摘要：隨著現代化農業的發展，農業機械自動化與農業智能化有效提高了農業生產效率。課題組概述了機械自動化與智能化現階段在農業生產中的應用現狀，并對自動灌溉技術、植保無人機、自走式聯合收獲機進行了分析。為推動農業機械自動化與智能化應用，提出了加大創新力度、構建信息交互平臺等建議。實踐證明，合理應用自動化、智能化的農業機械，降低了生產成本，保障了農業生產能力，提高了農業機械化水平，助推了農業農村現代化發展。
關鍵詞：農業機械;自動化;智能化;
發展現代化的農業，不僅需要通過創新栽培技術與挑選優質品種實現，同時也需要借助現代化先進科技手段、應用農業機械設備，以提高農業機械化水平和生產效率。實踐證明，使用自動生產設備以及智能化控制方式，徹底轉變了我國傳統生產模式。隨著農機購置補貼政策的不斷完善，近年來我國農業機械化成績斐然。借助計算機信息技術以及傳感器技術等新技術，我國農業現代化發展獲得了新動能。
1 農業機械自動化與智能化現狀
隨著農業現代化的發展，農業生產活動中隨處可見農業機械的身影，在一定程度上降低了農業人力勞動成本，為農民提供了更加便捷的農業生產方式。然而，我國現階段的農業機械應用水平仍處于相對較低的狀態[1]，所使用到的機械技術相對較為單一，仍舊存在著過度依賴人工操作的問題�，F階段農業機械更多的是為了在農業生產過程中提升作業效率。盡管我國對于在農業生產中購置農機制定了相應的補貼政策，但是對于大多數農民而言，大型自動化農機設備價格仍較為昂貴，導致農民在選擇機械設備時，更加傾向于購買價格較為低廉的中小型農機設備[2]。
2 農業機械自動化與智能化在農業生產中的應用
2.1 自動灌溉設備
自動灌溉設備是在現階段農業生產中較為常見的自動化農業機械設備之一。在應用中，通過在農田中自動完成數據分析，可以根據土壤狀況實施科學合理的自動化灌溉。相較傳統灌溉技術而言，使用自動化灌溉設備不僅能夠提高灌溉效率，節約人力成本，同時還可以確保精準灌溉，避免水資源浪費。在農田周圍鋪設水管，在遠程控制終端輸入需灌溉農田范圍以及種植的農產品類型。由控制終端分析數據，檢測土壤含水量，控制灌溉孔的出水量，設定更加精細的出水參數。自動化灌溉能夠為農田提供更加精準的灌溉作業，形成科學合理的農業灌溉[3]。
自動灌溉設備中結合了多種不同的先進物聯網設備，包括智能控制器、無線智能網關、太陽能電池板、無線采集器以及各類傳感器等。通過傳感器采集農田當前灌溉信號，傳遞給智能控制模塊。由通信傳輸系統向控制中心以及上位機傳遞傳感器所采集到的灌溉信號，然后在中心顯示臺進行顯示并自動儲存處理。
結合實時采集到的數據，按照相應的農田灌溉需求量設定值進行對比判斷，從而控制自動灌溉設備電磁閥的開啟與關閉，設定自動灌溉時間，實現智能化灌溉效果。以某農田灌溉為例，應用PLC智能控制系統對植物進行灌溉，共設定三種不同的灌溉植物類型：A類為水生植物、B類為需水類植物、C類為一般植物。根據不同植物類型，在灌溉時，所設定的時間有所不同。對水生植物進行灌溉時，開啟液位開關，需保持在最小液位值與最大液位值之間，保持全天候持續灌溉。需水類植物需要在每日6:00—6:30以及夜間23:00—23:30自動噴灌。普通植物則每隔一天在晚上23:00進行灌溉即可，每次灌溉時長需達到10 min。根據灌溉植物的要求，滿足灌溉需求建立在PLC控制系統核心基礎之上，自動化灌溉系統的結構中，包括電源、電磁閥、電機、液位開關、實時鐘信號等，并使用220 V交流電源進行供電。
在灌溉過程當中，不同水位產生的水壓參數不同，對A類植物進行灌溉時，系統運行達到最低水位點，通過液位開關向PLC控制系統輸出水位信號，自動控制開啟一號電磁閥，指示燈亮，先行連接電機。2 s后，電機以三角形的形式完成連接，控制一號電機打開水泵運作，向水池中注水。當水位達到最高點時，通過液位開關向PLC輸出信號，從而控制一號電磁閥斷電，熄滅指示燈，電機停止運行。水泵停止運轉，完成注水作業。
對B類植物進行自動化灌溉時，由于需要定點灌溉，則需要借助于實時鐘在規定時間內自動開啟或斷開灌溉系統。B類植物對應二號電磁閥在每天晚上23:00自動開啟，電磁閥指示燈亮，啟動二號電機，帶動二號水泵開啟灌溉工作；當時間到達23:30，斷開電磁閥，則二號電機關閉，停止灌溉作業。次日6:00開啟二號電磁閥，帶動電機水泵再次開始灌溉作業，30 min后自動斷開電磁閥，停止運轉。
對C類植物進行灌溉作業時，同樣需要借助于實時鐘對灌溉系統進行自動化控制，確保其在規定時段內開啟或關閉。每隔一天，需要在晚上23:00進行灌溉，這里需要應用到兩個計數器，從而達到灌溉延時的作用。確保每次灌溉能夠達到10 min以上。每隔一天進行灌溉，則表示灌溉時間為48 h間隔。每48 h自動開啟噴頭進行噴水作業，由三號電機帶動水泵完成灌溉作業，這一灌溉過程中計數器具有替代繼電器的作用。
2.2 植保無人機
作為一種新型的遙控式小型噴藥飛機，植保無人機體型較小，但具有強大的功能，農藥負重最高可達到10 kg。在低空飛行過程中，通過旋翼產生向下氣流，以較強的穿透性促使農藥對農作物產生較好的病蟲害防治效果，遠距離進行農藥噴灑，確保工作安全性；并結合視頻器件搭載運行，能夠實時動態監控病蟲害問題[4]。作為發達地區常應用到的農業生產技術之一，植保無人機在歐美以及日本等國家早已普及應用。而我國在2016年開始逐漸在農業生產中投入植保無人機，取得了良好的應用效果。具體來講，植保無人機在農業生產中的優勢如下。
首先，通過圖像分析技術以及監控技術，植保無人機可以遠程飛行監控農作物，借助于攝像頭拍攝農作物生長狀態。根據圖像分析了解農作物的生長階段，從而科學合理地進行施肥灌溉等作業，確保農作物健康生長。
其次，植保無人機在飛行過程中同樣具有噴霧功能，在農作物生長中，需要使用農藥防治病蟲害時，則可以由植保無人機攜帶農藥噴灑作業。由于植保無人機本身為充電設備，在噴霧作業時，若出現電池電量不足，或是攜帶農藥用完等問題，通過設備自檢，會及時返回控制中心自動充電或由人為完成藥物補裝，解決問題后重新返回農田開展噴霧作業。并且，借助于植保無人機在農業生產中進行藥物噴灑，能確保形成更為科學的噴射用量。根據圖像檢測、農田中的病蟲害實際情況，自動調節農藥劑量，從而有效避免了以往農業生產中農藥用量過度造成環境污染的問題，并提升了病蟲害防治的科學性，減少了藥品浪費，有利于環境保護[5,6]。
2.3 自走式聯合收割機
傳統農業生產過程中的聯合收割機在實施收割作業時，需要人工加以輔助操作，并且只能夠開展簡單的農作物收割作業。而在逐漸應用到自動化以及智能化的機械設備之后，誕生了自走式聯合收割機，在收割作業中，能夠實現部分自動化特征。例如，收割玉米作業時，除了能夠簡單地對玉米進行摘穗、脫皮以及收集處理之外，同時，也能夠加工處理玉米秸稈。這極大程度上解決了以往農民收割玉米時需要另外解決秸稈的問題，進一步降低了農民勞動負擔，形成了更加良好的收割工作表現。自走式聯合收割機融合了先進的視頻監控技術以及傳感器技術，對收割機在收割作業中的工作狀態進行全過程監測，確保安全有效。通過收割機前端的傳感器裝置，自動識別生物體征，避免在收割過程中誤傷田間農民，進一步降低機械故障發生率，確保農業收割工作質量有效提高[7]。
3 推動農業機械自動化與智能化應用策略
3.1 加大創新力度
結合我國現階段農業機械自動化以及農業智能化發展現狀，在確保全面推動農業向智能化轉型的過程當中，需要發展智慧農機。充分挖掘現有科學技術優勢，加大農機創新研發力度，才能夠為我國的農業智能化發展提供堅實力量�；诳陀^技術水平，我國現階段在研發農機過程中所涉及的技術表現相較于國外發達國家的技術成果仍處于相對落后的狀態。當下農業生產中常見的智慧農機，包括自動噴藥裝置、自動播種機械以及自動施肥灌溉設備等，大多數情況下以學習模仿其他國家的技術經驗為主，缺乏自主研發成果[8]。
因此，為實現機械自動化與農業智能化的廣泛推廣應用，需要我國有關政府部門給予充足的人力與資金支持，鼓勵科技創新，集中全員之力攻克智慧農機發展中的關鍵性問題。要追求更加先進的科技成果，提高智慧農機信息水平，則需要具體問題具體分析。針對不同農業生產種植，包括水產、畜牧、農產品加工等方面創建領域專屬的智慧農機，才能夠提高智慧農機應用可行性以及農戶對農機的接受度。要求科研部門結合信息技術部門雙管齊下，確保信息共享控制與應用齊頭并進。在人為可控范圍內生產更加先進的智能化、人性化的農業機械設備，能夠為我國的農業現代化轉型發展提供更加充分的技術成果。
3.2 構建信息交互平臺
全面推廣農業機械自動化應用，發展智能化農業，需要在多領域協調工作的基礎上完成。對于創新研發的智慧農機而言，其最終是為了能夠實現便民工作，提高農業生產經濟效益。促進農業機械化、自動化以及智能化發展，不能夠空喊口號。需要為全體農民提供切實可見的成果，使其直觀感受到發展智能農業為現代農業帶來的優勢作用。通過創建農業綜合信息交互平臺，將以往新型智慧農機抽象不可見的形象以更加生動的、圖文并茂的形式向農民群眾進行傳遞[9]，使農民更加了解智慧農機，才能夠更好地在實際生產中應用其。
結合多方平臺合作運營，打造完備的信息服務平臺，包括對農業機械自動化在實際生產中的運行提供指導、監測設備運行結果，并后續做好售后服務等，全方位滿足農民使用智能機械設備生產時的要求。推廣交互式服務平臺，確保農民在使用農機設備時存在任何問題，可以第一時間與平臺客服進行溝通詢問，獲取到相應解決辦法[10]。此平臺也便于通過實踐向農機生產單位及時反饋新型農機使用過程中存在的問題，促使其進行優化升級，形成更高水平的農機設備[11,12]。借助于信息交互，便于進行推廣宣傳，發布有關我國農機信息的服務通告以及農機購置惠民政策等，促使全體農民可通過這樣的開放平臺充分了解新型農機應用效果，更好地在農業生產中應用智能機械設備完成高效率生產[13,14]。
4 結語
綜上所述，我國農業機械自動化以及智能化的快速發展，助推了現代化農業的發展。通過不斷學習國外先進農業生產和農機制造技術，根據我國國情所研制的具有中國特色的智能農機設備，為我國農業生產提供了創新方式，并取得了突破性成就。農業機械的自動化和智能化發展，降低了生產成本，保障了農業生產能力，提高了農業機械化水平，助力了鄉村振興。
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