房師尊

【摘? 要】農業(yè)機械導航技術是在農業(yè)生產過程中自動控制的技術，也是當前國家農業(yè)研究領域的重點。本文重點研究農業(yè)機械的自動導航技術，回顧和分析其研究進展，總結生產過程中的各種操作經驗和提高生產效率的措施，促進中國農業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，并為農業(yè)機械科技進步提供理論指導。

【關鍵詞】農業(yè);機械導航技術;發(fā)展

引言

隨著社會經濟的飛速發(fā)展，與科學技術有關的研究成果已在我國各個領域得到應用。農業(yè)機械化的加速發(fā)展不僅改變了傳統(tǒng)的耕作方式，而且逐步將信息技術融入農業(yè)。農業(yè)機械導航技術是航天衛(wèi)星技術、計算機輔助技術和農業(yè)工程技術等先進技術的應用，可提高田間作業(yè)的質量和效率，改善駕駛員操作方法，并為農民提供實用的耕作方法。

1.農業(yè)機械導航技術應用的主要方向

1.1定位檢測田間土壤性質

土壤的組成和質量是影響農作物的關鍵因素。在傳統(tǒng)模式中，通常使用大規(guī)模土壤采樣方法來收集有關該地區(qū)農業(yè)種植土壤的信息。以農業(yè)機械導航技術為基礎設計的農作物土壤信息監(jiān)測系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對種植區(qū)土壤成分和質量信息的快速采集與監(jiān)測。GPS導航系統(tǒng)用于對需要監(jiān)測的土壤為之進行準確的定位，制定最佳路線，快速完成該地區(qū)土壤信息的采集和監(jiān)測，而GIS系統(tǒng)對于土壤的檢測結果進行接收整理、存儲并下載到主機。實現(xiàn)對農業(yè)土壤信息的精確收集跟蹤，并已用于現(xiàn)代農業(yè)生產中。

1.2實現(xiàn)對施肥數(shù)量的靈活控制

通過對土壤性質的分析，可以精確地了解不同區(qū)域土壤的豐富和缺失成分。根據(jù)土壤養(yǎng)分的缺乏和不同生長時期不同農作物對養(yǎng)分的需求，采用導航技術控制的噴霧器可以準確實現(xiàn)不同地區(qū)農作物的及時施肥，并補充其他養(yǎng)分，從而有效地控制了肥料的種類，施肥的頻率。用傳感器很好地檢測土壤環(huán)境的濕度，并根據(jù)計算機獲得的監(jiān)視信息確定是否需要灌溉農作物?；虿捎迷摷夹g對農作物進行施肥和灌溉，結合植物的特定生長狀態(tài)和土壤成分的狀態(tài)，精細計算施肥量。這不僅減少了施肥的頻率和施肥的成本，而且考慮到了對作物進行有效而精確的施肥的要求，減少了由于化肥過量使用而造成的環(huán)境污染。

1.3用無人種植技術節(jié)省勞動力

無人種植作業(yè)是農業(yè)機械導航技術應用的一個分支，其特點是：利用農業(yè)機械導航技術來進行農業(yè)機械的種植和維護作業(yè)，在無人看管的條件下提供精確高效的農作物。將多旋翼無人機用于植物保護操作是近年來出現(xiàn)的一種新的植物保護方法，也是農業(yè)自動導航技術應用的良好方向。由于無人機對植物的保護消除了許多影響地面運行的因素，因此它更適合于導航技術，主機側依靠無線網(wǎng)絡將播種操作信號傳輸?shù)教囟ǖ霓r業(yè)機械設備，包括播種面積，農作物數(shù)量和周圍環(huán)境信息;農業(yè)機械和設備收到指令信號后，請遵循內部導航系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行無人值守種植操作;在操作過程中，實時收集導航信號并發(fā)送回主機，以判斷所植入的地理導航信息是否正確;無人機在接收到來自控制端的信號后可以按照預定的平面和軌跡進行操作;無人駕駛飛機可以自我糾正導航偏差，并且可以在操作完成或電池不足且農藥不足時自動返回家中。

1.4對作物產量展開動態(tài)監(jiān)控

準確收集農作物產量信息也是農業(yè)機械導航技術的應用領域。具體而言，設計人員通常將GPS設備和傳感器安裝在聯(lián)合收割機和其他設備上，以實現(xiàn)此功能。其中，GPS設備主要用于精確定位農作物收割地，并指導農業(yè)機械和設備執(zhí)行精確和自主的操作。傳感器用于檢測產量信息并將結果中繼到主機。例如，質量傳感器用于收集農作物重量信息，水分傳感器用于收集農作物水分信息。實現(xiàn)水稻收割的無人值守操作，并準確控制水稻收割量。

1.5引導大面積農業(yè)作業(yè)與航空作業(yè)

為了解決農業(yè)生產的問題，很難根據(jù)當?shù)氐牡匦魏蜌夂蚝侠淼亟M織線下空中作業(yè)，提高工作效率并制定相應的運行軌道，通過GIS技能，可以通過GPS獲得精確的位置，并在適當?shù)臅r間提醒駕駛員。

2.農業(yè)機械導航技術的未來發(fā)展趨勢

2.1農機物聯(lián)網(wǎng)導航技術

隨著時代的變化和互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術已經成為新時代的象征，加速智能農業(yè)和精確農業(yè)的進程將進一步擴大現(xiàn)代農業(yè)中的物聯(lián)網(wǎng)技術范圍。在農業(yè)機械的自動控制中，物聯(lián)網(wǎng)技術將開始解決自主自動導航系統(tǒng)功能組件之間的嵌入式物聯(lián)網(wǎng)問題以及幾臺農業(yè)機械之間的物聯(lián)網(wǎng)集群問題。近年來，物聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡通信技術發(fā)展中的熱門領域。通過將其與農機導航技術相結合，構建一個綜合的農業(yè)網(wǎng)絡導航系統(tǒng)，也已成為農機導航技術發(fā)展的新領域。GPS導航技術為核心，通過物聯(lián)網(wǎng)技術完成多個農業(yè)種植設備的網(wǎng)絡級聯(lián)，實現(xiàn)了多個農業(yè)機械設備的連接操作。

2.2耕地障礙物探測技術

現(xiàn)代農業(yè)耕地周圍的主要障礙物包含電線桿、植株、人等，農業(yè)機械設備如何在無人監(jiān)管的條件下對這些障礙物進行精準躲避，完成作業(yè)，是傳統(tǒng)農機功能設計無法解決的問題，而基于農業(yè)機械導航技術能夠完成這一任務。當然，還需要繼續(xù)完善，解決當前存在的細節(jié)問題，包括分辨不同的障礙物品類，制定新作業(yè)路徑規(guī)劃等，都有待在今后的研究中進一步解決。

現(xiàn)代農田周圍的主要障礙包括電線桿、植物、人等。導航技術對于解決該問題非常便捷，當然，仍然存在許多需要解決的詳細問題，包括識別不同類型的障礙物，避讓后規(guī)劃新的開發(fā)路徑等，這些都需要在未來的研究中進一步解決。

2.3完善農業(yè)基礎信息庫

當今中國的農業(yè)已從傳統(tǒng)的粗放農業(yè)生產模式轉變?yōu)楦咝?yōu)質生產模式之一。精準農業(yè)技術已逐漸取代傳統(tǒng)的農業(yè)生產方法，成為新型農業(yè)生產模式的一部分。農業(yè)機械的管理不僅要從農業(yè)機械的使用狀態(tài)以及使用位置上著手，還要從對農業(yè)機械的測試、開發(fā)和身份驗證入手，以提高農業(yè)產業(yè)的核心競爭力和自主創(chuàng)新能力，從而發(fā)揮管理技術的智能創(chuàng)新作用。這有利于科學合理地利用有限的土地資源來提高農業(yè)生產效率[3]。通過科技手段，降低了農業(yè)生產成本，提高了農業(yè)生產效率，增強了農民的生產積極性和農業(yè)生產收入。同時，全面引入信息和計算機技術能夠對于自然資源利用率實現(xiàn)最大化，融合傳統(tǒng)農業(yè)特點，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護，促進生產力的同時實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2.4加強對傳感器技術的利用

隨著社會的不斷進步和發(fā)展，農業(yè)現(xiàn)代化已成為農業(yè)發(fā)展的必然趨勢。這對傳感器技術提出了更高的要求，以使傳感器在操作性能和測量方面將更加小型化、多功能化和互聯(lián)化，同時還應該有更高的精度標準。隨著農業(yè)機械的大規(guī)模使用，新的傳感器技術可以通過智能系統(tǒng)在農業(yè)機械的工作過程中執(zhí)行遠程故障檢測和調試，以實現(xiàn)生產自動化。例如，作為農業(yè)機械的敏感設備，角度傳感器具有巨大的任務。角度傳感器收集的信息可以詳細包括輪胎的旋轉程度，可以詳細控制工作路線，并且通過調整系統(tǒng)的第一響應可以防止發(fā)生農業(yè)機械故障。降低農作物損失的速度。角度傳感器的精確導航也提高了農機的工作速度，大大減少了受地理環(huán)境和氣候影響的因素。

3.結束語

農業(yè)生產是使人民受益的生產力，當前農業(yè)機械技術的發(fā)展水平基本可以滿足人們的需求。合理使用農機導航技術可以提高農業(yè)水平，減少農業(yè)勞動時間，有效解決近年來，能源短缺、環(huán)境污染等問題。為中國農業(yè)創(chuàng)新奠定了基礎，對中國的綜合實力發(fā)揮了極其重要的作用。

參考文獻

[1]譚晨佼，李軼林，王東飛，毛文菊，楊福增.農業(yè)機械自動導航技術研究進展[J].農機化研究，2020，42（05）：7-14+32.

[2]吳洪玉.農業(yè)機械導航關鍵技術及應用分析[J].農機使用與維修，2019（08）：74.

[3]張繼武.新時期農業(yè)機械導航定位技術應用與發(fā)展[J].農業(yè)工程技術，2018，38（20）：45+47.