現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械計(jì)算機(jī)智能化技術(shù)應(yīng)用

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摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的飛速提升，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為首的各類(lèi)前沿技術(shù)逐漸被應(yīng)用到生產(chǎn)生活各行業(yè)中，不僅提升了不同行業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行效率，而且為行業(yè)未來(lái)的發(fā)展提供了新的方向。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械化水平已經(jīng)獲得一定程度的發(fā)展，而農(nóng)業(yè)機(jī)械中對(duì)計(jì)算機(jī)智能化技術(shù)的應(yīng)用，無(wú)疑使農(nóng)業(yè)的發(fā)展變得突飛猛進(jìn)?；诖?，文章圍繞現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械中對(duì)計(jì)算機(jī)智能化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械；計(jì)算機(jī)；智能化技術(shù)

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為整個(gè)社會(huì)的智能化發(fā)展展現(xiàn)出一種新的方向，并使現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械具有更高的可操控性，這也就意味農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率將隨著智能化技術(shù)的發(fā)展而得到進(jìn)一步的提升，也為農(nóng)業(yè)資源的充分利用提供了技術(shù)上的支持。在這些設(shè)備與技術(shù)的幫助下，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)將變得更加高效且便捷，而由農(nóng)產(chǎn)品創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益也將逐步增加，以上種種預(yù)示著我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展將達(dá)到一個(gè)全新的階段[1]。

1現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)用計(jì)算機(jī)智能化技術(shù)的意義

縱觀當(dāng)前社會(huì)，信息技術(shù)的發(fā)展正處于一個(gè)突飛猛進(jìn)的階段，其發(fā)展成果也越來(lái)越多地被應(yīng)用到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)等各行業(yè)。得益于農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備的智能化發(fā)展，當(dāng)前農(nóng)業(yè)發(fā)展逐漸展現(xiàn)出智能化、數(shù)字化的特點(diǎn)，各類(lèi)農(nóng)業(yè)發(fā)展過(guò)程中應(yīng)用到的能源技術(shù)、控制技術(shù)、管理技術(shù)及生產(chǎn)技術(shù)也日趨成熟，在耕作、灌溉、農(nóng)作物保護(hù)、施肥、收獲、加工等不同領(lǐng)域均發(fā)揮出智能化與機(jī)械化的優(yōu)勢(shì)，在大幅節(jié)省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動(dòng)力的同時(shí)，進(jìn)一步提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率、質(zhì)量，并為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的生態(tài)環(huán)境負(fù)擔(dān)得到有效控制，最終實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益及社會(huì)效益的同步發(fā)展，并使其發(fā)展過(guò)程具有可持續(xù)化的特點(diǎn)[2]。智能化的農(nóng)業(yè)機(jī)械在功能上展現(xiàn)出了更強(qiáng)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(nóng)業(yè)機(jī)械除了能應(yīng)用于各類(lèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，還具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員根據(jù)環(huán)境變化、市場(chǎng)需求等實(shí)際因素調(diào)整生產(chǎn)策略，從而使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有更強(qiáng)的針對(duì)性，并在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮了重要的指導(dǎo)作用。如對(duì)不同農(nóng)作物生產(chǎn)情況及農(nóng)田環(huán)境的預(yù)測(cè)，能幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員解決下一生產(chǎn)工序的持續(xù)時(shí)間、作業(yè)強(qiáng)度及針對(duì)性問(wèn)題，而對(duì)某一過(guò)程產(chǎn)量信息、未來(lái)氣候變化狀況的評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)，能為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員提供可靠的數(shù)據(jù)支持，從而幫助生產(chǎn)人員確定下一階段的生產(chǎn)內(nèi)容及生產(chǎn)規(guī)模。

2現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械中計(jì)算機(jī)智能化技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1農(nóng)業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)機(jī)器人在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用，是最能體現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化特點(diǎn)的應(yīng)用。農(nóng)業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用需要結(jié)合信息交換、通信技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)、智能分析技術(shù)及自動(dòng)控制技術(shù)方可實(shí)現(xiàn)，而這些技術(shù)的應(yīng)用能確保農(nóng)業(yè)機(jī)器人在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮更加可靠的作用，并使之以更高的效率及作業(yè)強(qiáng)度服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及管理工作。就技術(shù)前沿發(fā)展情況來(lái)看，大洋彼岸的美國(guó)已經(jīng)研究出一種具備天氣監(jiān)視功能、高清高光譜成像功能及脈沖激光掃描功能的農(nóng)業(yè)機(jī)器人，理論上該機(jī)器人能獲取作物成長(zhǎng)過(guò)程中的莖稈高度、莖稈直徑、葉片大小及生長(zhǎng)情況等，還能實(shí)時(shí)檢測(cè)土壤溫度、土壤含水量、空氣濕度及空氣成分等農(nóng)田環(huán)境信息。該機(jī)器人在收集相關(guān)信息數(shù)據(jù)后會(huì)將其打包上傳至中控計(jì)算機(jī)，隨后中控計(jì)算機(jī)在其他程序的幫助下，能根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)建立起直觀的三維圖形，不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)管理，還能通過(guò)對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的計(jì)算預(yù)測(cè)此次農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)量、質(zhì)量等[3]；除了大洋彼岸，西歐發(fā)達(dá)國(guó)家研制出了另一種農(nóng)業(yè)機(jī)器人，該機(jī)器人裝備了最先進(jìn)的GPS系統(tǒng)，不僅可用于大型蔬菜種植的除草作業(yè)，在除草作業(yè)過(guò)程中還能在不傷害臨近農(nóng)作物的前提下進(jìn)行翻土，以確保除草的效率與徹底性，而各類(lèi)收割機(jī)器人、播種機(jī)器人、施肥機(jī)器人的出現(xiàn)更是數(shù)不勝數(shù)。

2.2計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)與人類(lèi)的視覺(jué)不同，但在本質(zhì)上屬于對(duì)人類(lèi)視覺(jué)的模擬，在攝像機(jī)、計(jì)算機(jī)的幫助下，計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)能有效識(shí)別農(nóng)業(yè)目標(biāo)，并對(duì)已識(shí)別的農(nóng)業(yè)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤測(cè)量工作，還能有效發(fā)現(xiàn)周?chē)母鞣N障礙物，在微機(jī)技術(shù)的處理與支持下能精確規(guī)劃出最合理的路線。計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在結(jié)合其他技術(shù)后能實(shí)現(xiàn)的功能眾多，如對(duì)周?chē)h(huán)境信息的采集與分析、識(shí)別農(nóng)作物生長(zhǎng)趨勢(shì)及生長(zhǎng)位置、規(guī)劃農(nóng)業(yè)機(jī)械的運(yùn)行路線等，這就使計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)不再僅僅用于對(duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的分級(jí)與鑒定，而是可以運(yùn)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的眾多方面，如農(nóng)產(chǎn)品整體生產(chǎn)情況檢測(cè)、農(nóng)產(chǎn)品病蟲(chóng)害情況調(diào)查、農(nóng)田墑情觀測(cè)等，從而使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的管理工作上升到了新的高度。

2.3新能源技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)前農(nóng)業(yè)機(jī)械中普遍以柴油為主要能源，這是因?yàn)椴裼蜋C(jī)功率大，運(yùn)行穩(wěn)定性強(qiáng)，能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在生產(chǎn)作業(yè)強(qiáng)度上的需求，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的新能源主要以太陽(yáng)能、風(fēng)能等為主。以太陽(yáng)能的應(yīng)用為例，太陽(yáng)能在農(nóng)業(yè)機(jī)械中能作為新的動(dòng)力，在病蟲(chóng)害防治、種植、灌溉、栽培等活動(dòng)中均有一定程度的應(yīng)用，也確實(shí)起到了提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的作用；由于太陽(yáng)能屬于可再生能源，因此相比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械而言，應(yīng)用太陽(yáng)能進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)的農(nóng)業(yè)機(jī)械對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的負(fù)擔(dān)大幅縮減，太陽(yáng)能在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的具體應(yīng)用包括光電溫室大棚的建造、為養(yǎng)殖場(chǎng)所提供電力與熱能、在病蟲(chóng)害防治中為誘蟲(chóng)燈提供電能等。一方面，這些具體的應(yīng)用有效減少了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，也使原本大量應(yīng)用化肥與農(nóng)藥的現(xiàn)象得到有效控制，由于化肥及農(nóng)藥的應(yīng)用越來(lái)越少，因此造成的環(huán)境負(fù)擔(dān)也就越來(lái)越??；另一方面，太陽(yáng)能光電水泵的成功研制與應(yīng)用也為太陽(yáng)能的利用提供了新的途徑，該水泵不僅能有效灌溉農(nóng)田，還能控制灌溉的強(qiáng)度與范圍，從而使灌溉作業(yè)更加精準(zhǔn)有效。

2.4GPS導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用

GPS導(dǎo)航技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用為農(nóng)業(yè)機(jī)械創(chuàng)造了更多的效益，GPS導(dǎo)航技術(shù)就具有精度高、成本低、效率高的優(yōu)勢(shì)，因此在發(fā)達(dá)國(guó)家得到大量應(yīng)用，各類(lèi)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備在GPS導(dǎo)航模塊的支持下均能有效實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，從而使當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)達(dá)到了較高的自動(dòng)化水準(zhǔn)。在GPS導(dǎo)航技術(shù)得到有效應(yīng)用的基礎(chǔ)上，通過(guò)使導(dǎo)航模塊與互聯(lián)網(wǎng)建立可靠連接，農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備在作業(yè)過(guò)程中能大范圍地收集農(nóng)作物的質(zhì)量與產(chǎn)量信息，而這些信息又具有高準(zhǔn)確性與可靠性，能作為下一階段農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的參考數(shù)據(jù)，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)技術(shù)的優(yōu)化與改進(jìn)，同時(shí)也使農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展得到了有效的數(shù)據(jù)支持[4]。而GPS導(dǎo)航技術(shù)在智能化技術(shù)的幫助下，被應(yīng)用到無(wú)人駕駛的農(nóng)機(jī)設(shè)備中，從而使整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)無(wú)人化成為可能，也使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精度得到可靠保障；小型無(wú)人機(jī)、飛行器在加入了GPS導(dǎo)航技術(shù)之后，通過(guò)對(duì)飛行速度、飛行高度、飛行路線的提前設(shè)計(jì)，使大面積的農(nóng)業(yè)噴灑作業(yè)、施肥作業(yè)均能在無(wú)人的條件下完成。以農(nóng)業(yè)噴灑作業(yè)為例，經(jīng)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，配備了GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的無(wú)人機(jī)在達(dá)到與人力農(nóng)藥噴灑作業(yè)相同作業(yè)效果的前提下，前者消耗的藥量?jī)H有后者的50%～80%，同時(shí)以無(wú)人機(jī)噴灑的藥液對(duì)農(nóng)作物的穿透性也得到了大幅度強(qiáng)化，在一些典型病蟲(chóng)害的防治上收獲了90%以上的治療效果。

2.5自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用

發(fā)達(dá)國(guó)家農(nóng)業(yè)機(jī)械中自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)具有一定的普遍性，且在發(fā)展過(guò)程中逐漸體現(xiàn)出了智能化的特點(diǎn)。而隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的有效覆蓋面積越來(lái)越大，自動(dòng)控制技術(shù)也逐漸呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展態(tài)勢(shì)。通過(guò)在農(nóng)機(jī)設(shè)備控制室內(nèi)部加裝監(jiān)視系統(tǒng)及控制系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物不同生長(zhǎng)階段的實(shí)時(shí)監(jiān)控，在各類(lèi)型傳感器的支持下，農(nóng)業(yè)機(jī)械能有效監(jiān)視農(nóng)作物生長(zhǎng)狀態(tài)下的光照強(qiáng)度、土壤水肥比、農(nóng)田溫度，這些被檢測(cè)到的參數(shù)會(huì)被傳感器上傳至中央控制臺(tái)，在被中央控制臺(tái)進(jìn)行分析及處理之后得出相應(yīng)的調(diào)整方法，而調(diào)整方法又會(huì)被中央控制臺(tái)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳達(dá)至相應(yīng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的自動(dòng)化調(diào)節(jié)[5]。

3現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械的智能化發(fā)展前景

農(nóng)業(yè)機(jī)械的智能化發(fā)展與國(guó)家層面的技術(shù)實(shí)力及政策支持、當(dāng)?shù)剞r(nóng)村的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有直接關(guān)系，只有農(nóng)業(yè)機(jī)械科研技術(shù)實(shí)力達(dá)到較高水準(zhǔn)，且農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平足以支持智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械的購(gòu)置時(shí)，才能有效推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械的智能化發(fā)展。對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家而言，其人均經(jīng)濟(jì)水平已經(jīng)達(dá)到了較高的層次，而在科技科研上又擁有強(qiáng)大的實(shí)力，足以推動(dòng)智能化科研成果在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械中的應(yīng)用，再加上發(fā)達(dá)國(guó)家勞動(dòng)力缺失的影響，使發(fā)達(dá)國(guó)家在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械的智能化發(fā)展上往往達(dá)到了較高水平，不僅能適用于不同的生產(chǎn)環(huán)境，在操作、性能、功耗上也均能達(dá)到理想的水準(zhǔn)。同時(shí)，我國(guó)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展也取得了相對(duì)不錯(cuò)的成績(jī)，各類(lèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械以全面的性能、可靠的質(zhì)量與高性價(jià)比大量出口。隨著我國(guó)科研技術(shù)的發(fā)展，各類(lèi)智能化研究成果正在逐步被應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械中，從整體上看，我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械的智能化發(fā)展正處于高速發(fā)展過(guò)程中。另外，我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械另辟蹊徑，在發(fā)展過(guò)程中靈活運(yùn)用各類(lèi)能源，從而使農(nóng)業(yè)機(jī)械在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成的負(fù)擔(dān)得到了有效控制。

4結(jié)束語(yǔ)

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械中計(jì)算機(jī)智能化技術(shù)的應(yīng)用具有很強(qiáng)的發(fā)展?jié)摿?，然而?jì)算機(jī)智能化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用需要大量的資金支持，而農(nóng)業(yè)又是事關(guān)國(guó)計(jì)民生的重要產(chǎn)業(yè)，因此這一發(fā)展過(guò)程切不可操之過(guò)急，應(yīng)徐徐圖之，以確保農(nóng)業(yè)機(jī)械中計(jì)算機(jī)智能化技術(shù)的應(yīng)用切實(shí)可靠，能有效推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

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作者：蔣迎霞 單位：廈門(mén)工學(xué)院