当前随着我国实行全面改革,使得我国的综合国力得到了极大地提高,生态环境也得到了极大改善。科学技术的研究和自主创新持续发展,可以更好地为农业生产经营提供了技术支持。农业机械的使用能够极大地提高农业生产力,减轻工作负担,在多种现代科学技术的帮助下,传统半机械化的农业生产设施逐渐得到提升,使得农业全面机械化的发展成为可能,构建出符合当前需要的智能化农业管理体系。文章就当前农业机械化技术运用进行了剖析,以供借鉴。
一、农业机械化技术概述
农业机械是促进我国农业生产模式转变的重要力量,是实现现代化农业发展的动力。首先,将机械设备引进到农业生产流程中,可以使用有效的机器作业代替人工作业,提高作业效率。从农业机械化发展到今天的高智能农机,体现了科学技术的持续发展。农业机械化的主要特征是将整个过程中的耕作、播种、施肥、灌溉、收获等各个方面都进行了有机结合,以此提高农业生产的自动化、精准化和高效率。在信息化的推动下,农业机械已步入智能化时代。随着传感器、无人机和人工智能等先进科技的不断发展,农产品加工的数字化、智能化程度越来越高。农业机械化在促进农业生产效率的同时,也在一定程度上缓解了农户劳动强度,有利于加强对农业生产的科学化管理。
二、农业机械自动化对于农业生产的积极作用
1、提高农机作业效率
随着新时期农业机械的智能化水平越来越高,为我国现代农业的发展和转变提供了有力的推动力量。通过使用农业智能机器设备,提高了农业生产过程的效率和便利度,同时,机械设备也可以代替人工作业方式,提高生产力的同时,扩大农田种植面积,促进现代化农业规模化发展。
①利用智能传感器和实时监测系统,可以实现对田间环境的实时监测,包括对土壤水分、气象、植被生长状况等的监测。通过对农业机械设备进行精准采集。比如,在灌溉上,该系统可以通过对土壤含水量进行动态调节,保证每个地块都有合适的水量供给,改善农作物的长势,达到高产稳产的目的。
②通过采用自动控制方法,可以使农业机械在工作中进行多个任务的协作,大幅提升农业机械的工作效能。比如,农机在进行灌水、施肥等多种作业时,通过智能化的控制,可以实现同一地块上多个作业的同步进行。此多项工作协作不但可以缩短工作周期,而且可以节省能源,提升农业机械的使用效率。有效提升农机作业系统运行的准确性与多任务协作能力,提升农业综合运行效能。这对快速响应规模化农业生产需求,增加农业产值有着重大现实意义。
2、符合农业发展需求
以往在开展农业生产活动的时候,由于工作效率低下,导致了乡村土地资源的严重浪费,而使用了农业机械自动化,则能够提高农业生产的工作效率,只要农民们能够掌握该项技术,就能够对农田进行有效地利用,实现乡村的长远建设和发展。当前,随着机械化和智能化水平的不断提高,农机操作的智能化程度也不断提高。通过智能化的水肥一体化管理,实现农药、化肥、水资源等生产因素的精确调配,减少化肥的过度施用与浪费。在这样的细致经营下,肥料的有效利用和对环境的污染也得到了很大的改善。采用了农业机械自动化,可以减少种植时对人力的需求,使种植人力得到了更大程度的节约。比如,在机械化的播种与收获过程中,农业机械可以自行进行繁重的工作,降低了人工依赖性。这对于解决农业劳动力不足的问题具有显著的社会和经济意义。
3、构建新型农业模式
在新时期,随着农业结构的不断调整,对传统的农业生产方式也有了新的要求。因此,将现代化的技术与农业生产相融合,能够加快建立一种全新的智慧农业,克服传统农业的不足,以此来增强农业发展的动力,促进乡村振兴。
农业机械运行的自动控制是保证农业生产安全的重要手段。该系统可实现对土壤养分、湿度、气象等参数的精确监测,为农业机械生产管理和农业生产管理提供重要参考。在水肥管理上,该体系可以依据植物的生长状况及土壤特征,实现对水肥供给的智能化调节,保证作物在各生育时期均得到适当支撑,进而提升农产品质量。
另外,由于采用了自动控制技术,如播种和收割等,使整个生产过程更加精确、有效。在全自动机械上,采用智能化的控制技术,可以保证机械作业的均衡,在整个生育期内都能维持一定的种植密度,达到增产、优质的目的。在无人收获领域,利用智能感知与人工智能等技术,对农作物进行精确识别,可以有效规避未成熟和过熟问题,能够提升农业产品的市场竞争力。
三、农业机械自动控制技术的优势
1、稳定度
通过光电隔离导入对农业机械的运行信号进行收发和监控,不仅能够实现将外部电力线路和电气内部线路分离开来的目的,还能够确保农业机械在恶劣的条件下能够保持良好的工作状态,促进农业机械运行的稳定性。
2、配置简易灵活
随着科技的不断发展,农业机器上不断地应用了传感系统和智能控制器,这种灵活、多元化的农业机器自动控制系统,能够利用智能信号控制调整农业机械作业。应用了模块化设计构建的自动控制系统,能够使得农业智能的工作效率得到了有效地提升。
另外,由于农机自动控制系统主要是通过线缆和支架等将主机电源、输入输出、微处理器等控制模块连接起来,因此,农用机械的制造厂商必须将其与农用机械自动化控制技术的要求紧密地联系起来,进行农机自动化控制系统的组合配置,使之在现代农业生产中发挥更大的作用。
3、实时处理
农业机械电气控制的优点很多,其中最大的优势就是速度快,可以对农业生产中出现的问题进行及时地处理。因此,将机器自动控制技术应用于农业生产,可以提升劳动效率,促进农业现代化进程。
4、故障自动检测
通过在农机上安装各类传感器,可及时发现农机故障问题,并且根据农机故障处理的反馈,制定出一套科学的农机养护方案、维修计划。
5、作业路线规划和导航
在农业机械生产过程中,如何进行路径规划与引导是实现农业机械化生产的一个核心问题。近年来,随着 GPS等先进科学技术的发展,农业机械的路径规划与导航越来越趋向智能化与精确化。
在路径设计中,通过对地形地貌、作物生长状况的分析,确定最佳的农作物种植路径。这样的个体化设计可以使得农业机械在农田作业中提升效率,减少人力物力的浪费。在此基础上,基于移动轨迹的智能规划方法,将农业机械对土地、植物的智能规划充分发挥,以减少农业机械对耕地的不良影响。
导航技术运用于农业机械工作,利用该技术,可使农业机械在田间进行精确的导航,消除重复操作与遗漏操作,可以提升农业机械的总体精度。同时,该系统还可帮助农户实时监测农业机械的工作状况,并根据天气、土壤等因素,适时调整生产方案,实现农业耕地资源的有效利用。
6、强化农机设备利用效率
自动控制技术可以很好地适应各种农业机械的操作要求,可以根据各种农业机械的使用要求,通过使用微型智能控制器和模块设计结构,更好地对设备进行转化和调节,使农业机械的使用效率得到提升。
四、我国农业自动化的发展现状
1、缺乏较高的农业制造业发展程度
当前我国的智能农业发展程度存在明显的区域差别,尤其是偏远、欠发达的农村,其智能科技发展程度低下。另外,由于我国缺少优质的农业机械品牌,导致我国农业机械生产企业生产的农业机械产品,虽然数量多,但是产品的质量并不令人满意。
2、缺乏自动化创新能力
缺乏自主创新能力也会导致我国的农业机械的操作不能满足按照农业实际需要,导致大量资源浪费,同时也不能提高农业生产的效率。由于缺乏自动化创新的能力,导致需要引进大量国外机器,大大增加了生产成本。因此,我国农业机械的自动控制技术还需进一步提升。
五、自动化控制技术在农业机械中的应用
1、农作物播种收割自动化技术
农作物栽种与收获是农业生产环节中最为忙碌的阶段。在农作物种植和收割过程中,若能运用自动化技术,在农业机械设备的协同作用下,使种植者们可以真正地从过去的肩担、背扛、手提的农业生产模式中解脱出来。农作物对种植季节的需求比较严格,如果错过了最佳种植时期,很容易对农作物的品质和产量造成很大的影响,如果使用自动化装置,能够提升种植效率,对大规模的农业种植具有积极意义。
农业的机械化,不仅能提高播种效率,而且能确保种子的均匀分布,科学的间隔,以及日照、土质、通风等条件的适宜可以满足植物生长的需求。如果是在作物完全成熟之后,再由人工进行收割和运输,则需要耗费大量的时间、人力和精力。在自动化技术的支持下,作物收割工作中应用自动化机械,建立一体化的收割管理体制,可对不同的作物采用差异化的收割方法,真正实现农业生产机械化。
例如小麦是我国三大粮食作物之一,在采用全自动机械进行小麦收割过程中,一套完备的收割装置不仅能够快速完成对小麦的收割,而且还能够直接进行脱壳、清洗和打包。因此,通过自动化机械的帮助,可以帮助农户快速完成收获以及接下来的各项工作,促进我国现代化农业的集约化发展。
2、自动化节水灌溉控制系统
当今社会,随着我国经济的持续发展,产业化程度的提高,我国的农业科技革新也在如火如荼地开展着。过去传统的灌水方法,面对精细的科学技术,已经不再具有优越性,这个时候,自动化控制技术在高效率、节水方面的优越性就能得到很好地发挥。该自动化控制系统具有自主监测功能,可以对农田内作物的生长情况进行实时监测,并对其进行智能分析,并通过信息传递将作物各项性能参数信息传递到中心控制器,中心控制器根据作物各项生长发育指标进行计算,计算出最佳灌溉时间,在确保作物健康生长的同时,避免大量的水资源的浪费。
3、农作物生长条件的设定与控制
基于信息自动控制工作理论,在农业机械上应用自动化控制技术,能够对作物生长的主要因素,如温度、湿度等进行科学合理控制,提高粮食产量,促进反季节农产品的高产。
例如大棚种植。在大棚内部安装温度、湿度监测与传感装置,并与控制终端相连。根据作物实际需要,对温度、湿度、光照时间等关键参数进行调节,通过光学传感器对相关的参数指数进行分析记录,并将相关的数据信息及时传送到控制器,实现对温湿度监测的调节与控制。根据实际需要,对大棚内的温度和湿度进行实时采集,并对其进行基础参数的遥控设定,达到对温室温度和湿度监测的智能化控制目的。随着技术的不断进步,农业机械传感器控制效果更佳,为后续的农业智能化发展奠定基础。
4、视觉自动识别
由于不同的作物对光照的需求是不一样的,所以在对各种类型的温室进行控制的时候,要按照不同作物的生长时期和需求来进行光环境的优化,以确保种植作物的健康生长。但是,采用常规的种植大棚栽培方式来进行这项工作,不仅困难而且要耗费很多人力。随着自动控制技术在温室中的应用,农业种植只需要利用视觉识别系统,准确地将种植在温室里的各类作物进行准确地区分开来,并针对不同作物的生长特点和需要,适当地进行自动化遮光装置的调整,就可以很好地适应不同作物的光照需求。
5、施肥自动化
智能农业机械化在农业机械化控制技术方面,要充分利用其优势,将田间的灌溉与施肥相结合,充分利用资源,保证农产品的质量。一般是通过对其节水、节肥等各个环节进行智能控制,实现对水肥资源的最大化利用,降低农产品的生产成本,保证农产品的经济效益。比如,平衡施肥主要是指化肥的搭配使用,利用现代科学技术对农业生产中所用的肥料进行科学的配比和规划,根据作物品种的生长规律、环境情况以及土壤的实际情况来规划生产用肥,这种施肥技术在实际生产中能起到很好的效果,最大限度地发挥化肥的作用,提高经济效益。平衡施肥技术不是简单地计算就能获得精确的施肥量,而是要结合实际生产区域的客观情况,对其进行全面的研究与测算,从而获得较为精确的施肥量,在实际生产中,根据作物的生长状况做出相应的调整,力求使肥料的实用价值最大化,在确保增产的同时,又不会因为农业行为而对环境造成损害,达到农业生产的可持续化发展。
六、提高自动控制技术在农业机械中的应用效率
1、结合农业机械需求来选择合适的自动化模式
在城市化的推动下,更多的农民涌入大城市,导致了农村劳动力缺乏。然而,随着农作物的不断增长,农村的劳动力资源与农作物的产量之间存在着很强的反向关系,要想缓和二者之间的矛盾,就必须注重农业机械和设备,利用各种现代化机械设备来提升农业生产的效率,解决农村劳动力短缺问题。另外,我国的农业正朝着高效化、节能性、安全性发展,所以,智能控制系统必须注重对其发展效果的综合、有效地分析和评价,以便为农业的发展提供最优的农机配置。
2、进一步提升农业机械中的自动控制技术水平
纵观当前的农业发展状况,我国正处于非常关键的现代化转变发展阶段,这使得国家和相关的农业生产者花费了大量的精力和资源来发展现代农业。与欧美发达国家相比,当前我国农业机械化水平还有很大的差距。随着科学技术的进步,我们能够逐渐意识到,人工智能的力量和现代农业发展的紧密联系,所以为了共同推动现代农业的发展,必须加大农业机械化的发展力度,加大对这一技术的科研投入,推动农业的智能生产快速发展。
综上所述,当前我国正面临着粮食危机、水资源短缺、生态环境恶化等方面的严峻挑战,而在农产品加工过程中的自动调控技术的普及,对促进我国农业的智慧化和可持续发展具有重要意义。将自动控制技术应用于农业机械,通过智能决策流程,可以最大限度地提高农业机械运行的效率。通过对海量数据的综合处理,挑选出适合农业生产的最优操作策略,为实现农业机械自动化可持续发展提供了强有力的支撑。今后将智能化控制系统、现代信息技术与作物栽培相结合的精细农业是现代农业发展的必然方向。