機械自動化在智慧農業建設中的升級應用

關靖偉

遼寧郵電規劃設計院有限公司 遼寧沈陽 110179

所謂的物聯網技術，就是把計算機、自動化、通信數據三大領域的技術融合起來，在互聯網的基礎上實現完全的自動化操作來滿足農業需求。“互聯網+自動化農業”技術是農業互聯的基礎，也是未來智慧農業、智慧灌溉、智慧社區、智慧農業畜牧等領域取得重大突破的基礎。

1 物聯網自動化的現狀及特點

物聯網是一個穩步向前發展的產業，從技術成長曲線來看，近幾年的農業物聯網隨著自動化和互聯網技術的逐步成熟，再加上大數據和AI技術的大幅度發展，使得物聯網技術真正能夠對農業領域成本的降低和勞動力的進一步解放帶來效益，物聯網將推進農業自動化管理的建設，推動農業信息化管理的建設。近幾年農業機械在工作過程中，機械固有的局限性逐漸顯露出來，農業機械自動化并未徹底的改變以經驗為基礎的傳統農業管理方式，機械的作業質量和范圍受到限制，所以基于機械自動化為基礎的物聯網模式升級優化已經成為了時代的發展方向，以“互聯網+自動化農業”技術為中心，推動各種智能化、自動化、遠程控制、信息處理為技術核心進行生產，物聯網的產生加快了科技間的相互融合和效率的進一步提升。

2 農業物聯網的基本原理

農業物聯網的工作原理是通過車載終端安裝在機械上，主要設備由監測主機、攝像頭和傳感器等設備組成，其中監測主機實現數據采集和上傳，攝像頭來完成作業現場圖像的采集，傳感器的作用是實現農機姿態變化數據采集和傳遞，最終將采集到的數據進行比對分析來掌握農機分布、作業監控、質量分析、調度監管等功能。物聯網的優勢基于機械原理和傳感技術的結合，支持了復雜地貌下的作業姿態，通過精確的定位和大量數據的采集，實現了農業種植的全過程管理。

農業物聯網通過整合農業種植過程中的土壤、水體、農機工作等信息的收集和處理，使得信息能夠在農業生產、經營全流程中更好的發揮的價值。通過采用標準化的種植管理，對種植全過程進行記錄和跟蹤，采集分析土壤、水體、氣象、長勢、病蟲害等大量監測信息，形成生長模型，指導生產活動，不斷優化農產品生產模型種植措施，從而達到增產增效的目標。結合農業生產管理產生的數據，打造從農業種植到加工、銷售的全過程溯源體系，利用一物一碼技術為每一份農產品制作獨一無二的溯源檔案，從營養和安全角度構建溯源信息，提升農產品的品牌價值和經濟效益。

隨著移動終端設備的大量普及，政府的管理部門、農業專家、園區管理人員等通過移動終端設備的操作來實現農業生產現場環境數據實時監測展示和生產設備運行控制。也可以通過設備進行標準化生產管理流程的創建、分配與跟蹤。并且移動終端設備的應用實現了與移動電商融合，并能實現農產品溯源信息的掃碼查看功能。

農機物聯網作業監測采用GPS/北斗衛星定位系統，地理信息系統技術、集成了移動通信網絡技術、物聯網傳感器技術和數據分析與處理等幾項前沿技術；實現了對機械農機位置信息、機械狀態、現場農機作業圖像信息的實時反饋和采集，采用移動通信網絡實現數據的傳輸和監控；農業物聯網的監控功能系統實現了對每臺農機作業的數據統計和分析，包括單次作業的作業編號、作業面積、作業深度分段統計、作業里程、平均深度等信息，并提供地圖頁面顯示作業軌跡詳情，同時在地圖上提供距離測量、面積測量、軌跡回放等實用工具，用戶可以在地圖上完成距離和面積的估算。

3 農業物聯網的應用案例

農機自動駕駛系統是新一代農機在物聯網應用中的產物，農機自動駕駛系統是集衛星接收、高精度定位、控制于一體的綜合性系統，主要構件由衛星天線、北斗高精度接收機、車載顯示器、電機控制系統等部分組成。農機自動駕駛利用高精度的衛星定位導航，定位精度誤差在10cm之內，并通過電機控制方向盤，讓農機可以按照設定的路線自動行駛，同事在車載顯示器上顯示相關圖形化信息。農機自動駕駛系統可以廣泛應用于各種農業耕作，如播種、噴藥、翻地、靶地、旋耕、收獲等機械自動化作業，并且通圖像反饋系統，對現場采集的圖像進行識別和分析，避免了機械工作中重耕、漏耕的現象。

4 農業物聯網技術與精準農業的發展

與傳統機械自動化農業方式相比，農業物聯網建立了農業數據采集和處理，形成了農業自動化、數據共享、渠道共建的農業新型體系，實現了全過程數據收集和全自動工作。通過對農機作業過程中的數據梳理來開創智慧農業的相關業務，分析關鍵性因素，針對信息來源、信息分類等維度建立起一套科學規范的現代農業標準體系。物聯網農業促進農業生產智能化、農業管理高效化、農業服務便捷化，完善現代農業信息服務體系，為農業現代化建設提供重大的技術支撐。