智慧大田虛擬仿真系統開發與探索

劉永華

（江蘇農林職業技術學院，江蘇 句容 212400）

0 引 言

隨著中國城鎮化和勞動力老齡化的加劇，勞動力成本越來越高，農業面臨著“誰來種地，怎樣種好地”的重大問題，將現代信息技術與大田作物智慧生產深度融合，大力發展智慧種植業已成為重要國家戰略之一，實現農作物生產過程的精準感知、定量決策、智能作業與智慧服務，全面提升農產品質量效益和促進種植業可持續發展[1]。大田種植業是中國農業生產的主要組成部分，中國政府一直把糧食生產放在農業主要地位，國家統計局發布2022 年糧食產量數據顯示，糧食總產量68 653 萬t，比2021 年增加368 萬t，增長0.5%[2]。2023 年中央一號文件《中共中央、國務院關于做好2023 年全面推進鄉村振興重點工作的意見》中指出，要加強高標準農田建設，重點補上農田灌排設施等短板，統籌推進高效節水灌溉。

智慧大田生產管理系統由生長環境監測系統、智能精準灌溉施肥系統、壓力補償噴灌系統、智慧大田管控平臺等組成，屬于典型的機電一體化系統，在機電一體化技術等專業引入智慧大田系統的實驗、實訓教學非常有必要。但系統在實際生產安裝過程中，存在區域廣、設備重、現場教學難等問題，因此設計開發一套智慧大田虛擬仿真系統，按照大田的實際場景來建設虛擬場景，開展智慧大田相應系統的虛擬仿真教學，實現虛實結合[3-5]。

1 智慧大田虛擬仿真系統總體設計

智慧大田虛擬仿真系統主要應用于機電一體化技術、電氣自動化技術等專業課程的實踐教學，以江蘇農博園的智慧大田為對象，基于OBE 成果導向的教學理念，以學生最終能進行智慧大田系統的設計為目標，進行智慧大田虛擬仿真系統總體設計，見圖1。……