基于北斗系统的农机信息化技术在四川的应用

邱云桥 张小军 邓佳 任丹华

1.四川省农业机械研究设计院，四川成都

2.四川省农机化技术推广总站，四川成都

运用现代信息化技术，全面提高农机化管理服务和经营效益水平，已成为加快农机化转型升级和新旧动能转换的重要手段和有效途径。《全国农业机械化发展第十三个五年规划》将机械化信息化融合促进计划列为重大行动计划，实施“互联网+”农业机械化，促进信息化与农机装备、作业生产、管理服务深度融合。2018年以来，在四川省农业农村厅、四川省农业机械研究设计院、四川省农机化技术推广总站等单位的推动下，基于北斗系统的信息化终端装配到部分拖拉机、联合收获机上，四川开启了机械化信息化融合技术应用步伐。

1 农机信息化管理平台的构成

农机信息化管理平台包括农机信息采集终端和综合管理系统，集成了北斗定位技术、物联网技术、无线移动通讯技术，远程控制技术、大数据处理技术，对农机作业过程中的状态数据，采用信息化的方式进行采集和处理，实时获取农机的数量、分布情况、作业质量等数据信息，通过摄像头拍摄农机作业时的高清照片与影像，实时监控农机作业状态，通过管理平台系统，实现对所有农机的管理与调度[1]。

1.1 农机信息采集终端

农机信息采集终端运用了北斗卫星定位技术、NB-IOT/ZIGBEE/4G-LTE等无线移动通讯技术，采用模块化组合结构，由终端主机、定位天线、机具识别器、传感器模块、摄像头模块、数据储存模块等部件组成。

通过定位天线和图像采集摄像头，实时上传农机运行轨迹和作业图像信息，起到监测农机工作状态、量化作业数据的目的；通过设计算法，精确计算作业面积，识别重耕、漏耕、并排作业、不规则作业等各类情况，统计作业数据；安装各类传感器，如耕深传感器、喷药压力和流量传感器、收获留茬高度传感器、行驶速度传感器等，监管作业质量；通过CAN接口线，连接发动机，查看发动机转速、能耗等工况信息，监控运行状态；采用防水、防尘、防震的“三防”设计，满足农机作业环境的特殊要求，不易损坏。农机信息采集终端可应用于拖拉机、旋耕机、插秧机、打捆机、植保机等多种农业机械。

1.2 信息化管理平台

管理平台由数据库、应用软件和应用终端构成。数据库主要包括用户信息数据库、机具信息数据库、作业信息数据库、图像信息数据库和地理信息数据库。应用软件主要实现农机化信息管理平台中的用户管理、功能设置、作业信息的数据查询、统计、分析等。应用终端主要包括PC端和手机APP端。手机APP通过移动通讯网络实现无线接入应用软件和数据库，实时、便捷获取机具位置信息、农机作业信息、面积统计查询、技术信息服务等。

2 四川省农机信息化技术应用情况

近年来，在农业社会化服务项目的推动下，北斗农机终端及管理系统在四川省成都市、绵阳市、德阳市、泸州市等地开展试点应用，主要安装在拖拉机、插秧机、联合收割机、旋耕机等农机具上，主要产品有黑龙江惠达、北京博创联动、成都卓尔、山东科大等公司研发的农机信息采集终端及信息化管理系统，但由于产品可靠性、技术兼容性和用户认可度等多种因素影响，相关技术及产品在四川尚处于试验推广阶段。2018年4月1日，CCTV-1《新闻联播》对四川省应用的农机信息化系统进行了报道。四川省安装北斗农机终端情况见表1。

目前，绵阳市应用北斗农机终端及管理系统较为广泛，安装数量达到1 200台/套左右，农机终端主要采集农机作业面积、运行轨迹、作业照片，并建设了农机作业综合监管平台。截至目前，绵阳市监测主要农作物耕、种、收等环节作业服务面积4.25万hm2。2018～2019年，全市实施“农业生产社会化服务”项目，验收的作业服务面积以农机作业综合监管平台数据作为基本依据。2020年，绵阳市安州区、江油市、三台县、梓潼县开展农机购置补贴资金作业奖补试点，农机信息化管理平台数据将作为项目验收认定的主要依据。

德阳市、南充市、遂宁市、眉山市等地也在积极推广农机信息化技术，分别安装北斗农机终端100台/套以上，其中，遂宁市安居区、眉山市东坡区等地区已建设农机信息化综合管理平台。根据农业农村部安排，四川作为唯一试点省份，2020年四川省农业农村厅组织开展薄弱关键环节机械化作业奖补、购机贷款贴息、扩大资质采信试点、“三合一”补贴试点等4项试点工作，拟建立“四川省农机购置补贴综合奖补信息平台”，全面推进四川省的农机信息化建设工作进程。

北斗农机终端和信息化管理系统，有助于农机所有者对机具的监管，有助于农业农村部门对农机作业面积的统计，有助于农机作业项目的实施，解决了人工验收方法存在的工作量大、检测效率低、检查覆盖面少等问题，提升了项目实施的精准性；通过物联网、大数据、云计算，为农机生产企业和农机用户提供农机信息管理平台，方便农机生产企业对产品数据实时采集，建立自身的农机智能化数据库，为产品的优化及开发提供数据支撑，推动农机产业技术创新，开发更多方便实用高效的农机装备为社会服务；通过手机APP，发展“农机共享模式”，为农民与农机租赁户之间搭建信息共享平台，通过在线预约作业，让农民方便使用身边的农机资源，减少了不必要的农机采购投入，大幅提高了农机使用效率，增加了农民收入。

3 存在的问题和建议

3.1 存在的问题

1）信息采集终端兼容性差。硬件的接口标准和信息的传输协议没有统一，生产企业根据各自的专利和设计生产终端、开发应用系统，不同企业的产品之间兼容性较差，信息难以实时共享。

2）农机信息采集终端使用故障率高。由于采集终端属于农机装备的加装配置，没有统一的安装标准，安装位置和线路等不规范，而农机作业环境恶劣，经常因为磕、绊等使线路断裂，导致终端无法正常使用。

3）农机手操作水平差距大。农机手的不规范操作直接导致终端采集的作业数据存在偏差，常常需要对作业数据进行修正，以确保数据的准确性，这样加大了后台管理人员的工作量，造成数据统计效率低下。

表1 四川省安装北斗农机终端情况统计表

4）产品鉴定难度大。目前虽然已制定了鉴定大纲，但是国内对该类产品可进行鉴定的机构很少，产品鉴定难度大，以至于在推广运用与政策实施上存在衔接问题，农机信息采集终端虽已纳入补贴范围，但四川省用户实际拿到购置补贴的较少。

5）终端售价和使用年费偏高。目前，在售的农机信息采集终端售价均在2 000元以上，且每年还需支付300～400元的使用服务费，增加了使用成本，推广应用存在一定难度。

3.2 建议

1）加强协调，制定相关标准。农机管理部门要加强与相关单位的沟通协调，尽快制定规范的、兼容性较强的硬件接口标准和信息传输协议，真正实现信息共建共享，充分发挥大数据的优势，促进机械化信息化融合发展。

2）加大研发力度，提升产品性能。对已安装的农机信息采集终端进行回访、跟踪，收集使用过程中存在的问题，建议设备厂家继续完善和优化产品性能，增强实用性，整合功能，模块化设计，方便维修更换，全面提升产品使用的稳定性和可靠性。

3）加强人员培训，普及相关技术。开展理论培训和现场演示培训，激发基层人员学习农机新技术、新装备的热情，提高机手的操作水平，使机手熟练掌握北斗农机终端使用技能，普及农机信息化技术，提升农机管理系统的使用效率。

4）争取支持，加快推广运用。争取政府重视，将农机信息化建设纳入现代农业发展整体规划统筹考虑；争取财政支持，对信息采集终端产品购置给予补贴，对安装终端设备的农机作业给予补贴，引导广大农机大户和农机合作社安装和使用终端设备，加快信息化技术在农业生产中的运用，助推全省现代农业发展。