农机产品信息化的探讨

唐 静 吴庆华

信息化是指培养、发展以计算机为主的智能化工具为代表的新生产力，并使之造福于社会的过程。智能化工具又称信息化的生产工具，必须具备信息获取、信息传递、信息处理、信息再生、信息利用的功能。具体到机械产品上，信息化可以包含各种各样的（微）电脑控制运行方式。信息化是机械产品自动化、智能化的必要条件。

农机信息化产品一般包含获取信息的传感器、各级信号传输线及内部处理方式、信号处理及运算（包含接受、发出信号）的ECU（电子控制单元）、执行信号的执行单元（元器件）。其中，传感器、ECU（电脑类的元件）、执行器是不可缺少的组织部分，否则不能称之为严格意义上的信息化产品。

1 农机产品信息化现状

农业机械化是农业现代化的前提条件，没有农机现代化就谈不上农业现代化。现代化的农机产品呼唤信息化。只有采取信息化的手段，才能感知农田庄家的各种状况，实现自动化生产。

根据感受信息的范围及传感器的多少，目前我国农机产品信息化可初步分为三个层次：

1.1 纯机械的农机产品

从严格意义上讲，这类产品不属于信息化讨论的范畴。但不能不提，因为它是农机产品信息化发展的基础，同时也是目前我国农村广泛使用的农机产品。

1.2 内部自动化的信息化农机产品

目前市面上流行的高性能乘坐式插秧机、自走式植保机械（喷雾机）可以归为此类。插秧机中，插植臂的调节运用了传感器和控制器以及执行调节的小电机。自走式植保机械在稻田喷药时，能够保持前轮与后轮同一轨迹，原因在于使用了传感器、相应的执行器以及具有运算功能的微计算机（单片机）。与此相类似的还有近年涌现的微电脑控制播种机。这些技术的共性特征是使用传感器、执行器和微电脑。但上述产品与智能化的信息化产品还存在差距，此差距在于它们的传感器感受的信息仅仅局限于机器自身的信号，以及相应的配套设施与能力等方面的差距。

1.3 外部智能化的信息化农机产品

这类信息化产品感受的信号已经超出机器自身范围的信号，发展到了机器外部的（农田）环境信号。这些复杂而接近实际的多种环境信号，被传送到作为机器大脑的控制单元，控制单元经过运算，发出适应不同位置、不同状况下的指令信号，指挥机器实施工作，这就是精准农机的概念。

20世纪90年代以来，随着全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、生物基因技术作物栽培模式以及生产管理决策支持系统（DDS）的发展，精准农业已成为一种全新的合理利用农业资源、提高农作物产量、降低生产成本、改善生态环境的现代农业生产形式。目前，世界上发达国家精准农业的实践已涉及到变量适时配方施肥、精量播种、快速有效病虫害防治及杂草清除、土壤水分精确管理等相关领域，精准农业正逐渐成为发达国家合理利用有限农业资源、保护生态环境和农业可持续发展的决定性科学技术基础。目前，我国已在部分地区建立起了有一定规模的生产试验区，从实际出发，探索适合中国国情的精准农业发展之路，推动了我国现代农业发展的步伐。

国家农业信息化工程技术中心于1999年研究开发了精准农机——2F-VRT1型变量施肥机及1G-VRT1旋耕变量施肥机。该设备装有地理信息系统，可实时接收GPS位置信号及作业机械行走速度信号，依据实际生产需要自动调整排肥量，实现变量施肥。在北京小汤山精准农业基地，作物蒸渗量测量系统、基于杂草光谱识别的变量农药喷洒机、小麦联合收割计产系统、虫情监测系统、室外自动气象监测系统、农业物联网、设施园艺物联网、数字农业等一系列的技术已经开始应用到田间。一些大型的企业和农场已开始研制、生产和使用这些农业高新技术，实践效果很好，发展前景很广阔。

农业机械化发展趋势是由机械化到自动化再到智能化。可以相信，随着经济的发展和产品科技水平的全面提高，我国的农机产品信息化水平必将有大幅度的提高。

2 农机产品信息化的思考与建议

2.1 政府重视，加大投入

目前农机产品信息化仍处于初级发展阶段，尚未形成规模效益，研发与生产成本很高，这就需要政府给予财政支持，需要多学科、多部门扶持发展。

2.2 顶层规划，社会参与

信息的内部数据传送与通讯本身有自己的标准。高层次的信息化农机产品是一个涉及到农艺、生物、农机、信息等专业部门的庞大的系统工程。建议相关部门尽快制定出农机产品信息化发展规划和技术标准。有了发展规划与技术标准，社会力量就可以发挥自己的特长，参与其中某部分的研究开发。

2.3 加强学习，积累力量

信息化产品所涉及的技术跨专业、跨学科，包含了信息专业、控制专业、遥感测量专业、机械专业等诸多行业知识。系统集成后，其复杂程度远远超过常规的机械设备和农机产品。越是信息化层次高的产品，其研发生产的难度自然越大。只有政府、企业、社会三方共同参与、共同努力，才能全面提高我国农机产品的信息化水平，推动农业现代化的发展步伐。