原创《精确农业和农业机械化智能技术的应用》
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摘 要：随着GPS全球定位系统应用技术的发展,“精确农业与农业机械化智能技术的应用”已经成为我国电子信息高新技术集成应用于农业可持续发展研究的热门领域.支持精确农业与机械化智能技术的应用体系的基本技术手段已研究开发逐步趋于成熟,在农业领域应用带来巨大的经济效益、社会效益,有良好的发展前景,成为我国未来农业和农业工程高新技术应用具有极强吸引力的领域.
关键词：精确农业；机械化；信息技术
1 精确农业与农业机械化智能技术
“精确农业”信息技术的研究应用,并不是一种新的技术应用理论问题的探索,而是将信息高新技术领域逐步形成并将应用的成果向农业领域应用的技术转移.它需要以现代农业科学技术为基础,通过多学科领域科技成果的组合与集成,以实现农业大面积高产、高效、低成本生产和优化资源环境综合效益的目标.
2 精确农业的应用
支持精确农业示范应用的基本技术手段已经进入农业领域,并逐步趋于成熟,在示范应用中已经有了良好的发展前景,成为我国农学,农业工程高新技术应用研究富有吸引力的领域之一.愈来愈多的电子信息高新技术集成技术开发和试验研究成果运用到精确农业应用领域、资源环境、农业利润及农产品市场竞争问题的激烈,精确农业技术的研究与实践,将是目前农业高新技术应用前瞻技术,并将引发本世纪电子信息高新技术集成应用于农业系统,实践农业可持续发展的科技命.
2.1 GPS田间绘制杂草分布图的手携式数据采集系统
目前的农田化学除草实践是估计一下整块田区的平均杂草密度而决策是否需要喷施除草剂,选用何种药剂和确定药剂喷量.发达国家的农民正在面临着不断增长的农药成本,环境负效应开支和法律制约的压力而力求减少农药的投入.精确施药的目标是根据杂草密度、种类或病虫害的不均衡空间分布来调控除草剂或植保农药的投入方式和剂量.带GPS的手携式数据采集器,可与办公室pc田间信息自动绘图系统组合起来,将成为未来农民巡田观察获取田地闻作物、土壤、虫害等空间信息的有力辅助工具.含背负式6通道GPS接收器锁定在8个GPS卫星上,软件可能性控制选择其中5个卫星提供的定位信息,计算出定位数据.差分定位误差校正信号由基站发出,通过R8232无线调制解调器运行于458MHz,500mw的带天线接收机上,背负装置总重量为5kg,基站信号服务范围3km.GPS信号通过电缆与便携式PC连接,便携PC带1MB RAM,1个PCMCIA RAM CA夏日.软件由菜单驱动,单功能键操作,可将田间观测者的地理位置和田间观测数据,通过便携PC和天线发往办公室PC.用软件绘出田间杂草分布图,作为施药的依据.田间观察者还可通过便携PC调阅田间区的历史数据作为参考.
2.2 深松作业远程监管系统
随着深松整地作业的不断开展,验收工作一直是较大的难题,传统验收以抽检为主,工作人员手持GPS测亩仪绕作业地块行走一圈,来测出深松作业面积,再借助铁棍、卷尺等工具进行深度抽查工作.这种验收方法存在工作量大,检测效率低,检查覆盖面少,容易发生记录错误等问题；还存在农户用非深松机具进行作业、工作人员也无法辨别等情况,作业质量管理非常难于执行.
2.2.1 深松作业远程监管系统设计与应用项目主要是与各类深松整地机配合使用,远程监管深松作业质量.该系统包括主控制器、监管机具、GPS传感器、深度传感器、九轴姿态传感器、速度传感器、配套监管机具、视频监控器及网络服务平台等设备模块.各个传感器统一安装在监管机具上,监管机具安装在深松机具上,主控制器通过一根专用数据线与各个传感器相连,安装过程简单,其他人员无法对其进行更改,出现安装、使用异常情况主控制器会报警提示.人机界面采用触屏设置方式,安装在驾驶室内,机手可以通过主控制器查看作业深度、速度及实时作业影像等相关信息,当未按规范进行作业时会提供报警提醒,机手及时做出调整来保证机手一次性作业达标.
2.2.2 在无网络的状态下,当地管理者可通过主控制器设置挂载机具的相关参数及调取完成作业达标情况.主控制器会自动将实时监测数据上传到网络服务平台,在网络服务平台上可以调取作业的位置、深度、速度、面积、图片等相关信息,进行统计、分析并输出报表.还可以根据远程管理者的需要实时在线抓拍作业图像,并与本地管理者或机手进行语音交流.该系统具有深松深度监测精度高（误差8mm以内）、可准确计算作业面积、安装和操作简便、监管机具不易更改、支持机手语音提醒、视频监控、支持本地与远程信息互通等特点,实际有效的达到深松作业监测与管理的目的.该套系统曾在辽宁的朝阳、阜新等地做了多次实验推广,深受农机 合作社和农机操作人员的一致好评.
3 启示与建议
近十年来,科学和技术发展的一个鲜明特征是日益求助于多学科融合的知识来解决问题.科学和技术愈益接近,我国农业现代化的实现需要集成现代农业生物学科、农业工程学科和现代经济管理科学的综合支持,加快用现代工程技术装备农业,一是靠政策、二是靠投入.
1）精确农业与农业机械化智能技术体系的研究,需要政府相关部门和农业科技决策部门的重视和支持.
为缩小与国外先进农业机械化智能技术差距,达到跨越发展,建议有关领导都门组织认真研究,支持国内学者参与有关国际学术交流,推动国际合作,尽怏提出一个适于我国的发展研究的建议和思路.
2）加大对地理信息系统（GIS）在我国农业资源管理与生产管理系统的应用技术开发研究；研究和对接国内外GPS精确农业技术发展与在我国农业机械化智能技术体系发展应用研究的可行性及技术政策建议.
3）促进农业机械化智能技术体系专家与信息科技专家的协作,使有关农业生产模块、模型,农业专家系统,多媒体农业知识系统的现有研究成果组装集成；尽快为我国农业科技普及推广提供一种有效的信息科技支持手段.
4）支持和加大“精确农业”技术体系的农业生物环境信息采集装置与处理系统开发研究.
参考文献
[1] 梁建辉.农业机械化在精确农业的应用[J].农业开发与装备,2015,（9）：43.
农业机械化论文参考资料：
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