本文收录于《农业工程技术-农业信息化》2024年第11期,目次08
摘要:在智慧农业蓬勃发展的背景下,农业机械智能化技术成为推动农业生产方式转型升级的关键力量。该文探讨了智慧农业与农业机械智能化技术融合的重要性和必要性,解析了农业机械智能化技术的核心组成,阐述了这些技术如何有效提升农业生产效率,促进劳动力优化配置,以期为提升农业机械化、智能化、信息化水平提供理论支持与实践指导,促进智慧农业持续、健康发展。
关键词:智慧农业;农业机械;智能化技术
物联网、大数据与人工智能等前沿科技的深度融合,重塑着农业生产的方式。这些技术作为直接工具应用于农业领域,通过间接渗透的方式,催生了农业特有的智能化生产技术体系,加速了智慧农业的兴起。农业机械与智能化技术的紧密结合,引领着传统农机向高度集成化、信息化与智能化转型。这极大地减轻了农民的劳动强度,更在提升农业生产效率与质量上展现出巨大潜力。
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农业机械智能化技术应用于农业生产的意义
1.1 提升农业生产效率
在人类农业文明的演进历程中,生产力与生产工具的革新紧密相连,从最初的人力与畜力耕作,到工业化中农业机械的广泛应用,农业生产效率实现了初步飞跃。随着自动化技术的渗透,农业机械自动化进一步提升了生产效率,实现了从部分到更大范围的自动化作业。在智能信息时代,农业机械智能化技术的引入,通过集成传感、定位等先进技术,农业机械功能更加多样,能够精准执行各项作业任务,极大地缩短了生产周期,提高了单位面积的产量与质量[1]。
1.2 解放劳动力
在工业化进程的推动下,农业机械半自动化特性仍让许多生产环节依赖于人的直接操作,劳动力并未得到全面释放。随着智慧农业的兴起,得到了根本性改变,智能化技术的深度融合,使得农业机械不再是冰冷的工具,而是具备了自主学习与决策能力的智能体。通过集成多种先进技术,农业机械的功能与性能实现了质的飞跃,能够在很大程度上自主完成生产作业,真正实现了从“人控机械”到“机械自控”的转变。极大解放了劳动力,使农民从繁重的体力劳动中解脱出来,通过智能系统的辅助,以更加高效、轻松的方式管理农业生产,促进了人力资源的优化配置与劳动生产力的全面提升。
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智慧农业视域下农业机械智能化技术的具体应用
2.1 环境感知技术的应用
在智慧农业的推动下,农业机械智能化技术的环境感知技术以其独特的优势成为提升农业生产质效的重要工具。该技术通过部署在农田中的各类传感器,构建起全面感知农作物生长环境的智能网络。这些传感器不间断地收集着土壤湿度、养分状况等关键数据,并实时转化为易于理解的信息反馈给生产者。以先进的植物柔性传感技术为例,它能够融入作物生长过程,精准捕捉作物对养分与水分的微妙需求变化[2]。一旦发现作物出现问题,便能立即发出预警,指导生产者精准施肥、适时灌溉,从而在保障作物茁壮成长的同时,实现了农业生产资源的高效利用与优化配置。
2.2 自动化控制技术的应用
自动化控制技术有效降低了农业生产的初期投入,通过精准控制与管理,为农业生产的质效飞跃打下了坚实基础。在田间地头,各类农业机械通过安装先进的监控与自动化控制装置,实现了对农业生产全过程的实时监控与精准调控。从农产品收割到加工,都在自动化控制技术的引领下,实现了高效协同与资源优化配置。在农田节水灌溉领域,自动化控制技术通过构建多功能的监控终端网络,结合GPS或北斗定位技术,实现了对农作物生长环境的全方位、精准化监测与管理,有效提升了水资源利用效率,促进了农业生产的可持续发展。
2.3 农机定位技术的应用
农机定位技术让农民能够远程、实时地监测农业机械的运行状态与行进路线,提升了农业生产的自动化与精准化水平。通过将先进的定位技术融入农机系统,农民可以轻松掌握农机的精确位置与运行速度,无需到达现场,凭远程调控便能实现高效管理。全球定位系统(如北斗卫星导航)的引入,更是增强了定位精度,为农业生产提供了更为详尽的设备信息与决策依据。农机定位技术还融入了视觉定位与惯性导航等创新手段,拓宽了其在农业生产中的应用场景。视觉定位技术能够快速处理并分析农机作业过程中的实时影像,精准定位农机位置,并自动测量与农作物的间距,为科学种植提供数据支持。而惯性导航技术则利用惯性测量模块捕捉农机的旋转、惯性等动态信息,通过复杂算法预测并计算农机未来的工作位置,为农业生产规划提供前瞻性的指导。
2.4 跟踪控制技术的应用
智能跟踪控制技术,作为农业机械智能化领域的重要创新,其核心价值在于能够自主记录并追踪机械作业的全过程轨迹,实现了从“人盯机”到“机自主”的跨越。这减轻了农民的劳动强度,更通过预设路径的精准执行,大幅提升了农业生产的效率与精确度。当机械在作业过程中发生轨迹偏离或操作偏差时,智能跟踪系统能即时感知并触发自动调整机制,确保作业任务的顺利进行。为实现这一技术的深度应用,还需强化模型控制与数据处理的支撑作用。通过将人工智能、大数据分析及物联网等先进技术深度融合于农业机械之中,构建集信息采集、处理、决策于一体的智能控制系统。实时分析作业环境、机械状态及作物生长情况,为跟踪控制提供精准的数据支持,进而推动农业机械向更高水平的自动化、智能化迈进。
2.5 电子智能技术的应用
在当前国家大力倡导低碳环保的绿色发展理念下,电子智能技术正成为推动农业转型升级、实现绿色生产的重要驱动力。这一技术的应用,有助于解决传统农业面临的高能耗、高排放难题,还促进了现代农业的可持续发展。通过将电子智能技术深度融合于农业机械之中,打造出集耕种、田间管理、采摘等多功能于一体的智能农机,降低了农业生产成本,提高了作业效率。此外电子智能技术还促进了农业能源结构的优化。例如利用太阳能发电技术为温室大棚供电,既减少了对化石能源的依赖,又降低了温室气体排放,实现了农业生产的绿色化。同时互联网技术的引入,使得农业生产信息感知设备得以广泛应用,种植户能够实时监测农作物的生长环境,精准掌握其生长特点,并通过智能分析优化机械工具的使用,实现农业生产的精细化管理,为中国农业的绿色发展开辟了新路径。
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农业机械智能化技术的发展趋势
3.1 仿真技术的发展趋势
农业机械智能化仿真技术融合传感器技术,实现了对农机各部件的全方位、高精度实时监测,即时反馈运行状态与使用情况,更具备强大的故障预测能力,为预防性维护提供了科学依据[3]。面对突发故障,通过远程控制技术迅速制定维修策略,指导现场作业,有效降低了维修成本与时间损耗。此外仿真技术构建的虚拟实训平台,让种植者能在安全环境中模拟操作,加速了种植技能的掌握,促进了实际生产中农业机械的高效运用,提升农业生产效率与智能化水平。未来随着技术的不断进步,农业机械智能化仿真技术将更加智能化、个性化,为现代农业的可持续发展注入强劲动力。
3.2 逻辑思维技术的发展趋势
随着计算机与电子信息技术的飞速进步,农业生产决策正步入更加精准与可靠的新时代。农业机械智能化领域的逻辑思维技术通过将先进的逻辑思维技术深度融入农业机械之中,能够辅助人类进行复杂的农业生产决策,有效减少人为判断中的误差与偏见,提升决策的准确性与科学性。优化了农业资源配置,促进农业生产效率与质量的双重飞跃。未来随着逻辑思维技术的不断创新与完善,农业机械智能化将迈向更高水平,为现代农业的可持续发展奠定坚实基础。
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结语
在智慧农业的背景下,深化智能化技术在农业机械领域的应用是必由之路。应当致力于构建契合农业生产需求的农机智能化技术体系,充分挖掘智能技术的潜力,使农业机械成为智慧农业的核心驱动力。当前尽管已有部分智能化技术应用于农机实践,但其广度与深度尚待拓展。因此需不断探索新技术与农机生产的融合路径,加速智能化成果的转化应用,以科技赋能农业,提升生产效率,促进智慧农业的全面发展与繁荣。
参考文献:
[1]陈艳辉,魏霖静.物联网技术在智慧农业中的应用[J].热带农业工程,2024,48(3):32-36.
[2]李官平,张黔川,王永涛,等.智慧农业中自动化灌溉技术及其应用实践[J].数字农业与智能农机,2024(6):84-86.
[3]孟宪金.传感技术在智慧农业生产中的应用[J].黑龙江粮食, 2024 (6):71-73.
作者单位:山东省邹城市农业农村局;山东省邹城市大束镇农业综合服务中心
http://www.nygcjs.cn/cn/article/doi/10.16815/j.cnki.11-5446/s.2024.32.008
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