王盛熹，劉俊勇

(湖北文理學(xué)院 機械工程學(xué)院，湖北 襄陽 441053)

0 引言

農(nóng)業(yè)機械中運用自動控制技術(shù)，推動了現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，機械自動化技術(shù)將傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式打破，促進了我國農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化建設(shè)進程。機械自動化生產(chǎn)最早起源于西方農(nóng)業(yè)，運用自動控制技術(shù)強化了生產(chǎn)效率。我國農(nóng)業(yè)面臨著人口眾多、耕地資源貧乏的問題，有必要加強對農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的研究，強化機械自動化的生產(chǎn)效率，將自動控制技術(shù)運用到農(nóng)業(yè)機械中，推動現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)更長久的發(fā)展。

1 農(nóng)業(yè)機械運用自動控制技術(shù)的特點

自動控制技術(shù)指的是包括補償控制、閉環(huán)控制、開環(huán)控制在內(nèi)的多種技術(shù)類別，由控制器、執(zhí)行操作設(shè)備、被控制對象以及傳感器等多個部分組成。將自動控制技術(shù)運用到農(nóng)業(yè)機械中能夠發(fā)揮出不可忽視的重要作用，推動了我國農(nóng)業(yè)機械的現(xiàn)代化發(fā)展進程，大大提高了農(nóng)業(yè)機械的運行效率，促進了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量的提升，保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟收益和良好的綜合效益，使我國的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展得到有力的推進。自動控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中具有顯著的優(yōu)勢特點，例如，其穩(wěn)定性良好、功能配置更加靈活、實現(xiàn)了實時控制等[1]。

2 我國農(nóng)業(yè)機械的自動化發(fā)展現(xiàn)狀分析

我國經(jīng)過了長期的發(fā)展，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中已經(jīng)取得了顯著的發(fā)展成績，但是農(nóng)業(yè)機械在自動化建設(shè)和發(fā)展方面仍舊存在諸多的不足和問題亟待完善，尤其是在我國不同的地區(qū)領(lǐng)域內(nèi)，存在較大的農(nóng)業(yè)自動化水平差異，偏遠的農(nóng)村地區(qū)農(nóng)業(yè)機械的自動化水平普遍較低，應(yīng)用自動化控制技術(shù)的程度不足。農(nóng)業(yè)機械在自動化發(fā)展中缺少創(chuàng)新動力，整體的農(nóng)業(yè)自動化技術(shù)智能水平偏低，和發(fā)達國家相比仍舊存在較大的提升空間。目前來講將自動化技術(shù)運用到農(nóng)業(yè)機械中，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率，使農(nóng)業(yè)勞動力需求有所減弱，但是整體的機械化水平仍舊不足，很多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中依然是以人力的方式為主開展生產(chǎn)活動，農(nóng)民只是在部分機械操作中實現(xiàn)了精細化、智能化、自動化的控制和處理?，F(xiàn)階段發(fā)達國家的農(nóng)業(yè)自動化技術(shù)逐漸完善并趨于飽和，我國的農(nóng)業(yè)自動化應(yīng)更進一步的研究和深入探索，致力于發(fā)揮出自動控制技術(shù)的優(yōu)勢，推動農(nóng)業(yè)機械的自動化發(fā)展，提高我國農(nóng)業(yè)機械的自動化水平[2]。

3 自動控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的具體運用

3.1 自動化地理信息技術(shù)應(yīng)用

在農(nóng)業(yè)機械中運用自動化控制技術(shù)，體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中自動化地理信息技術(shù)的有效應(yīng)用，地理信息系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)自動化發(fā)展中的重要技術(shù)手段，通過地理信息技術(shù)和自動控制技術(shù)的融入和有效運用，使農(nóng)業(yè)科學(xué)工作和技術(shù)之間的關(guān)聯(lián)更加緊密，發(fā)揮了二者的技術(shù)優(yōu)勢作用，提高了農(nóng)業(yè)機械的自動化水平。例如，地理信息系統(tǒng)可以對相關(guān)數(shù)據(jù)進行詳細的監(jiān)測，包括土壤數(shù)據(jù)、土地農(nóng)作物數(shù)據(jù)等，分析土壤環(huán)境和農(nóng)作物的生長周期等各項具體情況，對整體的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率進行綜合性的評估，實現(xiàn)信息動態(tài)化管理的最終目標[3]。以農(nóng)作物的病蟲災(zāi)害為例，運用地理信息系統(tǒng)可以將農(nóng)作物病蟲害的受災(zāi)面積、受災(zāi)程度等準確、全面的反映出來，展開詳細的分析工作，由相關(guān)人員結(jié)合獲取到的數(shù)據(jù)信息，制定切實可行的針對性解決措施，大大減少了投入生產(chǎn)中的人工成本。避免發(fā)生人力資源浪費的情況，減少了投入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的時間，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動化水平[4]。

3.2 施肥自動控制技術(shù)應(yīng)用

現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展目標是實現(xiàn)最終的自動化、智能化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理工作，例如，可以在農(nóng)業(yè)的施肥、灌溉水源等多個環(huán)節(jié)進行自動化的控制，保證化肥、水資源良好的利用效率，促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平和生產(chǎn)效率的提升。以施肥控制為例，在施肥控制工作中運用自動控制技術(shù)，可以結(jié)合灌溉與施肥這兩個重要的環(huán)節(jié)，將肥料和水在壓力作用下充分結(jié)合在一起，實現(xiàn)自動化的施肥目標?，F(xiàn)代化的自動施肥灌溉改變了傳統(tǒng)的施肥灌溉模式，在時間、人力、材料成本上最大程度的減少了投入，提高了施肥工作的準確性，強化施肥的綜合效率。運用施肥自動控制技術(shù)使農(nóng)業(yè)機械的現(xiàn)代化、智能化水平有所提升，推動了農(nóng)業(yè)自動化更好的發(fā)展[5]。

3.3 自動化溫室控制技術(shù)應(yīng)用

我國快速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機械中，有效發(fā)揮了自動控制技術(shù)的作用，給農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)方式帶來了全新的發(fā)展機遇，運用自動化溫室控制技術(shù)，降低了天氣對農(nóng)作物形成的不利影響。我國的農(nóng)業(yè)溫室大棚產(chǎn)業(yè)快速崛起，運用通風設(shè)備、室內(nèi)采光設(shè)備等，實現(xiàn)了對溫室大棚的科學(xué)合理控制，使其保持適宜的溫濕度。通過精密溫度控制系統(tǒng)，發(fā)揮自動化溫室控制技術(shù)的有效作用，使自動控制技術(shù)和溫度控制系統(tǒng)相結(jié)合，提高了溫度控制的自動化水平，達到了自動化控制溫度的目標。在必要的情況下，可以將自動溫度感應(yīng)器安裝到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中，對溫室大棚的室內(nèi)溫度、濕度以及二氧化碳含量進行隨時隨地的監(jiān)測，向控制中心自動傳送數(shù)據(jù)。經(jīng)過數(shù)據(jù)中心的預(yù)算和分析研究后，得出最后的實施方案，以此為依據(jù)對室溫進行自動的調(diào)整，可以打開溫室大棚的通風窗、空氣循環(huán)機等相關(guān)設(shè)備，保證能夠根據(jù)農(nóng)作物的生長狀態(tài)和需求，對室內(nèi)溫度進行合理的調(diào)控。

3.4 視覺識別技術(shù)應(yīng)用

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的農(nóng)作物種類比較多，不同的農(nóng)作物對光照的需求也存在一定的差異，以種植了多種蔬菜的大棚為例，人工方式下調(diào)整光照強度、對蔬菜的生長周期進行分析是一項系統(tǒng)、強度較大的工程，需要投入的人工成本較高。農(nóng)業(yè)機械的自動化控制技術(shù)發(fā)揮了視覺識別技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢，結(jié)合農(nóng)作物的實際種植情況，將視覺識別系統(tǒng)添加到蔬菜大棚的自動化控制系統(tǒng)內(nèi)，可以區(qū)分大棚內(nèi)不同的蔬菜。結(jié)合處于不同生產(chǎn)周期內(nèi)的蔬菜類別，觀察其外觀變化，調(diào)整棚內(nèi)的自動遮光系統(tǒng)，通過轉(zhuǎn)動遮光設(shè)施可以控制光照強度的變化，滿足不同蔬菜作物的光照需求。這一過程中，農(nóng)戶的勞動成本大大降低，不需要過多的人員參與即可完成視覺識別技術(shù)的應(yīng)用過程。視覺識別是農(nóng)業(yè)機械自動控制技術(shù)中的一項技術(shù)性較強的應(yīng)用，投入成本高，因此在具有較高附加值的蔬菜種植中較為實用。目前在我國的普通農(nóng)業(yè)種植中并未普及該技術(shù)，未來一段時間內(nèi)，仍舊要在農(nóng)業(yè)的機械自動化發(fā)展中，不斷地探索加強對自動控制技術(shù)的有效運用，推廣新技術(shù)、引進新設(shè)備，強化我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)綜合實力。

3.5 自動采摘技術(shù)應(yīng)用

自動采摘技術(shù)被廣泛的運用到我國的農(nóng)業(yè)機械和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，這一技術(shù)立足于計算機系統(tǒng)和計算機應(yīng)用，設(shè)置相應(yīng)的采摘方式和采摘路徑，借助相應(yīng)的指令要求對設(shè)備進行合理的控制。自動采摘技術(shù)是按照規(guī)定的路線前進，采摘設(shè)備會根據(jù)自動傳感器的反饋，分析和判斷蔬菜的生長情況，當農(nóng)作物滿足采摘的條件時，采摘設(shè)備會結(jié)合其它的各項因素，決定是否要對農(nóng)作物進行采摘。該技術(shù)的自動化水平較高，在全面自動化的蔬菜大棚中適用性較強，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效益，廣泛運用自動采摘技術(shù)，能促進我國的農(nóng)業(yè)機械自動化水平有所提高，推動了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更快、更好的發(fā)展。

4 結(jié)論

綜上所述，農(nóng)業(yè)機械的自動控制技術(shù)應(yīng)用在未來仍有很大的發(fā)展空間，需要相關(guān)人員不斷的探索和研究，在農(nóng)業(yè)機械中提高自動控制技術(shù)的應(yīng)用水平，解決現(xiàn)階段我國農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展中存在的普遍問題。強化現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)力，推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)與發(fā)展。