江 超，岳志陽，王貝貝

（南陽職業(yè)學院，河南 南陽 474550）

在科學技術不斷發(fā)展的今天，人們越來越重視生產(chǎn)活動的效益和質量，尤其是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，生產(chǎn)效益和生產(chǎn)質量是農(nóng)民最關注的問題。農(nóng)業(yè)機械自動化的普及，極大地提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，減輕了農(nóng)民勞動負擔，但與其他產(chǎn)業(yè)比起來，農(nóng)業(yè)作業(yè)仍是較為費時費力的工作。若將計算機智能化技術應用到農(nóng)業(yè)機械自動化中，不僅能夠推進農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展，極大地提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，而且能夠保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的標準化和科學化，降低人工勞動強度，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，推動農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展。因此，計算機智能化技術在農(nóng)業(yè)機械自動化應用中起到十分重要的作用。計算機智能化技術無疑為農(nóng)業(yè)機械的自動化發(fā)展注入了新動能，廣大農(nóng)業(yè)工作者應加強農(nóng)業(yè)機械自動化技術的推廣。

1 計算機智能化技術概述

智能化技術英文簡稱AI，是對人的智力進行仿真與擴展的一種新科技。智能是人類與普通動物所不同的一個重要特點。智能是人類的感知、學習、理解和思考的力量。智能化技術是一門研究、理解、模擬人類智能，并發(fā)現(xiàn)其規(guī)律的技術。智能化技術屬于計算機科學的范疇，目的在于試圖理解智能本質并制造一種與人的智能類似的新型智能機械設備[1]。智能化技術的研究范圍包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理以及專家系統(tǒng)。從計算機智能化技術的出現(xiàn)到現(xiàn)在，其原理和功能已經(jīng)越來越完善，用途也越來越廣泛。由此可見，在不久的將來，智能化相關技術將會成為人類智慧的結晶，代表著整個世界的科學技術水平。智能化技術的運作過程是一種模仿人類意識、思維等信息的活動過程，雖然不是人類的智慧，但其思維方式和人類一樣，甚至有可能會超越人類的智慧。AI是一門具有高度挑戰(zhàn)的學科，相關工作人員需要具備一定的計算機、心理學和哲學基礎。通常而言，智能化技術的一個重要目的就是要讓機器設備去做那些要靠人的智力才能勝任的繁重工作[2]。

2 農(nóng)業(yè)機械智能化技術的主要特征

2.1 實時管控

農(nóng)業(yè)機械智能化技術是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械自動化的關鍵技術之一[3]。農(nóng)業(yè)機械自動化系統(tǒng)是以電氣控制為基礎而設計的，在具體操作時，信號傳輸速度極快，通過實時的信號對程序進行操控，實現(xiàn)了對農(nóng)業(yè)機械設備的自動化保護，以此有效地管控農(nóng)業(yè)機械設備。

2.2 高可靠度

在農(nóng)業(yè)機械設備自動化操作過程中，所有I/O的輸入、輸出信號均進行了光電隔離處理，從而實現(xiàn)了在農(nóng)機設備運行過程中，外接電路和控制器內部電路的電氣絕緣[4]。為了避免農(nóng)業(yè)機械設備在作業(yè)過程中受到影響，均對控制系統(tǒng)里的各模塊采用了相對屏蔽措施，并對電氣控制元件進行了嚴密的篩選，如選用分辨能力強、可靠性強的傳感器。

2.3 自我診斷故障

在農(nóng)業(yè)機械計算機智能化技術中，傳感技術是核心技術之一[5]。裝有傳感器的農(nóng)機設備可以快速地對數(shù)據(jù)進行實時的分析，并檢測各種類型的故障，以此提高農(nóng)業(yè)機械自動化系統(tǒng)的精準性。在惡劣的農(nóng)業(yè)作業(yè)條件下，農(nóng)業(yè)機械設備經(jīng)常會出現(xiàn)各種問題，而自動化系統(tǒng)中的傳感器具備很強的自我診斷能力。當農(nóng)業(yè)機械設備的某個零件出現(xiàn)了問題，它就會自動發(fā)出警報，停止運行，在進行診斷后，會自動修復。同時，隨著科技的飛速發(fā)展，許多高性能的處理器和處理系統(tǒng)已被開發(fā)，以確保能有效處理故障。

2.4 配置組合簡單靈活

目前，中國引進了先進的自動控制技術和傳感技術，I/O卡件的類型比較多，各大廠商生產(chǎn)的自動化控制元件和設備比較簡單，組合較為簡單靈活，可以根據(jù)各種農(nóng)業(yè)機械設備的需要，選用不同的現(xiàn)場控制系統(tǒng)，并針對不同的操作程序，選擇不同的現(xiàn)場信號，如脈沖或電位、開關量或模擬量、具有與工廠中裝置相關的 I/O模塊等。此外，目前大部分的自動控制系統(tǒng)都是模塊化的，以滿足不同的農(nóng)業(yè)機械設備的需求，如CPU、供電、I/O等組件都是模塊化的，通過支架和纜線把各個模塊相互連接，根據(jù)農(nóng)業(yè)機械設備的需要，自動配置相應的控制系統(tǒng)。

3 計算機智能化技術在農(nóng)業(yè)機械自動化中的現(xiàn)狀

3.1 基礎設施配置不足

當前，由于農(nóng)業(yè)機械智能化技術尚未普及，且計算機基礎設施配置未達到要求，致使農(nóng)業(yè)機械智能化技術無法完全地發(fā)揮作用。造成這些問題的原因主要有以下幾個方面：一是計算機更新?lián)Q代比較迅速，鄉(xiāng)村因通信設施落后，無法與計算機的快速發(fā)展相匹配；二是農(nóng)業(yè)機械智能化技術創(chuàng)新投入大，許多農(nóng)戶都支付不起；三是部分農(nóng)村的發(fā)展相對滯后，互聯(lián)網(wǎng)通信設備還不完善，一些農(nóng)戶負擔不起上網(wǎng)費用，導致計算機基礎設施配置不足，這些既制約了農(nóng)業(yè)機械智能化技術的發(fā)展，也影響了農(nóng)戶的學習創(chuàng)新熱情。

3.2 專業(yè)技術人員短缺

由于許多農(nóng)戶受教育水平普遍較低，加之缺乏計算機職業(yè)培訓等問題，許多農(nóng)戶不能熟練運用計算機技術，更無法了解農(nóng)業(yè)機械智能化技術[6]。此外，在農(nóng)村，由于工作條件惡劣等原因，很多專業(yè)技術人員不肯從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作，導致農(nóng)村專業(yè)技術人員短缺，使得計算機智能技術在農(nóng)業(yè)機械自動中的應用效果不明顯，發(fā)展速度較為緩慢。

3.3 重視程度不夠

由于傳統(tǒng)的農(nóng)耕觀念早已扎根于農(nóng)村，所以對于計算機智能技術的運用，廣大農(nóng)戶并不了解，甚至還有部分農(nóng)戶對于計算機智能技術持有懷疑的心態(tài)。

與農(nóng)業(yè)機械計算機智能化技術相比，有些農(nóng)戶更傾向于依靠以往的耕作方式，憑借自身的經(jīng)驗進行農(nóng)業(yè)作業(yè)，而忽略了計算機智能技術在農(nóng)業(yè)機械自動化中的重要作用。因農(nóng)戶未能重視農(nóng)業(yè)機械智能化技術，使得計算機智能技術無法充分發(fā)揮其應有的價值。

4 計算機智能技術在農(nóng)業(yè)機械自動化中的應用

4.1 農(nóng)作物生產(chǎn)監(jiān)測自動化

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，將智能化的農(nóng)機設備應用到實際操作中，可以使農(nóng)作物的監(jiān)測工作達到自動化水平。在安裝自動化的農(nóng)業(yè)機械系統(tǒng)后，電腦就成了實現(xiàn)對農(nóng)機設備進行自動控制的核心工具[7]。通過電腦對農(nóng)機設備進行操控，并將其投入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，以獲得相應的數(shù)據(jù)信息。比如，在現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)作物的種植方式以及種植場所逐漸發(fā)生變化，而種植在大棚里的農(nóng)作物，采用全自動的農(nóng)業(yè)機械智能技術進行作業(yè)，可監(jiān)測棚里土壤的水分、溫度，能夠滿足動態(tài)監(jiān)測的需要，監(jiān)測范圍廣、時間長，可實現(xiàn)對作物生長情況的實時監(jiān)測。同時，利用電腦技術對大棚的各種數(shù)據(jù)進行自動化的分析和處理，能實現(xiàn)對農(nóng)作物生長溫度和光照的智能化調控，為農(nóng)作物的生長創(chuàng)造出更加合適的環(huán)境。此外，將農(nóng)業(yè)機械智能化技術應用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，還可以實現(xiàn)對農(nóng)作物發(fā)芽、生長、收割等各個過程的自動監(jiān)控，部分農(nóng)機設備還能及時地采摘、貯存，清理農(nóng)作物的生長空間，為以后的播種做好充分的準備，以此提高農(nóng)業(yè)的整體效益。

4.2 農(nóng)作物灌溉自動化

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，灌溉是一個非常關鍵的環(huán)節(jié)。將智能化技術引入到農(nóng)業(yè)機械中時，某些農(nóng)機設備可以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的排水和灌溉自動化。在我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，水資源是一個不可或缺的生產(chǎn)因素[8]。將農(nóng)業(yè)機械智能技術用于灌溉中，既能提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和灌溉的效果，又能有效地控制農(nóng)業(yè)用水，從而達到節(jié)水的目的，把“節(jié)約用水”的思想融入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，推進節(jié)水型農(nóng)業(yè)的發(fā)展。在進行農(nóng)作物灌溉之前，有關部門可以根據(jù)農(nóng)田面積、農(nóng)作物的密度和農(nóng)作物的生長需要，自動地對農(nóng)田需水量進行分析，然后通過對農(nóng)機設備的精確控制，科學地對農(nóng)田進行灌溉。在這一時期，農(nóng)用灌溉設備主要有傳感設備、大數(shù)據(jù)監(jiān)測分析平臺、計算機系統(tǒng)等。農(nóng)民可以通過自動化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和灌溉，來進一步提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平，促進農(nóng)作物的生長，保證農(nóng)作物的質量和產(chǎn)量。

4.3 農(nóng)產(chǎn)品包裝檢驗自動化

自動化的農(nóng)業(yè)機械設備不只用于農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)，還用于農(nóng)產(chǎn)品的銷售、包裝以及質量檢測等領域[9]。首先，智能化技術推動了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結構的變革，使農(nóng)產(chǎn)品的經(jīng)營過程得到了優(yōu)化，同時使得農(nóng)產(chǎn)品質量檢驗和包裝模式得到改善。在農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展過程中，有關部門研制出了一種全自動檢測包裝裝置，其關鍵技術就是通過智能化的農(nóng)業(yè)機械設備來自動檢測農(nóng)產(chǎn)品的外觀尺寸和大小。其次，在農(nóng)產(chǎn)品裝檢的過程中，有關部門也可利用自動圖像技術，對農(nóng)作物的各生長參數(shù)進行實時監(jiān)控。通過對農(nóng)作物生產(chǎn)數(shù)據(jù)和生長信息進行分析，建立了一個三維的可視化模型，為農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)提供了詳盡的數(shù)據(jù)依據(jù)。在農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展過程中，農(nóng)產(chǎn)品包裝檢驗的自動化發(fā)展越來越突出，而農(nóng)產(chǎn)品包裝和質量檢測等環(huán)節(jié)也表現(xiàn)出了“集約型”特征。農(nóng)業(yè)機械自動化在農(nóng)業(yè)領域中的應用范圍越來越廣，促進了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)結構、農(nóng)業(yè)機械自動化技術的相互融合，進一步增強了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員的專業(yè)能力、綜合素質，為我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展創(chuàng)造了良好條件。

4.4 農(nóng)業(yè)管理自動化

將智能化的農(nóng)業(yè)機械設備應用到現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)管理中，可以使農(nóng)業(yè)管理更加精確。首先，利用電腦技術，可以研制出一套農(nóng)田作業(yè)管理系統(tǒng)，將其與GPS接收系統(tǒng)相連，即可繪出農(nóng)用地圖，并將不同地區(qū)的作物產(chǎn)量進行統(tǒng)計。然后，在農(nóng)業(yè)管理過程中，通過對田間的土壤樣品以及植株葉子進行分析，判斷農(nóng)作物的生長狀況。在農(nóng)作物的生長發(fā)育過程中，該系統(tǒng)還能采集到農(nóng)作物的飛行影像，根據(jù)農(nóng)作物的生產(chǎn)情況，準確地判斷出不同區(qū)域農(nóng)作物的施肥需求量和農(nóng)作物的種植密度[10]。其次，GPS接收系統(tǒng)與農(nóng)用自動管理系統(tǒng)結合后，可以對農(nóng)田中拖拉機、收割機等農(nóng)機設備進行實時監(jiān)控，方便農(nóng)業(yè)工作者對農(nóng)作物施肥、打藥、收割、播種等作業(yè)進行精確管理，從而有效地改善農(nóng)作物周邊的生態(tài)環(huán)境。最后，農(nóng)業(yè)機械自動化還能使農(nóng)用設備的定位更加精確，并且可以實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)機械設備的自動化控制。例如，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，利用GPS接收系統(tǒng)，農(nóng)機設備可以將種子、農(nóng)藥、肥料等精確投放到相應的位置，實現(xiàn)高效收割、高效播種、高效施肥等精細管理，凸顯出農(nóng)業(yè)機械自動化在農(nóng)業(yè)管理中的應用效果。

5 結語

在當前的市場環(huán)境下，農(nóng)業(yè)機械領域要與時俱進，根據(jù)當前的實際情況進行農(nóng)業(yè)機械技術的優(yōu)化和創(chuàng)新，而智能化技術的應用給農(nóng)業(yè)機械自動化的發(fā)展帶來了廣闊的發(fā)展前景。隨著計算機智能技術的不斷改革，農(nóng)業(yè)機械的智能化應用也迎來巨大的發(fā)展空間，相關種植者要重視智能化技術在農(nóng)業(yè)機械自動化中的應用，緊跟時代的步伐，提高自身的信息化水平，積極引入先進的智能化農(nóng)機設備，熟悉各種智能化技術在溫室栽培、施肥灌溉以及收割等方面的應用，以此提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益，進一步推進中國農(nóng)村經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。