通過科技創新提升農田深松作業應用管理研究

李明哲，紀素梅

(商丘職業技術學院 機電工程系， 河南 商丘 476000)

0 引言

隨著農村勞動力的城市轉移，農業生產對農業機械的依賴性越來越強，農民對農業機械田間作業的質量要求也越來越高，如何提高對田間作業的管理水平，這對農機管理部門來說是新的挑戰. 針對農業機械的管理，特別是“三夏”“三秋”大忙季節，大量農機具涌入田間作業，農機管理人員的督導和管理不可能面面俱到，農機手能不能按田間作業技術標準操作，完全由機手自身素質決定. 近年來，國家為提高糧食作物單產，提高農民種糧的積極性，鼓勵農民使用先進的農機具、先進的耕作技術，并對使用者給予一定的作業補貼. 但在落實作業面積與作業質量時，因工作量龐大，其結果是不盡人意的. 究其原因，主要是農機手素質不一. 有些機手田間作業“偷工減料”，如土壤深松作業時，深松深度小于25 cm，達不到深松效果，致使土壤蓄水保墑能力差，直接影響農作物產量. 所以，在投入農業生產的農機具越來越多的情況下，急需在各種田間作業的農機具上安裝一種智能電子控制設備，對作業機械的作業質量、作業數量等情況如實記錄，并實施有效控制. 我們研究開發的“深松機械智能控制系統管理器”，有效地解決了對深松作業質量的智能管理.

1 系統組成設計

我們開發的一種智能深松機作業控制器(專利號：ZL201110319902)，由數據管理和功能控制系統組成，如圖1所示.

圖1 深松機智能控制管理系統組成框圖

智能深松作業控制器用于自動檢測進行農田作業的深松機械是否達到預設深度，并自動計算出深松機每次作業的面積，對不滿足預設深度的作業不進行作業面積計算. 而對于滿足預設深度的深松作業面積存入作業面積存儲器，并累計出全季合格作業面積，保存到專用U盤中. U盤內數據通過專用讀取設備和安裝在計算機內的深松數據管理軟件提取顯示，供農機管理部門審核或統計使用.

數據管理獨立系統主要供業務管理部門使用，利用深松數據管理軟件完成管理部門所要求的功能.

功能控制獨立系統由控制器主機(微處理器)、落鏟深度傳感器、地輪限深傳感器、深松鏟限深傳感器、動力車速傳感器等組成，用于各種作業數據的檢測和數據提取、保存. 并對采集到的數據進行處理，實時通過數碼顯示系統同步顯示系統狀態情況. 傳感器測定模塊對深松作業深度、作業距離等技術參數進行技術處理，將各相關參數送給微處理器，使控制器主機能夠及時、準確地將當前工作的信息保存到U盤中，確保作業數據安全. 當深松機作業深度沒有達到預設深度時，控制器進行聲光報警，提示操作手進行處理. 這一技術的應用，較好地解決了當前深松作業質量難以監管，深松作業面積仍需人工丈量的落后現狀，不但大大節省了人力資源和經濟成本，而且深松作業質量得到了保證，大大提高了深松作業面積統計準確性，對農作物產量的提高起到了積極作用[1].

2 系統核心電路硬件設計

系統硬件以Peripheral Interface Controller單片機PIC16F877為核心，以24LC256作為外部存儲器，完成對各種數據的處理、存儲和調用，智能深松機械控制器數據讀寫是與計算機通過串行端口與讀卡器相連，進行數據通信[2]80-82. 其電路如圖2所示.

圖2 功能控制系統單片機組成電路

3 實施與應用

智能深松機械作業控制器運用時，首先進行系統自檢，并顯示如機手身份、深松鏟作業寬度、已完成作業次數、面積總數等基本信息. 功能控制系統主機的作業深度處理模塊，檢測3個深度控制傳感器的信號數據，若其中一個或幾個信號數據不能達到要求，欠深指示燈亮，且報警器發出提示音，提醒機手調整機器. 只有當全部信號符合要求時，工作指示燈才亮，表示工作正常. 在此狀態下，作業機器進行深松作業，微處理器進行數據處理，顯示本次作業序數和本次即時作業面積. 當本次深松作業完成后，微處理器將及時進行作業次數、面積等有關數據匯總運算，并刷新存儲，為下一次新的作業數據記錄做好準備.

圖3 數據管理系統應用程序截圖

在計算機上運行“智能深松機讀卡器應用程序”，將使用者身份信息、作業動力車技術數據等基本信息寫入或讀出，供農機管理部門審核或統計使用. 圖3為智能深松機讀卡器應用程序實際工作機器截圖，讀卡程序左側為U盤內的基本信息，右側為全季作業的詳細數據.

通過我們在商丘地區2年多的農田深松墾作實踐，農機管理部門利用該裝置有效地改變了無法真實掌握農田深松機械實際作業狀況的現狀，既加強了對作業機手的管理，又提高了土地深松質量，避免了與機手因作業面積和質量產生的糾紛；既保障了國家補貼政策真正惠及深松作業的農機手，又促進了糧食產量和科學種田水平的提高.

4 結 語

隨著我國對糧食安全和糧食產量的要求提高，農業機械的投入應用的數量會越來越多，國家對農業機械的補貼投入也會越來越大. 因此，通過現代化的技術手段加強對農業機械作業質量的管理勢在必行. 通過這一新技術的應用，充分證明了科技創新與農業機械相結合具有廣闊的應用前景.

參考文獻：

[1] 李明哲.農業機械田間作業智能管理器: 中國,ZL201110319902.8[P].2013-11-20.

[2] 李貴山. PCI局部總線及其應用[M].西安：西安電子科技大學出版社，2003.