境污染
傳統的農業機械制造過程會消耗掉大量的能源和自然資源,并且由于生產技術落后、不科學等原因,會產生資源利用不充分、資源浪費嚴重等問題,這在一定程度上阻礙了農業的可持續發展。同時,由于機械制造產生的廢水、廢氣和固體廢棄物等對周邊的環境造成了嚴重的影響,環境惡化、生態退化等現象也引起了人們的廣泛關注。而現代農業機械中的綠色制造是基于農業發展信息的基礎,對肥料、農藥以及相關能源利用綠色環保理念,確定使用分量和使用的時間而開展的,這樣不僅增加了農業生產的科學性,優化了生產效率,提高了農作物的單位面積產量,而且還有效降低了環境污染,更好地滿足了現代農業可持續發展和農產品綠色健康的要求。
1.2節約農業機械生產的原材料和能源
傳統的農業機械產品在組成結構和功能上缺乏全局性和一致性,一旦達到使用年限后,由于部分構件損壞,購買不到合適的配件,沒有做好廢舊和閑置農業機械設備的回收工作,造成了大量的資源和能源浪費,同時加大了農業機械的環境處置壓力。現代農業機械的綠色制造有效改善了這一問題,不僅在農業機械生產制造方面節省了大量的人力、物力和財力,而且能夠站在全生命周期的角度對農業機械生產進行規劃,提高農業機械生產的高資源利用率,有效減少資源消耗。另外,隨著科學技術的進一步發展,計算機模擬仿真技術在農業機械制造上的應用進一步增強了現代農業機械生產的綠色經濟效應,加強了資源共享,促進了現代農業綠色制造的不斷優化。
2綠色制造在現代農業機械中的發展趨勢
2.1現代農業機械綠色制造
將呈現多元化的發展趨勢綠色制造在現代農業機械中的多元化發展趨勢主要是指隨著科學技術的進一步發展,綠色制造技術和綠色制造設計將從多個層面呈現出不同的發展趨勢,全球化、社會化、集成化、智能化和產業化等將成為未來一段時間內農業機械制造的主要特點。隨著全球經濟一體化的不斷發展,各個國家關于農業機械產品的生產環境指標要求也越來越嚴格,加上越來越激烈的市場競爭,農業機械綠色制造涉及的各個方面都要進一步完善。另外,綠色集成制造技術和綠色集成制造系統將成為未來農業機械綠色制造技術的主要發展趨勢。
2.2農業機械綠色制造與資源環境的關系
綠色制造在現代農業機械中的應用能夠進一步優化農業機械制造與資源環境的關系,農業機械的綠色設計和制造方式方法都應當考慮到對環境的影響和資源的消耗,要用可持續發展的眼光看待農業機械綠色制造,加大人工智能技術的應用,大力節約資源,減少對環境的影響。另外,為了進一步優化農業機械制造的資源環境功能,還應當將綠色制造設計和實施與新興產業緊密的結合起來,例如農業機械廢棄物的回收處理服務業、綠色制造軟件產業等等,在豐富和擴展農業機械制造的延伸領域之外,還應大力推進農業機械制造的綠色經濟和循環經濟。
3結語