农业机械智能化的发展现状与前景

陈福云

摘要：在概述农业机械智能化特点的基础上，总结国内外农业机械智能化的发展历程，展望以无人机、农业机器人、精细农业为代表的智能化农业机械的发展前景，以期为推动农业机械智能化发展提供理论借鉴。

关键词：农业机械;智能化;无人机;农业机器人;精细农业

中图分类号：F426.4    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2018）05-0078-02

随着计算机技术的发展，自动化控制技术在农业机械中得到广泛应用。由于农业机械使用环境具有多样性和复杂性，仅靠简单的传感器和控制系统无法使各生产环节达到最优化，因此有必要研发能对多种信息进行快速处理、分析、决策的农业机械。在此情况下，智能化农业机械应运而生。智能化农业机械的中央处理器芯片能对传感器传回的信号或其他功能进行智能化控制，并与指挥系统或操作人员进行信息交互。农业机械业智能化是农业现代化的重要标志，也是农业发展的必然趋势。

1 农业机械智能化的特点

智能化农业机械是指装备中央处理芯片（CPU）和各种各样的传感器或无线通讯系统的现代化农业机械。农业机械智能化能够规范农业生产过程，减轻操作人员劳动强度，提高劳动效率和机械化程度。智能化农业机械装有各种传感器，不仅可以监视作业过程，而且可以避开不良工作环境，使其始终处于最佳技术状态，提高作业安全性和操作可靠性。中央处理芯片体积较小，但功能強大。卫星定位系统可以实施精细作业，支持农田作业的科学管理决策等。

2 国内外农业机械智能化的发展现状

2.1 国外研究情况

20世纪90年代中期，美国将军事卫星导航系统安装于农业机械，开启了农业机械智能化的先河。目前，欧洲、美国、日本等发达国家的农业生产已基本实现机械化，且智能化水平较高。拖拉机精确制导系统可辅助驾驶，使拖拉机在田间直行，甚至可以让农民在黑夜和大雾天气开展作业。许多国家通过农业机械与农艺结合，全面实现农业机械智能化，从而发展精确农业。日本的小型智能化农机装备种类齐全，农作物生产全部实现智能化控制。美国依靠全球卫星定位系统和计算机技术进行因点、因苗精确施肥喷药，使农业智能化管理更进一步，推动了农机智能的飞速发展。

2.2 国内研究情况

我国以农业大国著称，错综复杂的地形条件和气候环境导致农业机械种类众多。从20世纪90年代开始，我国着重研究精准农业机械，一些农机企业纷纷开展智能化农业机械研究，使得农业机械智能化技术水平不断提高。目前，东北、新疆等地的一些大型农场已配备部分智能化农业装备。据《中国农业机械化发展报告》显示，东方红X-804拖拉机设计开发的载波相位差分全球定位系统（DGPS自动导航控制系统），使拖拉机的自动化、智能化水平大大提高，可实现拖拉机无人驾驶。我国的智能化农业机械主要有智能化播种机械、智能化施肥机械、智能化喷药机械、智能化灌溉机械、智能化收获机械等。但从总体来看，智能化农业机械的种类还比较少，技术水平仍处于研发和探索阶段，与国外发达国家还有一定差距。

3 农业机械智能化的发展前景

农业机械智能化主要应用于作业状态监控、故障报警和行走导航等方面。随着物联网、互联网、大数据及云计算等先进科学技术的迅速发展，农业机械智能化的发展前景广阔。

3.1 无人机

无人机是航空领域的智能化产品，因具有便捷、高效、智能等特征而逐渐应用于农业、快递运输、灾难救援等领域。无人机可节省大量的人力成本，还能解决环境问题。但目前无人机对技术要求较高，成本投入也很高，还无法全面普及。农业机械智能化的发展趋势之一是无人机小型化、个性化、智能化和系统化。

3.2 农业机器人

农业机器人是机器人技术和自动控制技术在农业机械上的具体应用，属于特种机器人范畴。目前，农业机器人在育秧、移苗、嫁接及农产品收获等方面均有应用，用以解决农业生产中劳动力不足的问题和提高农业生产效率。农业作业具有环境复杂多变性和对象多样性，对农业机器人的要求较高。未来的农业机器人将集成更先进的互联网技术，具有更高的工作效率和精度，实现农业精准化和标准化生产。

3.3 智能化管理系统

智能化农机把先进的物联网技术、控制技术、机械技术和行业技术集成在一起，功能强大且高效。将智能化农机应用于农业生产，必须有相应的智能化管理和保障措施。农业机械智能化管理主要由农机配置、机具状态及智能化实时调度组成，在一个农场、一片区域甚至全国形成高效的农业生产管理网络，采集农业地理、作业环境、农机作业参数、智能农机决策等信息，并进行传递、存储和分析;建立统一完善的信息管理系统，根据农作物生长情况和气候变化采取相应的调度措施;借助各种传感器和中央处理芯片实现多个农机的智能化互联，对协同作业的农机进行智能化管理，使农机作业效果达到最优化。

3.4 精细农业

精细农业又称精细农作或计算机辅助农业，是基于信息和知识的农田作物生产经营管理技术。其利用先进的田间信息采集技术获取农作物产量和影响作物生长主要因素的空间分布信息，运用农业科学知识制定农田与农作物栽培管理方案，指导分布式定位处方农业作业，通过规避生产过程中的风险降低生产成本和提高土地利用效率。当前，各种农业机械智能化系统不断涌现。这些系统根据不同地区的社会条件和经济条件，围绕节本增效和保护环境，采用不同的技术方式提高农作物生产管理的科学化和精细化水平。精细农业是农业可持续发展的必然要求，也是发展农业机械智能化的必然趋势。

4 结语

无人机、自动插秧机、农机作业精细化管理平台等智能化系统的出现，意味着智能化技术在农机领域的应用逐渐深入。农业机械智能化能够提升农业生产效率，推动农业生产向更为智能化的方向发展，对于我国甚至世界的农业现代化发展具有重要意义。

參考文献

[1] 刘辉，黄康，徐荣.农业机械智能化发展现状及趋势[J].信阳农林学院学报，2017，27（3）：86-89.

[2] 蒋鑫.智能化设备在农业生产方面的应用展望[J].南方农机，2017，48（17）：60.

[3] 周晓桐，李剑，张振业，等.浅谈智能化农业机械[J].农村牧区机械化，2016（5）：43-45.

[4] 刘金龙，陆祥，陆康.农机智能化及发展趋势[J].科技与创新，2017（7）：123-124.

Present Situation and Prospect of Intelligent Development

of Agricultural Machinery

CHEN Fuyun

（Huai An Higher Vocational School of Biological Engineering， Huai′an Jiangsu 223001， China）

Abstract： On the basis of summarizing the characteristics of intelligent agricultural machinery， this paper summarizes the development process of intelligent agricultural machinery at home and abroad， and looks forward to the development prospect of intelligent agricultural machinery represented by UAV， agricultural robot and precision agriculture， in order to provide theoretical reference for promoting the intelligent development of agricultural machinery.

Key words： agricultural machinery; intelligent; UAV （unmanned aerial vehicle）; agricultural robots; precision agriculture