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自动化技术在现代农业生产的应用

作者:admin 来源:未知 日期:2020-08-17 08:35人气:
摘要:农业生产中自动化技术的应用解放了劳动力,降低了劳动成本,提高了农业产量与质量,极大地促进了我国现代农业的发展。文章对现代农业生产应用自动化技术的作用进行阐述,分析了现代农业中自动化技术的应用实践,对现代农业中自动化技术应用的前景进行展望,为自动化技术在现代农业中的应用提供参考。
 
关键词:现代农业;自动化技术;应用
 
我国幅员辽阔,相对而言有着较大的耕地面积。农业历来在我国社会发展中占有举足轻重的地位。我国传统的农业主要是以人工劳动为主,农业的发展受到人工经验与技术水平的直接影响。相对于国外发达国家而言,我国的农业发展水平有待提高。随着科学技术的不断发展,我国不断提高农业自动化水平,农业自动化日益受到关注,自动化技术、现代传感技术、计算机技术和农业生产相结合,推动了我国农业现代化的发展。
 
1自动化技术对现代化农业发展的作用
 
自动化技术就是在少人或者是无人的情况下使机器设备或者是生产过程能够达到预期目标的技术。自动化技术的特征表现为多样化的功能、标准化的结构、智能化的控制、机电一体化等。现阶段我国传统农业逐渐转型为现代化农业。在农业生产中自动化技术的应用日益增多。自动化技术对于现代农业具有非常重要的作用。相对于传统的农业,现代化农业呈现出规模经营大、生产率比较高、商业化程度高等特点,自动化技术应用于现代农业生产中,能够使现代农业发展的需求得到满足,减少了对于劳动力的需求,提高了对于资源的利用效率,实现了标准化的生产,推动了我国农业的稳定发展。
 
2现代农业中自动化技术的应用实践
 
(1)自动化控制技术在现代农业中的应用。不断发展的自动化技术推动了检测技术与控制技术的发展。自动化监控技术在现代化农业中的应用也日益广泛。比如,自动化监控技术被应用于现代温室大棚生产中。温室大棚技术能够为经济作物的生长提供良好的环境,从而提高经济作物的经济收益。温室栽培是现代农业中重要的有机构成内容。自动化传感技术应用到现代农业大棚中,能够对大棚的环境、温度进行实时的监测,把采集到的信息及时反馈到处理器中,由此可以对处于不同生长时期的经济作物的需求进行明确,实现了自动控制温室的温度与湿度,同时通过自动化技术能够在白天根据作物需求自动增加CO2浓度与光照强度,室内温度在夜间自动降低,由此将适合作物生长的环境提供给经济作物,从而提高经济作物的产量。(2)远程自动化监测技术在现代农业中的应用。随着现代农业的不断发展,减少了对于人力的使用,远程自动化监测技术在现代农业生产现场中发挥着重要的作用。远程监测能够监测参数数据与图像数据。监测图像数据主要是诊断与防治农作物的病虫害方面,通过图像处理技术分析农作物叶片的颜色,从而对于农作物的病情进行确定,由此为控制方式的选择提供依据。有关数据传递到信息数据平台后,农业技术人员通过对于数据库中数据的对比,进行诊断分析,提出相应的建议,同时可以通过智能化的系统采取喷药、补充肥料等自动化的操作。这样即使农业的生产者并不掌握有关的农业知识,同样能够有效地控制病虫害。(3)自动化伺服系统在现代农业中的应用。现代化农业机械设备的应用使农作物的产量得到极大提高。机械设备精度的提高保障了农产品的产量与质量。对于传统的农业设备而言,通过人工进行操作,每一台设备都需要一名甚至是多名操作人员,传统农业设备尽管使劳动生产率提高,但并没有彻底解放劳动力。PLC(可编程逻辑控制器)与伺服系统的应用有效解决了上述问题。通过PLC与伺服电机对农耕机械执行机构进行构建,其中一个PLC作为主站,若干个PLC进行定位控制。基于自动控制系统的建立实现了对多台农耕机运行的控制。伺服系统能够满足精度要求,确保了现代农业生产中对于定位的要求,如将伺服系统应用到收割机械、播种机械等设备中,农作物的收割与播种能够保证毫米以内的误差精度。与此同时,PLC抵抗干扰的能力非常强,即使在条件比较恶劣的情况下,都具有较强的稳定性与可靠性,由此使系统的工作效率得到保障。自动化伺服系统下仅要求很少的操作人员就可以实现对于整个农田耕作的控制。该系统一方面保障了农作物产量与质量的提高,另一方面使人工成本降低。(4)视觉系统在现代农业中的应用。科学技术的不断创新推动了视觉识别系统技术的发展,图像采集技术、上位机功能等日益强大。视觉识别系统对多种高级算法都能够支持。标准化函数库越来越完善,这为农作物的采摘、检测农作物的外形等提供了技术支撑。与此同时,自动化防盗系统的应用为农作物的安全提供了保障。比如,在温室大棚中可以通过一台PC机当作系统主站计算机。通过MUC对视觉系统、防盗系统等进行控制,这些是整个系统的从站部分。系统的总站和系统的数据交换是借助于总线协议通讯实现的。视觉系统的镜头利用高频的速度进行拍照,从而能够对作物的躯干、果实、叶子、颜色等进行记录,图片采集卡把图片向点阵数据进行转换后向MCU进行输送,基于程序进行计算。通过程序计算结果对作物果实的成熟度进行自动识别,利用果实外形、颜色等自的分类果实品级并打码,最终数据被传输到主站的计算机数据库进行存储。并根据农作物叶子、躯干等图像的色泽、平整度等监控农作物的健康程度。使用自动化系统一方面使人工成本降低,另一方面由于比基于人工经验的传统方法更加科学,所以能够有效提高农作物的质量与产量。(5)现代农业生产中自动化节水灌溉技术的应用。现代农业生产中的自动化灌溉节水技术的基础是计算机控制技术、传感器技术,同时和传统的农耕经验相结合,利用计算机程序对农作物需要的土壤湿度、空气湿度等进行计算,从而对最优并且最经济的灌溉方式进行选择。现代农业自动化节水灌溉系统中的数据采集是由湿度传感器实现的。基于土地的实际环境、气候情况,对地方数据库进行构建。如果农田的湿度不能满足农作物的生产需求时,传感器把采集的数据向计算机进行及时的传递,通过数据库对执行机构进行驱动。如果湿度满足设定的指标要求,则灌溉停止。相对于传统的农业灌溉模式而言,自动化节水灌溉一方面使水的利用效率提高,水资源浪费的问题得到避免,另一方面能够使农作物生长对水的需求得到满足。由此推动了精准农业的发展。实际上,精准农业指的是以信息技术为前提,通过传感器、自动化技术等,对于土地以及农作物的数据进行详细了解,并与精确的时空统计分析相结合,对于农业生产进行科学的管理。比如,在精准农业下,能够对农作物生产中需要的水量进行计算,从而达到科学灌溉。
 
3现代农业中自动化技术应用的前景
 
(1)现代农业生产中自动化技术的应用范围不断扩大。现阶段自动化技术在我国农业生产的水平日益提高,然而在产业的深度和地域的广度上仍存在不足,限制了应用的范围。相对来说,经济发达地区的农业自动化程度要高于经济不发达地区。随着自动化技术的不断应用,国家在农业自动化技术的应用方面应加大政策和资金等的扶持力度,从而推动自动化技术的应用,使自动化技术在现代农业中的应用广度与深度扩大。比如,对于采摘莲藕等领域来说,技术较为复杂,作物的产地比较分散,因此,自动化技术的应用较少,通过技术创新,因地制宜,将自动化技术应用到莲藕采摘上,从而提高采摘效率。(2)自动化技术对于气候变化的监控水平提高。农业的种植业、林业、畜牧业等生产活动受到气候变化比较大的影响。通过自动化技术对气候无人值守的观测点或者是监测点进行建立,对区域气候数据进行采集,利用远程传输方式使农业部门与气象部门之间的信息交互与共享得到实现。比如,通过农业生产过程中积累气象数据,对气候变化进行分析,从而提前对极端天气进行预警。另外因为气候变化会导致森林火灾、大面积的虫害等,通过自动化技术加强对气候变化的监控,从而有助于应对各种极端情况。(3)现代农业智能化技术应用。现代农业发展的重要方向之一就是农业机器人。自动化技术等的不断发展,促进了智能机器人的发展,在现代农业中应用智能机器人,使很多人力工作被取代,使农业生产中的安全行问题、可靠性问题得到解决,并且提高了劳动效率。此外,人类在较小空间范围内不能触及的工作可以通过智能机器人进行代替。随着科学技术的不断进步,现代农业智能化水平将会日益提高。
 
4小结
 
科学技术的不断发展促进了自动化技术的创新。我国农业生产中自动化技术的应用日益广泛。自动化技术的应用提高了农业的产量与质量,也使得精准农业日益受到重视。与此同时,伴随着智能技术的不断发展,农业自动化控制向着智能化的方向发展。通过自动化技术与智能化技术的应用,为我国现代农业发展提供保障。
 
参考文献
 
[1]尤红利.农业机械的自动化技术及其发展与应用方向[J].农家参谋,2020(7):54.
 
[2]孔学庆,罗树礼.自动化技术在农业机械中的应用[J].山东农机化,2019(6):39-40.
 
[3]盖国卫.农业机械自动化技术的发展与应用方向[J].南方农机,2020(6):21.

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