智能化农业机械装备技术
2007-02-10   来源：华夏农机网   

    智能化农业机械在推行“精确农业”中的优先研究领域及其急需研究的科技问题
    1、在推行“精确农业”中的优先研究领域新一代农业机械装备技术的研究与开发，与基于信息技术的作物生产管理决策支持系统的研究发展等，都是近六七年来“精确农业”技术得以进人日益广泛试验实践的重要条件。如今，支持“精确农业”的若干重要农业机械，如带产量图自动生成的用于小麦、玉米和大豆收获的谷物联合收割机，实施变量处方农作的谷物精密播种机、施肥机、施药机和灌溉设备，在国外都已有若干类型的商品化产品，但需继续得到完善并扩大到更多的农机作业应用领域。近几年来，若干发达国家已开始了对棉花、甜菜、土豆、水稻、甘蔗、牧草和水果等收获机械产量计量传感器的研究，在精确农业国际会议和重要刊物上已报道了有关试验研究成果，研究样机已进入试验应用。“精确农业”应用实践可根据不同国家、不同地区的社会、经济条件，围绕提高生产、节本增效和保护环境的目标，采用不同的技术组装方式，逐步提高作物生产管理的科学化与精细化水平。其中，建立一个完整的精确农业技术体系，需要有多种技术知识和先进技术装备的集成支持，这为农业机械工程师提供了进行技术创新的机遇。研究适于不同国家的农业机械装备、种植特点，适于不同作物和更为精确的上述各环节的智能化技术，仍然是农业机械工程师面临的挑战。“精确农业”的示范试验研究已成为应用信息高新技术实现农业机械技术创新的重要切入点。以下若干课题可以作为推动农业机械装备创新的优先领域。
    （1）GPS、GIS在农业机械田间导航、作业面积计量、引导定位作业和空间数据定位采样中的应用及软件开发研究。
    （2）用于与作物收获机械配套的产量传感技术与带产量图自动生成系统软件的开发研究。
    （3）实施定位处方农作和控制的施肥、施药、浇水、精播和栽植的移动作业机械的研究。
    （4）自走式农田土壤、病虫草害和作物苗情定位信息采集机械装备的开发研究。
    （5）大中型拖拉机和自走型农业机械智能化技术状态实时诊断、监控与显示装置的开发研究。
    （6）农机作业信息高效处理、存储、传输、通信技术及其总线与接口的标准化。
    （7）GPS、GIS有关技术国产化、产业化和用于支持农业机械社会化服务的规划、组织、调度与辅助管理决策支持系统的研究。
    （8）采用上述智能化联合收割机支持“易地收割”，实施机群科学调度与管理的技术经济效果研究，以及在引进技术消化吸收基础上加快国产联合收割机的智能化装备技术的自主开发。
    （9）研究试验带GPS接收机的智能化节水灌溉机械、植保机械和播种机械，尽快形成国产化的自主产品，为农机社会化服务体系提供新一代技术装备。
    2、在研究“精确农业”中急需研究的科技问题由于作物生产受到众多因素的综合影响，当今作物生产的精细管理还是以对小区产量分布特征信息的分析为基础来制定处方管理决策。作物产量是许多自然环境因素和种植管理水平综合影响的结果，因而获取农田小区作物产量及其空间分布的差异性信息是实践精确农业的关键。有了收获机械产量计量设备和小区产量分布图生成系统，农户既可以根据自己的经验知识，分析产出和小区产量差异的原因，选择经济适用的对策，在现实可行条件下采取适当措施实施调控。也可以根据技术经济发展的条件，利用先进的科技手段或智能化变量处方，实现农业机械生产过程的自动凋控。研究“精确农业”体系中的产量实时计量和产量图自动生成技术，需要解决如下的科学技术问题。
    （1）流量传感器的计量精度、稳定性、通用性和标定简便性的进一步改善。
    （2）产量计量中同时获得收获产品的含水量、收获机的实际割幅和前进速度信息。
    （3）生成产量分布图技术及其需要的空间分辨率不大于收获机械工作幅宽的DGPS定位系统。
    （4）针对不同收获机械建立谷物由割台至流量测量点的谷物运移过程模型，以校正产量分布信息的动态误差。
    （5）研究采集的定位数据和产量数据编码格式与快速存储传输方式。这些数据通常都是存储在软盘或智能卡中，能一次存储至少一个作业班内的全部数据，然后再传入PC机进行处理和生成产量分布图。
    （6）开发基于PC机和掌上电脑的、能进行产量分布图生成的软件，含文件结构、数据结构、误差校正、数据图形化和显示方式等。
    谷物联合收割机电子装置，包括谷物产量自动计量和产量图自动生成技术，是当代农机研究的一个重要方向，也应是我国农机装备机电一体化、信息化研究的优先发展方向之一。对于提高农机作业信息化意识，促进作物生产科学管理，支持改善易地收获和农机社会化服务的科学技术水平，都有十分重要的现实意义和示范作用，应是新世纪我国农机技术创新的重要课题。