國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化的現(xiàn)狀分析

國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化的現(xiàn)狀分析綜述高世杰（哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院150001）口摘要：簡(jiǎn)要回顧了國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化的現(xiàn)狀并進(jìn)行了分析，探討了我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)今后農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品的改進(jìn)、完善以及自動(dòng)化的開(kāi)發(fā)，提出了新的思路。關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制；農(nóng)業(yè)自動(dòng)化；農(nóng)業(yè)機(jī)械農(nóng)業(yè)自動(dòng)化能夠大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和增加勞動(dòng)舒適性，而且隨著經(jīng)濟(jì)的全球化，面臨農(nóng)產(chǎn)品開(kāi)放進(jìn)口和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的壓力，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)只有通過(guò)進(jìn)一步提高生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品品質(zhì)才能生存。從這些新的需求出發(fā)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向著高效率和高精度的機(jī)械化、自動(dòng)化方向發(fā)展是必然的選擇。1．國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)自動(dòng)化的現(xiàn)狀1．1國(guó)外農(nóng)業(yè)自動(dòng)化的現(xiàn)狀近些年來(lái)，國(guó)外農(nóng)業(yè)自動(dòng)化飛速發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)向高速、寬幅、大功率、舒適的方向發(fā)展。自動(dòng)化控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械上的應(yīng)用已相當(dāng)普及，一些著名廠商把自動(dòng)控制、信息處理、全球定位系統(tǒng)和激光、遙感等現(xiàn)代尖端技術(shù)、裝備應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械上。如一種農(nóng)用激光平地機(jī)就是利用激光調(diào)平傳感微機(jī)處理技術(shù)，經(jīng)一次地面平整作業(yè)，即可成形，且能達(dá)到寸水不露泥的精度。美國(guó)的約翰迪爾公司所生產(chǎn)的水稻聯(lián)合收割機(jī)就安裝了一套稱為的精密作業(yè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能提供產(chǎn)量或收獲量信息、濕度、待收獲作物總質(zhì)量等讀數(shù)，能精確測(cè)量糧食升運(yùn)器頂部的谷物流量及實(shí)時(shí)的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，能分別對(duì)分離裝置、滾筒轉(zhuǎn)速、割臺(tái)升降、割臺(tái)傾斜和停車(chē)制動(dòng)安全等裝置進(jìn)行快捷實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制。該機(jī)還裝備全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和示差定位信號(hào)，可快速確定出機(jī)器所處位置。隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)正產(chǎn)量為「648萬(wàn)臺(tái)。日本有機(jī)器人生產(chǎn)廠家300多個(gè)，生產(chǎn)機(jī)器人占世界總擁有量的60%。農(nóng)業(yè)機(jī)器人已被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域?？凇?國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用口由于歷史、觀念和技術(shù)等方面的原因，我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械與發(fā)達(dá)國(guó)家相比有很大差距，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)農(nóng)業(yè)的科技進(jìn)步。近些年來(lái)，自動(dòng)化的研究逐漸被人們所認(rèn)識(shí)，自動(dòng)控制在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用越來(lái)越受到重視。例如，把計(jì)算機(jī)技術(shù)、微處理技術(shù)、傳感與檢測(cè)技術(shù)、信息處理技術(shù)結(jié)合起來(lái)，應(yīng)用于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械，極大地促進(jìn)了產(chǎn)品性能的提高。我國(guó)農(nóng)業(yè)部門(mén)總結(jié)了一些地區(qū)的農(nóng)業(yè)自動(dòng)化先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)（如臺(tái)灣地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、漁業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、畜牧業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化及農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易自動(dòng)化）的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用情況，同時(shí)也汲取了國(guó)外一些國(guó)家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)，如日本的四行半喂人聯(lián)合收割機(jī)是計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化裝置在半喂人聯(lián)合收割機(jī)中的應(yīng)用，英國(guó)通過(guò)對(duì)施肥機(jī)散播肥料的動(dòng)力測(cè)量來(lái)控萬(wàn)方數(shù)據(jù)一系列適合我國(guó)農(nóng)業(yè)特點(diǎn)的自動(dòng)化控制技術(shù)?！福?．「已有的農(nóng)業(yè)機(jī)械及裝置的部分自動(dòng)化控制自動(dòng)化技術(shù)提高了已有農(nóng)業(yè)機(jī)械及裝置的作業(yè)性能和操作性能。浙江省把自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于茶葉機(jī)械上，成功研制出6CRK—55型可編程控制加壓茶葉揉捻機(jī)，它利用計(jì)算機(jī)控制電功加壓機(jī)構(gòu)，能根據(jù)茶葉的具體情況編制最佳揉捻程序?qū)崿F(xiàn)揉捻過(guò)程的自動(dòng)控制，是機(jī)電?體化技術(shù)在茶葉機(jī)械上的首次成功應(yīng)用。1.2.2微灌自動(dòng)控制技術(shù)口灌溉管理自動(dòng)化是發(fā)展高效農(nóng)業(yè)的重要手段，高效農(nóng)業(yè)和精細(xì)農(nóng)業(yè)要求必須實(shí)現(xiàn)水資源的高效利用。采用遙感遙測(cè)等新技術(shù)監(jiān)測(cè)土壤墑性和作物生長(zhǎng)情況，對(duì)灌溉用水進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)，實(shí)現(xiàn)灌溉用水管理的自動(dòng)化和動(dòng)態(tài)管理。在微灌技術(shù)領(lǐng)域，我國(guó)先后研制和改進(jìn)了等流量滴灌設(shè)備、微噴灌設(shè)備、微灌帶、孔口滴頭、壓力補(bǔ)償式滴頭、折射式和旋轉(zhuǎn)式微噴頭、過(guò)濾器和進(jìn)排氣閥等設(shè)備，總結(jié)出了一套基本適合我國(guó)國(guó)情的微灌設(shè)計(jì)參數(shù)和計(jì)算方法，建立了一批新的試驗(yàn)示范基地。在一些地區(qū)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)，可以長(zhǎng)時(shí)間地自動(dòng)啟閉水泵和自動(dòng)按一定的輪灌順序進(jìn)行灌溉。1.2.3自動(dòng)控制技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用口精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)與農(nóng)機(jī)裝備技術(shù)上，運(yùn)用高新技術(shù)進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)較傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)其先進(jìn)之處主要是應(yīng)用全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、專家與決策知識(shí)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的定位、定量、定時(shí)，做到精耕細(xì)作和由于農(nóng)業(yè)水土管理區(qū)管理點(diǎn)較為分散，用傳統(tǒng)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和信息傳輸精度差、速度慢。把電子技術(shù)、微電子技術(shù)和通信技術(shù)緊密結(jié)合起來(lái)，采用現(xiàn)代方法進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)控和管理非常必要，如在渠系、灌水、泵站等方面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)控與管理。農(nóng)業(yè)自動(dòng)化向智能化方向發(fā)展，進(jìn)一步發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展節(jié)水、節(jié)肥精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的自動(dòng)化控制，實(shí)施精準(zhǔn)灌溉、精準(zhǔn)施肥，提高水資源和化肥資源的利用率。精細(xì)設(shè)施農(nóng)業(yè)主要發(fā)展以溫室為主的自動(dòng)控制系統(tǒng)智能化研究，從而現(xiàn)降低成本、提高作物產(chǎn)量、提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化方面已開(kāi)始應(yīng)用，但在設(shè)施農(nóng)業(yè)、虛擬農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用尚處予起步階段，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)、加快該領(lǐng)域的研究與應(yīng)用。2.結(jié)論口57口越來(lái)越被世界各國(guó)所重視。1994年，美國(guó)機(jī)器人的年制肥料的精確使用量。這些技術(shù)和方法是我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)化裝置得到了補(bǔ)充和新的發(fā)展，從而形成了高世杰哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院,150001農(nóng)村實(shí)用科技信息NONGCUNSHIYONGKEJI某IN某I2022,""(1)0次口相似文獻(xiàn)(6條)1.學(xué)位論文裴麗群基于ZigBee的無(wú)線照明系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)2022IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定了一種短距離、低功耗、低速率、高可靠性的無(wú)線芯片標(biāo)準(zhǔn)。遵循此標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)則由國(guó)際ZigBee聯(lián)盟所定義。ZigBee是一組基于IEEE批準(zhǔn)通過(guò)的802.15.4無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)研制開(kāi)發(fā)的，有關(guān)組網(wǎng)、安全和應(yīng)用軟件方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。它不僅只是802.15.4的名字。IEEE僅處理低級(jí)MAC層和物理層協(xié)議，ZigBee聯(lián)盟對(duì)其網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議和API進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。ZigBee聯(lián)盟是一個(gè)高速增長(zhǎng)的非牟利業(yè)界組織，成員包括國(guó)際著名半導(dǎo)體生產(chǎn)商、技術(shù)提供者、代工生產(chǎn)商以及最終使用者。成員正積極制定基于IEEE802.15.4、可靠、高性價(jià)比、低功耗的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用規(guī)格。ZigBee技術(shù)的目標(biāo)就是針對(duì)工業(yè)，家庭自動(dòng)化，遙測(cè)遙控，汽車(chē)自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化和醫(yī)療護(hù)理等,例如燈光自動(dòng)化控制，傳感器的無(wú)線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，油田，電力，礦山和物流管理等應(yīng)用領(lǐng)域。另外它還可以對(duì)局部區(qū)域內(nèi)移動(dòng)目標(biāo)例如城市中的車(chē)輛進(jìn)行定位。Zigbee技術(shù)和RFID技術(shù)在2004年就被列為當(dāng)今世界發(fā)展最快，市場(chǎng)前景最廣闊的十大最新技術(shù)中的兩個(gè)。本文將在首先介紹了IEE802.15.4和ZigBee的基本技術(shù)規(guī)范以及通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)之后，對(duì)于ZigBee聯(lián)盟制定的標(biāo)準(zhǔn)燈光控制規(guī)范做了進(jìn)一步的說(shuō)明，并且最后側(cè)重于無(wú)線照明系統(tǒng)的軟硬件研究與設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)采用Jennic的JN5121高功率模塊，特別是在樹(shù)形網(wǎng)絡(luò)的組建上做了非常詳細(xì)的設(shè)計(jì)參考。.期刊論文韓金玉.盧博友.郭愛(ài)榮.王潔我國(guó)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)-農(nóng)機(jī)化研究2003,""(3)簡(jiǎn)要回顧了國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)自動(dòng)化的現(xiàn)狀,分析了國(guó)內(nèi)自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)自動(dòng)化中的現(xiàn)狀及其存在的主要問(wèn)題,探討了我國(guó)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì),對(duì)以后農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品的改進(jìn)、完善以及自動(dòng)化的開(kāi)發(fā),提出了新的思路..學(xué)位論文馬世榜關(guān)于農(nóng)業(yè)溫室自動(dòng)化作業(yè)平臺(tái)的研究——行走機(jī)構(gòu)及導(dǎo)引控制方式2022溫室農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高級(jí)生產(chǎn)方式，是高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有效手段，溫室環(huán)境自動(dòng)控制技術(shù)和自動(dòng)化作業(yè)生產(chǎn)裝備的研發(fā)是促進(jìn)其發(fā)展的關(guān)鍵。根據(jù)我國(guó)溫室農(nóng)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r和技術(shù)水平，研制溫室自動(dòng)化作業(yè)平臺(tái)生產(chǎn)裝備具有重要意義。本自動(dòng)化作業(yè)平臺(tái)是依據(jù)我國(guó)溫室農(nóng)業(yè)特點(diǎn)，以單棟凈跨度6.0m的溫室為使用環(huán)境，以土耕種植蔬菜為作業(yè)對(duì)象，實(shí)現(xiàn)對(duì)作物種植過(guò)程中的整地、播種、間苗、灌溉、施肥和收獲等一系列作業(yè)，實(shí)現(xiàn)“一臺(tái)多用”降低成本。作業(yè)平臺(tái)能夠以手動(dòng)控制和全自動(dòng)控制兩種方式在溫室中往復(fù)作業(yè)，行走機(jī)構(gòu)能夠原地轉(zhuǎn)動(dòng)90°，以直角轉(zhuǎn)彎的方式代替常見(jiàn)的圓弧轉(zhuǎn)彎方式，實(shí)現(xiàn)橫移轉(zhuǎn)入下一棟作業(yè)。本文以自動(dòng)化作業(yè)平臺(tái)為研究對(duì)象，主要研究其行走機(jī)構(gòu)及導(dǎo)引控制方式，主要包括下面幾個(gè)方面。<br>.根據(jù)溫室農(nóng)業(yè)作業(yè)特點(diǎn)和自動(dòng)化作業(yè)平臺(tái)功能要求，用SolidWork2007三維軟件構(gòu)建出了自動(dòng)化作業(yè)平臺(tái)原理樣機(jī)。確定了其主要組成部分和各個(gè)部分的功能作用，確定了溫室農(nóng)業(yè)自動(dòng)化作業(yè)平臺(tái)的行走方式、工作原理和行走機(jī)構(gòu)部分所要求具備的功能。<br>.對(duì)自動(dòng)化作業(yè)平臺(tái)懸掛旋耕機(jī)和懸掛犁鏵作業(yè)分別進(jìn)行了力學(xué)分析，得出了設(shè)計(jì)時(shí)所應(yīng)該注意的安全事項(xiàng)，并確定了作業(yè)平臺(tái)行走動(dòng)力源、行走系統(tǒng)傳動(dòng)方案、行走輪用輪胎花紋及尺寸等，設(shè)計(jì)了關(guān)鍵的傳動(dòng)部件。<br>.對(duì)行走驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)。研究了空間RCCR機(jī)構(gòu)的組成特點(diǎn)及運(yùn)動(dòng)特性，確定采用雙等偏距空間RCCR聯(lián)軸器作為轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，對(duì)其進(jìn)行了三維建模和動(dòng)力學(xué)仿真分析，得到了一定的結(jié)論，選擇了合適的離合器。<br>.研究分析了溫室自動(dòng)化作業(yè)平臺(tái)全自動(dòng)導(dǎo)引行走過(guò)程控制，確定了溫室自動(dòng)化作業(yè)平臺(tái)導(dǎo)引方式和定位方式，介紹了模糊控制的原理，提出采用模糊控制完成作業(yè)平臺(tái)全自動(dòng)化導(dǎo)引行走過(guò)程控制，建立了模糊控制模型，應(yīng)用Matlab軟件中Simulink工具包對(duì)其進(jìn)行了仿真分析。3丫>關(guān)鍵詞：溫室農(nóng)業(yè)；自動(dòng)化作業(yè)平臺(tái)；行走機(jī)構(gòu)；仿真分析；導(dǎo)引過(guò)程控制論文類型；應(yīng)用研究4.學(xué)位論文高銳草莓收獲機(jī)器人的初步研究2004為了實(shí)現(xiàn)草莓收獲的自動(dòng)化,需要綜合使用圖像處理、自動(dòng)控制等方面的技術(shù).該文對(duì)草莓收獲機(jī)器人進(jìn)行了試驗(yàn)性的研究.根據(jù)嵌入式技術(shù)飛速發(fā)展的現(xiàn)狀,該文采用了"用嵌入式系統(tǒng)取代原先農(nóng)業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的PC機(jī)系統(tǒng)"的思路,并基于嵌入式主板和開(kāi)源操作系統(tǒng)Linu某對(duì)機(jī)器人的視覺(jué)和控制系統(tǒng)進(jìn)行了初步研究.該文對(duì)草莓收獲機(jī)器人的視覺(jué)系統(tǒng)及采摘手爪的設(shè)計(jì)進(jìn)行了重點(diǎn)介紹.該文依據(jù)成熟草莓果實(shí)顏色會(huì)發(fā)生變化的現(xiàn)象,應(yīng)用草莓圖像在L<'某X<‘某為<’某>彩色模型中的a<‘某>通道信息,對(duì)成熟草莓進(jìn)行了識(shí)別研究,并進(jìn)一步研究了用于收獲目標(biāo)的夾取點(diǎn)坐標(biāo)的尋找方法.該文采用橋架式直角坐標(biāo)機(jī)器人的形式,對(duì)機(jī)器人結(jié)構(gòu)進(jìn)行了虛擬設(shè)計(jì),其中利用小型直流電磁鐵設(shè)計(jì)了機(jī)器人采摘手爪..期刊論文陳銘年以色列Dagan智能塑料大棚的技術(shù)特點(diǎn)-福建農(nóng)機(jī)2001,""(3)1998年,福州市農(nóng)業(yè)局從以色列引進(jìn)了一套智能化的塑料大棚.這套由Dagan農(nóng)業(yè)自動(dòng)化公司提供的大棚主體占地一公頃.該大棚主要用途是用營(yíng)養(yǎng)土栽培西紅柿等蔬菜.這座大型農(nóng)業(yè)設(shè)施的自動(dòng)化控制水平高,可實(shí)現(xiàn)溫度、濕度、陽(yáng)光、通風(fēng)等自動(dòng)控制.對(duì)這套耗巨資引進(jìn)的進(jìn)口設(shè)備進(jìn)行引進(jìn)消化、分析研究,其意義是明顯的..學(xué)位論文寇越峰現(xiàn)代溫室信息采集與控制的分析與研究2000該論文是國(guó)家發(fā)展計(jì)劃委員會(huì)重點(diǎn)科研項(xiàng)目的一部分,是以21世紀(jì)先進(jìn)自動(dòng)控制技術(shù)為背景,探討其在農(nóng)業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的應(yīng)用.該論文主要研究此項(xiàng)目的控制系統(tǒng)平臺(tái)部分.該文首先討論了中國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展所面臨的一些問(wèn)題,介紹了國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)發(fā)展的最新趨勢(shì)和先進(jìn)的農(nóng)業(yè)理論,結(jié)合中國(guó)國(guó)情提出了利用溫室技術(shù)來(lái)解決這些問(wèn)題的思