淺析傳感技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用

景露易 陳松柏

摘要：當(dāng)前我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動化發(fā)展較快，尤其農(nóng)業(yè)機(jī)械自動控制系統(tǒng)應(yīng)用成熟度大幅度增加，特別是傳感技術(shù)合理應(yīng)用，可顯著提升農(nóng)業(yè)機(jī)械使用質(zhì)量，還能進(jìn)一步增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，因此開展傳感技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究意義重大。本文首先闡述當(dāng)前傳感器的研究現(xiàn)狀，然后解析傳感技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用情況，以期為提升農(nóng)業(yè)機(jī)械自動控制質(zhì)量及效率提供一定參考。

關(guān)鍵詞：傳感技術(shù)；農(nóng)業(yè)機(jī)械；自動控制系統(tǒng)；GPS定位技術(shù)

引言：

機(jī)電一體化作為未來農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展的趨勢之一，其也是農(nóng)業(yè)機(jī)械現(xiàn)代化發(fā)展的主要表現(xiàn)，傳感器作為機(jī)電一體化系統(tǒng)的重要信息采集單元，其可以快速準(zhǔn)確地獲取各種數(shù)據(jù)，進(jìn)而為農(nóng)業(yè)機(jī)械識別工作提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息支持，進(jìn)而提升整體農(nóng)業(yè)機(jī)械水平。假使農(nóng)業(yè)機(jī)械缺乏足夠數(shù)量的傳感器，便會顯著降低農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用準(zhǔn)確性，因此可見，傳感技術(shù)對于農(nóng)業(yè)機(jī)械自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用影響較為明顯。

一、當(dāng)前傳感器的研究現(xiàn)狀

當(dāng)前傳感器已在農(nóng)業(yè)機(jī)械中獲得大量應(yīng)用，諸如各種類型拖拉機(jī)，收割機(jī)，灌溉機(jī)械及其他相關(guān)農(nóng)業(yè)機(jī)械等，上述傳感器使用可顯著提升農(nóng)業(yè)機(jī)械的整體性能。實際傳感器應(yīng)用過程中響應(yīng)特性尤為突出，其可進(jìn)行非接觸式測量，獲得的數(shù)據(jù)信息精度高且可靠性好，可收集這種數(shù)據(jù)信息，但傳感器具體應(yīng)用過程中，實際操作環(huán)境過差，這也限制其實際應(yīng)用效果。同時當(dāng)前科技發(fā)展過程中，各種信息技術(shù)設(shè)備更新應(yīng)用，有效促進(jìn)傳感器的進(jìn)一步發(fā)展。傳感器生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜，生產(chǎn)環(huán)境要求高，并且要求進(jìn)行溫度管理、零點控制、非線性調(diào)整、滯后與蠕變等相關(guān)性能的補(bǔ)償，并且具體補(bǔ)償技術(shù)要求多且嚴(yán)格，這樣便需要花費(fèi)大量資金，其整體生產(chǎn)成本高。

基于當(dāng)前電子技術(shù)深入發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)及設(shè)備大量應(yīng)用，確保傳感器的軟、硬件技術(shù)均顯著提升，尤其利用數(shù)字化自動補(bǔ)償以及誤差修正技術(shù)，確保采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度、精度、穩(wěn)定性。隨著現(xiàn)階段傳感器技術(shù)更新?lián)Q代，傳感技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用日益增多。

二、傳感技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用情況

當(dāng)前傳感技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用日益增多，并且應(yīng)用效果非常好，而其主要應(yīng)用包括下列四個方面。

2.1農(nóng)耕機(jī)底部傳感技術(shù)的應(yīng)用

傳感器在農(nóng)業(yè)機(jī)械自動控制系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，其已成為當(dāng)前農(nóng)業(yè)機(jī)械的重要組成部分，而傳感器性能高低對于整個農(nóng)業(yè)機(jī)械性能影響較為明顯?，F(xiàn)在大眾所使用的農(nóng)業(yè)機(jī)械中，傳感器數(shù)量已超過10個，其安裝在機(jī)械的不同位置，尤其傳感器技術(shù)是整個農(nóng)業(yè)機(jī)械的、關(guān)鍵動態(tài)控制系統(tǒng)的連接點，假使不采用傳感器技術(shù)，農(nóng)業(yè)機(jī)械實際使用效果明顯降低，而且傳感器技術(shù)越精確，農(nóng)業(yè)機(jī)械動態(tài)控制系統(tǒng)的質(zhì)量水平隨之增加，諸如水平自動控制技術(shù)大量應(yīng)用，農(nóng)用拖拉機(jī)或耕犁機(jī)的水平自動控制裝置已固定的振動點或液面不會隨著車體的傾斜變化而改變。假使其檢測出車體具體工作狀態(tài)時的實際傾斜度，然后將相關(guān)控制信號傳輸至相應(yīng)節(jié)點，進(jìn)而控制執(zhí)行任務(wù)的部件，避免農(nóng)用拖拉機(jī)或犁耕機(jī)遭受外界因素的負(fù)面影響，保證水平位置保持作業(yè)，并與耕深自動控制技術(shù)組合應(yīng)用，可顯著提升農(nóng)耕操作質(zhì)量及效率。目前很多農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)，農(nóng)作物收割機(jī)，灌溉機(jī)及農(nóng)業(yè)機(jī)械使用一定數(shù)量的傳感器，其能夠顯著提升整體農(nóng)業(yè)機(jī)械的操作性能，并且電子控制技術(shù)也已大量應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機(jī)械自動控制系統(tǒng)，該控制技術(shù)可通過傳感器數(shù)據(jù)信號采集相關(guān)數(shù)據(jù)信息，，將相關(guān)工作環(huán)境、工作量及四周的濕度值等一系統(tǒng)數(shù)據(jù)上傳至相應(yīng)的控制中心進(jìn)行計算，確?？刂葡到y(tǒng)始終處于正常工作狀態(tài)。另外，部分作業(yè)環(huán)境較為惡劣，傳感器作為農(nóng)業(yè)機(jī)械自動控制系統(tǒng)的核心組成單元之一，其可明顯減少燃油消耗以及大氣污染程度，還能在較短時間內(nèi)確定具體故障問題點，這說明傳感器具有較高精準(zhǔn)度以及可靠性能。假使農(nóng)業(yè)傳感器精準(zhǔn)度及可靠性能不足時，其采集數(shù)據(jù)偏差較大，進(jìn)而導(dǎo)致部分操控系統(tǒng)發(fā)生操作失靈或零件損壞。

2.2 GPS定位技術(shù)的應(yīng)用

GPS定位系統(tǒng)作為當(dāng)前高精度的定位系統(tǒng)之一，其具體研究開發(fā)階段成本費(fèi)用非常要求，但針對部分小范圍的農(nóng)田作業(yè)階段，GPS定位系統(tǒng)使用無法滿足具體作業(yè)精度要求，所以GPS定位技術(shù)不適用于小面積農(nóng)田作業(yè)。具體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，農(nóng)業(yè)機(jī)械工作常遭受各種環(huán)境因素的影響，因此需要將GPS定位系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為高精確度模式，其需針對GPS定位系統(tǒng)實施相應(yīng)的數(shù)字補(bǔ)償。

具體農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)過程中，數(shù)字模型可利用自動繪制功能獲取簡單、有效的補(bǔ)償信息，然后采用相關(guān)芯片微處理后針對各種數(shù)字誤差實施有效補(bǔ)償及正確修正。同時數(shù)字補(bǔ)償利用高效合理的物理模型及數(shù)學(xué)模型，構(gòu)建高精準(zhǔn)度的數(shù)字模型，上述模型世界可靠性極高，可針對各種誤差值實現(xiàn)及時修正。另外，農(nóng)業(yè)機(jī)械自動控制系統(tǒng)獲取傳感器上傳的模擬輸出信號，并實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)變，再 將已轉(zhuǎn)變后的信號傳輸至另外的微處理器，實施后續(xù)操作，而這種微處理器技術(shù)常遭受類似脈沖形式的噪聲影響，因此采用相關(guān)技術(shù)進(jìn)行處理，進(jìn)而將這種噪聲降低至最低水平，進(jìn)而達(dá)到理想的零點漂移效果，減少數(shù)值誤差程度。

2.3電動車油壓傳感器

當(dāng)前電動車油壓傳感器已在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域獲得大量應(yīng)用，具體表現(xiàn)為使用自動導(dǎo)航技術(shù)的拖拉機(jī)，基于當(dāng)前農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)大范圍應(yīng)用，促使農(nóng)業(yè)機(jī)械駕駛安全性大幅度提升，還可提升整體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。目前依據(jù)定位傳感器類型區(qū)分，農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)具體包括全球定位系統(tǒng)導(dǎo)航、機(jī)器超聲波導(dǎo)航以及電纜導(dǎo)航等，而根據(jù)定位技術(shù)原理，其又可細(xì)分為絕對定位和相對定位兩種技術(shù)類別。同時GPS具體應(yīng)用過程中，具體利用合成低頻率的絕對定位信息與高頻率的相對定位信息，這樣可顯著增加具體定位精準(zhǔn)度以及抗干擾性能。

現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，農(nóng)田中行間作物的行距非常小，這樣便要求農(nóng)業(yè)機(jī)械具體彎曲道路行駛精確度要求較高，因此可利用激光技術(shù)及聲納技術(shù)，確保農(nóng)業(yè)機(jī)械可及時了解前方道路信息情況。上述技術(shù)應(yīng)用過程中，具體利用農(nóng)業(yè)機(jī)械計算機(jī)獲取整體區(qū)域的地圖，并且GPS技術(shù)應(yīng)用，具體利用農(nóng)業(yè)機(jī)械預(yù)設(shè)的行駛路線實現(xiàn)精確控制，并通過傳感器技術(shù)以及數(shù)學(xué)模型技術(shù)組合應(yīng)用，確保農(nóng)業(yè)機(jī)械可在未知作業(yè)環(huán)境中實施具體農(nóng)業(yè)活動，通過數(shù)學(xué)模型計算及分析前方道路的相關(guān)信息，確定具體農(nóng)業(yè)機(jī)械的實際行駛距離，便也開展作業(yè)活動。

2.4水分檢測技術(shù)的應(yīng)用

一般來說，選種工作對于整體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)較為重要，而谷物的水分含量影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量。當(dāng)前常用的谷物水分檢測方式具體包括電阻式檢測以及電容式檢測，其中電阻式檢測易遭受谷物自身溫度變化以及測量壓力等諸多影響，所以具體選種過程中利用熱敏裝置，可精確檢測出谷物中實際水分含量。而電容式檢測技術(shù)則采用圓筒形電極或平板形電極，利用公式計算，確定具體谷物中水分含量，該技術(shù)應(yīng)用過程中谷物密度影響極小。

三、結(jié)語

綜上所述，本文通過對于傳感技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究，明確以后農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，傳感技術(shù)應(yīng)用對于整體農(nóng)業(yè)機(jī)械自動控制系統(tǒng)應(yīng)用極為重要，其具體將智能化和自動化進(jìn)行有效組合，提升農(nóng)業(yè)機(jī)械使用效率及穩(wěn)定性，進(jìn)而顯著提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率及質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)）