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文檔簡介
農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化生產(chǎn)服務(wù)平臺(tái)TOC\o"1-2"\h\u25082第1章緒論 3273581.1農(nóng)業(yè)機(jī)械化與智能化發(fā)展概況 3308101.1.1農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展現(xiàn)狀 3205711.1.2農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化發(fā)展態(tài)勢 372141.2農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化生產(chǎn)服務(wù)平臺(tái)構(gòu)建意義 4321651.2.1提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率 423341.2.2降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本 469141.2.3改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境 4155141.2.4促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整 413691第2章農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化技術(shù) 4183152.1信息化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用 467082.1.1數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù) 4191712.1.2信息傳輸技術(shù) 5136362.1.3智能導(dǎo)航技術(shù) 5239402.2自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用 5226712.2.1作業(yè)自動(dòng)化 5200302.2.2設(shè)備自適應(yīng)控制 5128502.2.3智能決策與優(yōu)化 528182.3人工智能技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用 5142032.3.1智能識(shí)別與檢測 5323862.3.2機(jī)器學(xué)習(xí)與預(yù)測 5124272.3.3無人駕駛與協(xié)同作業(yè) 6327092.3.4智能服務(wù)與支持 612813第3章農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)備 629463.1智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械概述 6321723.1.1定義與分類 6320673.1.2發(fā)展背景與意義 6182193.1.3國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 6283133.2智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備 628943.2.1傳感器技術(shù) 6217333.2.2自動(dòng)控制技術(shù) 6202093.2.3通信技術(shù) 7313663.2.4人工智能技術(shù) 741043.2.5智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備實(shí)例 75746第4章農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化生產(chǎn)服務(wù)平臺(tái)架構(gòu) 7162124.1平臺(tái)設(shè)計(jì)理念與目標(biāo) 775464.2平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì) 743734.3平臺(tái)功能模塊劃分 8715第5章數(shù)據(jù)采集與處理 892215.1農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)概述 824165.2數(shù)據(jù)采集技術(shù)與方法 9146805.2.1數(shù)據(jù)采集技術(shù) 958505.2.2數(shù)據(jù)采集方法 9198645.3數(shù)據(jù)處理與分析 9140135.3.1數(shù)據(jù)處理 986055.3.2數(shù)據(jù)分析 917093第6章農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)監(jiān)控與調(diào)度 10317186.1作業(yè)監(jiān)控技術(shù) 10299286.1.1監(jiān)控系統(tǒng)概述 10281946.1.2傳感器技術(shù) 1085516.1.3數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) 1019686.1.4數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù) 10321876.2調(diào)度策略與算法 10259426.2.1調(diào)度策略概述 10174086.2.2經(jīng)典調(diào)度算法 10203576.2.3面向農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)特點(diǎn)的調(diào)度算法 10160266.3作業(yè)監(jiān)控與調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11255686.3.1系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì) 11261556.3.2系統(tǒng)功能設(shè)計(jì) 11276216.3.3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與驗(yàn)證 1119476第7章農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理與決策支持 11209637.1農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng) 1176977.1.1系統(tǒng)概述 11283267.1.2功能模塊 11132407.2決策支持系統(tǒng) 11321287.2.1系統(tǒng)概述 12237737.2.2功能模塊 12126957.3農(nóng)業(yè)智能決策模型與應(yīng)用 1282347.3.1智能決策模型 12324137.3.2應(yīng)用實(shí)例 1221360第8章農(nóng)業(yè)機(jī)械維修與保障 13308208.1農(nóng)業(yè)機(jī)械維修技術(shù) 138868.1.1維修技術(shù)概述 1320218.1.2常見故障診斷方法 1339258.1.3維修工藝與規(guī)范 13270658.2智能保障系統(tǒng) 13152678.2.1智能保障系統(tǒng)概述 13187048.2.2故障預(yù)測與健康管理 13255918.2.3智能維修決策支持 1391308.3維修與保障服務(wù)模式 13259968.3.1定制化維修服務(wù) 13180218.3.2在線維修支持與遠(yuǎn)程診斷 14297138.3.3售后服務(wù)與保障體系 1428499第9章農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化生產(chǎn)服務(wù)案例分析 14209719.1國內(nèi)外典型農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化生產(chǎn)服務(wù)案例 14188139.1.1國內(nèi)案例 14285199.1.2國外案例 14224599.2案例分析與啟示 15206639.2.1技術(shù)創(chuàng)新是推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化生產(chǎn)服務(wù)的關(guān)鍵 15202979.2.2以農(nóng)戶需求為導(dǎo)向,提供個(gè)性化服務(wù) 15227089.2.3強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作,實(shí)現(xiàn)共贏 15102399.2.4建立健全政策體系,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展 15180969.2.5培育專業(yè)人才,提升服務(wù)水平 155975第10章農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化生產(chǎn)服務(wù)發(fā)展前景與挑戰(zhàn) 152659510.1發(fā)展前景 15529210.2面臨的挑戰(zhàn)與對策 161669610.3政策建議與產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢 16第1章緒論1.1農(nóng)業(yè)機(jī)械化與智能化發(fā)展概況科技的飛速發(fā)展,我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平不斷提高,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力得到了顯著改善。農(nóng)業(yè)機(jī)械化在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、減輕農(nóng)民勞動(dòng)強(qiáng)度、促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程中發(fā)揮了重要作用。農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化作為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要組成部分,逐漸成為研究熱點(diǎn)。農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化將信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、人工智能等先進(jìn)科技成果應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供智能化、精準(zhǔn)化的技術(shù)支持。1.1.1農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展現(xiàn)狀我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化經(jīng)過幾十年的發(fā)展,取得了世界矚目的成就。目前主要糧食作物生產(chǎn)機(jī)械化水平已達(dá)到較高水平,但農(nóng)業(yè)機(jī)械化在地區(qū)間、作物間、環(huán)節(jié)間發(fā)展仍不均衡。農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展呈現(xiàn)出以下特點(diǎn):一是農(nóng)業(yè)機(jī)械種類日益豐富,基本涵蓋了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié);二是農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)水平不斷提高,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率顯著提升;三是農(nóng)業(yè)機(jī)械服務(wù)體系逐步完善,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供有力保障。1.1.2農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化發(fā)展態(tài)勢農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢。當(dāng)前,農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化發(fā)展呈現(xiàn)出以下特點(diǎn):一是智能農(nóng)業(yè)裝備研發(fā)取得重要進(jìn)展,如無人駕駛拖拉機(jī)、智能植保無人機(jī)等;二是農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用;三是農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際需求相結(jié)合,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精準(zhǔn)化、智能化解決方案。1.2農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化生產(chǎn)服務(wù)平臺(tái)構(gòu)建意義農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化生產(chǎn)服務(wù)平臺(tái)的構(gòu)建,旨在推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用,提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。1.2.1提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化生產(chǎn)服務(wù)平臺(tái)通過集成先進(jìn)的信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、人工智能等成果,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的精準(zhǔn)化管理,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。同時(shí)平臺(tái)可為農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)提供實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障診斷等服務(wù),保證農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)的順利進(jìn)行。1.2.2降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化生產(chǎn)服務(wù)平臺(tái)通過優(yōu)化農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)路線、減少農(nóng)業(yè)資源浪費(fèi)、提高農(nóng)業(yè)投入品利用效率等措施,有助于降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。平臺(tái)還可為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供市場信息、政策資訊等服務(wù),幫助農(nóng)民科學(xué)決策,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。1.2.3改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化生產(chǎn)服務(wù)平臺(tái)有助于實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的精準(zhǔn)施肥、病蟲害防治、土壤保護(hù)等,減少農(nóng)業(yè)面源污染,改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。同時(shí)平臺(tái)可推動(dòng)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用,促進(jìn)農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。1.2.4促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化生產(chǎn)服務(wù)平臺(tái)可為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供多樣化、個(gè)性化的服務(wù),滿足不同地區(qū)、不同作物、不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)的需求,有助于優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),推動(dòng)農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。通過構(gòu)建農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化生產(chǎn)服務(wù)平臺(tái),有助于提升我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平,加快農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。第2章農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化技術(shù)2.1信息化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用信息化技術(shù)作為農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化發(fā)展的基礎(chǔ),對提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率具有重要作用。本節(jié)主要介紹信息化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用。2.1.1數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)農(nóng)業(yè)機(jī)械在作業(yè)過程中,通過傳感器、攝像頭等設(shè)備實(shí)時(shí)采集土壤、氣象、作物生長等數(shù)據(jù)。利用數(shù)據(jù)挖掘和云計(jì)算等技術(shù)對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和存儲(chǔ),為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供決策依據(jù)。2.1.2信息傳輸技術(shù)農(nóng)業(yè)機(jī)械通過無線通信、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù),將采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至數(shù)據(jù)處理中心,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程共享。信息傳輸技術(shù)還可用于遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制農(nóng)業(yè)機(jī)械,提高作業(yè)效率。2.1.3智能導(dǎo)航技術(shù)基于衛(wèi)星定位、慣性導(dǎo)航等技術(shù),農(nóng)業(yè)機(jī)械可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛和精準(zhǔn)作業(yè)。智能導(dǎo)航技術(shù)有助于降低作業(yè)成本、提高作業(yè)質(zhì)量和安全性。2.2自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)是農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化的重要組成部分,本節(jié)主要介紹自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用。2.2.1作業(yè)自動(dòng)化農(nóng)業(yè)機(jī)械通過集成控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)播種、施肥、噴藥、收割等作業(yè)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化。作業(yè)自動(dòng)化有助于減輕農(nóng)民勞動(dòng)強(qiáng)度,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。2.2.2設(shè)備自適應(yīng)控制農(nóng)業(yè)機(jī)械根據(jù)作業(yè)環(huán)境和作物生長狀況,自動(dòng)調(diào)整設(shè)備的工作參數(shù),實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。設(shè)備自適應(yīng)控制有助于提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。2.2.3智能決策與優(yōu)化利用專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù),農(nóng)業(yè)機(jī)械可以對作業(yè)過程進(jìn)行智能決策與優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)資源的高效利用和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的提升。2.3人工智能技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用人工智能技術(shù)是農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化發(fā)展的關(guān)鍵,本節(jié)主要介紹人工智能技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用。2.3.1智能識(shí)別與檢測利用計(jì)算機(jī)視覺、深度學(xué)習(xí)等技術(shù),農(nóng)業(yè)機(jī)械可以對作物病蟲害、雜草等進(jìn)行智能識(shí)別和檢測,為精準(zhǔn)作業(yè)提供支持。2.3.2機(jī)器學(xué)習(xí)與預(yù)測通過收集和分析歷史農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù),農(nóng)業(yè)機(jī)械利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)對作物生長、氣象變化等進(jìn)行預(yù)測,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策提供參考。2.3.3無人駕駛與協(xié)同作業(yè)結(jié)合無人駕駛技術(shù)和協(xié)同作業(yè)策略,農(nóng)業(yè)機(jī)械可以實(shí)現(xiàn)高效、智能的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。無人駕駛與協(xié)同作業(yè)有助于降低作業(yè)成本、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。2.3.4智能服務(wù)與支持農(nóng)業(yè)機(jī)械通過人工智能技術(shù),為農(nóng)民提供遠(yuǎn)程咨詢、故障診斷、維修指導(dǎo)等服務(wù),助力農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。第3章農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)備3.1智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械概述3.1.1定義與分類智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械是指采用現(xiàn)代信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)及人工智能等高新技術(shù),實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械的改造與升級(jí),提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度的一類農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備。根據(jù)功能與用途,智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械可分為耕作機(jī)械、播種機(jī)械、植保機(jī)械、收獲機(jī)械等。3.1.2發(fā)展背景與意義我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的推進(jìn),農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力短缺、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率低下等問題日益突出。發(fā)展智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械成為解決這些問題的重要途徑。智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,有助于實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)?;?、集約化和可持續(xù)發(fā)展。3.1.3國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)外對農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)備的研究與開發(fā)取得了顯著成果。國外發(fā)達(dá)國家在智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)先,已成功開發(fā)出多款智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品。我國智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械研究也取得了較大進(jìn)展,部分設(shè)備已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。3.2智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備3.2.1傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)是智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械的核心技術(shù)之一。主要包括土壤傳感器、氣象傳感器、作物生長傳感器等。這些傳感器可實(shí)時(shí)監(jiān)測農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的各項(xiàng)參數(shù),為農(nóng)業(yè)機(jī)械提供精確的數(shù)據(jù)支持。3.2.2自動(dòng)控制技術(shù)自動(dòng)控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化控制的關(guān)鍵。主要包括路徑規(guī)劃、速度控制、作業(yè)質(zhì)量監(jiān)測等。通過自動(dòng)控制技術(shù),農(nóng)業(yè)機(jī)械可以實(shí)現(xiàn)無人駕駛、自主作業(yè)等功能。3.2.3通信技術(shù)通信技術(shù)是連接農(nóng)業(yè)機(jī)械與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與調(diào)度的重要手段。主要包括有線通信和無線通信技術(shù)。通過通信技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的遠(yuǎn)程操控、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?.2.4人工智能技術(shù)人工智能技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)備中的應(yīng)用越來越廣泛。主要包括圖像識(shí)別、深度學(xué)習(xí)、專家系統(tǒng)等。這些技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)機(jī)械的智能決策、故障診斷等功能。3.2.5智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備實(shí)例(1)智能化植保無人機(jī):具備自主飛行、路徑規(guī)劃、噴灑控制等功能,可實(shí)現(xiàn)對農(nóng)田的精準(zhǔn)植保作業(yè)。(2)智能化播種機(jī):通過自動(dòng)控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)播種深度、播種速度的精確控制,提高播種質(zhì)量。(3)智能化收獲機(jī):采用傳感器技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)等,實(shí)現(xiàn)對作物成熟度的實(shí)時(shí)監(jiān)測,自動(dòng)調(diào)整收獲速度和割臺(tái)高度,提高收獲效率。(本章到此結(jié)束)第4章農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化生產(chǎn)服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)4.1平臺(tái)設(shè)計(jì)理念與目標(biāo)農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化生產(chǎn)服務(wù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)理念立足于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率,降低農(nóng)業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度,促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。平臺(tái)以智能化、信息化技術(shù)為核心,致力于實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo):(1)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化水平,減少人力成本,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率;(2)通過數(shù)據(jù)采集與分析,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供決策支持,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè);(3)促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備升級(jí),推動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí);(4)搭建開放、共享的農(nóng)業(yè)機(jī)械服務(wù)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源的高效配置。4.2平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化生產(chǎn)服務(wù)平臺(tái)采用分層架構(gòu)設(shè)計(jì),主要包括以下幾層:(1)數(shù)據(jù)采集層:負(fù)責(zé)收集農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備、農(nóng)作物生長狀況、環(huán)境參數(shù)等數(shù)據(jù),為平臺(tái)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐;(2)數(shù)據(jù)傳輸層:通過有線或無線網(wǎng)絡(luò),將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至平臺(tái)數(shù)據(jù)處理中心;(3)數(shù)據(jù)處理與分析層:對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供決策支持;(4)應(yīng)用服務(wù)層:為用戶提供各種農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化生產(chǎn)服務(wù),包括設(shè)備管理、作業(yè)調(diào)度、數(shù)據(jù)分析等;(5)用戶界面層:為用戶提供友好、易用的操作界面,實(shí)現(xiàn)與用戶的交互。4.3平臺(tái)功能模塊劃分根據(jù)農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化生產(chǎn)服務(wù)的需求,平臺(tái)功能模塊主要包括:(1)設(shè)備管理模塊:實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的注冊、定位、狀態(tài)監(jiān)測等功能,便于用戶對設(shè)備進(jìn)行管理;(2)作業(yè)調(diào)度模塊:根據(jù)作物生長需求、設(shè)備狀態(tài)等因素,制定合理的作業(yè)計(jì)劃,實(shí)現(xiàn)作業(yè)任務(wù)的高效調(diào)度;(3)數(shù)據(jù)分析模塊:對采集到的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析,為用戶提供作物生長狀況、設(shè)備運(yùn)行狀況等報(bào)告,輔助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策;(4)遠(yuǎn)程控制模塊:實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的遠(yuǎn)程控制,提高設(shè)備使用效率,降低運(yùn)維成本;(5)信息推送模塊:根據(jù)用戶需求,推送相關(guān)政策、市場信息、技術(shù)動(dòng)態(tài)等,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供信息服務(wù);(6)互動(dòng)交流模塊:為用戶搭建互動(dòng)交流平臺(tái),實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的共享,促進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)傳播與應(yīng)用。第5章數(shù)據(jù)采集與處理5.1農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)概述農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中產(chǎn)生、收集、存儲(chǔ)、管理和分析的海量、多樣化、快速變化的數(shù)據(jù)集合。它包括農(nóng)作物生長環(huán)境、生長發(fā)育狀況、農(nóng)業(yè)資源、市場信息等多個(gè)方面。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)類型復(fù)雜、數(shù)據(jù)速度快、價(jià)值密度低等特點(diǎn)。為提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展,農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的采集與處理具有重要意義。5.2數(shù)據(jù)采集技術(shù)與方法5.2.1數(shù)據(jù)采集技術(shù)(1)遙感技術(shù):通過衛(wèi)星遙感、無人機(jī)遙感等手段,獲取農(nóng)田土壤、植被、氣象等數(shù)據(jù)。(2)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù):利用傳感器、控制器等設(shè)備,實(shí)時(shí)監(jiān)測農(nóng)作物生長環(huán)境、生長發(fā)育狀況等數(shù)據(jù)。(3)移動(dòng)通信技術(shù):通過手機(jī)、平板等移動(dòng)設(shè)備,收集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營者、農(nóng)業(yè)市場等信息。(4)大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù):從農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫、互聯(lián)網(wǎng)等渠道,獲取農(nóng)業(yè)政策、農(nóng)業(yè)技術(shù)等數(shù)據(jù)。5.2.2數(shù)據(jù)采集方法(1)直接采集:通過傳感器、監(jiān)測設(shè)備等直接獲取農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)。(2)間接采集:通過分析遙感影像、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等間接獲取農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)。(3)眾包采集:利用大眾力量,通過手機(jī)APP、網(wǎng)站等平臺(tái),收集農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)。(4)數(shù)據(jù)挖掘:從現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫、互聯(lián)網(wǎng)等資源中,挖掘出有價(jià)值的信息。5.3數(shù)據(jù)處理與分析5.3.1數(shù)據(jù)處理(1)數(shù)據(jù)清洗:去除重復(fù)、錯(cuò)誤、不完整等無效數(shù)據(jù),提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。(2)數(shù)據(jù)整合:將不同來源、格式、結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理,形成可用于分析的數(shù)據(jù)集。(3)數(shù)據(jù)存儲(chǔ):將處理后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫等設(shè)施中,便于查詢和分析。(4)數(shù)據(jù)加密:對敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理,保證數(shù)據(jù)安全。5.3.2數(shù)據(jù)分析(1)描述性分析:對農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、匯總,揭示農(nóng)業(yè)現(xiàn)象的基本特征。(2)關(guān)聯(lián)分析:分析農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策提供依據(jù)。(3)預(yù)測分析:利用歷史數(shù)據(jù),建立預(yù)測模型,預(yù)測未來農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢。(4)優(yōu)化分析:結(jié)合農(nóng)業(yè)實(shí)際需求,優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方案,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。通過以上數(shù)據(jù)處理與分析方法,農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化生產(chǎn)服務(wù)平臺(tái)可以更好地服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。第6章農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)監(jiān)控與調(diào)度6.1作業(yè)監(jiān)控技術(shù)6.1.1監(jiān)控系統(tǒng)概述農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)通過采用現(xiàn)代信息技術(shù)、傳感器技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù),實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中機(jī)械作業(yè)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。本節(jié)主要介紹農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的組成、原理及其關(guān)鍵技術(shù)研究。6.1.2傳感器技術(shù)介紹應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)監(jiān)控的各類傳感器,如速度傳感器、位置傳感器、濕度傳感器等,分析其功能、優(yōu)缺點(diǎn)及適用場景。6.1.3數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)分析農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)監(jiān)控中數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)手段,包括有線傳輸和無線傳輸技術(shù),如ZigBee、WiFi、4G/5G等,并對各種傳輸技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行比較。6.1.4數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)介紹農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)監(jiān)控中數(shù)據(jù)處理與分析的方法,包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、特征提取、作業(yè)質(zhì)量評(píng)估等,為后續(xù)調(diào)度決策提供依據(jù)。6.2調(diào)度策略與算法6.2.1調(diào)度策略概述農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)調(diào)度策略是根據(jù)作業(yè)任務(wù)、機(jī)械功能和農(nóng)田條件等因素,合理分配機(jī)械資源,提高作業(yè)效率。本節(jié)對現(xiàn)有農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)調(diào)度策略進(jìn)行分類和總結(jié)。6.2.2經(jīng)典調(diào)度算法介紹農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)中常用的經(jīng)典調(diào)度算法,如貪心算法、遺傳算法、蟻群算法等,并分析其在農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)調(diào)度中的應(yīng)用效果。6.2.3面向農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)特點(diǎn)的調(diào)度算法針對農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)的特殊性,如作業(yè)環(huán)境復(fù)雜、作業(yè)任務(wù)多樣等,提出適用于農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)的改進(jìn)調(diào)度算法,如動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法、粒子群優(yōu)化算法等。6.3作業(yè)監(jiān)控與調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.3.1系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)監(jiān)控與調(diào)度的需求,設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體架構(gòu),包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理與分析模塊、調(diào)度決策模塊等。6.3.2系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)分析農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)監(jiān)控與調(diào)度系統(tǒng)的功能需求,設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能模塊,包括作業(yè)監(jiān)控、作業(yè)數(shù)據(jù)分析、作業(yè)調(diào)度、故障診斷等。6.3.3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與驗(yàn)證介紹農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)監(jiān)控與調(diào)度系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法,包括硬件設(shè)備選型、軟件開發(fā)與系統(tǒng)集成。通過實(shí)際應(yīng)用案例,驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性和有效性。第7章農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理與決策支持7.1農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)7.1.1系統(tǒng)概述農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)是基于農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化生產(chǎn)服務(wù)平臺(tái)的綜合性管理模塊,旨在實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的高效、精準(zhǔn)管理。通過該系統(tǒng),可以對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集與分析,為農(nóng)業(yè)從業(yè)者提供科學(xué)的決策依據(jù)。7.1.2功能模塊農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)主要包括以下功能模塊:(1)農(nóng)田信息管理模塊:負(fù)責(zé)農(nóng)田基礎(chǔ)信息的錄入、查詢、修改和刪除,如土壤類型、肥力狀況、作物種植結(jié)構(gòu)等。(2)作物生長監(jiān)測模塊:通過傳感器、遙感等手段,實(shí)時(shí)監(jiān)測作物生長狀況,為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)提供數(shù)據(jù)支持。(3)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃管理模塊:根據(jù)作物生長周期、市場需求等因素,制定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。(4)農(nóng)事操作管理模塊:記錄農(nóng)事操作過程,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的可追溯性。(5)農(nóng)業(yè)資源管理模塊:對農(nóng)業(yè)資源進(jìn)行合理配置,提高資源利用率。7.2決策支持系統(tǒng)7.2.1系統(tǒng)概述決策支持系統(tǒng)是基于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘、人工智能等技術(shù),為農(nóng)業(yè)從業(yè)者提供有針對性的決策建議。7.2.2功能模塊(1)數(shù)據(jù)分析模塊:對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,發(fā)覺潛在規(guī)律,為決策提供依據(jù)。(2)預(yù)測模型模塊:根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),構(gòu)建預(yù)測模型,預(yù)測作物產(chǎn)量、市場需求等。(3)優(yōu)化決策模塊:結(jié)合農(nóng)業(yè)政策和市場需求,為農(nóng)業(yè)從業(yè)者提供作物種植結(jié)構(gòu)、施肥方案、灌溉策略等方面的優(yōu)化建議。(4)決策評(píng)估模塊:對提出的決策建議進(jìn)行評(píng)估,保證決策的科學(xué)性和可行性。7.3農(nóng)業(yè)智能決策模型與應(yīng)用7.3.1智能決策模型農(nóng)業(yè)智能決策模型主要包括:(1)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的作物生長預(yù)測模型:利用歷史生長數(shù)據(jù),預(yù)測作物生長趨勢,為農(nóng)事操作提供指導(dǎo)。(2)基于深度學(xué)習(xí)的土壤肥力評(píng)價(jià)模型:通過土壤檢測數(shù)據(jù),對土壤肥力進(jìn)行評(píng)價(jià),為施肥策略提供參考。(3)基于大數(shù)據(jù)的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)警模型:結(jié)合氣象數(shù)據(jù)和農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù),提前預(yù)警農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害,降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。7.3.2應(yīng)用實(shí)例以下為農(nóng)業(yè)智能決策模型在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)例:(1)根據(jù)作物生長預(yù)測模型,為農(nóng)戶提供合理的種植時(shí)間和作物品種建議,提高作物產(chǎn)量。(2)根據(jù)土壤肥力評(píng)價(jià)模型,為農(nóng)戶制定針對性的施肥方案,提高肥料利用率,減少環(huán)境污染。(3)根據(jù)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)警模型,及時(shí)采取措施,降低農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。(4)通過決策支持系統(tǒng),為部門提供農(nóng)業(yè)政策制定和調(diào)整的依據(jù),促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。第8章農(nóng)業(yè)機(jī)械維修與保障8.1農(nóng)業(yè)機(jī)械維修技術(shù)8.1.1維修技術(shù)概述農(nóng)業(yè)機(jī)械在長時(shí)間的使用過程中,不可避免地會(huì)出現(xiàn)故障。為了保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的順利進(jìn)行,農(nóng)業(yè)機(jī)械維修技術(shù)的研究與應(yīng)用。本章首先對農(nóng)業(yè)機(jī)械維修技術(shù)進(jìn)行概述,包括維修技術(shù)的分類、發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢。8.1.2常見故障診斷方法本節(jié)主要介紹農(nóng)業(yè)機(jī)械常見故障的診斷方法,包括直觀診斷、儀器診斷和專家系統(tǒng)診斷等。通過這些方法,可以快速準(zhǔn)確地找出故障原因,為維修提供依據(jù)。8.1.3維修工藝與規(guī)范針對不同類型的農(nóng)業(yè)機(jī)械,本節(jié)詳細(xì)介紹其維修工藝與規(guī)范,包括維修流程、維修方法、維修工具及維修注意事項(xiàng)等。遵循這些工藝與規(guī)范,有助于提高維修質(zhì)量和效率。8.2智能保障系統(tǒng)8.2.1智能保障系統(tǒng)概述信息技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,農(nóng)業(yè)機(jī)械智能保障系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。本節(jié)對智能保障系統(tǒng)進(jìn)行概述,包括系統(tǒng)架構(gòu)、功能模塊及關(guān)鍵技術(shù)等。8.2.2故障預(yù)測與健康管理本節(jié)介紹農(nóng)業(yè)機(jī)械故障預(yù)測與健康管理(PHM)技術(shù),通過實(shí)時(shí)監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析、故障預(yù)測等手段,實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障預(yù)警,降低故障發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。8.2.3智能維修決策支持基于大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù),本節(jié)探討農(nóng)業(yè)機(jī)械智能維修決策支持系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠根據(jù)故障信息、維修歷史等數(shù)據(jù),為維修人員提供維修方案和決策建議,提高維修效率。8.3維修與保障服務(wù)模式8.3.1定制化維修服務(wù)本節(jié)介紹針對不同用戶需求的定制化維修服務(wù)模式,包括維修服務(wù)內(nèi)容、服務(wù)流程、服務(wù)評(píng)價(jià)等。通過提供個(gè)性化的維修服務(wù),滿足用戶多樣化需求。8.3.2在線維修支持與遠(yuǎn)程診斷結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),本節(jié)探討農(nóng)業(yè)機(jī)械在線維修支持與遠(yuǎn)程診斷服務(wù)模式。通過線上平臺(tái),實(shí)現(xiàn)維修技術(shù)支持、故障診斷、維修指導(dǎo)等功能,提高維修服務(wù)的便捷性和時(shí)效性。8.3.3售后服務(wù)與保障體系本節(jié)從售后服務(wù)與保障體系的角度,闡述農(nóng)業(yè)機(jī)械維修與保障的整體解決方案。包括售后服務(wù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、維修配件供應(yīng)、維修人才培養(yǎng)等方面,為用戶提供全方位的維修與保障服務(wù)。第9章農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化生產(chǎn)服務(wù)案例分析9.1國內(nèi)外典型農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化生產(chǎn)服務(wù)案例9.1.1國內(nèi)案例(1)案例一:某農(nóng)業(yè)機(jī)械化智能服務(wù)平臺(tái)該平臺(tái)以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)為支撐,為農(nóng)業(yè)機(jī)械用戶提供智能化生產(chǎn)服務(wù)。主要功能包括:農(nóng)機(jī)定位與監(jiān)控、作業(yè)數(shù)據(jù)分析、故障預(yù)測與維護(hù)、智能調(diào)度等。通過該平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械的精細(xì)化管理,提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。(2)案例二:某農(nóng)業(yè)無人機(jī)植保服務(wù)該公司利用無人機(jī)開展植保作業(yè),通過搭載的高清攝像頭和智能控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對農(nóng)田的快速、精準(zhǔn)噴灑。同時(shí)借助大數(shù)據(jù)分析,為農(nóng)戶提供作物生長狀況監(jiān)測、病蟲害預(yù)警等服務(wù)。9.1.2國外案例(1)案例三:美國某農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化生產(chǎn)服務(wù)公司該公司專注于為農(nóng)業(yè)機(jī)械提供智能化解決方案,通過安裝傳感器、控制器等設(shè)備,實(shí)現(xiàn)對農(nóng)機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障診斷和功能優(yōu)化。還提供基于云計(jì)算的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù),幫助農(nóng)戶提高生產(chǎn)效益。(2)案例四:德國某農(nóng)業(yè)機(jī)械制造商智能化服務(wù)該制造商推出了一款農(nóng)業(yè)機(jī)械智能管理系統(tǒng),通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將農(nóng)機(jī)與云端平臺(tái)連接,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程診斷和預(yù)防性維護(hù)。同時(shí)該系統(tǒng)還具備作業(yè)優(yōu)化功能,可根據(jù)作物類型、土壤狀況等數(shù)據(jù),為農(nóng)戶提供作業(yè)方案。9.2案例分析與啟示9.2.1技術(shù)創(chuàng)新是推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化生產(chǎn)服務(wù)的關(guān)鍵從上述案例中可以看出,農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化生產(chǎn)服務(wù)的發(fā)展離不開技術(shù)創(chuàng)新。通過引入大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、無人機(jī)等先進(jìn)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械的遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障診斷、作業(yè)優(yōu)化等功能,提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。9.2.2以農(nóng)戶需求為導(dǎo)向,提供個(gè)性化服務(wù)農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化生產(chǎn)服務(wù)應(yīng)緊密圍繞農(nóng)戶需求,提供有針對性
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