謝 舒 李秀梅 黎子明

（江西省農(nóng)業(yè)機械研究所，江西南昌 330000）

1 農(nóng)業(yè)機械智能化的特點

農(nóng)業(yè)機械智能化指農(nóng)業(yè)設(shè)備中配備有CPU（中央處理芯片）與無線通訊系統(tǒng)及傳感器的現(xiàn)代化農(nóng)機，其特點主要是通過加裝在農(nóng)業(yè)機械上的微型計算機，實現(xiàn)對傳感器傳回的各種信號進行全面有效的邏輯運算與傳導(dǎo)，然后發(fā)出適宜的指令驅(qū)動農(nóng)業(yè)機械完成相應(yīng)的正確動作，較快地實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與農(nóng)業(yè)管理的智能化，真正提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率[1]。運用農(nóng)業(yè)機械智能化進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，一方面規(guī)范了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程，進一步提高了生產(chǎn)的效率與機械化水平；另一方面還降低了農(nóng)業(yè)勞作人員的工作強度，通過智能化操作能夠較好地監(jiān)視農(nóng)業(yè)的作業(yè)過程，從而有效避開不良的工作環(huán)境，減少對環(huán)境的破壞與浪費，真正提高了農(nóng)業(yè)機械智能化水平。

2 國內(nèi)外農(nóng)業(yè)機械智能化的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國外研究情況國外對農(nóng)業(yè)機械智能化的研究較早，并開始對傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機械進行改造與升級，一些先進的高新技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面得到運用，較好地提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。例如，美國利用衛(wèi)星定位技術(shù)提高農(nóng)業(yè)機械智能化水平，在大型拖拉機上安裝GPS全球定位系統(tǒng)，通過衛(wèi)星導(dǎo)航與電腦控制完成各項田間作業(yè)，能夠?qū)崿F(xiàn)精確耕作、減少在耕作過程中出現(xiàn)漏耕或者重疊等現(xiàn)象；通過計算機控制系統(tǒng)完整記錄整個作業(yè)過程，有利于全面分析采集土壤中的數(shù)據(jù)，進而實現(xiàn)交換與精準作業(yè)，達到全面提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的目的。

在田間害蟲自動監(jiān)測系統(tǒng)方面，國外將無線傳輸、電子機械以及物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來，同時將生物信息素等技術(shù)融入其中組成監(jiān)測系統(tǒng)，利用搭建在田間的智能監(jiān)測設(shè)備能夠達到無公害誘捕殺蟲目的，經(jīng)濟環(huán)保。農(nóng)業(yè)工作者能夠遠程了解田間蟲情，進而根據(jù)出現(xiàn)的情況自動制定出有效的防治措施。該監(jiān)測系統(tǒng)主要具有誘捕害蟲、采集環(huán)境參數(shù)、數(shù)量統(tǒng)計、數(shù)量采集、數(shù)量傳輸?shù)裙δ?，能夠較好地實現(xiàn)對害蟲的定向誘捕及分類和統(tǒng)計，通過遠程檢測實現(xiàn)自動化與智能化的蟲害預(yù)警，全面有效提高了農(nóng)作物的病蟲害監(jiān)測水平。

此外，英國開發(fā)了帶有電子監(jiān)測系統(tǒng)（EMS）的拖拉機，該裝備能夠?qū)r(nóng)業(yè)作業(yè)機具的耕作情況、播種的深度與寬度等方面的信息進行自動判斷，同時具備故障診斷以及工作狀態(tài)液晶顯示的功能，大大提高了耕作效率。日本研發(fā)的小型智能化農(nóng)機裝備能夠?qū)崿F(xiàn)對農(nóng)作物的智能化控制，依靠全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)與計算機技術(shù)對施肥噴藥進行精準控制，提高了農(nóng)業(yè)智能化與機械化的管理水平。

2.2 國內(nèi)研究情況20世紀90年代至今，我國在農(nóng)機機械智能化研究方面取得了較大進展，一些高水平的智能化機械不斷得到升級并運用在實際的農(nóng)作生產(chǎn)過程中，較快地提高了農(nóng)業(yè)機械智能化的技術(shù)水平。例如，研發(fā)的谷物聯(lián)合收割機，在田間實際運用過程中，能夠較好地全面完成對谷類作物的高效率收割與脫粒，進而實現(xiàn)作物的分離莖桿與清除雜余等功能。該系統(tǒng)能夠及時獲取農(nóng)作物精確的產(chǎn)量分布數(shù)據(jù)，甚至連谷物的濕度分布情況以及田間海拔的高程分布數(shù)據(jù)等情況也能夠進行測算。在智能化施肥機械方面，我國福田雷沃國際重工股份有限公司聯(lián)合其他單位共同研制了“2BYFZ-4型智能玉米精密播種施肥機”，該機械設(shè)備通過自主研發(fā)傳感器進而對農(nóng)作物進行種子檢測及自動補種系統(tǒng)，全面實現(xiàn)化肥檢測功能。此外，結(jié)合作物的種類與土壤肥力情況全面有效控制施肥量，還能實現(xiàn)株距與施肥量的電動無級調(diào)節(jié)功能，能夠真正有效地提高肥料的利用率，降低投入與管理成本。

在靶噴、霧噴藥技術(shù)方面，我國研制出果園自動對靶噴霧機，全面解決了果園病蟲害防治現(xiàn)存的農(nóng)藥利用率低與環(huán)境污染等方面的問題；在智能化播種機械方面，國內(nèi)借助全球定位技術(shù)研制出了集智能變量播種、施肥與旋耕復(fù)合機于一體的裝備，能夠一次性實現(xiàn)播種、施肥等不同功能。此外，對于智能化設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備，通過利用傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)以及通訊技術(shù)相互結(jié)合，研制出了溫室環(huán)境監(jiān)測及自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了對溫室內(nèi)氣候與土壤參數(shù)的監(jiān)測與遠程監(jiān)控功能，進而通過計算機或者手機實現(xiàn)對可視化遠程的監(jiān)控功能，由此推動了農(nóng)業(yè)機械智能化水平的發(fā)展。

3 農(nóng)業(yè)機械智能化發(fā)展的方向

3.1 人機交互隨著農(nóng)業(yè)機械智能化技術(shù)與水平的不斷發(fā)展，未來農(nóng)業(yè)機械智能化發(fā)展水平與應(yīng)用領(lǐng)域?qū)訌V泛，農(nóng)機裝備進一步推動了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展，要想更快地實現(xiàn)從農(nóng)業(yè)大國向農(nóng)業(yè)強國的轉(zhuǎn)變，國內(nèi)的農(nóng)業(yè)機械轉(zhuǎn)型升級迫在眉睫。隨著微電子與計算機技術(shù)的發(fā)展，諸如人機界面顯示以及人性化機械功能的農(nóng)業(yè)裝備的出現(xiàn)，成為提升人機交互水平的重要體現(xiàn)，由此適時調(diào)整農(nóng)機作業(yè)的效率，能夠確保農(nóng)業(yè)機組高效運轉(zhuǎn)。

3.2 無人機無人機在農(nóng)機機械方面能夠降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，全面提高農(nóng)作物產(chǎn)量，例如大疆創(chuàng)新研制出的MG-1農(nóng)業(yè)植保機具有高效環(huán)保、精準作業(yè)、操作簡單、智能化等特點，能夠為廣大農(nóng)戶節(jié)省生產(chǎn)成本。未來農(nóng)機機械可利用無人機對農(nóng)田信息、病蟲害、灌溉情況及農(nóng)作物長勢情況進行監(jiān)測，例如，無人機通過航拍的圖片能夠全面了解農(nóng)作物的生長環(huán)境等各項數(shù)據(jù)信息與指標（例如：灌溉到土壤變異作物的病蟲害以及細菌侵襲等問題），實現(xiàn)有效管理[2]。同時，運用微型無人機搭載特殊的光譜分析儀，能夠?qū)r(nóng)作物的農(nóng)田作物、果園中病蟲害及其類型進行分析，從而獲得高分辨率的圖像以及高精度的數(shù)據(jù)信息。此外，無人機還能夠輔助農(nóng)業(yè)保險核實受災(zāi)情況，大大提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)范性。

3.3 農(nóng)業(yè)機器人目前，農(nóng)業(yè)機器人對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的育秧、移苗以及嫁接作物收獲等方面得到廣泛運用，有效解決了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中勞動力匱乏與生產(chǎn)效率偏低的問題。因此，未來的農(nóng)業(yè)機器人應(yīng)更多地借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，研發(fā)更多的農(nóng)業(yè)機器人裝備。例如：施肥機器人能夠根據(jù)不同的土壤情況進行施肥，從而可以降低農(nóng)業(yè)成本，改善地下水質(zhì)。同時，利用全球定位系統(tǒng)（GPS）與拖拉機綜合技術(shù)結(jié)合，研制出可準確施用除草劑除草的機器人，通過GPS接收器能夠準確確定雜草的坐標位置，然后通過機載桿式噴霧器即可啟動化學(xué)除草劑按鍵，準確地噴撒到雜草上，達到有效除草的目的。此外，對于作物種植機器人，工作人員通過在觸摸屏上設(shè)定相關(guān)的地點參數(shù)，機器人就能感應(yīng)盆栽并自動將作物種子移動到相應(yīng)的目的地行進種植；果實分檢機器人能夠?qū)崿F(xiàn)果實分檢自動化，通過光電圖像辨別和提升分檢機械組合裝置，全面實現(xiàn)大小果實的分揀與裝運且不會傷到果實的外皮。

3.4 智能化管理系統(tǒng)對于農(nóng)機智能化管理系統(tǒng)而言，融機械技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與控制技術(shù)于一體，通過無線通信完成各項數(shù)據(jù)的交換，進而制訂詳細的農(nóng)事操作方案與機械作業(yè)計劃。在此基礎(chǔ)上，智能化管理系統(tǒng)通過GPS天線與通信終端，實現(xiàn)自動發(fā)送位置、運轉(zhuǎn)、保養(yǎng)等信息，進而實現(xiàn)運轉(zhuǎn)狀況管理、監(jiān)視防盜并對突發(fā)問題進行自動通知與應(yīng)對功能，真正提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率與管理水平。

3.5 精細農(nóng)業(yè)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，精細農(nóng)業(yè)還可稱為計算機輔助農(nóng)業(yè)，是基于信息與知識的農(nóng)田作物生產(chǎn)經(jīng)營管理技術(shù)，根據(jù)農(nóng)業(yè)科學(xué)知識制訂合理的農(nóng)田和農(nóng)作物的栽培管理方案，進而有效分配農(nóng)業(yè)作業(yè)并能規(guī)避生產(chǎn)過程中的風險，由此大大降低了農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)成本，同時也提高了土地的利用效率。同時，精細農(nóng)業(yè)能夠較好地監(jiān)控作物的生長狀況，監(jiān)測土壤中的養(yǎng)分含量情況，并且結(jié)合實際作物的生長周期與生長條件供給適合的水分與養(yǎng)分。此外，可以通過一系列改善措施規(guī)避生產(chǎn)風險，大大降低生產(chǎn)的成本，真正提高了土地的利用價值與利用效率[3]。

4 結(jié)語

目前，農(nóng)業(yè)機械智能化對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的作用日益突出，有利于降低農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率；另一方面，通過農(nóng)業(yè)機械智能化的運用，能夠減少對環(huán)境的破壞，提高了利用效率，相信在今后的發(fā)展過程中，會有更多的農(nóng)機智能化產(chǎn)品真正得到實際應(yīng)用，能夠有效提高我國的農(nóng)業(yè)機械化水平。