智能化农业发展趋势范文

导语：如何才能写好一篇智能化农业发展趋势，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：农业机械自动化；发展现状；未来前景

近年来，随着我国城镇一体化建设和乡村振兴战略的同步实施，我国农业发展面临着前所未有的机遇，与此同时，劳动力成本提高也推动我国农业发展逐渐朝着机械化和自动化的方向转变，尤其是现代信息化社会的不断发展，以信息自动化和自动控制技术为支撑的各种农业机械设备和机电产品也已经逐渐深入应用到我国农业发展中来，形成了体系化的农业发展模式，对于提升农业生产效率，提升我国农业发展水平具有重要的价值。随着现代控制理论和自动化技术的持续发展，我国农业机械设备的智能化水平也在不断提升，结合当前的发展现状对农业机械化未来的发展前景进行分析具有重要的研究价值。

1我国农业机械自动化发展的必要性

1.1有利于解决农村地区劳动力不足的问题

随着我国城市化进程的不断加快，农村老龄化现象越来越严重，大多数青壮年人群都离开城市涌向城镇谋求更高水平的生活，导致农村地区青壮年劳动力严重不足，在严重影响了我国农业发展规模的同时，也不利于推动我国农村地区经济水平的提升。而作为一个农业大国，我国对农产品产量的需求十分巨大，这就在一定程度上推动了我国农业机械自动化水平的提升，一方面，农业机械自动化设备的应用能够有效解决农村青壮男劳动力不足的问题，为我国农业发展提供重要的技术支撑；另一方面，农业机械自动化设备的应用也能够提高我国农业作业效率，有效降低由于劳动力因素带来的成本较高问题，有效提升我国农产品的品质，对于推动我国农业农村现代化发展，解决劳动力不足问题具有十分重要的价值[1]。

1.2有利于推动社会的发展进步

随着现代社会经济水平和信息化水平的提升，人们的生活质量也日益提高，生活观念也在发生着十分深刻的变化，人们开始追求高质量的产品，与此同时，生产者对于提高劳动的生产力以及增加劳动舒适性的要求也逐渐提升。从世界范围来看，经济全球化的趋势也使我国的农业生产面临着日益严重的竞争压力，急需要通过改善农产品生产条件以及降低成本等方式来获取较高的经济效益，在这样的发展环境下，通过使用农业机械化和自动化设备能够有效促进我国农业行业的发展，进而推动整个社会的进步[2]。

2我国农业机械自动化的发展现状分析

2.1农业机械及装置的自动化控制水平

在我国农业机械化设备和装置的应用中，最主要的有以下八种自动化设备：1）联合收割机。该设备在使用过程中既能够实现收割高度的自动化控制，也能够结合稻麦的生长高度，自主控制行驶的速度和方向，感应收割区域和未收割区域，从而形成自动化运转，保障农业机械化水平。2）插秧机。该设备的自动化尾插秧部件，能够通过对部件的水平控制在转弯时自动提取插秧部件，并形成自动化减速过程，进而完成自动供苗上苗。3）拖拉机。农用拖拉机广泛使用的油压式机械调节系统装置和电子三点连接式调节装置都能够提升拖拉机的自动化控制水平。4）移栽机。移栽机内部自动化水平的实现是通过自动供苗塑料装置以及自动移栽装置构成的，其中传动链式自动移栽装置的应用能够有效保障系统的自动化运行。5）挖掘收获机。该机器自动化控制是通过挖掘深度自动调节装置和自动感应石块及筛选装置来完成的，从而完成在农业生产中的土壤翻面等工作环节。6）施肥播种机。施肥播种是农业生产中的关键一步，对劳动力的需求量十分大，利用自动化装置例如计数器和感应器等装置能够实现自动施肥和播种，从而提高工作效率，最大程度节约劳动力要素成本。7）喷雾机。该设备的自动化主要是能够根据喷雾时的风向、风速以及作业速度等自动调节喷雾流量，同时也能够结合农作物的种类自动调节喷洒密度，自动感应杂草的位置。8）干燥机。该装置能够通过自动功能调节热风温度装置的运行来保障发生事故时在第一时间切断物料供给，从而避免过多供给影响农作物的稳定生长[3]。

2.2无人自动操作农业机械装置

无人自动操作农业机械装置能够结合农作物种类和土壤的基础特性，以及对天气状况的自动感应来收集信息，例如可以结合土壤的硬度差异来自动区分已作业区域和未作业区域，还能够利用传感器来感应已收割区域和未收割区域。此外，自动化的喷雾机和收割机等都能够实现田间作业，减少对劳动力的使用需求。另外，在农业机械化设备中还存在固定式的机械设备，例如全自动谷物干燥机和全自动分选机等都能在固定模式下发挥作用，从而保证农业生产过程的顺利开展。

3我国农业机械自动化的发展前景分析

机械自动化是制造业和自动化技术的融合领域，在我国的发展经历了较为漫长的过程，随着我国信息技术和科学技术的不断发展，机械自动化也逐渐应用到我国各行各业的发展中来，在农业方面的应用尤为明显，因此，结合机械自动化在我国农业的应用现状进行展望，对于丰富和优化我国农业的发展具有十分重要的价值。

3.1朝着多元化和协调化方面迈进

农业机械自动化是当前我国农业发展的重要方向，是一门融合了多项科学技术的交叉学科，这一领域融合了计算机科学技术、互联网技术以及自动化技术等多个方面的专业技术，在农业机械设备的应用及创新过程中发挥着十分重要的作用，能够在自动化运行的过程中充分发挥不同专业的技术优势，在农业生产环节发挥着十分重要的作用，对于促进我国农业机械自动化发展具有十分重要作用。现阶段，我国农业机械自动化设备制造行业具有较强的独立性，在产品设计、生产制造以及销售和运营方面都呈现出各自独立的状态，然而随着我国经济的不断发展，各个行业之间的交叉和融合势必要对自动化设备进行创新应用和升级改造，而这种相互独立的状态既无法对农业机械化设备进行自动化和智能化的改造，也无法将改造的设备直接应用到农业生产中去，甚至于一些产品设计者也无法直接了解农户的设备使用需求，进而无法对产品进行针对化的设计和创新，因此，针对这一问题，在农业机械自动化的发展中应当主动实现机械设计、设备制造生产以及生产销售环节的一体化开展，形成紧密结合的发展趋势，实现我国工业和农业协调发展，共同朝着多元化和协调化的方向迈进[4]。

3.2向着智能化和互联网方向发展

我国信息社会的深入发展使得各行各业的信息化应用水平不断提升，对智能化的需求也不断提高，农业机械自动化行业发展在追求高速、高效和高精度的基础上也随着社会发展步伐逐渐向智能化和信息化方向发展，这就要求在机械设备的制造和运行过程中要利用科学技术来实现劳动力和机械设备的深度融合，在提升设备运行效率的同时确保自动化精密度水平的有效提升。首先，在机械加工的过程中要将设备的生产过程与智能化技术进行紧密结合，在相关信息技术的应用下，设备智能化水平的提升能够对各种运行条件作出及时的响应，从而结合不同的作业情况形成科学合理的反馈，实现作业效率的有效提升；其次，在农业机械设备制造生产目标来看，要求机器能够充分做到像人一样思考，即实现智能化运行，这样一来既能够在规定时间内完成作业目标，也能够生产出符合人类发展需求的商品，对于促进我国农业机械化设备向数字化迈进具有十分重要的实践价值；最后，在智能化的方式应用下，对设备生产工艺的时间也需要进行有效的缩短，同时也要保障农业机械设备的作业精度，确保农业机械自动化设备在农产品种植和维护过程中的智能化应用和开展，对于推动我国农业和工业现代化建设具有十分重要的影响。

3.3朝着环境友好型和绿色化趋势发展

随着我国科学技术的迅速发展以及城市化建设的不断推进，建设环境友好型社会的呼声也越来越高，我国经济社会和农业发展也在朝着绿色化的方向迈进，因此，在这一社会发展形势下，农业机械自动化设备的生产和应用也应当朝着环境友好型和绿色化的趋势发展，任何设备的制造和应用应当建立在可持续发展理念的基础上，政府也应当加大对农业机械自动化生产和应用过程中的废弃物排放管控力度，对于破坏生态环境的行为要严格制止。机械自动化制造设备的绿色化要求随着生态文明建设的发展也在不断提升，这就要求在农业机械自动化设备的设计和制造过程中要严格遵循绿色设计理念，将绿色制造、绿色加工以及绿色应用贯穿在绿色设计始终，严格按照国家出台的相关设计和应用标准执行，从生产工艺作为起始点来控制污染物的排放，推动农业机械自动化设备的及时更新换代，实现农业机械制造朝着绿色化的方向发展。

3.4重视专业技术人才的培养

科学技术的快速发展使得社会对专业人才的需求不断提升，在这样的发展背景下，为了推动我国农业机械自动化的创新化发展，需要加强对相关专业人才的培养，深化人力资源改革，以专业人才的队伍建设为出发点，采取强有力的人才培养政策和措施来推进机械自动化专业的人才引进工作。同时还要加强在职人员的专业素质培训，通过学习先进的专业技术和应用理念来激发行业活力，实现人力资源在创新型社会的合理配置。

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21世纪是信息化科技飞速发展时期，我国农业正处于这个关键的时期，农业物联网的发展为推动传统产业改造升级提供了巨大的动力，随着互联网技术的成熟和普及，要想使“电脑上种地”的愿望可以实现，就必须加快网络信息化技术发展的步伐，为现代设施农业发展提供必要的基础。

1.1传感器种类繁多，功能相近，将向细化

其发功能的方向发展目前，应用的传感器产品都能够达到对环境监测的目的，并能够形成简单的系统，但是功能不完整，扩展性和升级能力相对较差，性价比不高，没有取得较好的推广效果。无线传感器技术的发展使农业传感器将朝着微型化、低功耗、高可靠性的方向发展，能否降低构建传感器网络的成本，降低传感器的功耗，延长传感器网络的生命周期是传感器网络能否在农业中得到广泛应用的关键。同时，发展可靠性高的更为先进的身份识别技术以及设施与机械化技术的功能定位，引进精准农业技术、智能化技术、物联网技术等高新技术，提高设施农业机械化、自动化、信息化水平。

1.2网络传输管理系统建设滞后，无线通信

技术将获广泛应用设施农业物联网技术需要一个稳定性、经济性和通用性上均衡发展的管理系统或管理平台，设施农业综合管理系统大多还处于试验研究阶段，价格昂贵，真正能够大面积推广的产品还很少。此外，如何提高传感器网络的可靠性也将是研究的重心。现有无线传感器网络空间范围查询处理算法能量消耗较大，且当节点失效时查询处理过程易被中断，无法返回查询结果。wifi技术因其组网灵活、易维护、易拓展和丰富的配套设备等优势将在设施农业中得到更广泛的应用；同时，通过对农作物温室内的温度、湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、二氧化碳浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数进行实时采集，自动控制指定设备。同时在设施现场布置摄像头等监控设备，用户通过电脑或G4手机实时采集视频信号，收集设施内生长环境数据进行分析，从而达到远程控制智能调节指定设备，为作物生长信息实现自动监测、自动控制和智能化管理提供科学依据。

1.3人才匮乏，技术不完善，应用推广范围较小

农业物联网的建设需要国家鼓励和加大对物联网的物资投资和人才投资，给予资金技术支持；需要国家加强农业物联网专门人才的培养，提高他们的创新能力以及应用能力；需要专业的设施农业物联网技术服务。各物联网设备开发企业，围绕这个平台和标准，开发相应的配套产品设备，不再投入大量精力开发基础的软硬件，可以节省人力、物力，增加设施农业物联网技术的产品种类，加快设施农业物联网综合技术的推广应用。

2结语

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关键词:电动农业机械;研究现状;发展趋势

随着全球污染日益严重，农业的绿色机械化是目前研究的重点，农用机械需要更加节能环保、低排放、高效运行、降低噪音，这样才能对我国的农业发展产生促进作用。我国对新能源有很大的支持力度，在一些地区，农业发展得到了国家的新能源补贴。随着人们环保意识增强，电动农业机械将会成为未来主流的农业机械。目前，大型农业机械应用电动驱动方式比较少，因此，对于大型的农业机械来说，目前还处于探索阶段。

1优势

燃油动力农业机械的质量体积都很大，不方便在小空间进行操作，电动农业机械的出现，解决了此问题。其具有小巧、灵活的特点，可以在小面积的范围内使用，如温室大棚的环境中进行工作。随着世界能源的不断枯竭，油价的上涨，从能耗上来看，电动农业机械是未来的发展趋势，电动机械结构简单，维护成本低，操作简单，成本相当于燃油机的1/4左右，能够实现零污染，因此对空气和土壤没有影响，在温室大棚中工作，噪音也比较小，因此能够实现农业的绿色和环保发展。

2发展现状

2．1存在的问题

我国电动机械的研究主要是提高生产的效率，以及保证足够的动能输出，但是却忽略了电池的耐用性和安全性。近5年来，电动农业机械的电池容量比较小，没有取得一定的突破。柴电混合的动力机械应用比较少，对于电动农业机械的安全防护技术不足，废旧的设备以及电池的污染、智能化操作等问题还有待于提升。电动农业机械的操作环境比较复杂，工作时间比较长，因此，会出现电路问题，还需要进一步探索研究。

2．2国内外研究现状

1921年第一台电动拖拉机由德国西门子公司推出，农业机械开始了电动化的生产。国外对于电动农业机械的研究，主要是在于操作性、安全性、功能性、可靠性以及燃料电池的性能等多方面，能够实现多功能的目标。我国对电动农业机械的研究比较晚，采用了英国技术，通过电池为农业机械提供动力，以微型手动操作为主。随着农业大棚的推广，电动农业机械主要围绕大棚的需求推出了室内电动撒肥机械设备。主要应用在对土地的合理化利用方面，能够实现均匀种植的目的。近年来，我国又把电动农业机械研究向着智能化方向发展，使得农业生产质量与效率得到了很大程度的提升，农业资源得到了合理化的使用。因此微型遥控和自动化程序以及提高作业的效率，是现代电动农业机械的发展目标，比如小型播种机、采摘机等，是农业机械最新研究成果。

2．3我国电动机械技术发展迅猛

电动农业机械的技术发展比较快，电能作为一种清洁的能源，代替石油成为了未来环保型农业机械主要应用的方向。在环境保护日益高涨的今天，农业生产更需要清洁的能源，电动农业机械发展空间前景比较大，而且控制方便，功率运转速度好，技术比较成熟，奠定了电动农业机械的发展，目前，移动式电动农业机械是我国的主要研究方向，实现了小型发电机组与移动电池互相配合，提供了稳定的输出功率，使大型电动机械装置的发展得到了很大程度的推动。

3发展趋势

我国的电动农业机械，在动力系统的电气化改进基础之上有了很大的进展。对于电动机械调速范围如何拓展，实际的灵活性和精准定位性，需要未来不断研究。(1)目前电动农业机械蓄电池的容量有限，并且高能的蓄电池成本非常高。因此，如何使电源管理技术能够高效节能，电机驱动技术能够更加成熟，是我国电动农业机械未来发展的关键技术之一。(2)利用多电机控制技术，能够简化机械传动和联动机构的步骤，能够减轻农业机械整体的质量，更加方便的运行，这也是未来研究的主要方向之一。

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关键词：物联网；智慧农业；应用模式

中图分类号：TP391.44 文献标识码：A

1 引言

随着当今互联网技术、物联网技术的蓬勃发展，农业领域的科技网络应用也越来越多了，我国农业也开始从粗放型农业逐步向智慧型农业迈进。“智慧农业”是信息化和农业现代化融合在农业发展领域中的具体实践和应用，是以物联网技术为支撑和手段的一种现代农业形态；物联网是发展“智慧农业”的核心。探讨物联网技术在智慧农业中的应用，将极大促进农业的转型和发展，对于传统农业大省的湖南来说，更是一个大的发展机遇。

2 物联网与智慧农业的内涵

物联网技术是实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。它是继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次革命。物联网分为感知层、传输层和应用层三层。感知层的主要功能是识别物体和采取信息，它主要应用了传感器、RFID、GPS以及RS 技术等，完成信息的收集、信息简单处理以及信息向传输层的发送。传输层负责处理感知层传来的信息及信息的远距离传输，它位于整个体系结构的中间层，是物联网的神经中枢；其中运用最广泛的是无线传感网络（WSN）、互联网、ZigBee 技术等。应用层主要负责服务及应用，它是物联网和用户的接口，主要涉及云计算、GIS、专家系统和决策支持系统等信息技术，通过它们将海量数据分类、整理、计算、挖掘分析，然后在智慧物流、智慧农业等领域得到应用。

“智慧农业”是“感知中国”、“美丽中国”理念在农业发展中的具体应用，指利用物联网技术、云计算技术等信息化技术实现“三农”产业的数字化、智能化、低碳化、生态化、集约化，从空间、组织、管理整合现有农业基础设施、通信设备和信息化设施，使农业和谐发展，实现“高效、聪明、智慧、精细”[1]。物联网是“智慧农业”智能化和精细化生产、管理、决策的技术支撑。物联网在农业的应用——建设智慧农业已成为各地实现农业转型、步入农业现代化、实现农业可持续发展的重要组成部分。

3 湖南推进基于物联网技术的智慧农业的优势分析

作为传统农业大省的湖南，正面临农业产业的转型和升级。现阶段加快推进基于物联网技术智慧农业建设，是切实可行的，具体来说它具有以下一些优势。

3.1 国内外基于物联网智慧农业发展趋势及可借鉴经验

近年来，国内外已经形成了基于物联网技术的智慧农业发展趋势。在欧美发达国家，物联网已渗透到农业领域的各个方面，现已演化成农业工业，步入了科学的新农业发展道路。随着我国对农业投入的不断增加，以及国内物联网技术的成熟，包括北京，上海，无锡，苏州等地，政府和企业对农业物联网的投资数量加大，相应的农业物联网产品和服务也得到了市场的肯定，如：墒情监测、大棚温室监控、节水、食品安全溯源等，且涌现了杨凌智慧农业和大唐移动智慧农业等典型示范案例，产生了比传统农业更高的价值。

这些国内外农业物联网技术的发展、以及在智慧农业中的成功应用为我省推进基于物联网技术的智慧农业建设提供了宝贵的学习借鉴经验。

3.2 不断完善的农业信息化建设和初具规模的物联网产业链

湖南农业信息化建设，经过多年的发展，已不断完善。2011年湖南省被立项开展国家农村农业信息化示范省建设试点。省、市、县各级各类农业网站、农业信息平台逐步建立；农业电子商务交易规模增长迅速，如 “特色湖南”网络平台，刚上线就实现了4个月网上销售400多万元的良好业绩；农业信息网络服务体系基本形成，90%以上县设置了专门的农业信息管理和技术支持服务机构。同时，湖南省物联网产业链已初具规模。据统计，截止2013年6月，湖南省有从事物联网研发、制造、运营和服务的企业共240多家；分布在传感器、芯片设计、电子标签、智能终端、应用软件、系统集成、运营服务等产业环节，基本形成了初级产业链，在部分领域还有一定优势。

不断完善的农业信息化建设和初具规模的物联网产业链为基于物联网技术的湖南智慧农业发展提供了设施保障。

3.3 湖南坚实的农业经济基础有利于农业物联网应用推广

湖南土地资源丰富，全省拥有耕地4870万亩，山地2.56亿亩，水面2043万亩。农产品基地建设初具规模；目前，全省已建立棉花生产基地、水稻生产基地等优质农产品基地共计100多个。涌现大批具有一定的规模和品牌影响力的农产品，如宁乡花猪、临武鸭、洞庭湖大闸蟹、隆回药材、祁东黄花菜等。农业产业化快速发展，湖南是我国农民专业合作经济组织建设的试点省之一，在调整农业产业化经营的过程中，涌现出了大量农村专业合作经济组织、营销大户和农民经纪人。农业产值快速增长，十一·五期间年平均增长4.7。

农业物联网应用需要大量投入，农业产值快速增长，农民收入水平高，为智慧农业建设提供了必要的经济基础；丰富的土地资源、规模化农产品基地、农业的产业化发展，以及蓬勃兴起的高效特色农业，为湖南提速智慧农业建设提供了强有力的支撑平台。

4 物联网技术在湖南智慧农业中的应用

根据物联网的技术内涵，结合湖南推进基于物联网技术的智慧农业的优势分析，现阶段物联网技术在湖南智慧农业中的应用可以采用以下应用模式。

4.1 利用农业物联网技术进行智慧生产

农业物联网的在生产环节的应用主要包括现代化温室和工厂化栽培调节和控制环境。它是利用农业物联网技术中的信息感知技术，主要包括农业传感器技术、RFID 技术、GPS 技术以及RS 技术等；利用它们采集各个农业要素信息，包括种植业中的光、温、水、肥、气等参数，在不同的作物生长期，实施全面监测[2]。这种生产环节的物联网应用见效快，能够为高附加值产品锦上添花；方便的快速复制，可以快速应用到不同的作物；而且这种技术各地都有类似的项目，有很成熟的应用。对于农产品基地建设初具规模的湖南，非常适合此类应用，如，我们可以建设棉花生产基地、水稻生产基地等科技示范基地项目，利用农业物联网实现智慧生产。

4.2 利用农业物联网技术实现农产品智慧流通

农产品的智慧流通主要包括智慧仓储、智慧配货、智慧运输和流通安全溯源。利用物联网中的RFID 技术建立自动识别技术的仓库物流管理系统，实现库房高效管理，收发货高速自动记录，收货、入库、盘点、出库等多个流程能平滑连接，实现流通环节的智慧仓储。通过RFID结合条码技术、二维码技术，为农产品及加工产品加贴RFID电子标签、对农产品的流通进行编码，实现农产品的安全溯源。利用物联网技术“网络化”发展战略，建立批发市场信息数据库和集团协同管理信息平台，用来收集、储存、传输与整合：客户信息、业务信息、交易信息、市场管理信息等，最终实现客户数据、业务数据的有效性、可靠性、整体性，通过信息流带动物流、商流，协同管控，同时采用RFID、传感器、GPS等高新技术实现智慧配货、智慧运输[3]。

农产品的智慧流通，它涉及到农产品质量和食品安全以及农产品市场价格的稳定，社会意义重大，同时也具有很大的市场潜力。湖南可以从一些有一定的规模和品牌影响力的农产品流通着手，如唐人神肉食品、宁乡花猪、临武鸭等，建立基于物联网技术的农产品智慧流通示范，再择机在其他农产品流通环节推广。

4.3 利用农业物联网技术实现农产品的智慧销售

农产品的智慧销售是指产品从预订、生产到物流配送的各个环节都在客户的掌握之中，能实现全程跟踪。它应该包括以下三个环节：①产品预订；产品的预订首先需要建立商务平台，目前农产品的商务平台主要采用农产品电商预售模式（C2B+O2O）的形式建立。各生产地，通过物联网技术中的条码技术、二维码技术进行农产品的产地和出货状况的管理，并将农产品信息上网。平台用户通过注册会员的形式，实现农产品自由集约订购。②有机生产；邀请行业专家，依据国家标准，结合各产区的实际，制订各农产品有机种植的具体标准，在安全生产监控下，遵规执行。③安全监控；为实现消费者的产品认证环节，采用物联网相关技术，通过监控系统，全程进行跟踪；为用户提供详细的数字及视频信息保障，使产品从生产，到物流配送的各个环节都在客户的掌握之中。在田间设立高杆多视角摄像头，通过无线方式连接至种植户或养殖户和驻点收购站，监控全程的无公害生产，监控视频图在平台网站上实时，订购者可随时监督。在物流配送中采用GPS等技术实现跟踪定位监控，确保配送过程安全[4]。

目前，湖南农产品电子商务平台主要有“网上供销社”、“特色湖南”等网络平台，这些平台已有一定影响力，且平台业务功能也已成熟；只需在此基础上，利用农业物联网技术实现消费者的产品认证环节，应能很好地实现农产品的智慧销售。

4.4 利用农业物联网技术实现农业的智慧管理

智慧管理包括智慧预警、智慧调度、智慧指挥、智慧控制等。湖南土地资源复杂、山地、河湖水面较多，利用物联网技术中的GIS，可以建立土地及水资源管理、土壤数据、自然条件、生产条件、作物苗情、病虫草害发生发展趋势的空间信息数据库和进行空间信息的地理统计处理，实现智慧预警。利用专家系统（简称ES），依靠农业专家多年积累的知识和经验，对需要解决的农业问题进行解答、解释或判断，提出决策建议，实现智慧指挥。利用农业决策支持系统（简称DSS）可以实现我省在水稻栽培、饲料配方优化设计、大型养殖厂的管理、农业节水灌溉优化等方面的智慧调度。智能控制技术（称ICT） ，包括模糊控制、神经网络控制以及综合智能控制技术，主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题。通过这些技术可以实现我省在规模化的基地种植、设施园艺、畜禽养殖以及水产养殖中的智慧控制。

5 结束语

物联网在智慧农业中的应用很多，面对新时代农业的发展、转型，湖南应不失时机地大力发展智慧农业，加快物联网技术在湖南智慧农业中的应用力度，使之成为我省农业普及现代信息技术、实现农业现代化的突破口。长期以来的实践证实，现代农业离不开现代信息技术，在农业发展中引入新兴的物联网技术，可以极大地提升生产效率，创造新的生产模式。

参考文献

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[4] 何艳.物联网农产品智能销售系统[J].黑龙江科学，2012，3（01）：57-59.

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通过阐述农业机械中的几种新的技术手段，比如计算机技术、网络信息技术、人工智能技术及液压技术等在农业机械中的应用情况，对农业机械技术的发展进行了分析，希望可以为农业机械设备的智能化发展提供相应的参考依据。

关键词：

农业机械；技术手段；应用；发展前景

我国在国际上的地位正在逐渐提高，这与我国的经济发展是分不开的，经济的发展需要基础的支持，农业就是我国的基础，我国是农业大国，农村人口基数大。随着近几年我国农业的发展，很多高新技术也被运用到农业的机械设备中，使农机设备向着智能化的方向发展，有效地提升了农业生产的整体效率。在农业的生产中使用高新技术还能够提高农业的生产效率，保证农机相关机械的正常运作。

1农业机械技术的应用分析

1.1计算机技术

这里所说的计算机技术主要指的是计算机视觉技术，这一技术最早被运用在农业机械上是在20世纪70年代中期，当时主要运用的是计算机技术中的视觉技术，利用这一技术的主要目的是可以对农产品的品质质量进行分级别检查。计算机视觉技术是以图像处理为基准，随着图像处理以及视觉模拟技术的发展，计算机视觉技术不仅可以用来检查农产品的品质，而且还可以用来对农产品进行播种、收割。虽然计算机视觉技术在我国农业技术领域的应用时间还不是很长，在实际的使用中还有很多的问题出现，但是相信随着科学技术的不断发展，计算机视觉技术必将会改变传统的农业作业模式，为现代化农业发展提供技术上的支持。

1.2网络信息技术

网络信息技术在我国农业机械上的应用是非常成功的，信息技术与地理信息系统的有机结合不仅可以为农业的生产提供高精度的监控，而且还能够对农业生产中出现病虫害的情况进行及时的检测，然后根据定位系统来进行田间作业。

1.3液压技术

液压技术主要依靠的是微电子技术和工业传感技术，在数据的采集上，运用液压技术主要完成的是能量的转换和匹配，其目的是为了让农业机械的效率能够得到进一步的提高，让机械设备的相关系统特征可以得到完善，让机械设备的可靠性能够得到提升，这也很好地符合了环境保护的相关标准要求。而大部分的农业机械都是采用内燃机作为原动力，所以很多时候都会出现工作负荷，一般情况下，我们都是通过电液控制手段来完成负载与原动力之间的匹配情况，尽可能地减少功率传输过程中出现的损失，从而提高农业机械系统的工作效率。

1.4人工智能技术

随着信息全球化的不断深入，高端技术不仅在大型的企事业单位中被运用，在农业中也得到了广泛的应用，比较有成果的就是美国利用人工智能技术研发出激光拖拉机、机械的内部导航装置，等等，这些装置可以对拖拉机的运行方向及所处位置进行实时的测定，在了解地区土地信息之后，再制定合理的土地种植方案、农药及种子的数量，等等。

2农业机械技术的发展趋势

2.1推广农业机械产品的技术发展

目前在我国的农业机械发展上，已经开始运用机电智能化技术和计算机技术，这使得农业机械化设备的科技含量有了极大的提高，不仅有效地提高了农业机械的作业效率，而且也提升了农业的生产效率。

2.2农业资源的利用率得到了提升

只有提高了农业资源的开发利用率，才能够确保农业实现可持续发展，同时也为保护生态环境奠定基础，如回收农业生产的废弃物，普及无害化的处理设备，运用无害化技术来处理废水可以有效地达到保护环境的作用。而在农业种植的过程中，使用有机肥料还可以进一步提高农业资源的利用效率。除此之外，大力发展节能型动力机械设备可以有效地避免出现资源浪费，从而提高农业资源的整体利用效率。

2.3提高农业机械产品的质量监督水平

要想提升农业的机械化水平，还要从规范设计的基本要求出发，全面提高农业产品的质量。在质量提升的过程中，还要注重农业产品的整体造型和外观，农机设备的耐久性也要经得起考验。选用与农机设备相配套的发电机及元件，能够最大程度上提高农业机械产品的质量。在农业机械设备完成安装之后，还要对其进行试运行，只有保证了设备各项指标都正常的基础上，才能够真正的投入使用，这也是提高农业机械产品可靠性的前提。

2.4加大政府的补贴力度

各级地方政府要加大农业机械的技术推广，做好农业机械的培训工作。国家还要将拖拉机、插秧机等农机具作为农具购置补贴的关键，普及农业机械知识。这样也能够更好地提高农业机械化的发展进程。2.5确保农业机械技术的安全生产关注安全监督管理及装备的创建工作，加大农业机械的安全投入，以便更好地满足农业机械工作安全监督管理的需求。除此之外，最重要的是，要将农业机械的安全检验工作纳入到各级县市政府的财政预算当中。

3结语

随着科学技术的飞速发展，一些高新技术正在逐渐地被运用到农业的机械设备中，这些机械设备的出现不仅提高了农业的整体生产水平，而且还进一步提升了农业的生产效率，很好地实现了农业的可持续发展。在今后的农业发展过程中，农业机械也必定是智能化的，所以要求操作人员要不断地提高自己的专业素养，全面推广农业机械新技术，只有这样才能够真正意义上实现我国农业机械的智能化。

作者：徐家亮 刘晓鹏 单位：黑龙江省克东县农机安全监理站

参考文献：

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1.1农业机械门类品种上有一定的缺陷

在不同的生产环节和不同作物上，我国农业机械化的水平也是有着很大的差距的，我国水稻的种植面积和产量有着明显的降低的趋势，主要原因就是我国水稻机械化的水平明显落后和南方的部分土地存在抛荒的现象，棉花目前还没有机械化的能力，而玉米在少数地区也还是刚刚起步的阶段，一些节种节肥节水性能较好的机具普遍都存在着水平低、数量少的问题，所以始终都无法大面积的推广使用。另外，由于我国农机产品还存在着短缺和过剩并存的问题，这也严重影响了我国农机产品的工作效率及其所带来的经济效益。

1.2农业机械使用中的问题

农民之所以愿意购买农业机械产品，就是要在省时省力的同时获取更大的经济效益，而在我国的很多地区的农民的经济条件不允许他们购买农业机械，或是他们用不好这些产品，这也就制约了农机水平的提高。具体表现为：

一是“买不起”，我国农田机械产品的价格基本都在1-10万元之间，最小型的产品也在5000元左右，即使各地都出台了购买农机产品的补贴政策，但补贴的力度较小，对于普通的农民来说，价格还是无法承受的；

二是“不会用”，在农民购买了这些产品后，各地的农机管理部门对于农机具的引进、推广以及使用技术的培训等工作都还无法有效、顺畅的开展，所以很多农民都不能很好的使用这些农机产品；

三是“效益差”，因为农民的文化素质较低，所以在他们使用农机产品的过程中经常会遇到问题，设备也容易出现故障，也没有形成完善的农机作业市场，很多农机具都处于闲置的状态，无法发挥出农机产品应有的经济效益，这也就降低了农民购买和使用农机产品的积极性。

2我国农业机械化发展的策略和趋势

2.1我国农业机械化的发展策略

首先，我国的农业机械发展应更加重视对高科技的投入和应用，我国的农业机械装备技术应与信息技术、仪器与控制技术、现代液压技术以及现代微电子技术等先进的科学技术有机的融合，同时应该向着机电一体化和智能化的方向快速发展了；其次，当前我国应继续研发和生产与我国农业生产的实际特点相适应的农业技术设备，认真分析和研究我国农业的生产规模、农业资源、经济实力以及农艺制度等现状，结合我国农业生产的自身特点，从而发展出与之更加相适应的农业技术设备；最后，应逐步提高农业装备产品的质量，提升自身的市场竞争力。生产农业装备产品的企业应建立一套完善的产品质量保证和质量管理的体系，提高农机产品使用过程中的安全性、可操作性和舒适性，进一步的改善使用人员的作业条件，从而提升自身的市场竞争力。

2.2我国农业机械化技术的发展趋势

智能化以及自动化将是我国社会农业发展的必然趋势，这也是我国发展高效节约农业的最重要措施。

（1）应用农业传感器技术

要想真正的实现农业机械的自动化控制，首先我们必须能够实时的监测农业装备的工作状态，发现问题及时改善，其次就是要能够准确的评价农产品的生物学的活动和性状，所以应用农业专用的传感器技术就显得尤为关键了。现阶段，农业传感器的应用效果还是比较理想的，采用谷物湿度传感器谷物的湿度进行实时的监控；采用温度传感器能够准确的测量粮食烘干和储存过程中的实时温度等等。

（2）计算机技术和电子技术的应用

在农业机械装备中应用计算机技术和电子技术，将进一步的促进我国农业机械化技术的发展，小型化、微型化的芯片的出现也为农机产品实现完全的智能化和自动化提供了可能，比如说在农机装备上安装电子监控装置，这样农民就可以实时的掌握装备的工作状态，出现故障时可以即使的进行调整，提高作业的质量。我国电子设备的性能越来越完善，农业装备也能够更好的适应灰尘、潮湿以及噪音等不利的环境，其可靠性和耐久性也得到了显著的提升。

（3）农用机器人技术

作为机电一体化的实例，农用机器人集合了人工智能、自动控制以及机械电子计算机等多种高新技术，农业的作业对象和环境的复杂多变性对农用机器人提出了很高的要求，虽然现阶段农用机器人技术还存在着一定的问题，但是随着计算机智能技术的不断发展，这项技术也将越来越完善。

（4）建立更加精确的农业体系

这一内容的核心思想就是要及时的获取农作物的产品并掌握影响生物生长的环境因素的有关信息，分析研究其原因，从而制定出经济上有效并且技术上可行的改善措施，根据实际的需要进行调控，主要的支持技术有智能化农业机械技术、决策支持系统、3S技术以及信息采集和处理技术等。在我国工业上人工智能技术和计算机网络技术应用已经越来越广泛了，所以，在我国的农业机械装备上应用人工智能技术和信息技术也将是农业现代化发展的必然趋势。

3结束语

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关键词：生态经济；农业经济；发展路径

伴随着科技的进步与时代的发展，我国的农业发展速度可谓是一日千里。特别是自土地集约化理念提出以来，我国的农业发展速度不断加快，并开始从小农个体经济转向现代化的农业模式。但是，发展的过程总是伴随着问题，农业的快速发展使得生态问题愈发突出，环境问题愈发严重。在这种形势下，实现农业的现代化发展被提上日程。一方面，农业的发展不应局限在解决粮食问题上，更是要在确保产量的基础上，保证了农产品质量，保障了食品安全，实现了农业生态管理系统的构建。从我国目前的农业发展形式来看，我国的耕地资源偏少，农村人口多，一些地区旱涝情况严重，这都对我国在生态经济要求下发展农业产生了阻碍。故此，笔者对生态经济背景下农业经济的发展路径展开以下探讨。

一、构建生态化农业发展体系，为农业经济发展助力

农业的发展离不开农产品，农产品是农业建设的基础支柱。在农业经济的建设过程中，其经济模式发展的基础就是农产品能够顺利地供给，农产品的供给也是确保农业经济发展的前提条件。农产品设计的方面较为广泛，农业的基础生产力也有着较大的规模和体系。就现阶段的发展模式而言，农业生产力既包括一些基础性的生产资料和起始资金，还包含着一些现代化的设备仪器，必要的农业经营技术和发展模式和人才。要明确的是，农业生产力发展的根本原因就是为了有效地推动生态经济下农业经济的发展，具有较高的农业价值。由此可见，生态化的农业经济发展需要严格按照农民的基本需求和实际需要，通过合理分析生态环境的承受能力和自然经济的发展规律，依照科学发展的先进理念，有针对性、因地制宜地进行具体的农业活动，进而为农业经济的发展提供准备。并且，不同的农村拥有不同的情况，其生产环境和生产条件有着较大的差异，而根据农村实际情况进行体系构建，能够有效确保生态与经济的协调发展。在生态农业的基本理念下，生态环境和农业经济的共同发展，相互促进成为了现实。故此，在实际的发展过程中，农业经济应以当地生态为准，根据生态环境的承载力发展农业经济，进而在相互发展的过程中寻找共性，借此实现农业生态化体系的构建。具体构建生态化农业发展体系的方式为：首先，明确农业生产力的范围和规模，前文已经提到，农业生产力所囊括的范围是很大的，在构建生态化农业发展体系的过程中，相关人员和经济学家应结合当地的环境，分析研究地区的农业生产力情况，并结合农业生产力的具体情况选择合适的农业发展体系，进而做到最有效、最合理、最科学地构建生态化农业发展体系。其次，生态化农业发展体系的完善应立足于现实、依托于群众，结合农村发展的情况和实际的情况，以自然发展的规律为准则，采用因地制宜的方式进行农业化生产。此外，在体系完善的过程中，应始终秉承可持续发展的模式，遵循持续发展的理念，采用不同地域、定向针对的方式，选择适合该地区的农业生产方式和作业模式，以此来确保当地的环境能够与农业经济共同发展。最后，在体系规划规程中，应结合当地的环保产业，从根源上打造生态化的农业生产体系，最终实现农业经济与生态环境的共同发展。

二、科学整合农村资源，为生态经济发展提供准备

在我国经济发展的过程中，可持续发展不仅是经济发展的准则，更是经济发展的依据，这同样适用于农业经济。自我国提出乡村振兴战略以来，农业经济的发展也开始以可持续发展为标准，逐步将农业经济的发展与生态环境的保护相互结合了起来，既提高了农业经济的效益，又缓解了农业资源的短缺现象。由此可见，在生态发展的背景要求下，科学整合农业和农村的资源是极为关键和重要的。细化来说，科学地整合农村的资源可以从资源合理调配和构建新型农业服务体系两个方面来探讨，具体表现为。

（一）农村资源的合理调配首先，应着手宣传生态化农业经济的好处和益处，对生态经济的优点进行重点宣传。在不断宣传的环境下，生态观念深入人心，农民和农户对生态经济的具体模式和发展优势有了较为深刻的认识，进而为之后的农村资源合理调配提供必要的基础准备。其次，可以采用定期开展农业技术和农业经济座谈会的方式，让一些专业人员更好地开发农村中的资源，并让农民认识到资源开发的关键意义。对于一些坡度较高，存在一定危险和风险的地区，可以着手准备退耕还林和退耕还草，并在此过程中给予农户一定的补偿，进而为农业资源的合理调配提供必要的先决条件。此外，要重点建设生态农业信息化，将一些新型的多媒体技术和信息技术应用到农业经济发展的过程中，借助一些必要的网络平台来帮助农民进行农产品的销售工作。最后，完善土地责任制，将土地流转的程序简化，让农村能够实现集约式发展，能够实现机械化生产，以此来减少农民的生产压力。需要格外注意的是，农业生态化和经济生态化的发展离不开必要的监管，政府应优化完善农业监管机制，以此来确保生态环境得以有效保护。

（二）构建新型农业服务体系农业作物和农产品的供给工作是确保经济效益最为关键的两个环节，农产品的生产与销售是发展农业经济的必要手段。为了更好地进行供给工作，确保农业经济活动能够有效地进行，构建一个新型的、完善的、科学的农业服务体系被提上日程，并受到了农民和国家的重视与关注。构建新型农业服务体系可以从农产品生产过程和销售过程进行探讨，具体表现在。第一，从农产品生产方面来看。这一方面的进行是离不开国家的政策扶持的，国家理应结合农村发展的基本形式，出台一定的补助和优惠政策。比如说：种一亩地粮食补偿两百块等。与此同时，应完善农村的基础性设备和设施，鼓励农民生产绿色健康的农业产品，改善农业作物的品种，研发更加高质量的种子。通过以上措施，为农产品的生产工作保驾护航，促进农业经济能够在生态发展的基础上，进行可持续化发展。第二，从农产品的销售方面来看。在农产品销售的过程中，农村应顺应国家的发展战略和针对农村的发展策略，大力发展生态化的旅游业和农家乐。同时，农村应结合自身的发展特点，重点对生态化的农产品进行宣传，以此来确保农产品能够有路可销。在宣传和顺应发展策略的前提下，农民会进一步了解生态发展下的农业经济发展模式，进而更好地进行生态化农业的发展。除此之外，农产品销售渠道的拓展还可以从修筑新的道路和构建专业物流基地等方面展开。具体可以通过提高农民技术水平；定期进行专业指导；营造和谐良好的内部发展环境；设立共同目标，协同推进经济发展与生态建设等等。这里需要注意的是，有关部门的责任和任务也是很艰巨的，应结合生态农业发展的实际情况，制定一个合理并且科学的发展结构，并做好实时记录，以此来促进农业与生态的良性发展。

三、利用现代化技术，重点提升农业经济的质量

就目前的科技的发展趋势来看，我国的现代化技术，尤其是人工智能一般是应用在工业领域和医疗领域的。这些技术一般很少应用到农业的发展过程中，但这不妨现代化技术成为农业经济质量提升的关键点。在信息化时代，积极探索信息化技术、网络技术和人工智能应用到农业中是非常值得。首先，在农村地区可以建立一些高新技术学习点，让现代化技术走进农村，定期开展一些培训课程，让农民更好地掌握相关技术；同时，还可以重点引进一些现代化的设备，通过让农民实际操作的方式提高农业经济的质量。其次，重视对人工智能技术的应用，通过相关技术的正确选择匹配当地适宜生长的作物，并通过模型分析出优良的作物种子，进而通过提高农产品质量的措施提高农业经济的质量；并且，一些条件适宜的地区还可以将人工智能技术应用到耕地中，将其应用到传感器中并土壤。通过这种方式来分析土壤中的养分情况和盐碱性，以此来判断土壤的基本情况，为之后的耕作行为提供参考依据。此外，在农作物生长的过程中，为了更好地进行观察工作，可以具体采用实际摄像等技术，记录作物生长的过程；同时，可以将一些智能化的设备留在土地之中，打造出一个智能化的“稻草人”，进而减少鸟类对农作物的损坏。最后，利用智能设备制作除草装置，通过对农田相关数据的分析，筛选出一些杂草，然后进行智能化地除草工作；同时，减少农药使用对土壤的破坏，真正贯彻落实环保这一理念，还可以利用图像采集设备，对田间农作物病虫害情况进行预测，比如说：通过智能视觉技术采集病虫害的种类、程度、原因等相关数据；另外，还可以利用声音设备采集病虫声，利用语音处理技术识别不同病虫害类型，建立相应的模型，并结合模型来分析实际情况，以此来解决农作物病虫害问题。

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关键词： 宁夏；引黄灌区；节水农业技术

中图分类号：S274 文献标识码：A

近年来，宁夏引黄灌区紧紧围绕如何利用好有限的水资源，如何提高农业灌溉用水效率等方面做了积极研究与实践，探索出了节水条件下的农业生产方式，构建一个多种技术融合的农业发展系统，把储蓄水源、节约用水以及科学栽培技术相结合，这些都能在农业实践中发挥着积极显著的作用与意义，使农业取得更好更大的经济收益。

1 农业节水技术发展趋势

近年来，宁夏水科院、农科院等科研单位从水资源开发、储存、输送以及灌溉用水、农业栽培等节水农业技术开发利用环节入手，研究解决了多项农业节水新技术。比如低压管灌、膜上灌、渠道节灌衬砌、选育抗旱品种、水稻旱育稀植、培肥改土、使用保水剂等技术已经在很多地区被广泛应用。宁夏引黄灌溉技术不断趋于精细化，高效用水工程趋于规模化，农业用水方面的技术要求也变得日益制度化与规范化。

2 剖析节约水资源的农业理论研究趋势

根据宁夏引黄灌区节水农业发展实践，总结节水农业理论研究趋势主要表现为：由单一的水流量从时间意义上的分配向根区空间调节的研究，形成合适的“湿润边界”和“控制边界”；由大水漫灌模式向节约水源增加产量的灌溉形式转变；灌溉基本理论研究从常态的试验向劣态的试验转变；单从水流量的管理向对水的流量和水的质量双管理的全新理论转变。

3 节水农业发展需要的政策环境浅析

宁夏引黄灌区农产品生产多年来基本能够维持丰产的状态，但农业正处于战略性结构转轨时期，传统意义的大农业逐步向设施农业转型，高耗水作物的种植规模现在正在一步步的进行压缩。随着市场经济的快速发展及农产品市场的更加开放，一定程度上会对农业生产成本造成影响，在农村联产承包土地经营和集体土地流转经营体制的前提下，要建立起合理的现代化节水农业相关措施和政策，就必须要进行农业基础设施所有权改革，逐步形成切实可行的节水农业评价指标体系。

4 剖析现代节水农业在发展中的一些关键性问题

4.1 农业种植中的生物技术的应用

必须要提高农作物本身对水分的转化效率，只有这样才能在农业节水上有所突破。利用调节农作物的生理与基因的潜力，并用此来增加农业种植物的生物性节水，这种说法是针对必须减少没有效果的水分的浪费来说的，它们不可分开，是相互依存的。对于耐旱的农作物分子培育品种和高新技术品种培育，种植农作物的生理过程与农作物的根土、农作物在微生态系统中的调控，增强农作物自身利用水分效率的生物灌溉技术和高效、科学的施肥技术，对抗旱药剂的研制和使用等将逐渐形成生物性节水的技术体系。投入较少、产量较大的生物性节水和工程性节水相结合的方法的广泛应用，将会为宁夏乃至西北地区的节水农业做出巨大贡献。

4.2 农业技术管理的一体化

根据农作物的生长状况，经由智能技术的使用与应用，可以判定当前农作物的生长是否受到环境、土壤等的影响与限制。经过分析，智能控制系统能够依据数据要求定时定量的对水分以及农药和肥料等进行施放与分配，对于受虫害等严重影响的农作物，还可以施加农药，保证有效的水源节约与能耗的不断降低，同时保证高产增效。当前要不断强化信息传递与反应体系建设，加快农作物生长规律模拟研究进程，推动农业技术管理的一体化发展。

4.3 使用相对精准的灌溉方式与技术

使用3S灌溉技术就是有利于保证水资源的高效使用，保证农业上的水能够得到较高效率的使用，这既是未来田间农业发展的方向与趋势，同时也是农业高效用水的研究方向。当前，要不断的对这种精细的灌溉技术涉及的种种因素与环节进行细致的研究与开发，有条件的地区应逐步配备相应的软件开发技术。

4.4 利用好雨水集蓄技术

通过研究和考察，在较大地域内大面积推广雨水集蓄技术是完全可行的，不仅会对节水农业带来很大的帮助，还会改善该地区的生态环境。下一步，应该重点在以下几个方面进行研究，例如：地域适应性、雨水资源潜力和利用方式方法，技术标准化以及防渗技术，提水和灌溉设施，还有就是城市中的雨洪利用技术等。

4.5 现代农业高效率利用水资源智能化控制体系的应用

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关键词:精细农业遥感技术全球定位系统地理信息系统

引言

“精细农业”的核心指导思想就是要利用现代地球空间信息技术获取农田内影响作物的生长和产量的各种因素的时空差异，避免因对农田的盲目投入所造成的浪费和过量施肥施药造成的环境污染。具体而言，就是利用卫星定位系统对采集的农田信息进行空间定位；利用遥感技术获取农田小区内作物生长环境、生长状况和空间变异的大量时空变化信息；利用地理信息系统建立农田土地管理、自然条件(土壤、地形、地貌、水分条件等)、作物产量的空间分布等的空间数据库，并对作物苗情、病虫害、墒情的发生发展趋势进行分析模拟，为分析农田内自然条件、资源有效利用状况、作物产量的时空差异性和实施调控提供处方信息；在获取上述信息的基础上，利用作物生产管理辅助决策支持系统对生产过程进行调控，合理地进行施肥、灌溉、施药、除草等耕作措施，以达到对田区内资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的产量。精细农业技术是运用全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、传感器及检测系统、计算机控制器及变量执行设备等信息技术，对大田农作物生产和畜牧生产实施监控，从而提高作物和畜牧产量和质量，最大限度地保护生态环境，保证农业的可持续发展。

一、国内外“精细农业”技术的应用情况

1.1国外“精细农业”技术的应用情况在北美、欧洲和澳大利亚等地“精细农业”技术主要用于土地资源的详查及监测，农作物生长状况的监测和产量预测，灾害性天气、旱情、涝情和水情的监测，农作物病虫害的监测与精细防治和大地号农田的优化施肥等方面。

到了八十年代和九十年代，由于遥感技术(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)的应用，进行农情监测和产量预测已达到更加精确的程度，所用设备的数量和精度都在提高。目前全球已有20000台“产量监测器”投入了使用，有的就装在收获机械上。

目前，在一些国家“可变比率洒施机”的试用引起了人们的极大兴趣。该机器的设计者试图借助于RS、GIS和GPS等技术获取田间信息(包括土壤参数和病虫害情况等)，同时机器自动控制农药、化肥和种子的施入量。由于优化施肥，农场主从中可能获得巨大的经济效益。

另一种“可变比率洒施机”名为“实时闭循环系统”(Real-timeclosed-loopSystem)，其设计者是想尽可能地摆脱对3S技术的依赖，田间信息直接由安在洒施机上的探测设备获取，并立即对数据进行分析并自动控制农药、化肥和种子的施入量。这种机器保证了所测得信息与所采取措施的地点的一致性。

1.2国内“精细农业”技术的应用情况我国是个农业大国，农业生产的自然条件十分复杂，自然灾害频繁，因此“精细农业”技术对我国农业生产来说是非常重要的。

我国利用地球资源技术卫星遥感资料进行土壤和水文调查开始于七十年代末和八十年代初，山西、内蒙等省(区)的土壤调查和农业区划工作就利用了卫星遥感资料。

1984-1986年，我国在京、津、冀地区，进行了大规模的冬小麦卫星遥感试验，取得了一定成果。1985和1986年小麦产量预报准确率分别为92％和95％。

可见，我国“精细农业”基本上还停留在卫星遥感、地理信息系统和产量预测方面

二、“精细农业”的技术思想

精细农业其核心思想是通过对农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素(如土壤结构、地形、土壤含水量、植物营养、病虫害、杂草等)实际存在的空间和时间差异性的分析，确定影响小区产量差异的原因，采取技术上可行、经济上有效的调控措施，区别对待，按需实施定位调控，以充分利用资源，实现最经济、最合理的投入，获得经济上和环境上的最大效益。精细农业之所以引起全世界广泛的关注，首先是因为它能显著提高产量，提高耕地资源利用潜力和保护环境；其次，是因为精细农业研究的意义已远远超出其技术系统应用发展本身的范围，它提供的技术思想和改造客观世界的认识思维方式，其影响更是深远的。

三、精细农业的技术构成

3.1GPS——全球定位系统推动精细农业发展的关键技术是在20世纪70年代末开始建立的全球定位系统。它是一种高精度、全天候、全球性的无线电导航、定位、定时系统，它可提供连续、定位和原子时钟信息。

3.2GIS——地理信息系统地理信息系统以地理空间数据库为基础，在计算机软、硬件的支持下，对有关空间数据按地量坐标或空间位置进行预处理、输入、存储、查询、检索、运算、分析、显示、更新和提供应用、研究，并处理各种空间实体和空间关系。它有如下特征：具有采集、管理、分析和输出多种空间信息的能力；具有空间分析、多要素信息分析和预测预报的能力，可为宏观决策管理服务；能实现快速、准确的空间分析和动态监测研究。将GIS用于精细农业中，可对农田小区的作物产量和各种影响因素进行存储、分析和管理。

3.3RS——遥感技术遥感技术可根据对遥感资料的解译，获得所研究区域内有关信息，具有宏观、快速、动态等特点。不同含水量的土壤具有不同的地表温度，因而具有不同的热红外特性和热辐射特性。农作物不同生长期和不同生长情况均有不同的光谱反射曲线，所以结合研究区域内抽样调查的资料和GIS数据库，并依靠有关的专业基础知识，利用RS可获得土壤含水量、作物长势和产量等重要资料。

3.4DSS——决策支持系统决策支持系统是根据农业生产者和专家在长期生产中获得的知识，建立作物栽培与经济分析模型、空间分析与时间序列模型、统计趋势分析与预测模型和技术经济分析模型，利用GPS、RS获得的各种信息及GIS建立的数据库，针对小区内农作物生长环境和生长条件时间和空间上存在的差异作出分布式投入决策，即生成田间投入处方图。决策支持系统DSS综合了专家系统ES(expertsystem)和模拟系统SS(simulationsystem)，因而能为精细农业的实施提供正确的决策支持。:

3.5ST——信息采集与处理技术信息采集与处理技术是获取各种信息的重要手段。精细农业的实现首先在于认识农田小区内农作物生长环境和生物情况的差异而这必须依赖于各种先进的传感器。随着现代科学技术的发展，各种非接触快速测量传感器和智能化传感器为精细农业提供了全新的技术支持。

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关键词：机器视觉技术；农业机械；机械自动化

机器视觉系统是一种借助光学装置和非接触的传感器获得被检测物体的特征图像，并从这些获取的图像中收集被检测物体的信息，进而实现检测和控制的装置。作为人工智能的关键技术，机器视觉将是促进社会各行业进入智能时代的最重要的技术之一，因此，它也被称为“工业之眼”。目前，机器视觉技术已经应用到果蔬采摘、零件检测、药品检测、航天高温风洞系统、天气预测、侦查追踪、智能交通、安防监控等各个行业，是社会发展中一项极具突破性的技术。当然，从当前关于这项技术的诸多应用信息来看，机器视觉技术对我国农业自动化生产有重要作用。从已有的应用经验来看，农作物在生产过程中其生产周期的自动化管理要有更加智能化的结果，机器视觉技术必须要有所应用。此外，植物种子质量的判别，扰乱植物正常生长的杂草的识别以及对农作物生长各阶段的监控等，都能够在视觉技术的帮助下获得更大突破[1]。

1机器视觉技术在农业机械中的发展现状

机器视觉技术在农业机械中的研究，欧美国家早在20世纪80年代就开始在农业机械中开展机器视觉技术的研究，初期主要研究对桃子、西红柿和黄瓜等进行质量检测和产品分级。随着传感器系统和图像处理系统的进一步完善，机器视觉技术应用的范围变得更加广泛，包含了农作物采摘、生长控制以及简单农作物收获等方面。通过对文献资料的收集、分析和研究，目前基于机器视觉技术的农业机械应用的研究主要集中于农业机器人、农作物种子与果实分拣作业、农作物生长状态检测、病虫害与杂草检测等方面。

1.1农业机器人

农业机器人是一种以农业产品为具体操作对象、拥有具体的感知以及活动功能、能够重复编程和应用的自动化或者半自动化的设备，农业机器人的应用能够降低人工操作强度。据统计，已经应用在农业生产中的机械机器人在研究过程中分为两个方向。一个是行走搬运，另一个是机械手采摘。前者的研究是因为农作物所生长的环境比较复杂，在收获这些农作物过程中为了更好完成其聚集以及搬运，需要能够自动行走、识别道路的机器人来提供帮助。而后者则是因为农作物生长过程中一些细致的活做起来太过消耗时间和精力，如枸杞人工采摘需要一颗一颗从植株上取下，但因为枸杞植株本身带刺，采摘人员只能放慢速度减少自己被刺概率，而这种情况下需要机械手机器人的帮助[2]。日本在农业机器人方面的研究可以追溯到20世纪80年代，最早出现的研究成果是樱桃番茄采摘机器人，利用彩色相机采集图像，利用阈值化、滤波等算法图像分割出果实和识别果实数目，通过双目立体视觉系统获得果实的三维信息[3]。2009年，我国机器人研究学者制造出了黄瓜采摘机器人，实现了我国在农业机器人方面零的突破，其主要功能的实现借助红外光谱对黄瓜果实与茎叶的识别，再利用双目立体视觉技术进行目标识别，实现果实空间位置有效定位。目前，我国的植保机器人研究也很广泛，以棉花作物生长为例，我国大面积种植棉花的区域在新疆，棉花在进入收获期之前必须喷洒一定药物将棉花植株的叶子去除，才能为棉花后期成熟集聚更多能量，如此最终获得的棉花品质也会更好。在过去，棉花种植户在进行这项工作时都是开着拖拉机去棉花地里进行大面积农药喷洒，这会碾压棉花造成作物损伤，这种粗放式农药喷洒方式会造成一部分药物直接随风而逝，不仅会浪费药物，还会将有害物质传播到空气中，造成环境污染。但在使用了基于视觉识别的植物保护机器人之后，药物施加这项工作变得简单，在空中直接进行药物施加即可，不会给棉花植株造成伤害，机器人的障碍物识别技能还能绕开前行中的障碍物，让施药更加合理。

1.2农作物种子与果实分拣

在农作物种植过程中，所选择的种子质量在一定程度上几乎是决定着该作物的最终产量以及质量。所以，绝大多数进行大面积种植的农户在播种之前都会对作物种子进行精心挑选。传统作物种子挑选工作都是由人工来完成，每一颗种子需要一粒一粒地检查，所需时间成本极大。在使用了搭载视觉技术的机器人之后，可以直接对种子进行更精确地分辨，将干瘪的、霉变的或者本身就存在缺陷的种子以最快的速度挑选出来，还能提升优良种子挑选的精确性。农作物在收获之后也需要进行质量检测和等级分拣，为了提高效率和减少成本，这部分工作也可以利用机器视觉技术来提升效率。所收获的农作物好坏是可以从其形状、颜色以及个头等方面来分辨，而视觉机器人进行农作物等级界定也是依据这一原理。赵小霞等在试验中将苹果分为4类，并根据图像处理模块输出的等级结果将传输带的水果分拣至对应分拣箱。经过验证表明，系统精度达到98%[4]。烟叶是烟草行业得以发展的关键。在烟叶的分级过程中，会有较多影响因素，因此，其质量检测分级复杂性也相对较高。通过相机进行采集，借助电脑界面来对拍摄到的图像给予实时、动态显示，结合编写的模糊数学分类算法、图像处理，根据烟叶的颜色特征，来有效识别烟叶等级，从而在短时间内明确烤烟的分级。

1.3农作物生长状态检测

农作物生长过程中如果遇到其本身不喜欢的生长环境，会有一定的外在表征，这些表征是在作物种植者传达自己的需求信息，比如有的农作物突然之间叶片开始发黄，那可能是营养不够了。作物种植者在通过作物的外在表征收到其生长需求信息后，及时采取相应的施肥、浇水或者通风等措施，作物就会重新恢复良性生长。但种植者不可能一天24小时不间断盯着作物，所以传统农作物种植过程中难免会存在因为种植人员忽视造成的一些作物生长不良状况。在应用机器视觉技术之后可以实时对作物生长过程进行监测，对作物生长进行更精准把控。如张彦娥等[5]对温室黄瓜的生长监测研究，就是借助机器视觉技术。

1.4病虫害与杂草检测

很多害虫以植物为食，再加上环境中的一些病菌影响，农作物在生长过程中难免遭受病虫害的影响，要对植物的病虫害进行防治，必须做到及时识别、有效监测、提前预警。农作物生长过程中还会有杂草来与之争夺土壤、水分、阳光和肥料，若不及时控制则会导致作物减产。国外Hayes…JC等人发现利用纹理分析的方式可以对植物的生长进行检测，甚至这种检测方式在一定条件下其结果会比颜色分析的检测方式还要准确。Pydipati等人同时采用了颜色以及纹理两种方式来进行柑橘叶片生长的检测，最终发现能够通过这些方式及时获取到柑橘叶片是否染病信息。

2机器视觉技术在农业机械应用中存在的问题

农业机械中应用机器视觉技术对于农业的发展起到了重要作用，但还存在一些不足，主要表现在以下几个方面：1）农业因为本身种植地区地形及环境的影响，通常不是集中种植，规模小，故而日常管理农作物生长的难度就会比较高，这也是农业结构调整难度高、农业发展速度一直比较慢的原因之一。2）我国农民整体素质偏低。大多数农民文化水平低，学习能力较弱，对于先进技术不会操作，学习缓慢，操作起来困难重重。在购买农业机械时，农业生产者仅仅购买产品，相关人员进行简单的指导。最后几乎都是通过说明书进行使用。但是，由于文化水平以及实际操作能力的不匹配，很多农业生产者不能正确使用农业机械，仅仅采用探索式的操作方式，或者向别人请教经验。

3展望

技术革新推动了互联网技术、信息技术、计算机技术、智能化生产技术等方面发展，也为农业生产及其机械化发展带来了机遇。在全民技术创新，各行业都蓬勃发展的社会大背景下，农业生产智能化已经成为必然的发展趋势[2]。如同电子技术、液压技术与计算机技术在农业机械中的应用一样，机器视觉技术的应用将提高农业机械性能，是农业机械向现代化和智能化发展的必然方向。