农业数字化技术范文

时间:2023-09-07 17:59:31

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农业数字化技术

篇1

当前,随着我国工业化、信息化、城镇化和农业现代化的迅猛的发展,工业化和和信息化已步入深入融合阶段,信息化与农业现代化也进入蓬勃发展期,经济全球化、贸易自由化和社会信息化倒逼我国农业现代化,现代农业机械只有通过信息化的手段进一步提高设计水平、降低生产成本,才能在激烈的市场竞争中取胜。如何有效的农机产品开发周期,如何达到最优农机产品质量,如何有效降低农业机械的成本与价格,如何完善农业机械的售后服务等,这一系列的问题不断的拷问我国农业的现代化进程,信息化与数字化是解决上述的问题的有效手段。通过信息化与数字化的手段可以有效提高农业机械的设计水平,通过数字化设备能有效的调控农业机械的精密的制造与加工,通过企业信息化与数字化的管理手段能否实现严格的生产管理与用户反馈。本文主要对农业机械产品研发的研究现状及其发展趋势,以及农业机械的数字化设计方法与技术,并结合从事农机产品多年的设计与制造经验和数字化设计特点,以及 CAD/CAM/CAE、虚拟样机、虚拟测试等新技术的应用加以深入的讨论与研究。

一、数字化驱动下农业机械设计研发

农业机械是衡量一国农业现代化发展的水平的主要指标之一,因而提供数字化手段提高我国农业装备的设计水平,对于在贸易全球化背景下提升农业装备制造业企业在国际上的竞争力具有不言而喻的历史意义。随着信息技术与数字化技术的迅猛发展,数字化设计已经全方位多层次的渗透到农业机械设计、生产中的方方面面,也给农业设计带来了巨大的变化。

1)信息技术与数字化的应用极大降低设计成本。

农业机械的产品创新设计涉及到数据开采、知识发现及其重用技术、知识的表达与组织、知识数据库的开发、基于知识的决策技术等。农业机械的设计可以在线上进行互动设计,企业可以与用户进行反馈论证与修改。设计者可以在线农业机械的设计效果,用户可以在线反馈设计过程中存在的问题,相比于以前农业机械设计都在纸质上进行绘图,在线农业机械设计的极大的促进农业机械设计与实践; 以往产品创新主要集中于具体设计过程,如今从产品的概念设计到详细设计的各个阶段均强调创新设计。如基于蓝牙技术的变量施肥机速度采集系统设计、温室环境下黄瓜采摘机器人信息获取设计、基于RFID 的农机安全监理现场巡检系统设计、基于资源管理和Silverlight技术的农业装备信息网络平台,以及Ajax 技术在农业装备信息网中的应用。均是信息技术与数字化技术在农业设计领域中应用的典范

2)数字化技术强调产品协同设计。

农业现代化的发展催生了许多新需求,这些新需求也亟需新的设计的方法,就目前农业机械数字化设计水平来看主要三种主流的设计方法,一是德国设计理论的系统化设计方法,二是TRIZ(Theory of Inventive Problem Solving)三是公理设计(AxiomaticDesign,AD),对于目前我国而言,需要对先进的设计方法进行引进、消化、吸收再创新。更需要产品设计师跨区域的进行交流互动,跨部门甚至跨企业共同协作进行产品设计与制造等。数字化的设计平台能够为设计者之间提供实时的交流平台。基于互联网信息技术进行学习,可实现跨实现跨部门、跨行业、跨区域的设计者之间的沟通与交流。数字化虚拟设计实现了设计与需求的协同统一,锻炼设计者虚拟想象空间,提升农业机械的设计水平,有效实现零污染的设计理念,促进绿色设计理念的形成与发展。如基于离散元法的数字化设计、精密播种机数字化设计、拖拉机队列自动控制系统、秧盘育秧精准播种的穴孔同步对中装置及其控制系统,以及基于力控组态软件的温室监控系统均是农业机械协同设计的样例。

3)虚拟现实便捷了农业机械设计与展示。

虚拟现实技术独特魅力之处在于能将农业机械的设计构思、实施及展现都表现为多媒体如三维图形、语音和视频,能然设计者和未来的潜在使用者身临其境地体验产品的设计整体过程。通过多媒体技术、互联网技术来实现可以实现海量、实时、丰富的农业接卸虚拟设计素材。面向某些特色农业机械,其结构复杂、设计困难、设计周期长大大影响了农业现代化的进程。然而如果采用虚拟现实技术,可以有效的克服以上缺点,一方面可以利用虚拟现实技术模拟产品的某些性能,另外一方面也便于设计人员对产品的修改与调整。大大缩短了农机产品的设计、生产周期。满足变化莫测的市场需求。如虚拟样机技术在畜牧机械设计、基于ADAMS 的莲藕切片虚拟样机建模与仿真、基于Pro/E三轴卧式TMR 饲料车的建模及运动仿真、SPH 在土壤高速切削仿真系统开发中的应用、莲藕切片机惯性力平衡仿真优化、大型中空轴式静压轴承流固耦合数值模拟,以及电涡流缓速器制动力矩影响因素的仿真均是虚拟现实技术在农业机械化设计中的应用。

结论

本文首先细致的分析了农业机械设计特点与需求,以及存在的问题,针对数字化与信息技术的发展趋势与特点,如CAD/CAE/CAM虚拟现实设计等技术的飞速发展深刻的改变了农业机械化设计的格局与模式,本文首先详细梳理虚拟设计技术与理论研究现状及发展趋势,结合分析了农机产品设计制造现状,进而细致深入地分析基于数字化技术农业机械产品设计的未来的发展趋势,针对信息技术如互联网、虚拟现实等技术对农业机械的数字化发展提供的历史机遇,研究面向农机产品开发过程的数字化设计平台体系与设计模式,采用数字化对农业机械产品进行设计所带来的优点即在产品开发的不同阶段运用数字化模型描述产品,并对产品进行设计、开发、评价、修改,通过这方面的讨论,以期为我国农业机械的数字化设计探索提供有益参考的新途径与新思路。

参考文献

[1] 夏红霞;面向通用类机械产品虚拟装配的工程数据库管理系统研究[D];合肥工业大学;2010年.

[2] 阎楚良,杨方飞.农业机械数字化设计技术研究与展望[J],农业机械化与新农村建设――中国农业机械学会2006年学术年会论文集(下册),2006.

篇2

    1规范操作原则在农业科技档案数字化建设的过程中,无论是纸质载体数字化,还是接受电子文件,都必须制定和实施农业科技档案工作标准和规范,统筹规划,有序推进,实现依据标准化、程序规范化,尽可能避免在保管和使用中出现各自为政、互不兼容、重复建设等现象,提高数字化工作的质量和效率。2安全管理原则任何事情的发展都是矛盾的结合体,农业科技档案数字化建设虽然比传统的管理模式有较大优势,但同时也对农业科技档案的保密提出了更高的要求。众所周知,随着数字化、网络化、信息化建设的不断深入,网络的脆弱性和潜在威胁也日益显现出来。因此,在进行农业科技档案数字化建设的过程中,必须采取有效的安全防范措施,充分保证农业科技档案信息的安全性。3效益优先原则农业科技档案数字化建设需要投入大量的财力、人力、物力,因此,必须以利用需求为导向,将年限较长、具有馆(室)藏特色、最为珍贵以及利用频率高的农业科技档案优先数字化,达到效益最大化。4分工协作原则农业科技档案数字化建设相当繁琐,涉及面广,必须坚持分工协作、整体配合、长期坚持、相互理解的工作理念,充分发挥单位各个部门和各类人员的作用,明确工作任务,落实责任分工,真正做到各司其职,各施其能,协调配合,共同推进农业科技档案数字化建设。

    二、农业科技档案数字化建设的内容

    1建立高效的农业科技档案信息采集和存储平台根据数字化档案管理的要求,健全农业科技档案信息采集平台。一是,建立电子档案目录和电子档案录入接收工作室(即电子文件备份站),配备计算机设备,实现目录数据和电子文件的采集工作;二是,建立扫描工作室,配备普通平板扫描仪、高速扫描仪、专用照片扫描仪、缩微胶卷转换仪等设备,实现科技档案由传统介质向电子信息的转换;三是,建立安全可靠的科技档案信息存储平台。数据存储采取磁盘阵列柜、磁带机、光盘库等设备,进行磁盘阵列自动备份、光盘刻录备份、磁带备份、异地备份,实现档案信息的安全存储。2建立农业科技档案数字化管理系统配合数字化档案的建设目标,逐步建立动态更新的农业科技档案数字化管理系统,综合档案室内建立农业科技档案检索数据库,在室外建立与农业科技相关的电子文件归档系统,并实现接口统一,动态及时归档。3建立和完善农业科技档案信息资源库完善资源库建设是做好农业科技档案数字化建设的重点,主要有两个不同层次:一是,农业科技档案目录数据库建设。根据专业标准科学选定农业科技档案目录数据库结构,将室藏农业科技档案的案卷级目录和卷内目录全部输入微机,建立科技档案目录数据库,并加强机读目录数据库的质量控制,规范着录标引,包括着录格式的标准化、着录数据的完整性和着录数据的标准化;二是,农业科技档案全文数据库建设。利用数码相机、扫描仪等技术将馆(室)藏纸质载体的农业科技档案原件进行数字化处理,并将扫描件与机读目录对应挂接,实现全文检索。4建设农业科技档案信息服务网络农业科技档案信息服务网络建设包括农业科技档案信息网站建设、内部局域网建设等,与市政务网、公众网联网,建立上至国家科技档案馆,下联农业部门和农业科研单位,形成四通八达的“农业科技档案信息高速公路”,向广大科技人员提供农业科技档案各类信息的服务,充分发挥农业科技档案的作用。

篇3

自动化农业机械装备是农业机械发展的一大趋势,并朝着以信息技术为核心的智能化方向发展。目前,我国农业机械制造自动化的水平距离发达国家尚存在差距。2015年,我国正式提出了《中国制造2025》宏大计划,将农机装备列入10大重点发展领域。这一战略为我国农机装备制造发展带来了新的契机,也为推动我国农业机械制造自动化增加了新的动力。

1 机械自动化技术在农业机械制造上的应用现状

机械自动化技术是工业生产过程中的有力工具,对于提高制造业的综合效益、提高机械制造业自动化水平具有重要作用。农业机械制造自动化需要广泛应用相关技术,主要包括计算机辅助设计技术、高精密加工技术、计算机集成制造系统、激光加工技术、数控机床加工技术、电磁加工技术等。我国目前机械制造自动化技术应用仍然处于初级发展阶段,对机械自动化技术的应用还需要进一步研发。

按照机械自动化制造规模来分,机械自动化制造分为自动化制造单元、自动化制造系统、自动化制造线、自动化制造工厂四个阶段。就农业机械制造领域而言,我国已经普及应用了自动化制造单元、自动化制造系统,但在自动化制造线和自动化制造工厂方面,我国与发达国家的差距较大,远未实现工厂自动化。而在农业机械自动化制造的关键技术应用方面,我国在计算机辅助设计、数控机床加工技术、激光加工技术、数控等离子加工技术等应用较为普及,但在模糊控制技术、人工智能、人工神经网络技术等方面的应用则较为落后。

2 农业机械制造自动化发展存在的问题

经过一个时期的发展,我国农业机械自动化取得了一定的成绩,在多种农机装备上已经实现了部分自动化。例如在农用拖拉机上广泛使用了机械油压式三点联结调节系统,在播种机上实现了种子播量自动控制、谷物干燥机实现自动切断燃料供给等。在精准农业方面的应用较为成熟,依靠网络化管理系统等信息系统,对农业生产进行精准化自动控制,使农业生产进入了信息化和数字化时代。但是目前我国农业机械装备制造自动化仍然存在很多问题,主要包括以下几个方面:

一是农机制造业的发展水平有待于进一步提高。虽然我国农机制造业呈现出蓬勃发展的态势,但与发达国家制造业相比,仍然处于发展水平不高、核心技术不成熟的阶段。尤其是在农业机械自动化方面,以对农机进行改进或增添智能设备为主,缺乏自主品牌和高水平、全面的自动化制造能力,农业机械自动化程度低、结构复杂、价格高昂,阻碍了农业机械自动化产品的推广与应用。

二是农机制造自动化的自主创新能力薄弱。受多种因素影响,农业机械制造企业在智能制造和数字化制造方面的创新能力严重不足,农机制造数控装备较少,大部分处于初级阶段或研发阶段。加之农机制造业在上述制造技术方面没有掌握核心技术,未能投入大量资金进行研发与合作,很多智能化制造设备仍需要进口,或与国外企业合作,制约了农业机械制造自动化的发展。

3 农业机械制造自动化的发展方向与路径

《中国制造2025》把农机装备产业列入了10大重点发展领域,提出了广泛采用现代制造技术,推动产业升级,通过突破高端产品技术,显著改善产品结构。并针对农业机械装备,提出要加快发展大型拖拉机及其复式作业机具、大型高效联合收割机等高端农业装备及关键核心零部件。《中国制造2025》为我国农机装备制造业的发展描绘出了明确的蓝图,即农机装备要向着自动化、智能化、信息化的方向发展。

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关键词:农业机械自动化;技术要点;优化措施

0引言

所谓农业机械自动化技术,指的是将控制论、计算机技术、液气压技术等应用到农业机械的设计当中,使农业机械可以独立完成田间耕作。随着科学技术的不断发展以及为了响应政府高效农业的号召,我国农业正逐步朝着机械自动化的方向发展。农业机械的自动化,不仅能够使劳动的生产效率得到提高,还能减轻农民的劳动强度,并且提高劳动舒适度,在一定程度上缓解农村劳动力短缺的问题。在科技高速发展的今天,世界各国都加大了对农业机械自动化技术的研究。很多科研成果已经从实验室走向了实用阶段。

1农业机械自动化对农村建设的意义

对社会主义新农村进行建设,是我国构建社会主义和谐社会的基本要求。社会主义的和谐与广大农村地区的和谐是不可分割的。虽然从整体上看,社会主义新农村处于较为稳定和谐的状态,但不可否认的是,社会主义新农村的建设也存在着一定的问题。其中,最主要的问题是农民收入过低。因此,我国要大力推行农业机械自动化建设,为减轻农民的劳动强度、提高农民的经济收入提供保障。

2农业机械的分类

通常来说,农业机械是由动力设备和与之配套的农机器具组成的。这两者之间主要是以牵引悬挂或者是半悬挂的方式进行连接。也有的农业机械将这两者制造成一个统一的整体。动力设备和与之配套的农机器具这两者在耕作的过程中,互相配合,缺一不可。

3农业机械自动化发展中存在的问题

我国农业机械技术在发展的过程中,并不是一帆风顺的,而是遇到了很多问题。首先,我国大型农业自动化机械在推广的过程中难度较大。很多农民没有意识到机械化生产的重要性,导致了他们不愿意在农业生产的机械方面进行投入,最终造成了我国大型农业自动化机械供大于求的尴尬。第二,我国的农业机械制造水平较低。与西方国家相比,我国农业机械制造的起步较晚,在很多方面,科技水平还不够成熟。第三,我国对农业机械自动化技术的研究缺乏足够的动力。我国大型农业机械的制造企业,以及科院院所存在着资金不足、科研环境较差的问题。对农业机械进行设计,不仅需要耗费大量的时间和精力,还需要一定的技术条件作为依托。我国大部分科研院所和农业机械制造企业,由于资金不足,并没有完成对实验室的配套建设,使得科研人员在进行工作时困难重重,这一现状也严重影响了科研人员的工作积极性。第四,自动化技术在农业机械的应用中还处于起步阶段。对自动化技术的应用,需要很高的科技水平作为依托,但是我国科技基础薄弱的现实,使自动化技术的应用变得困难。

4农业机械自动化技术要点及优化应用措施

4.1实现计算机技术应用于农业生产

计算机视觉技术,作为新时期重点研究和应用性广泛的新科技,很多西方国家先后展开了对计算机视觉技术的研究。计算机视觉技术在农产品质量的鉴定方面,以及在记录农产品生长的信息等方面有着十分重要的作用。英国对计算机视觉技术的应用进行了首次尝试,利用该技术研制了专业性的采蘑菇机器人。采蘑菇机器人在采蘑菇的过程中,不仅能够对蘑菇的位置进行精准的定位,而且能够对所采的蘑菇进行合理化的分类。受到英国的影响和启发,我国国内也开始尝试在农业机械自动化技术中,加入计算机控制技术的内容。但是由于我国的经济技术发展还不够成熟,要实现对计算机视觉技术的应用,还需要科学家们进行努力。

4.2实现农业施肥和灌溉技术的自动化

我国水资源总量虽然比较大,但是人均资源占有量却很小,而且我国水资源分配的不够合理,使得我国水资源长期处于短缺的状态。要促进农业的发展,充足的水资源是必要的条件。在保证农业生产用水的同时,保证对水资源的节约,是我国农业发展过程中必须要面对的问题。农业自动化灌溉技术的应用可以很好地解决这一问题。所谓农业自动化灌溉技术,是把传感器与电子计算机进行有机结合,把农作物生长过程中对环境的需求及对用水量的需求,通过软件的形式加以呈现,从而避免水资源的浪费。对农业施肥技术来说也是如此,实现农业施肥和灌溉技术的自动化,是节约水资源、降低农业生产成本、避免浪费以及保护环境的必然选择。

4.3实现农业的精准化

农业精准化是指将我国的传统农业与农业机械自动化技术相结合,实现农业生产管理的科技化。精准农业是未来农业发展的主要方向之一。农业生产自动化,是一项以计算机网络和控制器等为基础的技术。我国对精准农业的研究,已经取得了一定的科技成果。世界上第一台观测农业气象的自动化仪器,已经在我国郑州气象站开始投入使用。农业气象观测仪,可以对农业生产的小环境进行合理化监测,并且通过网络把监测到的信息及时反映给当地农业部门。总之,在经济全球化进程不断加快和城市化进程高速发展的今天,给各个行业带来机遇的同时,也带来了挑战。为了在经济发展的大潮中处于不败的地位,加强科技创新是一项必不可少的选择,同时也是长远发展的根本要求。对于农业产业而言,为了使我国农业能够更好更快的发展,政府要提高对农业机械自动化技术研究的投入,并将新的科技成果不断应用到农业生产中。作为科技工作者要努力钻研农业机械自动化技术,并且要对农业机械自动化技术的应用措施进行优化,从而实现农业的智能化时代,创造出我国农科发展的新道路。

参考文献:

[1]刘洋.我国农业机械自动化应用现状和推进模式探讨[J].化工中间体,2015(11):11-19.

[2]罗小锋,刘清民.我国农业机械化与农业现代化协调发展研究[J].中州学刊,2010(02):17-22.

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[关键词]农业机械;自动化技术;现状;作用

1农业机械自动化技术应用的作用

1.1提高农业生产率

以往的手工操作效率低下,即便是能力超强的人工,一天也只能完成667m2或者几亩地的工作,并且十分劳累。而采用机械操作后,能够在1h内完成数十亩的收割或种植工作。可以说,农业机械自动化技术的应用大幅度提高了农业生产效率,改变了农业生产模式[1]。此外,机械对于农作物的生长不会造成影响,反而由于株距合理,能够促进农作物的生长,对农村农业发展具有重要价值。

1.2改变生产结构

应用机械自动化技术后,农村的人力资源和设备生产比例开始发生变化。当前,农村土地大面积承包已成为一种趋势,能够满足农村现阶段的劳动力需求。而机械化使得所需投入的劳动力减少,更多的年轻人能够将精力放在其他工作上,促进我国经济实现全面发展[2]。同时,机械化极大地提高了农民的生活水平,使得农民在生活之余有大量时间去看望儿女、旅游娱乐,业余生活变得丰富多彩。

2我国农业机械自动化技术应用现状

2.1自动化技术有待于进一步提高

与发达国家相比,我国的农业机械自动化技术依然存在滞后性。尤其是与美国相比,目前美国的农业机械自动化技术已经发展到一定程度,全面的自动化种植和收割技术正在更新。而我国则处于发展阶段,农民对于技术的认可度不高,自动化技术在应用过程中的确存在低效率或者浪费现象,影响了农民观念的转变。这便导致农村机械自动化程度依然不高,在农业机械自动化推广的道路上还存在一定的阻碍。

2.2机械自动化人才缺乏

在我国农业机械自动化发展过程中,人才的缺乏导致技术革新慢。在应用上,操作人才往往来自于基层,完成工作没有问题,但在设备出现问题后无法第一时间解决,降低了机械使用效率。在设备设计上,设计人员模仿的痕迹严重,设计的设备不能满足实际生产需求,最终影响了农业机械化的推广与使用,降低了农民的收入。目前,我国正面临着农业产业结构调整,人才的缺失严重制约了自动化机械的推广与应用,无论是对产品的推广、操作还是更新都具有消极的意义。因此,需要积极培养机械自动化人才。

3我国农业机械自动化技术应用展望

3.1自动化技术将更加先进,应用范围将扩大

今后需要不断改进我国的农业机械自动化技术,以便于实现高效的、高安全性的自动化生产作业,推进农业的发展。另外,随着农民意识的改变,他们将会认识到机械化的作用,并积极采用机械设备。在相关部门的努力和宣传下,将全面实现农村生产机械化。而随着农业机械自动化技术应用范围的扩大,将改变以往的农业结构,打破传统的农业理念。

3.2农业机械自动化向智能化和多元化方向发展

在农业机械自动化设计方面,单一的机械类型无法满足农业生产的需求。因此,未来机械自动化将朝着智能化和多元化方向发展,在提高智能化技术水平的同时将实现多功能性,满足不同地区不同作物的种植和收割需求,提高农业生产效率,保证农业快速发展。在成本上,农业机械自动化技术的应用不仅减少了大量的劳动力,而且减少了农作物种植和收割的时间、成本投入,能够进一步提高农民的收入。总之,我国要想全面实现农业机械自动化生产,需要进一步转变农民的观念,切实保证农民的利益,才能保证这一技术在农村发展中得到广泛的应用。

参考文献

[1]叶秋楠.农业机械自动化现状及推进模式研究[J].河北农机,2016(3):21.

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关键词:电气自动化;农业;水利;应用

引言

在科学技术全面发展的今天,各行各业都在利用科技手段和人工智能化手段来促进生产和发展。我国既是一个农业大国,也是一个农业强国。将电气自动化技术应用于农业水利工程之中,能够使得水利工程作业的效率得到全面性提升,让农业施工更加便捷。因此,加强电气自动化技术在农业水利中的应用是未来农业发展的一个主流趋势。但从目前的市场应用趋势来看,机电自动化技术依旧有不够成熟的之处,在广泛应用和广泛推广方面依旧存在诸多的不足。所以,想要使得电气自动化技术的应用效率得到明显的提升,在应用方法以及应用形式上还需要结合其整体应用的情况,因时因地进行机电一体化技术的合理应用。这样。才能更加突出电气自动化技术在农业水利工程中的应用效率。

1电气自动化技术在农业灌溉和蓄水上的应用

1.1农业灌溉中的应用

在进行农作物的整体应用中,需要对很多植被进行浇灌。尤其是水稻类的作物,如果浇灌的水不足或者是未能及时性的浇灌,很容易使得水稻的整体产量出现下降。而采用电气自动化技术进行全面浇灌就能十分合理的解决这个问题。可以结合灌溉的需求,对移动灌溉桩进行设计。根据不同地采光成都以及种植区域的变化情况,对农作物的整体蓄水量以及变化情况进行自动化设备的精准性控制。[1]而且,可移动灌溉桩采用散喷的方式,能够根据农田的整体灌溉和移动实现突变。这样,为了就能够有效地提高其灌溉的及时性以及合理性。还在一定程度上充分地利用了水利资源。现在很多农田的灌溉已经逐步开始推广电气自动化技术的使用,在使用方法上,其利用PLC编程自动化技术,对水力灌溉的速度、灌溉的密度都进行了精准性的控制。这样,在机电一体化技术的全面应用过程中,农业水土的灌溉的便捷性和有效性也得到了显著性增强。而且,对于农田的整体丰收也具有显著性的促进作用。

1.2农业蓄水中的应用

对于大多数的农作物而言,蓄水是一个十分关键的环节。传统地蓄水方式一般是采用修建水库来进行蓄水。但这种方式也存在很多的被动性,尤其是遇见连续高温、干旱的天气,水库中的水会不断蒸发,其后将很难满足农业蓄水的需求。因此,为了能够让农业蓄水的问题得到良好的解决,可以利用电气自动化技术,采用南水北调等方式保证干旱区域的水量充足,同时部分地区也会尝试利用自动化设备进行冰蓄水等方式对冰雪进行收集,然后利用PLC自动化编程,设置一个峰值。这样,就能使得农业蓄水的优势得到全面性地发挥。[2]但在机械设备的传动过程中,动力的不足最容易导致出现机械性地故障。尤其是在传送带和三相异步电动机的传感中,其传感的方式以及传感器的形式都在逐渐地发生改变。同时,在传感的结构上,需要结合硬件以及软件的需求。将传感技术逐步地应用到自动化中来。这样,在多层面的传感信息中,其传感的结构性以及紧密性会大幅度的提升。而且其相应地可靠性以及抗性也会更高。在不同的指标数据中,其运算器的微处理数据以及价值性的信息也会根据处理结果和的指令做出自动性的修复。这也是单机片液压传动技术的优点。当然在利用单机片进行机械传动时,也需要将其机动性全面的发挥出来。可以根据传感的需要,在多个位置和节点设置相应的液压传动机制,并利用PCL将传动的数据显示出来。这样,其机动性价值也能逐渐地体现出来,其蓄水的效率也会因为机电自动化技术的全面应用而得到显著性的增强。

2电气自动化技术在农业水利检测和无土栽培上的应用

2.1农业水利检测上的应用

近几年以来,我国的水质频频受到污染,部分地区甚至出现酸雨。在很大程度上影响了农业水利工程的检测。而且部分水源在收到重金属的污染以后,必然对农作物的正常生长造成灾难性的影响。同时,水质的不达标在短时间内没有一个固定的检测标准。很多农民并不能意识,水质有问题,等到农作物受到污染,产量过低时才能发现相应的问题。在进行机电一体化技术的应用中,首先在机械硬件上需要做好外部设备的检验和传动系统的复查。同时,在外设I/O接口的过程中,需要做好硬件体系的对接,并根据传感器的需要,将扩展的接口进行全面性的延伸,这样其硬件设施体系在输入传感信号时,才能获取更为明确以及精准的指令。在自动化技术方面,需要对微处理器以及PCL控制器进行软件系统的处理。这样,在输出口的端口中可以根据单元结构点进行设备的点对点对接。最终达到一个良好的技术结合效果。电气自动化技术不仅能够对水质进行快速的检测,而且在一定程度上能够给农民的灌溉以及水质的检测提供相应地便利性。通常情况下,电气自动化技术能够提供多项指标的数据。如果出现水质不好,或者是不达标的情况,就要停止进行灌溉。在进行水质的整体检测中,需要分析和对有问题的水质进行标记。这样,相关治理人员就能及时性对其进行治理,也有利于相关工作人员快速的找到污染源,并进行快速和准确的切断。这样,不仅有利于提升当地的水质安全,也能从根本上找到水质污染的问题,从源头进行优化和解决,最终使得自动化技术在农业水利上的检测应用效率得到显著性地提升。[3-5]

2.2无土栽培上的应用

无土栽培是一种新型的技术,其不仅能够节省土地资源。同时,在全面地栽培种,还能减少对水质的需求量。因此,为了能够使得无土栽培的负担降低,在进行自动化水利工程的灌溉中,需要结合其栽培的形式以及栽培的方法,对很多荒芜的地方或者是不具备栽培条件之处进行多样化的栽培。而引入电气自动化技术可以实时监测农作物的状况、控制营养液的多少,及时的观测农作物的成长情况。同时,在水力的灌溉和播种方面利用自动化技术,能够大大降低工作人员在整体工作中的难度。同时,还能让农民节省体力,并且少操心,却多了收成。这对于很多农作物种植者而言具有着不可忽略的意义和价值。机械自动化技术应用及发展前景十分良好,在进行传感技术的全面使用中,需要结合实际的生产以及需要,对单机片硬件机械设施进行多层面的分析和加工,同时还要将液压传动技术的优越性全面的发挥出来,做到机械与电气自动化全面性的结合。这样,在未来的机械自动化体系的构建中,其自动化技术的应用才能游刃有余,前景巨大。最后,电气自动化技术还可以协助科研人员开展实验、对比实验数据、设置实验环境、提供实验方案,让自动化技术在水利农业中的应用效果更加显著。[6-8]

篇7

关键词 农业废弃物;肥料化;饲料化;能源化;基质化;工业原料化

中图分类号 F303.4 文献标识码 A文章编号 1002-2104(2010)12-0112-05doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2010.12.023

农业废弃物也称为农业垃圾,是指农业生产和农村居民生活中不可避免的非产品产出, 具有数量大品种多形态各异、可储存再生利用、污染环境等特性,主要包括植物性纤维性废 弃物(农作物秸秆、谷壳、果壳及甘蔗渣等农产品加工废弃物)和动物性废弃物(畜禽粪便 、冲洗水、人粪尿)。中国是世界上农业废弃物产出量最大的国家,据统计,我国每年产生 放入畜禽粪便量26亿t,农作物秸秆7亿t,蔬菜废弃物1.0亿t,乡镇生活垃圾和人粪便25亿t ,肉类加工厂和农作物加工场废弃物1.5亿t,林业废弃物(不包括薪炭柴)0.5亿t,其 它类有机废弃物约有0.5亿t,折合7亿t的标准煤[1,2]。从资源经济学上讲 ,它是一种特殊形态的农业资源,如何充分有效地利用将其加工转化不仅对合理利用农业生 产和生活资源、减少环境污染、改善农村生态环境具有十分重要的影响,而且对能源日益枯 竭的今天具有重大意义。近年来,国内外农业废弃物的资源化利用技术与研究得到较大的发 展,其资源化利用日益多样,从总体来看,国内外农业废弃物的资源化利用主要分为肥料化 、饲料化、能源化、基质化及工业原料化等几个方向。

1 肥料化

农业废弃物肥料化利用是一种非常传统的用方式,分为直接利用和间接利用。直接利用是一 种最直接最省事的方法,在土壤中通过微生物作用,缓慢分解,释放出其中的矿物质养分, 供作物吸收利用,分解成的有机质、腐殖质为土壤中微生物及其他生物提供食物,从而一定 程度上能够改善土壤结构、培育地力、增进土壤肥力、提高农作物产量,但自然分解速度较 慢,尤其是秸秆类废弃物腐熟慢,发酵过程中有可能损害作物根部[3]。

间接利用是指废弃物通过堆沤腐解(堆肥)、烧灰、过腹、菇渣、沼渣、或生产有机生物复 合肥等方式还田。堆沤腐解还田是数千年来农民提高土壤肥力的重要方式,传统的堆沤腐解 具有占用的空间大,处理时间较长等缺点[4],随着科学技术水平的提高,利用催 腐剂、速腐剂、酵素菌等经机械翻抛,高温堆腐、生物发酵等过程能够将其高值转化为优质 的有机肥,具有流水线生成作业、周期短、产量高、无环境污染、肥效高、宜运输等优点; 烧灰还田主要指秸秆通过作为燃料、田间直接焚烧的方式,由于田间直接焚烧损失肥力、污 染空气、浪费能源、影响交通等缺点[5],现政府已出台相关禁止焚烧的法律法规 ;过腹还田具有悠久历史,是一种效益很高的方式,是适当处理的废弃物经饲喂后变为粪肥 还田,对保持与促进农牧业持续发展和生态良性循环有积极作用;菇渣还田是指培育食用菌 后,菇渣进行还田,经济、社会、生态效益兼得;沼渣还田是指厌氧发酵后副产品沼液、沼 渣还田,其养分丰富、肥效缓速兼备,是生产无公害农产品良好选择;生产有机生物复合肥 是能够进行工业化制作、商品化流通、高效利用方式。

农业废弃物的饲料化主要包括植物纤维性废弃物饲料化和动物性废弃物饲料化。植物纤维性 废弃物主指秸秆类物质,秸秆中的木质素与糖结合在一起使得瘤胃中的微生物及酶很难分解 ,并且蛋白质低及其他必要营养缺乏,导致直接饲喂不能被动物高效吸收利用,需要对其进 一步的加工处理改进其营养价值、提高适口性和利用率[6]。归纳为:机械加工、 辐射、蒸汽等物理处理,NaOH、氨化、Ca(OH)2-尿素、氧化等化学处理,青贮、发酵、 酶解等生物学处理,还有就是多种方法复合处理。各种处理方法对于改进营养价值、提高利 用率均有不同程度的作用,究竟采用何种方法好,应根据具体条件因地适宜的综合选择[7]。例如孙清等[8]采用黑曲霉、白地霉组合菌株对榨汁后的甜高粱茎秆渣及 发酵残渣进行发酵,所得蛋白饲料的粗蛋白含量由2.01%提高到21.43%,粗纤维由12.37%降 为2.34%;英国Aston大学的研究者从农作物秸秆中筛选出一种白腐菌属真菌,它能降解木质 素,但不能降解纤维素,用这种真菌发酵农作物秸秆 ,能最大限度地提高农作物秸秆的消化率 ,使农作物秸秆的消化率从9.63%提高到41.13%,效果极为明显。据粗略测算,如果我国秸秆 资源的40%用于发酵饲料,就会产生即相当于112亿t粮食的饲用价值。

而动物性废弃物饲料化主要指畜禽粪便中含有为消化的粗蛋白、消化蛋白、粗纤维、粗脂肪 和矿物质等,经过热喷、发酵、干燥等方法加工处理后掺入饲料中饲喂利用[9,10] ,该技术需要特别注意灭菌彻底消除饲料安全隐患。有试验表明利用米曲霉和白地霉接入 鲜鸡粪与麸皮等混合料中进行固态发酵,并在发酵过程中添加氮源制的饲料适口性较好,可 替代部分配合饲料,添加40%鸡粪饲料喂猪后,猪日增重比单喂配合饲料增加10.83%[11]。

3 能源化

农业废弃物的能源化利用主要分为厌氧发酵及直燃热解两个方向。厌氧发酵分为制沼气和微 生物制氢技术;厌氧发酵制沼气技术是指农业废弃物经多种微生物厌氧降解成高品位的清洁 燃料―沼气(甲烷含量50%-70%)及副产品沼液和沼渣的过程。研究表明,农作物秸秆、蔬 菜瓜果的废弃物和畜禽粪便都是制沼气的好原料[12,13],并且混合废弃物共处理 比单独处理时生物气的产量有显著提高[14]。沼气除了可供日常生活(如烧饭、照 明、取暖)外,还可以进行大棚温室种菜、孵化雏鸡、增温养蚕、发电上网、车用燃气供应 等,副产品沼液沼渣含有丰富的氮、磷、钾等营养物质,可作为优质的有机肥,采用热电肥 联产模式,实现资源高效利用,废物零排放[15]。据报道,截至2007年底,全国沼 气工程总数到达26871处[16],并且主要以畜禽养殖业的废弃物为原料工程居多[17,18]。而微生物制氢技术是指利用异养型的厌氧菌或固氮菌分解小分子的有机物 制氢 的过程,具有微生物比产氢速率高、 不受光照时间限制、可利用的有机物范围广、工艺简 单等优点,是农业废弃物利用非常具有潜力的方向[19],目前对其有较多的实验研 究[20-24],但该技术至今没有被广泛的利用,工程实例较少,只在哈尔滨有世界首 例发酵法生物制氢[25]。

直燃热解又分直燃和热解两方面。直燃作为一种传统获得热能的技术一直存在,例如使用秸 秆(其能源密度能达到13 376-15 466 kJ/kg[26])和草原地区牛马粪便直燃做饭 、取暖,但随着社会发展与人民生活水平的提高,绝大部分正逐步由煤、燃气或电取代,目 前只有在贫困地区少量使用,在城市周围或比较富裕地区秸秆消耗为零[27]。而现 阶段直燃有表现为生物质固体成型燃料供热与发电和有机垃圾混合燃烧发电,例如使用生物 质能成型燃料在工业锅炉和电厂中代替部分煤、天然气、燃料油等化石能源[28], 将收集的废旧农膜、城市垃圾直接放进焚烧炉里焚烧,产生的热能可以用于采暖或发电。农 业废弃物通过热解技术可以转化为清洁的气体燃料、热解油和固体热解焦等产品,富氢燃料 气体部分可以进入锅炉燃烧、进行城镇(或集中居住的较大乡村)的集中供热供气、供发电 机发电或者供燃料电池等;热解液体经过加工制备生物柴油、生物汽油或者生产酸、醇、酯 、醚等有机化工产品,对我国的原油资源短缺有所缓解;固体热解焦由于空隙发达、比表面 积较大可作为吸附材料用于环境污染治理,或者作为燃料供热解所需的热源。迄今为止,国 内外对与农业废弃物有关的生物质进行过多方面的加工研究。例如:唐兰等[29]对 生物质在高频耦合等离子体中的热解气化行为进行研究表明该技术能大幅度提高生物质气的 热值及产率;张振华等[30]对锯末、稻壳、纸屑、橱芥、塑料和橡胶6种固体废弃 物 热解表明除谷壳外液体产物收率都在50%左右,并且其中汽油和柴油馏分共达到60%以上,是 一种具有很高价值的粗成品;梁新等[31]通过对生物质热裂解制得热解油并进行热 解油的精制研究;德国进行固体废弃物热解的工业化示范[32]。

4 基质化

基质化是指利用经适当处理的农业废弃物作为农业生产(如栽培食用菌、花卉、蔬菜等,及 养殖高蛋白蝇蛆、蚯蚓等)的基质原料。作为基质,主要起支持、固定植株,并为植物根系 提供稳定协调的水、气、肥环境的作用,应达到有适宜理化性质,易分解的有机物大部分分 解,施入土壤后不产生氮的生物固定,通过降解除去酚类等有害物质,消灭病原菌、病虫卵 和杂草种子等标准[33];其关键在于原料的选取及配比,和原料的前处理。玉米秸 、稻草、油菜秸、麦秸等农作物秸秆,稻壳、花生壳、麦壳等农产品的副产物,木材的锯末 、树皮等,甘蔗渣、蘑菇渣、酒渣等二次利用的废弃有机物,鸡粪、牛粪、猪粪等养殖 废弃物都可以作为基质原料[34]。刘伟等[35]采用炉渣、菇渣、锯末和玉 米秸混配有机基质,施用有机固态肥,番茄产量最高达36.05kg/m3以上, 蒋伟杰等 [36,37]采用向日葵秆、玉米秆、玉米芯、菇渣、锯末等作为原料配制成基质栽培蔬菜 ,产 量和品质均得到大幅度提高,李瑞哲等[38]使用蘑菇底料、动物粪便等农业废弃物 对蚯蚓生长的影响进行研究,以便为低成本高效生产蚯蚓这种高效动物蛋白,制造优质饲料 的添加剂。

5 工业原料化

农业废弃物中的高蛋白资源和纤维性材料可以生产多种生物质材料和农业资料,例如秸秆作 为纸浆原料、保温材料、包装材料、各类轻质板材的原料,可降解包装缓冲材料、编织用品 等,或稻壳作为生产白碳黑、炭化硅陶瓷、氮化硅陶瓷的原料; 棉籽加工废弃物清洁油污 地面;或棉秆皮、 棉铃壳等含有酚式羟基化学成分制成聚合阳离子交换树脂吸收重金属; 或利用甘蔗渣、玉米渣等二次利用废弃物制取膳食纤维食品,提取淀粉、木糖醇、糖醛等, 或者把废旧农膜、编织袋、食品袋等经过一定的工艺处理后作为基体材料,同时加入适当的 添加剂,通过一定的处理和复合工艺形成以球-球、球-纤维堆砌体系为基础的复合材料[39,40]。目前我国已经成功开发出了"秸秆清洁纸浆及综合利用新技术”,因此只要 能科 学合理地应用,适当扩大规模,实现清洁生产,在一定时期内秸秆仍将是一种较可靠的非木 材纤维造纸原料[27]。使用秸秆制造各类轻质板材其保温性、装饰性、耐久性均属 上乘,不仅可以弥补木材的短缺,减少森林的砍伐, 保护森林资源, 而且还可消耗大量以 稻草、麦秸为主的秸秆资源,降低秸秆焚烧所带来的大气污染, 具有较高的生态效益。原 料化是农业废弃物利用的一个重要途径,其关键是依靠科技开发利用,最大程度的利用农业 废弃物中有益的物质循环利用,是未来农业废弃物利用的一个重要方向。

6 小 结

针对农业废弃物的特性应用现代的生物工程技术提升农业废弃物的肥料化、饲料化、能源化 、基质化及工业原料化水平,使技术上向机械化、无害化、资源化、高效化、综合化发展, 产品上向廉价化、商品化、高质化、多样化和多功能化靠拢。物尽其用、变废为宝、高效利 用废弃物达到消除污染、改善农村生态环境、促进农业可持续发展的目标。

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Development of the Application of Resource Utilization Technology in Agricultura l Waste

CHEN Zhiyuan SHI Dongwei WANG Enxue ZHANG Zheng(Hangzhou Energy and Environment Engineering Co. Ltd, Hangzhou Zhejiang 310020,China)

篇8

1农业科技档案管理数字化建设的必要性

1.1是有效改善档案管理工作的需要

纸质载体是农业科技档案的根本依据,但是避免不了局限性,存在着数量多、体积大、质量重,不易携带,不便查找,信息传递慢,无法检索等方面的不足。农业科技档案管理的数字化建设,可以从根本上克服这些弊端,即以现代通信、计算机网络、多媒体信息技术为基础,建立计算机网络平台,以建立好的各种档案信息库为资源,利用智能信息处理技术,将数据库转变为知识库,以供需要者查询、搜索,并且信息资源的使用维护方便,安全保密性强。农业科技档案管理的数字化建设,可以达到资源信息的数字化、资源管理网络化和智能化。

1.2是档案管理发展的大势所趋

农业科技档案资源的高效、快捷开发利用需要应用数字化技术。传统的查阅方法是到档案馆,采用人工捡索的办法查找所需的档案,费时、费力,查全率和查准率均不高。档案管理实行数字化后,全市农技推广机构通过互联网,进入市科技档案馆数字化信息中心,各单位的档案电子目录和开放档案数字信息均上传至市农业科技档案馆信息中心,方便全市农业科技档案资源的整合和利用,顺应档案馆现代化发展的需要。

1.3是现代农业发展的必须

在当今人们的时间意识越来越强,领导需要迅速、准确的决策;各职能部门工作要求快速及时;社会广大公众对档案信息需要量不断增加的情况下,要求档案部门必须尽快改变传统的原始管理、检索和提供利用的手段,运用现代信息处理技术手段来处理农业科技档案信息资源,提高档案资源的开发能力和利用效率,确保档案信息能及时、方便地提供。

1.4是节约农业档案机构建设资金的举措

库藏档案案卷数量的不断增加需要信息化来管理。以杭州市农业科学研究院为例,该院下辖农作、水产、茶叶、蔬菜、畜牧、生物等多个科研所,截止2010年全院库藏档案820卷,资料12088册,其中相当部分档案分散在基层建档单位,如果对这些档案进行有效整合,采用数字化管理,可大大减轻农业科技档案管理工作人员的工作量,降低费用支出,使档案管理人员能在有限的时间内搜集更多的信息,不仅降低了成本,而且极大地提高了效率。

2农业科技档案管理数字化建设总体设计

农业科技档案管理数字化建设的指导思想是:以需求为导向,以利用为目的,充分利用计算机软硬件功能,最大限度发挥人力资源和数字化加工设备能力,保护农业科技档案原件完好,保证数字化农业科技档案真实准确,更好地发挥农业科技档案信息资源的作用。

农业科技档案管理数字化建设的原则是:档案数字化,工作标准化。档案数字化标准规范体系的建设,可以从管理、业务、技术等标准规范层面来研究制定。从简单的标准化向科学、精确的标准化过渡,从孤立的标准向体系化的标准推进。重要档案优先数字化。以利用需求为导向,结合实际,统筹规划,分步实施,突出重点,量力而行,将年限较长、具有馆藏特色、最为珍贵以及利用频率高的档案优先数字化。各部门分工协作。档案数字化工作相当繁琐,涉及面广,必须坚持分工协作、整体配合、长期坚持、相互理解的工作理念,充分发挥单位各个部门和各类人员的作用,明确工作任务,落实责任分工,真正做到各司其责,各施其能,协调配合,形成全方位、多层面、多角度、共同推进档案数字化建设的科学发展模式。多方位快速高效检索。

数字档案管理系统应该建立多种满足档案利用者的检索方式,提高检索的自由度。完善的电子检索系统,能高效、快速、全面地从档案信息中检索出利用者所需的信息,并对档案利用进行快速统计。数字档案管理系统应及时公布、更新、维护网站网页内容,提供服务范围、内容,便于档案利用者了解档案信息动态,及时查找所需信息。注重档案数字化人才培养。要建立和完善档案人才选拔、任用和激励机制,重视人才的储备,以超前的意识搞好人才建设,造就一批既熟悉档案工作管理、通晓档案理论知识,又掌握现代档案数字信息技术的新型档案工作人才队伍,确保档案数字化建设及档案事业又好又快地发展。

农业科技档案管理数字化建设需要投入,特别是建设初期软硬件配置投入较大,建成后也要保持一定的运行成本。因此,要按照成本效益最大化的要求,细化农业科技档案管理数字化建设的步骤。同时优化农业科技档案管理数字化的各种资源配置,根据不同的情况,进行农业科技档案管理专业人员和数字化技术人员、计算机和扫描设备的合理配置,构建农业科技档案管理数字化投入小收益大的新模式。具体步骤上:一是建立农业科技档案管理数据库。第一步,输入文件级目录。在建立数据库的过程中,可边输入边打印,一方面补齐卷内文件目录,另一方面检验输入的正确性,从而确保农业科技档案管理数据库的真实性、完整性和有效性。第二步,采用扫描仪、数码相机等设备,实现原文件信息数字化。二是加强电子文件的收集和积累工作。电子文件包括电子文件内容、电子文件载体和电子文件显示、修改的电子计算机软硬件平台组合,是未来数字农业科技档案管理最主要的来源。

为了确保所形成的电子文件不被丢失,保证电子文件是可存取、可利用和可理解,必须及时对所形成的电子文件进行收集积累。电子文件的收集积累,不仅保证电子文件的真实性,还维护了它的系统性、完整性,同时,也防止了存有信息内容的载体在个人手中发生丢失、损坏,从而保护电子文件的安全,为电子文件的归档打下基础。电子文件的收集积累范围,应严格按照国家有关规定执行。用载体传递的电子文件,要按规定进行登记、签署,对更改处,要填写更改单,按更改审批手续进行,并存有备份件,防止出现差错。三是农业科技档案管理数字化与上网利用同步。农业科技档案管理数字化及管理流程重组是一个管理思想不断变化的过程,农业科技档案管理数字化与上网利用同步即是新技术和新理念相互融合的表现。数字化农业科技档案管理分开放与不开放两种,开放农业科技档案管理即上互联网,建立农业科技档案管理资料网站,实施资源共享,在互联网上向政府和社会提供农业科技档案管理信息。

3农业科技档案管理数字化建设需要把握的几个问题

3.1提高认识,统筹规划

首先必须在思想上充分认识农业科技档案信息资源的重要意义。在当今信息公开程度越来越高的形势下,农业科技档案的文化性质和社会性质逐步强化,利用的范围和对象将逐步扩大,只有当农业科技档案信息资源在农业现代化建设中发挥重要作用时,农业科技档案和档案工作的意义和价值才能充分地全面地展现出来。其次,做好统筹规划。将大量的农业科技档案数字化,是一个庞大的系统工程。首先要做好馆藏情况的调查,包括档案的类型、载体形态与状态、馆藏数量、档案信息利用等基本情况。根据馆藏情况,制订农业科技档案数字化的科学规划,包括服务器、电脑、扫描设备等硬件的购置计划和数字化处理规划。最后,要保障档案整理过程的完整性。农业科技档案数字化是一项费时较长的工程,在大规模、流程化的数字化过程中,所有档案原件都需从档案库房分批大量取出,一定要保障档案原件的完整,不允许出现损毁和遗失的现象。

3.2加强基础工作,认真做好档案数字化

一是档案数字化必须有所选择。针对馆藏“浩瀚”的档案资源,不加选择地全部数字化既不可能、也没必要。应该根据一定的原则确定哪些馆藏档案原件应该数字化、哪些档案原件中哪些不需要数字化。二是做好数字化时扫描参数的优化设置。扫描系统扫描参数的选择和确定对扫描数字影像质量有较大影响,其中扫描分辨率直接关系到扫描文件的清晰度和还原效果。选择分辨率时应根据实际需要综合考虑,包括扫描文件的可阅读性、存储空间、输出打印质量等。三是做好档案数字化的全程控制。在档案数字化过程中,要注重全面的质量检查,加强数据的质量控制。

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【关键词】:物联网;现代农业;技术;生产

一、物联网技术推广应用的意义

站在农民群众的角度上看,物联网信息技术的使用,为许多农民百姓供应了许多免费学习知识的机会。这种方式不仅仅能够推动物联网技术创新的发展,提高了农民的工作能力水平技术,改善了农村生产技术水平,鼓动农村管理技术的发展。随着时间的推移,物联网技术也在不断地革新,并且获得的经济效益,同时也促进了农业生产发展。农民通过了解物联网上的信息技术之后,农民可以清晰地了解市场状况,根据市场状况进行生产,使农民生产出的产品适应社会的供给需求,以此来扩大农民的收益。再者说来,物联网技术的广泛应用促进了农业的发展增加了农民的收入,提高了人民生活水平和生活质量。物联网技术使农民生产更便捷,也为农民生产提供了科学技术。物联网技术为农村的自然发展情况提供了硬件设施,这种社体有利于农民对信息的了解,和对现代化生产技术的应用。这种硬件措施在很大程度上为农村生态系统的可持续发展提供了必不可少的条件。农民应用物联网技术不仅仅是机械的使用过程,而且物联网技术也为新农村建设提供了必不可少的科学指导,将科学和生态环境联系在一起,在新农村建设过程中,物联网技术的应用也会使农村发展更加可持续,生态建设更加平衡。农村建设可以依靠物联网的技术,可以实现农村发展的阶段性胜利,这种胜利为实现农村的全面发展提供了道路选择和多种途径以及技术上的支持。

二、物联网技术在农业中的应用

在农业资源利用和资源监测方面上,为了更好的建设农业的区域性发展,西方发达国家在土地利用方面利用卫星系统对土地进行监管,在地面接收位置上利用全球定位系统进行定位,达到农业的区域性的建设。最近几年,我国为了实现农业区域的全方位管理,我国运用传感技术结合全球定位体统相结合的方式,利用技术对农业资源进行信息的收集和准确的定位,对农业资源现状进行分析,合理规划,系统管理。现代社会要求农业发展也与之前有些不同。现代农业对技术的要求比重加大不仅仅要了解农田的状态情况,还要将农田信息的归纳整理和卫星定位系统联系在一起,这么做能够更加全面的分析农田的状态,对信息进行系统的收集,并且能够形成空间分布效果图形,情况一目了然,这样才能使生产者做出正确的决定,促使农业朝着正确的方向发展。据调查发现,杭州电子科技大学的湿地数据检测系统的主要功能就是通过搁置在水源进出口处,进行数据的监管,通过对传感器对湿地附近的环境采样收集,将传感信号通过远程设置发送到监管中心,而通过远程设置通过网络进行数据的分析,对数据进行了解和检测,并能够及时检测出影响水资源状况的因素和水污染情况的分析,提供具体的改善方案,具体的实施过程和方法。

(一)农业生态环境的监控

保证国家生态安全,农产品质量提高。资源安全是生态建设中一个重要的组成部分。为了更好地监测农业的生态环境,许多发达国家非常重视环境的监测和保护,以此来促进生态环境的可持续发展。首先,我们应该有先进的技术手段,建设高科技生态监管系统,完善监测网络体制,为农民提供一个覆盖范围广阔的信息平台,为农民提供广泛的信息和知识。其次,国家应该建立或完善相应的法律法规,保护农业生态建设。例如:法国进行了生态环境系统的革新,对生态系统采取信息归纳、传播、管理、公布四个方面。美国在运用科学技术的基础上,利用先进的技术对农作物的各种数据进行分析和了解,了解种植的需求方向,为此来调节植物的生长环境。在我国,晶遥感技术和定位系统相结合与地面监测系统取得联系,这种方式被利用在我国生态环境的监管系统之中,前期主要运用传感技术进行人工信息的监测。人工监测和地面监测系统相结合,这种方式是目前在我国生态环境建设过程中应用较多的方式。在我国多个省市,运用这种技术进行生态环境的监测,来促进生态系统的可持续发展。

(二)现代农业数字化管理

现代化农业是数字化农业的基础。数字化农业包括现代化的农业科学技术、具体的装备设施,信息收纳和农艺系统为基础的,少了其中的任何一个部分数字化农业都是不可能完全实现的。但当这些条件都具备时,农业的数字化仍然需要大量的农业科技人员、农业技术的推广人员和信息收集者、农民的长期努力和奋斗。假如缺少了现代化的农业设备,还仅仅依靠初级的生产工具的话,农业生产受到自然因素极大的限制。如果没有现代化的农业科学技术,农业生产谈不上技术化,也不是数字化的系统所控制。现代农业的信息是将先进的技术和现代农业生产相结合,它是各个阶段都应用先进的技术集合而成的,在各个方面都有信息化技术的研究,这些技术已经成为农业生产管理的关键技术。数字化农业是现代化农业主要表现在在数字化上,同时也不能离开现代生产技术的引导,离不开现代化的农业设备,和现代化的生产技术和信息技术。要想实现农业生产的数据化,就需要符合上面所描述的所有条件,与此同时数字化农业不仅仅是上述条件的简单的相加,而是将它们作为基础进行的综合性系统。数字化农业是现代化农业的重要组成部分之一,没有数字化农业的现代化农业是不完整的、留有缺陷的的现代化农业。数字化农业是现代化农业的精华部分,将现代化农业推向了一个新的阶段,尽管现代化农业不能在短时间内进行全面的实施,但是它的出现为农业现代化提供了模板,在技术等诸多方面也成为现代化农业的标准。所以现代化的农业不能没有数字化农业。

三、结语

提高现代工业装备在农业的使用率,为农业数字化提供物质基础,数字化农业要以现代化的科学技术来武装农业生产水平,从而营造良好的生态环境,为实现用现代信息技术控制农业生产过程和农业生产结果提供物质准备。

【参考文献】

[1]刘渊,杨泽林,赵永军.基于RFID的物联网技术在畜牧业中的应用[J].黑龙江畜牧兽医,2012(16).

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1对数字农业的认识

数字农业(digitalagriculture)就是用数字化技术,按人类需要的目标,对农业所涉及的对象和全过程进行数字化和可视化的表达、设计、控制和管理。其本质是把信息技术作为农业生产力要素,将工业可控生产和计算机辅助设计的思想引入农业,通过计算机、地学空间、网络通讯、电子工程技术与农业的融合,在数字水平上对农业生产、管理、经营、流通、服务以及农业资源环境等领域进行数字化设计、可视化表达和智能化控制,使农业按照人类的需求目标发展。

有的学者认为[2],数字农业是“数字地球”在农业领域的延伸。正如“数字地球”的概念一样,数字农业这一概念体现了数据和技术的综合集成。数字农业可以有广义和狭义之分。广义的数字农业,即信息化农业,包括农业要素(生物要素、环境要素、技术要素、社会经济要素等)、农业过程(生产、管理、储运、流通等)的数字化、网络化、自动化以及智能化,形成数字驱动的农业生产管理体系。狭义的数字农业,是以农业空间信息机理为基础的、以“3S”技术为支撑的农业系统空间信息技术体系。

事实上数字农业是一个学术性很强的综合概念。近年来,与数字农业技术体系有关的理论基础和应用技术研究,已经成为主要发达国家发展高新技术农业的侧重点,成为极其活跃的科技创新领域。数字农业是一项集农业科学、地球科学、信息科学、计算机科学、空间对地观测、数字通讯、环境科学等众多学科理论与技术于一体的现代科学体系,是由理论、技术和工程构成的三位一体的庞大系统工程。数字农业是对有关农业资源(植物、动物、土地等)、技术(品种、栽培、病虫害防治、开发利用等)、环境、经济等各类数据的获取、存贮、处理、分析、查询、预测与决策支持系统的总称。数字农业是信息技术在农业中应用的高级阶段,是农业信息化的必由之路;农业信息化、智能化、精确化与数字化将是信息技术在农业中应用的结果。实现农业农村现代化、保障我国的食物安全、全面建设小康社会的关键在于推动农业科技的发展,创造条件进行一次新的技术革命,促使传统农业向现代农业转变,促使粗放生产向集约化经营转变。可以预言,数字农业及其相关技术的快速发展和推广应用,必将成为新世纪农业科技革命不可缺少的重要内容,必将推动农业向高产、优质、高效及可持续方向发展,在带动广大农民致富和全面建设小康社会中发挥越来越重要的作用。

2存在的问题

2.1农业信息化水平较低

收集信息、处理信息、传播信息的软硬件设备与网络体系不健全;已开发的大量农业经济信息系统、农作物病虫害数据库、作物品种资源管理数据库系统、农业土壤系统分类数据库系统等大多不涉及空间维度,难以适应当前对空间数据信息的需求;对于来源多种多样、格式也不尽相同的各种数据的实时性、地域性、综合性处理还需作出很多努力。

2.2农业信息化意识和利用信息的能力不强

一方面,许多基层农技人员和广大农业从业者,知识老化,整体素质有待进一步提高,对于利用现代技术,收集、处理、利用农业信息的意识和能力不强;另一方面,农业信息加工处理的技术人员缺乏,当前,就连最基本的能够及时、准确地提供农产品供需信息,对网络信息进行收集、整理,分析市场形势,回复网络用户的电子邮件,解答疑问等方面的人才也不多,更谈不上能够满足数字农业发展对于人才的需求。

2.3农业信息化效益不明显

数字农业还刚刚起步,在国内总体上尚处于探索阶段,实用性、普遍性的技术应用还很少,直接带来的经济效益还没有很好地显现出来。

2.4农业信息数据的管理和标准化工作有待进一步加强

地理信息系统(GIS)以及其他农业信息管理系统为了完成某种分析工作所要求的各种农业数据往往格式与结构不同,而且往往掌握在不同的管理部门或研究机构中。因此,未来建立在网络上的农业地理信息系统要具备获取和分析分布式存储数据的能力,也就是说我们要使所谓的WebGIS能够协同处理来自不同组织和机构的农业数据。

3建设数字农业的基本设想

随着经济社会的快速发展和科技进步,台州在数字网络建设、原始数字化数据积累、数字化信息采集及其处理等方面的工作已有一定的基础,起动发展数字农业不仅是必要的,而且是可行的。借鉴许多学者的研究结果[4,5],提出建设台州数字农业的基本设想,就是要在台州已有农业信息化建设成果基础上,建立可视化的台州农业地理信息系统,构建直观形象的农业信息管理与辅助决策视频体系,实现农业信息的现代化综合管理、分析、共享和,彻底改造台州传统的农业管理模式,全面提升台州农业工作的信息化和现代化水平。

3.1整合已有的农业信息

在国家、省级信息基础设施建设的基础上,以各级农业部门为依托,建设中央一省一市县信息骨干网络系统,形成一个功能完善、性能优良的农业综合信息网络系统,并与其他网络互联,成为一个全方位的农业资源和经济信息网络系统。

3.2信息表达要直观、形象,并要实现信息系统的联网

把市内的地形、地貌、交通、村镇、行政区划等基础地理信息以及耕地分布、土壤类型、种植结构、水肥状况、农作物生长发育、气象、病虫害、农民知识、乡镇企业、农业法律法规等各种农业信息以图形图像等直观形象的可视化电子地图与相关信息的形式在投影视频系统上进行显示和表达,随着数字农业的发展,逐步做到与省级、国家级类似的信息系统进行交互式查询等。