智能化技术在农业机械中的应用与发展

施辉城

摘要：基于生态环境保护的大背景，分析智能化农业机械技术的主要作用和发展现状，探讨现阶段智能化技术在农业机械中的应用情况，展望其未来发展趋势，为智能农业机械的发展提供理论支持。

关键词：智能化技术;农业机械;自动控制;机器人

中图分类号：S24;S221    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2021）06-0080-02

智慧农业是生物技术、信息技术、智能装备三大生产力要素的统一，是农业信息化发展的高级阶段。我国作为一个农业大国，发展智慧农业势在必行，必须大力推进智能化技术在农业机械中的应用。智能化技术包括自动控制、传感器、定位导航、计算机视觉、AI机器人等现已广泛应用于农业生产领域，是当前研究领域的重要方向。分析智能化农业机械技术的内涵，探讨现阶段智能化技术在农业机械中的应用情况，展望其未来发展趋势，为智能农业机械中的发展提供理论支持。

1 农业机械智能化技术

近年来现代科技的进步，推动农业机械不断更新升级，各种智能化农业机械纷纷涌现。智能化技术的主要作用有：1） 助推现代农业产业发展，提升农产品的市场竞争力。2） 有助于实现生态环境保护目标，促进现代农业的持续发展。3） 实现精细化耕种，确保农业资源得以充分利用，推动农业生产朝着智能化、标准化和科学化的方向前进。4） 使农业机械按照人类的思维模式开展生产活动，降低人力工作量，提升农业生产效率。

世界发达国家的社会经济发展程度高，科技创新能力强。智能农业生产机械的普及率非常高，农业生产的智能化、机械化水平在很大程度上超过我国。进入新世纪后，我国着力发展现代农业，各种智能化农业机械逐渐投入农业生产。近年来，复合式、高性能和智能化的现代农机装备成为农业装备发展的新亮点。农业无人机、无人驾驶拖拉机、智能收获机、智能除草机、挤奶机器人、农业自动化与控制系统等发展迅猛。各种智能化和现代化农业装备的普及应用，在提高农业生产效率中发挥着关键作用，为农业现代化建设带来充足动力。

2 智能化技术在农业机械中的应用

2.1 自动控制技术

自动控制技术是推进农业生产智能化的重要途径之一，在发达国家应用广泛。目前，依托智能化技术研发的各种农业机械，被广泛应用于灌溉、施肥、除虫、作物收割等农业生产活动，使农业生产管理实现智能化。

在农业机械上设置电子监控系统，例如在大型收割机的驾驶室内设置智慧屏幕，方便操作人员实时监控收割的具体情况。部分地区采用自动监控和管理技术监测农作物生长情况，科学调控农作物生产环境的温湿度、光照和土壤，借助传感器获取相关数据信息后，依靠计算机系统实施分析并将相关指令发送到控制设备，从而对农作物生产环境进行有效控制。目前，部分欧美国家普遍应用能够发射激光信号的激光平地机，其接收到信号后进行数据分析并将结果传送到液压控制系统，驱动机械开展高精度作业。

2.2 新能源技术

现阶段，沼气、太阳能、水能、风能等新能源，逐步替代煤炭、石油等非可再生资源，缓解自然环境污染和应对全球气候变暖。在现代农业生产中，太阳能可以为灌溉种植等农业机械提供动能;将光能和电能应用于温室大棚，为农作物生长提供能量;用光照设备诱导害虫，减少农药用量，降低农药对土壤的危害，减少农业废弃物;太阳能水泵和风力发电能为农业灌溉提供能量支持;在农机驾驶室内安装以太阳能为动力的制冷器，通过集热器和真空平板把太阳能转变成机械能，可以降低其他能源消耗。

2.3 计算机视觉技术

在农业机械中，计算机视觉技术主要应用在田间施肥、清除雜草等方面。计算机视觉技术能够实现可视化操作。清理田间杂草时，过去的作业模式针对性不强，易误伤农作物，而计算机视觉技术能够准确地识别杂草，实现区别化锄草，在提升锄草实效性的同时，确保有益植株不会受到损害。

喷洒除草剂的过程中，计算机视觉技术能够实时采集图像并对比植物形态，防止局部地区农药喷施过量，提升锄草喷洒作业的精确度，减少农药对生态环境的影响，符合国家重视生态环境保护的理念。

2.4 GPS导航技术

GPS导航的突出优势是操作便捷、精确度高和投入成本相对较低。发达国家几乎所有农业机械都配置GPS系统，依靠自动导航进行自动化农业生产。GPS可以直接与互联网进行信息连接，对作业区域的农作物情况展开实时分析，为后续的农田维护和农业机械保养提供参考依据。

在拖拉机中内置GPS导航系统，可实现无人驾驶。GPS导航技术能精确控制农业无人机的具体飞行线路和飞行高度，从而高效率开展药物喷施、播种、灌溉等作业。借助GPS导航技术，无人机喷洒农药时可节省30%左右的药量，极大减少药物成本，降低农药对附近环境的危害。

2.5 机器人技术的应用

机器人技术集图像识别、智能技术、自动控制、信息交换和通信技术于一体，通过模拟人类行为在农业生产过程中实现跟踪定位、监控、智能识别等功能，完成农业生产和管理任务。现阶段，主要有大田生产农业机器人（播种、收获、植保、耕作、移栽机器人等）、设施农业机器人（嫁接、花卉插枝、蔬菜采摘、分拣机器人等）和农产品加工鉴定机器人。此外，天气预测激光机器人、大型蔬菜种植的除杂草机器人等不断涌现。

2.6 其他自动化技术

2.6.1 人机协同技术 该技术能够让信息技术和作业人员有机结合，达到人机协同完成农业生产任务的目的，在很大程度上促进农业机械工作效率的提升。借助于GPS技术、大数据以及人工智能，作业人员能够利用计算机对数据信息予以分析，结合农业生产任务需要对农业机械进行灵活控制。

2.6.2 绿色维修技术 该技术能够保护生态环境、减少资源损耗，依托现代技术对出现故障的农业机械实施维修处理。应用该技术可以有效避免材料浪费，降低维修作业中的环境污染，确保农业机械持续稳定运行。

3 智能化技术在农业机械中的应用前景

农业机械的智能化水平与科学技术发展、国家政策扶持、地方经济发展密切相关。农机科技创新、经济水平提高和政策扶持，是确保智能化农业机械推广普及的重要基础，也是实现农机智能化的基本前提。我国作为一个农业大国，在推进智能化技术在农业机械中应用的同时，必须强调生态环保理念，积极打造全方位、立体化的现代化农业体系。

从整体而言，我国农业机械逐渐朝着全面智能化的方向迈进，相信在不久的未来，我国农业生产的科技水平会进一步提升，更多智能化技术被应用到农业机械中来。未来智能化技术在农业机械中的应用，必然会集中在物联网、大数据、人工智能等技术上，真正推进智慧农业发展。

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Application and Development of Intelligent Technology

in Agricultural Machinery

SHI Huicheng

（Key Laboratory of the Ministry of Education of Modern Manufacturing Technology， Guizhou University， Guiyang 550025， China）

Abstract： Based on the background of ecological environment protection， this paper analyzes the main role and development status of intelligent technology in agricultural machinery， discusses the application of intelligent technology in agricultural machinery at the present stage， and looks forward to its future development trend， so as to provide theoretical support for the development of intelligent agricultural machinery.

Key words： intelligent technology; agricultural machinery; automatic control; robot

收稿日期：2021-06-28

作者简介：施輝城（1992—），男，硕士，从事智能制造方面的研究。