智能控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械控制中的應(yīng)用研究

陳 建

（江蘇省如東中等專業(yè)學(xué)校，226400，江蘇如東）

農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)環(huán)境比較復(fù)雜，如果利用傳統(tǒng)的控制和作業(yè)方式，無法提高整體作業(yè)效率，也無法滿足農(nóng)業(yè)發(fā)展需求。在農(nóng)業(yè)機(jī)械控制中應(yīng)用智能控制技術(shù)，可以提高整體機(jī)械效率，同時減少機(jī)械事故發(fā)生率，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

1 智能控制技術(shù)概述

在農(nóng)業(yè)機(jī)械控制中利用智能控制技術(shù)，可以降低人工作業(yè)量，同時農(nóng)業(yè)機(jī)械可以及時感知外界環(huán)境，獲取有價值的信息，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械動態(tài)化控制，保障農(nóng)業(yè)機(jī)械良好運(yùn)行狀態(tài)。在農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化控制中，系統(tǒng)可以獲取外部信息，且感知能力比較強(qiáng)，如果外部環(huán)境發(fā)生變化，可以及時感知相關(guān)信息。系統(tǒng)可以系統(tǒng)性判斷各類信息數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)中快速存儲有價值的新信息并處理，系統(tǒng)可以執(zhí)行具體的工作決策，優(yōu)化智能控制效果。大多農(nóng)業(yè)機(jī)械配套安裝有液壓系統(tǒng)，利用智能技術(shù)可以準(zhǔn)確地識別各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，系統(tǒng)通過識別各種參數(shù)，可以有效控制農(nóng)業(yè)機(jī)械的液壓系統(tǒng)，如果發(fā)現(xiàn)故障，可以暫停農(nóng)業(yè)機(jī)械運(yùn)行，系統(tǒng)提出正確的決策。控制器可以控制發(fā)動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)動機(jī)的輸出功率和轉(zhuǎn)速，滿足整體工作需求。[1]

2 智能控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械控制中應(yīng)用的優(yōu)勢

2.1 精準(zhǔn)操控

在農(nóng)業(yè)機(jī)械控制過程中，為了實(shí)現(xiàn)智能控制效果，需要控制信號傳輸過程，利用光電傳輸信號，連接整合內(nèi)外部系統(tǒng)，在傳輸數(shù)據(jù)信息的階段，將數(shù)據(jù)送入到各個信息接入端，利用數(shù)據(jù)集成模塊分析處理設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行效果，避免外部環(huán)境干擾到設(shè)備運(yùn)行。利用智能控制技術(shù)，可以提高控制系統(tǒng)的規(guī)范性，保障系統(tǒng)各項(xiàng)功能，優(yōu)化農(nóng)業(yè)機(jī)械的運(yùn)行效果。[2]

2.2 節(jié)約成本

利用智能控制技術(shù)，可以優(yōu)化農(nóng)業(yè)機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)，促使農(nóng)業(yè)機(jī)械適應(yīng)各種運(yùn)行環(huán)境，降低農(nóng)業(yè)機(jī)械故障發(fā)生率；可以減少人工成本的投入量，機(jī)械代替人工生產(chǎn)，例如可以實(shí)現(xiàn)播種一體化，高效完成工作量，進(jìn)一步提高整體工作效率，節(jié)省人力和物資的投入，有效節(jié)省資源和成本。[3]

2.3 簡化配置

智能控制技術(shù)不斷更新發(fā)展，各類智能控制技術(shù)的組件參數(shù)也不斷調(diào)整，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化發(fā)展。農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)部件需要利用各種智能控制類型，精準(zhǔn)地連接設(shè)備控制器和智能端。此外可以獨(dú)立處理相關(guān)數(shù)據(jù)，在相應(yīng)的組件中輸入數(shù)據(jù)信息，自動化控制農(nóng)業(yè)機(jī)械，減少設(shè)備資源配置，高效集成多種功能。還可以利用各種傳感部件，降低能源消耗量，使農(nóng)業(yè)機(jī)械運(yùn)行效率進(jìn)一步提高。

3 智能控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械控制中的應(yīng)用

3.1 合理設(shè)定和控制溫濕度

為了滿足市場上對于蔬菜的需求，我國不斷發(fā)展大棚種植。為了提高農(nóng)作物種植產(chǎn)量，在大棚種植過程中需要利用智能控制技術(shù)，以農(nóng)作物生產(chǎn)需求為基礎(chǔ)，合理控制外界溫濕度，例如在種植反季蔬菜的過程中，為了保障農(nóng)作物產(chǎn)量，需要加大監(jiān)控力度，利用智能控制技術(shù)，全天候監(jiān)控大棚蔬菜信息，滿足農(nóng)作物生長需求。在大棚各個位置上均勻地分布傳感器，通過采集大棚蔬菜的信息數(shù)據(jù)，再利用系統(tǒng)分析處理數(shù)據(jù)信息，最后系統(tǒng)發(fā)出針對性的工作命令，精準(zhǔn)地對接各類執(zhí)行設(shè)備，自動調(diào)節(jié)大棚溫度和濕度。近些年我國不斷更新傳感器設(shè)備，逐步提高設(shè)備的控制精度，可以靈活調(diào)整生長環(huán)境，促進(jìn)反季農(nóng)作物更好地生長。[4]

3.2 自動采收農(nóng)作物

農(nóng)戶可以利用智能設(shè)備自動采摘農(nóng)作物。在使用設(shè)備之前，農(nóng)戶需要提前設(shè)定設(shè)備參數(shù)，在設(shè)備運(yùn)行過程中，農(nóng)戶通過操作系統(tǒng)程序，可以順利完成生產(chǎn)任務(wù)。在采摘作業(yè)中，智能設(shè)備可以檢測農(nóng)作物生長情況，確定農(nóng)作物的成熟程度，在系統(tǒng)中錄入農(nóng)作物數(shù)據(jù)，利用智能化設(shè)施設(shè)備精準(zhǔn)執(zhí)行工作指令，在農(nóng)田自動化運(yùn)行中自動采摘。此外利用智能控制技術(shù)的過程中，需要利用設(shè)備傳感器獲取外界數(shù)據(jù)，設(shè)定和對比設(shè)備內(nèi)部自動控制程序參數(shù)，通過下達(dá)程序命令，滿足農(nóng)作物自動采摘的工作需求。

例如PL70 履帶自走式全喂入谷物聯(lián)合收割機(jī)，安裝了攝像頭和AI 處理器、AI 控制器等，在實(shí)際作業(yè)過程中，可以有效感應(yīng)農(nóng)作物的密度和潮濕度以及品種等信息，通過AI 控制器可以智能化調(diào)整功能部件，從而降低駕駛員的勞動強(qiáng)度，保障收獲質(zhì)量，更加干凈地脫粒，降低損失率和破損率，使整體收獲質(zhì)量因此提高。收割機(jī)在運(yùn)行過程中，可以在計算機(jī)屏幕中實(shí)時顯示路線規(guī)劃和收割機(jī)控制、障礙探測等情況，實(shí)時調(diào)整路線規(guī)劃。同時可以記錄收割機(jī)前行方向，合理擴(kuò)大行駛范圍，如果遇到復(fù)雜地形，計算機(jī)可以調(diào)整收割機(jī)的方向。利用導(dǎo)航系統(tǒng)可以調(diào)整收割機(jī)的運(yùn)行路線，持續(xù)地識別收割機(jī)位置、方向和速度等，如果收割機(jī)和運(yùn)糧拖車同時工作，可以快速共享二者的位置信息。

再如利用智能水肥一體化設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)智能操作和手機(jī)APP 遠(yuǎn)程操作，隨時隨地灌溉，對比傳統(tǒng)灌溉施肥模式，利用這一設(shè)備可以達(dá)到顯著的節(jié)水效果，同時可以節(jié)省人力成本。

3.3 影像識別技術(shù)

利用影像識別技術(shù)，可以根據(jù)農(nóng)作物光照需求改變光照強(qiáng)度。因?yàn)橹参镌诓煌L階段對于陽光的需求是不同的，為了促進(jìn)農(nóng)作物生長，需要控制光照條件。利用影像識別技術(shù)，可以自動辨別農(nóng)作物生長狀態(tài)，對比分析農(nóng)作物顏色和外界光照強(qiáng)度值，根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)控制大棚。靈活控制大棚光照強(qiáng)度，滿足不同生長階段植物的需求，避免浪費(fèi)資源，保障農(nóng)作物綜合效益。[5]

3.4 地理信息技術(shù)

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，地理信息技術(shù)發(fā)揮著重要的作用，融入智能控制技術(shù)和地理信息技術(shù)，可以將智能控制技術(shù)和農(nóng)業(yè)科學(xué)工作緊密聯(lián)系起來。例如可以利用地理信息系統(tǒng)檢測農(nóng)作物和土壤狀態(tài)等數(shù)據(jù)，科學(xué)分析農(nóng)作物生產(chǎn)周期和土壤環(huán)境，準(zhǔn)確評估農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)動態(tài)化管理。此外利用地理信息系統(tǒng)，可以建立農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模型，通過數(shù)據(jù)分析，將生產(chǎn)結(jié)果準(zhǔn)確地呈現(xiàn)出來，科學(xué)評估和預(yù)測農(nóng)作物，保障農(nóng)作物生產(chǎn)質(zhì)量。例如在發(fā)生病蟲害之后，可以利用地理信息系統(tǒng)分析農(nóng)作物受災(zāi)情況，明確受災(zāi)面積和受災(zāi)程度，根據(jù)數(shù)據(jù)制定針對性的防治措施，提高防治效果，避免資源浪費(fèi)。

3.5 灌溉、施肥智能控制技術(shù)

在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，需要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理的智能化，自動控制農(nóng)業(yè)施肥和灌溉，提高化肥和水資源利用率，提高整體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。在施肥控制中利用智能控制技術(shù)，可以有效結(jié)合灌溉和施肥，實(shí)現(xiàn)灌溉和施肥作業(yè)的一體化、智能化。利用智能化灌溉、施肥，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)灌溉、施肥工作的缺陷，保障農(nóng)業(yè)灌溉和施肥的精準(zhǔn)性和高效性。[6]

3.6 智能化溫室控制技術(shù)

利用智能化溫室控制技術(shù)，可以優(yōu)化農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)方式，降低天氣變化的影響。在溫室大棚中的采光設(shè)備和通風(fēng)設(shè)備，需要利用精密溫度控制系統(tǒng)。在溫、濕度控制系統(tǒng)中融入智能控制技術(shù)智能化控制溫度和濕度，利用自動溫、濕度感應(yīng)器實(shí)時檢測溫室指標(biāo)，隨后向控制中心傳輸檢測到的溫度和濕度等數(shù)據(jù)，控制中心負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)分析和運(yùn)算。根據(jù)計算結(jié)果自動調(diào)整溫室大棚的門窗和控制設(shè)備等，為農(nóng)作物提供良好的生長環(huán)境，保障農(nóng)作物的產(chǎn)量。

4 結(jié)語

在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備控制中應(yīng)用智能控制技術(shù)，可以優(yōu)化農(nóng)業(yè)運(yùn)行模式，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量，促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。