李香服 ， 張 華

（河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)大學(xué)，河北 石家莊 050019）

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)耕種方式已經(jīng)不適用于現(xiàn)代化社會(huì)，采用傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械難以滿足各個(gè)地區(qū)對(duì)食物的需求，還會(huì)降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量。而隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)、信息技術(shù)、智能化技術(shù)的迅猛發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械中融入智能化技術(shù)逐漸受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。

1 智能化技術(shù)

智能化技術(shù)作為新世紀(jì)的產(chǎn)物，為各個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。研究智能化技術(shù)，能夠讓設(shè)備具有智能化的特點(diǎn)，人們可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控，節(jié)省大量的工作時(shí)間，若將其融入農(nóng)業(yè)機(jī)械中，可以改變機(jī)械工作原理，使其逐漸向智能化方向發(fā)展，減輕農(nóng)民耕種壓力。同時(shí)，還能改變農(nóng)民的作業(yè)環(huán)境，在保證生產(chǎn)質(zhì)量的情況下，大幅度提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率?，F(xiàn)階段，此技術(shù)正處于迅猛發(fā)展?fàn)顟B(tài)中，不斷完善和更新，使其具有更多元化的功能，可以為各個(gè)領(lǐng)域提供幫助，而不僅僅局限于農(nóng)業(yè)機(jī)械[1]。

2 應(yīng)用智能化技術(shù)的意義

現(xiàn)階段，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，智能化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)，而將其融入到農(nóng)業(yè)技術(shù)中，可以代替人工進(jìn)行作業(yè)，不需要農(nóng)民實(shí)際操作，只需要進(jìn)行監(jiān)督，便可以展開(kāi)科學(xué)種植，為廣大民眾提供高質(zhì)量的糧食和蔬菜。智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械可以實(shí)現(xiàn)自我監(jiān)測(cè)，通過(guò)安裝傳感設(shè)備，能夠第一時(shí)間了解機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)[2]。同時(shí)，當(dāng)前傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代化要求，需要借助智能化技術(shù)改善農(nóng)業(yè)機(jī)械的性能，確保大幅度提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展具有幾千年的歷史，人力作業(yè)和牲畜作業(yè)已經(jīng)深深烙印在部分農(nóng)民思想中，難以撼動(dòng)，但此種方法作業(yè)效率較低，并且應(yīng)用零星，農(nóng)業(yè)機(jī)械常常受到各個(gè)區(qū)域地理位置的影響，因此采用智能化機(jī)械已經(jīng)成為一項(xiàng)迫在眉睫的工作。

3 農(nóng)業(yè)機(jī)械中智能化技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 環(huán)境感知技術(shù)

隨著人們生活水平的提高，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式發(fā)生改變，智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械的優(yōu)勢(shì)充分展現(xiàn)出來(lái)，智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械根據(jù)具體農(nóng)作物的特點(diǎn)以及種植環(huán)境進(jìn)行靈活調(diào)整，為提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量奠定基礎(chǔ)，為人民群眾提供更多優(yōu)質(zhì)的農(nóng)副產(chǎn)品。當(dāng)前，一些農(nóng)業(yè)企業(yè)逐漸加大資金投入力度，大量購(gòu)買智能化機(jī)械，以此減少人力成本的投入，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。具體而言，環(huán)境感知技術(shù)成為應(yīng)用比較頻繁的智能化技術(shù)，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械展開(kāi)合理改革和創(chuàng)新，需要專業(yè)技術(shù)人員加大研究力度，提高機(jī)械的可靠性，保證機(jī)械安全穩(wěn)定地運(yùn)行。

同時(shí)，大多相關(guān)企業(yè)會(huì)根據(jù)市場(chǎng)變化情況，以及人們實(shí)際需求，引入智能化技術(shù)取代人工操作，避免由于人工操作失誤而產(chǎn)生重大的安全事故。在這一背景下，環(huán)境感知技術(shù)的優(yōu)勢(shì)逐漸被發(fā)現(xiàn)，將其與農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行有效融合，可幫助農(nóng)民快速完成作業(yè)任務(wù)。另外，可以將環(huán)境感知技術(shù)與激光雷達(dá)等設(shè)備進(jìn)行融合，將各種類型和功能的設(shè)備進(jìn)行有機(jī)組合，不斷豐富農(nóng)業(yè)機(jī)械的功能，更好地為農(nóng)民服務(wù)。農(nóng)業(yè)機(jī)械未來(lái)發(fā)展過(guò)程中，隨著研究力度不斷增大，機(jī)械智能化水平會(huì)顯著提升，能夠?qū)崿F(xiàn)主動(dòng)檢測(cè)障礙物[3]。

3.2 自動(dòng)化控制技術(shù)

目前，若想更充分實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)智能化，加快農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，需要注重自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)研發(fā)不斷深入，自動(dòng)化控制技術(shù)深受各個(gè)行業(yè)的喜愛(ài)，已經(jīng)在發(fā)達(dá)國(guó)家被廣泛應(yīng)用，在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用范圍也日漸廣泛，為很多領(lǐng)域提供幫助，促使生產(chǎn)具有自動(dòng)化的特點(diǎn)，能夠有效幫助企業(yè)減少資金的投入，還能保證生產(chǎn)質(zhì)量。對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，農(nóng)民在進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)或者進(jìn)行田間管理時(shí)，會(huì)借助一些農(nóng)業(yè)機(jī)械開(kāi)展工作，并在機(jī)械上安裝監(jiān)控系統(tǒng)。譬如，在收割機(jī)和拖拉機(jī)中安裝監(jiān)控平臺(tái)，以便于操作人員及時(shí)了解田間實(shí)際情況，使其可以不斷調(diào)整作業(yè)計(jì)劃，避免影響整個(gè)收割效率。同時(shí)，還可以將自動(dòng)化控制技術(shù)融入一些比較大型的農(nóng)機(jī)設(shè)備中，應(yīng)用效果更加明顯。例如：一些大型的收割機(jī)、插秧裝置等，通過(guò)安裝自動(dòng)化控制系統(tǒng)，能夠幫助工作人員系統(tǒng)化管理整個(gè)生產(chǎn)和加工流程，真正實(shí)現(xiàn)24小時(shí)監(jiān)控，節(jié)省人工成本和物力成本的投入，還能讓農(nóng)副產(chǎn)品的質(zhì)量有質(zhì)的飛躍[4]。

現(xiàn)如今，自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用手段得到有效完善，機(jī)械自動(dòng)化水平顯著提升，通過(guò)引入智能化技術(shù)，結(jié)合具體生產(chǎn)情況，建立完善的自動(dòng)化控制系統(tǒng)和平臺(tái)，能夠幫助工作人員及時(shí)獲得農(nóng)作物的全部信息。主要工作原理是，通過(guò)對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行系統(tǒng)性的研究和分析，之后結(jié)合各種農(nóng)作物的生長(zhǎng)習(xí)慣，以及對(duì)生活環(huán)境的要求、具體種植特點(diǎn)等，掌握影響作物正常生長(zhǎng)的因素，利用傳感裝置將各項(xiàng)信息進(jìn)行整理和匯集。再用傳感裝置對(duì)所有信息數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)化統(tǒng)計(jì)，將統(tǒng)計(jì)結(jié)果上傳至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)仔細(xì)研究，制定完善的工作計(jì)劃。通過(guò)以上闡述可以充分發(fā)現(xiàn)自動(dòng)化控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，擴(kuò)大農(nóng)業(yè)機(jī)械的應(yīng)用范圍，實(shí)現(xiàn)自我調(diào)節(jié)和自我操縱，確保農(nóng)機(jī)長(zhǎng)期處于安全運(yùn)行狀態(tài)，避免出現(xiàn)各類故障[5]。

3.3 農(nóng)機(jī)定位技術(shù)

應(yīng)用農(nóng)機(jī)定位技術(shù)，在農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行自動(dòng)作業(yè)時(shí)，能夠方便農(nóng)民實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其運(yùn)行狀態(tài)以及運(yùn)行線路，顯著提升機(jī)械的自動(dòng)化駕駛水平。具體而言，通過(guò)有效引入定位技術(shù)，幫助農(nóng)民在短時(shí)間內(nèi)了解農(nóng)機(jī)位置和農(nóng)機(jī)速率測(cè)定等多個(gè)內(nèi)容，不需要委派專業(yè)人員到現(xiàn)場(chǎng)查看，就能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)控，之后根據(jù)作業(yè)情況，靈活調(diào)整后期工作方案，自動(dòng)完成整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。同時(shí)，作業(yè)過(guò)程中可以通過(guò)全球定位系統(tǒng)，幫助工作人員及時(shí)獲得設(shè)備的基本情況，結(jié)合有關(guān)調(diào)查結(jié)果得出，國(guó)內(nèi)在應(yīng)用智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械時(shí)，大多通過(guò)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，提高定位效果，為實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供便利。

應(yīng)用農(nóng)機(jī)定位技術(shù)時(shí)，還可以借助機(jī)器視覺(jué)定位方法，在此種技術(shù)的支持下，能夠短時(shí)間內(nèi)完成對(duì)影像的整理和分析工作，掌握農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)時(shí)位置，并且機(jī)械還能主動(dòng)測(cè)量與農(nóng)作物之間的距離，實(shí)現(xiàn)科學(xué)生產(chǎn)。此外，還可以通過(guò)慣性導(dǎo)航定位的方法，通過(guò)發(fā)揮慣性測(cè)量單元的作用，快速掌握機(jī)械的慣性和旋轉(zhuǎn)等各項(xiàng)信息，幫助機(jī)器快速計(jì)算出后期工作位置。若想提升智能化技術(shù)應(yīng)用效果，需要結(jié)合具體情況，重視前期準(zhǔn)備工作，采用合理的技術(shù)和系統(tǒng)，達(dá)到精準(zhǔn)定位的目的[6]。

3.4 電子智能技術(shù)

近年來(lái)，國(guó)家加大各地區(qū)環(huán)境治理力度，倡導(dǎo)低碳環(huán)保理念和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，促使各種電子智能得到有效推廣和應(yīng)用，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供很多幫助，促進(jìn)農(nóng)業(yè)飛速發(fā)展，有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)存在的弊端，展開(kāi)準(zhǔn)確施工，深受種植戶的喜愛(ài)。譬如，應(yīng)用電子智能技術(shù)，再根據(jù)農(nóng)機(jī)作業(yè)特點(diǎn)，制造出一種多功能農(nóng)業(yè)機(jī)械，可以獨(dú)立完成耕種、采摘等環(huán)節(jié)，最大限度上減少資金的投入。不僅如此，為了顯著提高生產(chǎn)效率，種植戶可以投入適當(dāng)?shù)馁Y金，搭建太陽(yáng)能發(fā)電裝置，保證溫室大棚具有充足的電力能源，減少電能的消耗。種植戶可以根據(jù)電子系統(tǒng)實(shí)時(shí)了解溫室大棚內(nèi)部的溫度，之后進(jìn)行合理調(diào)整[7]。此外，也可以將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入到農(nóng)業(yè)機(jī)械。具體而言，通過(guò)合理應(yīng)用農(nóng)業(yè)信息感知設(shè)備，借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)農(nóng)作物的特點(diǎn)、生長(zhǎng)環(huán)境、作業(yè)工具等進(jìn)行虛擬驗(yàn)收，提高信息交流效果，以此實(shí)現(xiàn)智能化管理農(nóng)業(yè)對(duì)象以及整個(gè)生產(chǎn)流程?，F(xiàn)階段，此種技術(shù)多被應(yīng)用于育種、監(jiān)測(cè)農(nóng)業(yè)環(huán)境等工作，具有良好的發(fā)展空間，農(nóng)戶利用手機(jī)軟件即可遠(yuǎn)程觀看農(nóng)作物，將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與監(jiān)測(cè)有機(jī)融合，靈活控制整個(gè)作業(yè)過(guò)程。

3.5 跟蹤控制技術(shù)

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到社會(huì)廣泛關(guān)注，其不僅關(guān)系到農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入，還影響國(guó)家未來(lái)發(fā)展，故需要加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的研究力度，重視智能化技術(shù)的應(yīng)用，促使機(jī)械設(shè)備具有自動(dòng)作業(yè)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等功能?；诖?，采用農(nóng)業(yè)機(jī)械展開(kāi)生產(chǎn)活動(dòng)時(shí)，需要注重路徑規(guī)劃工作，為機(jī)械設(shè)備順利開(kāi)展工作提供充足保障。根據(jù)有關(guān)研究，在很多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，農(nóng)民為了提高作業(yè)效率，會(huì)利用一些輔助機(jī)械設(shè)備在規(guī)定作業(yè)線路內(nèi)進(jìn)行作業(yè)。在這一背景下，將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)路徑控制作為首要工作任務(wù)，其直接決定機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)效率。當(dāng)處于農(nóng)業(yè)作業(yè)前期準(zhǔn)備階段時(shí)，農(nóng)戶都會(huì)提前應(yīng)用現(xiàn)有資源，根據(jù)以往生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合作業(yè)地點(diǎn)實(shí)際情況，系統(tǒng)化開(kāi)展路徑規(guī)劃工作，從各個(gè)方面保證機(jī)械運(yùn)行效果[8]。目前，很多地區(qū)農(nóng)業(yè)部門(mén)能夠利用一些先進(jìn)設(shè)備，解決線路規(guī)劃問(wèn)題，制定最優(yōu)的作業(yè)方案，但仍然存在一些問(wèn)題，且無(wú)法從根本上解決。而將智能跟蹤控制技術(shù)融入農(nóng)業(yè)機(jī)械中，不需要操作人員實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)督，可系統(tǒng)化記錄整個(gè)作業(yè)軌跡和流程，故此技術(shù)具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

具體作業(yè)過(guò)程中，機(jī)械會(huì)根據(jù)預(yù)期設(shè)計(jì)方案，嚴(yán)格按照路線進(jìn)行作業(yè)，一旦出現(xiàn)偏差或與軌跡不符合的現(xiàn)象，機(jī)械會(huì)第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并及時(shí)調(diào)整。而若想達(dá)到這一目的，在應(yīng)用跟蹤控制技術(shù)時(shí)，需要重視以下兩個(gè)方面，不斷加大研究力度，具體為：1）需要重視模型控制技術(shù)的應(yīng)用，研究得出，在加快農(nóng)業(yè)作業(yè)效率的基礎(chǔ)上，保障農(nóng)作物的質(zhì)量。還應(yīng)要求技術(shù)人員能夠不斷充實(shí)自身知識(shí)儲(chǔ)備，掌握機(jī)械運(yùn)動(dòng)類型以及動(dòng)力學(xué)等知識(shí)，以便于順利完成控制器的設(shè)計(jì)和優(yōu)化等工作，體現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用價(jià)值。為了保證生產(chǎn)工作按時(shí)開(kāi)展，應(yīng)結(jié)合實(shí)際做好模型應(yīng)用和建模等工作，通過(guò)靈活運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)的知識(shí)，參考慣性等科學(xué)合理的設(shè)計(jì)模型，讓農(nóng)民可以靈活控機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)。在這一過(guò)程中還要注重?cái)?shù)學(xué)模型輔助工作，要求各個(gè)工作人員能夠正視模型中存在的問(wèn)題，達(dá)到預(yù)期應(yīng)用效果，提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的智能化水平。2）融入數(shù)據(jù)控制技術(shù)。目前社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入數(shù)據(jù)化時(shí)代，各種先進(jìn)技術(shù)，例如，大數(shù)據(jù)技術(shù)、信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等被應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)中，其中人工智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)被引入農(nóng)業(yè)機(jī)械中，顯著提升了農(nóng)機(jī)自動(dòng)化操作水平[9]。

4 農(nóng)業(yè)機(jī)械中智能化技術(shù)的應(yīng)用前景

在未來(lái)發(fā)展過(guò)程中，若想讓農(nóng)業(yè)機(jī)械具有更高的智能化水平，緊跟時(shí)代的發(fā)展，需要國(guó)家提供相應(yīng)的政策，并要確保當(dāng)?shù)鼐哂休^多的經(jīng)濟(jì)支持，可以引進(jìn)一些先進(jìn)現(xiàn)代化技術(shù)，促使農(nóng)業(yè)機(jī)械具有更多的功能，為促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展作出巨大貢獻(xiàn)。具體而言，在對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行創(chuàng)新和改革的過(guò)程中，需要大量的經(jīng)濟(jì)支持、技術(shù)支持、政策支持，這是全面實(shí)現(xiàn)智能化的基礎(chǔ)。

自古以來(lái)，我國(guó)就是人口大國(guó)、農(nóng)業(yè)大國(guó)，對(duì)農(nóng)作物的需求量逐年提升，并且隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們生活水平顯著提升，人們對(duì)食品質(zhì)量的要求不斷提高。但由于傳統(tǒng)種植方法存在很多弊端，無(wú)法滿足人們的要求，而通過(guò)引進(jìn)智能化技術(shù)，不僅可以有效減輕農(nóng)戶作業(yè)壓力，還能實(shí)現(xiàn)科學(xué)種植，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植水平。在這一過(guò)程中還應(yīng)注重生態(tài)環(huán)保理念，選擇科學(xué)合理的智能化技術(shù)，構(gòu)建完善的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)體系。站在全局角度考慮，目前農(nóng)業(yè)機(jī)械正朝著全方位智能化方向發(fā)展，在不久的將來(lái)，隨著時(shí)代的進(jìn)步，農(nóng)業(yè)機(jī)械不僅僅可以融入智能化技術(shù)，還可以將大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)融入，真正進(jìn)入智慧農(nóng)業(yè)時(shí)代，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)流程[10]。

5 總結(jié)

綜上所述，農(nóng)業(yè)機(jī)械不僅僅與農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入息息相關(guān)，還關(guān)系到國(guó)家未來(lái)發(fā)展，需要政府提高重視程度，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行合理改造和創(chuàng)新，不斷優(yōu)化機(jī)械作業(yè)原理，提高整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量，促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展。而這一過(guò)程中，需要重視智能化技術(shù)的應(yīng)用，引進(jìn)跟蹤控制技術(shù)、電子智能技術(shù)、農(nóng)機(jī)定位技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)等，促使農(nóng)業(yè)機(jī)械具有較高的自動(dòng)化運(yùn)行水平，助推農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化。