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摘要:本世紀初,部分發達國家如美、英、日等,已經做出了將高新技術應用于農業機械上的大膽嘗試,如美國首次將GPS應用于農業機械,英國成功研制出一種激光拖拉機,利用計算機系統進行精確定位,土壤及濕度分析,極大的提高了生產效率,并節約成本約50%,由此開啟了農業機械智能化的先河。我國的農業領域也正在由機械化走向智能化。
關鍵詞:農業機械;智能化;計算機系統;發展前景
正文:
1.械智能化的含義及意義
1.1農業機械智能化的含義
首先智能化作為現代科技的主流趨勢,將其應用于農業領域。精確來說,是指在動態環境下,將農業技術與先進的電子信息技術相結合,利用計算機系統將傳感器接收到的信息進行邏輯運算、然后發出指令來控制農機精確完成各種動作,從而實現農業生產和管理的智能化。
1.2農業機械智能化的意義
裝備微型計算機的農業機械有比普通農機更強大的功能,屬于高科技產品。優點如下:第一,極大的提高了勞動生產率和農業資源的利用率,降低了生產成本,減少了化肥,農藥和石油的投入;第二,功能強大,不僅可代替傳統農機進行實際作業,還能根據產量信息,氣候信息等對下一季度的生產進行預測,對農業生產具有指導作用;第三,智能型農機具有通用性,即多功能性,一臺智能型農機可同時具備普通農機所具有的功能,可以在各種環境下進行作業;第四,安全性好,可靠性高。由于智能型農機擁有中央處理器(CPU)及多種傳感器,可以隨時監測環境信息,因此只需人為地對這些數據進行分析處理,避免了實際操作農機而伴隨的危險性;第五,環境保護,隨著農業化學藥品所帶來的危害性日益增加,智能型農機的使用可以有效解決這一問題。
2.國外發達國家智能型農機發展狀況
簡單、傳統的農業機械存在著能源浪費、功能單一等問題。因此,節能型農機的開發和使用顯得十分必要。目前,國外發達國家農業已基本實現機械化覆蓋。截至當前,美國農業已達到高度發達的農業機械化、智能化水平,整體呈現規模化、集成化、專業化發展。平均每家農場擁有機械總值高達10萬美元,折合約70萬人民幣。澳大利亞以其傳統的畜牧業為主,現已完成對畜牧生產全過程的機械化,農業機械呈現高智能化,節能化,高效化,覆蓋從草場的種植、收割、翻種,到奶牛的養殖、擠奶,全部由智能型農機及農業機器人完成。德國的農業現代化水平很高,結合其發達的自動化技術,將所有的播種機、除草機、噴水機、收割機等由一臺電腦全程操縱。不僅提高了作物產量,而且大大壓縮了生產勞動環節,現在從事農業生產的人員都需具備極高的科學素養和過硬的機械操作水準。
3.智能型農機的應用實例
3.1耕作機械智能化
美國Trimble公司所研發的TrimbleHV401激光平地機,應用農業激光平地系統對土地進行平整操作。與傳統的平地機相比,利用激光技術翻整過的農田翻整精度高達數倍。通過激光發射機發射光信號覆蓋農田,以覆蓋過的田面為平面基準(可傾斜),當接收器收到光信號后,會向位于刮土鏟上的控制箱傳輸信息,并由控制箱發送指令控制液壓系統,完成對土地的高精度翻整。
3.2收獲農機智能化
與傳統的自走半喂入式聯合收割機不同,現代谷物聯合收割機采用圓弧狀豪華駕駛室,鷹眼型水晶真空燈,加寬底盤,使清選面積更大,收割、脫粒效率更高。美國農場設備制造商衛西.弗格森將計算機系統應用與聯合收割機上,更是開創了收獲型農機的新領域。利用中央處理單元(CPU),在收割的同時記錄田地間各區域的產量,由此來制定不同季度的種植計劃以及原料、肥料投入比率,使生產效率大大提高。
3.3灌溉機械智能化
位于中東地區的以色列不僅長年戰亂且氣候干旱,水資源嚴重缺乏,但依靠領先于世界的灌溉技術,因此保證了農業的良好發展。由于用水困難,節水農業是以色列發展農業的唯一路徑。十幾年前,以色列首次將自動化技術應用于灌溉技術中,由最初的一個簡單的單片機發展到現在可同時進行灌溉、施肥、監測、報警的多功能自動灌溉系統。目前,由Eldar-Shany公司生產的智能灌溉控制系統(ElgalAgro)是世界上最先進的農機控制系統,可以應用于大型農場、果園、田園的灌溉,且灌溉精確,效率極高,并同時擁有施肥及過濾器反沖洗等工作。另外,澳大利亞HardieIrrigation公司的一系列自動灌溉系統也十分具有代表性。
3.4農業機器人的廣泛使用
農業機械化是衡量一個國家農業現代化水平的重要標志,而農業機器人技術則更能反映一個國家的農業科技創新水平。發達國家對農業機器人的研發起步較早,投資較大,因此,水平也居于世界前列,如澳大利亞的剪羊毛機器人,荷蘭的擠奶機器人,法國的耕地和分揀機器人,西班牙的采柑橘機器人等。但目前,農業機器人還面臨智能化水平不夠完善,不能滿足生產需要,開發難度大等問題。
4.我國的農機發展前景
科學技術部《“智能農機裝備”重點專項2017年度項目申報指南》中指出,農業是國民經濟的基礎,其根本出路在于機械化,農業機械化是農業現代化的重要標志。智能農機裝備代表中國農業先進生產力。當前,我國農業現代化發展迅速,農機裝備供應與需求矛盾更加明顯。因此,加速農業技術創新,轉變發展方式,優化產業升級成為當前中國農業發展的迫切需求。
參考文獻
[1]《“十三五”國家科技創新規劃》
[2]《國外智能化農機裝備簡介》,鄭文鐘,2016年
[3]《農業機器人的概況與發展》,胡志超,2010年
[4]《世界農機智能化發展概覽》,上海農業,2013年
作者:劉明輝 單位:臨沂大學