電子信息技術與農機技術的有機結合及其應用特點

(1.清華大學，北京 100084；2.美國康涅狄格大學，康涅狄格 曼斯菲爾德 06269；3.黑龍江德沃科技開發有限公司，哈爾濱 150081)

0 引言

近年來，我國農機技術得到了飛速發展，不僅農機產品的結構和功能更為合理，農機技術也充分結合了各學科的新技術，實現了農機產品的自動化和智能化發展。在現代化農業生產過程中，要實現農業機械的合理化作業，農機技術在傳統的機械功能技術上還必須結合和應用先進的自動化技術、計算機技術、電子信息技術、網絡技術等，使農機產品作業的精確性和可靠性進一步提高。而隨著電子信息技術的快速發展，電子信息技術在農機技術中的應用逐漸擴大，使農業機械的功能得到進一步擴展，農機產品與電子信息技術的有機結合使農業機械化生產進一步向優質、高產、高效方向發展，對農業現代化進程產生巨大的推動作用[1]。

1 農機電子技術的應用情況

電子信息技術是時代發展下的新技術，依托于傳統的計算機、通訊和互聯網技術支持，使電子信息技術具備了信息數據的收集、傳輸、轉換、存儲、分析處理等系統化功能[2]。尤其是在計算機技術的快速發展下，電子信息技術的應用得到了大范圍擴展，并改變和優化了人們生產生活的方方面面。電子信息技術作為現代化高新技術的代表，將其與農機技術進行有效融合，能夠顯著提升農機作業和農業信息資源的獲取、處理和決策流程，并進一步指導農機化生產的實施，為農業生產向現代化轉變提供信息支持。

近年來，在農機購置補貼政策的大力扶持下，農民對于農業機械的購置能力顯著提升，加之農業機械化生產使農民的經營收入進一步提高，使先進技術的農機裝備得到更廣泛地應用。很多農機廠商已經認識到電子信息技術在農機領域應用的廣闊前景，并逐步擴大電子信息技術在農機新產品上的應用力度。但總體上講，我國現有農機中配套電子信息技術的產品仍相對較少。電子信息技術的應用通常局限于對作業補貼農機的監控、農機管理網站建設以及農用氣象預報等方面，而在農機產品中的應用和實際作用發揮仍相對不足。

與發達國家相比，我國農機裝備上配套的電子信息技術還比較落后，農機領域中的電子信息技術人才仍相對匱乏，產品研發和科研投入仍有待提升。信息技術水平低下制約了農機作業合理性和生產效率的提升，并且農機作業不合理問題得不到技術的解決和糾正，造成了很多研究成果難以在第一時間得到應用，生產信息滯后性愈發明顯。

2 電子信息技術與農機技術的有機結合

信息技術與農機技術的有機結合需要在傳統農機結構中加設大量信息獲取和通信部件，從而實現農機作業信息的傳輸與生產指導信息接收等功能，使農業機械更好地完成農業生產任務。電子信息技術的應用涉及到電子、計算機、通訊、機械、智能管理等多方面的技術支持，要實現電子信息技術與農機技術的有機結合主要應從以下幾方面著手。

2.1 加強農機裝備的電子元件配備

要實現電子信息技術在農業機械上的應用，需要在現代化農機技術的基礎上進一步增加用于信息搜集、信息顯示、電子監視、自動控制、信息交流等電子元件設備。與世界先進農機技術水平相比，我國農機電子化更多趨向于自動控制技術，對于電子信息技術的應用仍相對不足。而在自動控制元件的基礎上，只需增設少量電子元件設備，即可有效提高農機的電子信息化水平。例如，對先進的自動化農機而言，其原有的監測技術、電子控制技術等均可供電子信息技術使用，只需增設通訊技術模塊和網絡模塊即可實現大部分的電子信息技術功能。

2.2 實現農業機械的大范圍通訊功能

農業機械通訊功能的建立包括兩方面內容，一是局部區域內農機產品之間的聯網通訊；二是農機駕駛員與管理終端的遠程通訊。通訊功能的實現需要在農機裝備中布置通訊模塊，首先在農機駕駛位置加設顯示屏，用以顯示信息數據，將顯示屏通過線路與ECU(處理器)相連接，ECU分析轉換數據信息后可在顯示屏上顯示相關信息，駕駛員也可通過顯示屏發送信息，從而實現信息的傳遞和交換。通訊信息包括人工通訊與自動通訊兩類，人工通訊是人為傳遞信息的過程，而自動通訊是利用CAN總線技術，將信息系統獲取的農機各項狀態信息和管理系統發送的各項信息進行接收和傳輸，為農機遠程監控、控制作業等功能的實現奠定基礎。

2.3 建立合理的信息管理技術平臺

信息管理平臺的建立是農機管理由傳統模式向自動管理和科學管理轉變的有效途徑，管理平臺的基礎功能是農機管理的行為以信息數據的支持為基礎，管理人員對于農機生產的各項決策都可以借鑒信息技術和計算機技術分析處理后的結果，使生產的實施過程更為合理與精確。同時，生產管理的過程不必再深入田地進行查看，只需通過信息管理技術平臺調用實時的田間數據，并自動形成一段時間內的數據對比分析圖表，便于管理人員的信息獲取。信息管理技術平臺還應具備計算機輔助決策、專家知識庫等功能，使管理平臺的功能更加全面。

2.4 使農機具備便捷的人機交互技術

便捷的人機交互是駕駛員操作和使用電子信息技術的前提，由于我國農民對于電子技術產品使用能力相對不足，因此農機的人機交互技術應具備便捷性特點，以便于農機駕駛員對農機信息的獲取和相關功能的操作。同時便捷的人機交互技術對于農機的維修保養工作也創造了便利條件，駕駛員利用顯示屏顯示的內容能夠及時了解農機的保養周期和可能存在的異常問題，農機維修人員也可通過讀取ECU提供的故障碼，來快捷準確地判斷故障問題，提高農機維修的可靠性。

3 農機電子信息技術應用特點

3.1 顯著提高了農機智能化水平

隨著電子信息技術在農業機械上的應用，在農機自動化的基礎上，農業機械的信息獲取、信息交流、遠程管理等信息技術的實現使農機產品進一步向智慧農機方向轉變。電子信息技術與網絡技術的結合，能夠形成更全面的智能農機開發平臺，使農業機械的功能開發向無人化進步，從而有效提高生產效率和質量。

3.2 有利于促進機械化生產的工序銜接

在電子信息技術的支持下，不同農機之間的工序銜接變得更加合理，有利于構建出系統化、規模化的農機技術管理體系，且在大量數據的支持下，農業生產更容易形成有序開展的模式，形成目標明確、方案合理、執行準確的農業生產新形勢。

3.3 顯著提高了農機裝備作業水平

從我國農機化生產的實際情況來看，農業機械的應用缺乏合理的規劃與正規的操作技術，導致農業機械化生產整體實施較為粗放。電子信息技術的應用使農業機械的使用和操作條件得到了明顯改善[3]。利用電子信息技術的數據支持與專家系統的指導，農機駕駛員能夠實時獲取最佳操作方案，并使農機呈現出變量作業的合理化特點。

3.4 降低了農機資源浪費與環境破壞

在信息數據的支持下，農業生產方案能夠充分結合氣候、病蟲害、土壤性狀、環境變化等因素實施，使農藥化肥、灌溉用水、播種量更加精確合理，既能保證農業生產的順利實施，又能減少生產過程中的資源浪費和環境污染問題，使農業生產實現長久可持續發展。

4 結語

電子信息技術的引進與應用使農機技術的發展大幅提速，為我國農業生產方式的變革創建了良好的基礎。盡管現階段我國的電子信息技術在農業機械上的應用仍不夠全面，但隨著農機技術的快速發展，電子信息技術也將很快與農機技術實現深度融合，為農機化智能生產的實施提供助力。

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