智能农业机械

智能农业机械（通用12篇）

智能农业机械 篇1

现场装配式安装施工方便快捷农业排灌智能表箱的内部结构专利号:ZL 2014 2 0354796.6名索在斜制、4气啫傅么€地址:河北省石家庄市栾城区圣雪路与308国道交叉口路东联系人:张经理电话:0311-88666328 13722843410传真:0311-88666828邮箱:sjzkechuang@126.com网址:www.sjzkechuang.com邮编:051430业扫巨漢^能戚no iipil农业排灌智能表箱, 专门为农业排灌智能表设计, 采用混凝土与金属箱体一体的结构形式, 增强了农业排灌智能表箱的坚固性, 采用工厂化生产, 标准化工艺, 一次浇注成型, 防盗、防腐蚀、坚固耐用。农业排灌智能表箱, 可装配智能电能表, 实现预付费控制功能, 并具有漏电保护、过负何保护、短路保护、缺相保护等功能, 是农田机并配套的最佳选择。工业化生产的农业排灌智能表箱

智能农业机械 篇2

2.1智能化动力机械

农业动力机械的智能化包括农用拖拉机、大型自走式农机（联合收获机械、植保机械）在行走、操控、人机工程等方面的智能化。利用GPS自动导航、图像识别技术、计算机总线通信技术等汽车航天技术来提高机器的操控性、机动性和人员作业舒适性。在上述机械驾驶室中，都有一台或数台计算机，具有统一标准设计的接口，用于与不同类型的农机具配套使用。与传统农机驾驶室中采用仪表盘显示作业参数不同的是，智能化农业动力机械安装有信息显示终端的人机交互界面，通过屏幕菜单操作者可任意选择显示机组中不同部分的终端信息，调用数据库信息，显示数据、图形、语音等多媒体信息。如美国研制成功一种激光拖拉机，利用激光导航装置，不仅能够精确地测定拖拉机所在位置及行驶方向，而且误差不超过25cm；英国开发的带有电子监测系统（EMS）的拖拉机具有故障诊断和工作状态液晶显示功能，通过EMS可严密地控制作业机具的耕作及播种的宽度、深度等。是德国的一款智能化甜菜收获机及其驾驶室内景。近年来，国内的福田、一拖等一些农机企业已意识到了农机“智能化”研发的重要性，开始着手研发智能化动力机械，并取得一定成效。据《中国农业机械化发展报告》显示，在国产东方红X￣804拖拉机上已经设计开发出载波相位差分全球定位系统（DGPS）自动导航控制系统，该系统使得拖拉机的自动化和智能化水平大大提高，成功实现拖拉机的无人驾驶。

2.2智能化作业机械

智能化（有时亦称变量）作业机械主要包括播种机、施肥机、整地机械、田间管理机等作业机具，其智能化应用如激光平地、变量施肥与喷药，以及机具作业状态的监控、故障报警等。

（1）智能化收获机械。联合收割机装备有各种传感器和GPS定位系统，既可收获各种粮食作物，又可实时测出作物的含水量、小区产量等技术参数，形成作物产量图，为处方农作提供技术支撑。如美国卫西弗格森公司在联合收割机上安装了一种产量计量器，能在收割作物的同时，准确收集有关产量的信息，并绘成小区的产量分布图，农场主可利用产量分布图确定下一季的种植计划及种子、化肥和农药在不同小区的使用量；日本研制的自动控制半喂入联合收割机，其作业速度自动控制装置可利用发动机的转速检测行进速度、收割状态，通过变速机构，实现作业速度的自动控制，当喂入量过大时，作业速度会自动变慢。智能化粮食收获机械是当今国内智能化农机装备研究的重点和热点，目前已研制开发出实用化的大型智能化粮食收割机。如国机集团所属的中国农机院研制出智能型10kg/s通用性多功能谷物联合收割机，创造了中国收割机最大喂入量记录，并凭借自动化、智能化控制等先进技术，打破了国外技术垄断和市场垄断，可用于水稻、小麦、大豆等粮食作物收获；福田雷沃创新研发的基于GPS定位系统的精准农业远程信息化服务系统，能够对收割机故障进行远程实时诊断，并能指导维修作业。

（2）智能化喷药机械。智能化喷药机械能提高农药利用率，减少对土壤、水体、农作物的污染，保护生态环境。如作为智能农机领域中的引领者，美国约翰迪尔公司生产的自走式精确喷雾机具有灵活高效、作业精准等诸多优势；德国推出的一种莠草识别喷雾器，在田间作业时能借助专门的电子传感器来区分庄稼和杂草，只有当发现莠草时才喷出除莠剂，除莠剂使用量只有常规机械的10%甚至更低，减少了对环境的污染；俄罗斯研制的果园对靶喷雾机采用超声波测定树冠位置，实现对果树树冠的喷雾，大幅度减少或基本消除了农药喷到非靶标植物上的可能性，节省农药达50%，生产效率提高20%。国内对自动对靶喷雾等变量喷药技术进行了较深入的研究，结合生产实际开发了相应的机具。如将红外探测技术、自动控制技术应用于喷雾机上，研制出果园自动对靶喷雾机，较好地解决了现行果园病虫害防治存在的农药利用率低、污染环境等问题。作为智能农机领域中的领导者，约翰迪尔4630自走式喷雾机在中国实现本土化生产，目前已广泛地应用于国内玉米、棉花、高粱和甘蔗等高秆作物的大面积、高效率和精准植保作业。

（3）智能化施肥机械。施肥机可以在施肥过程中，根据作物种类、土壤肥力、墒情等参数控制施肥量，提高肥料利用率。如美国Ag￣Chem仪器装配公司生产的施肥系统可进行干式或液态肥料的撒施，该系统通过电子地图内叠存的数据库处方，可同时分别对磷肥、钾肥和石灰的施用量进行调整；日本久保田株式会社推出的农业服务支援系统“久保田智能农业系统（KSAS）”，该系统的正式套餐中，联合收割机搭载了与KSAS对应的传感器，插秧机附带电动调节施肥量的功能，对应农机连动制作产量分析及施肥计划。国内山东省农机科研院、福田雷沃国际重工股份有限公司等单位研制出“2BYFZ￣4型智能玉米精密播种施肥机”，该机采用自主研发的种、肥专用传感器分别设计了种子检测与自动补种系统、化肥检测与自动疏通系统，以及基于CAN总线的专用控制器与触控软件系统等三个主要系统，其中前者能完成已播数、重播数、漏播数的计量和缺种、堵塞故障报警及自动补种，而后者能实现株距与施肥量的电动无级调节。

（4）智能化灌溉机械。灌溉机械的智能化不仅可大量节约用水，而且还能省工、省时。如美国瓦尔蒙特工业股份有限公司和ARS公司开发的`智能红外湿度计，被安装在农田灌溉系统后，可每6s读取一次植物叶面湿度，当植物需水时，灌溉系统会及时通过计算机发出灌溉指令向农田中灌水；美国、以色列等国在大型平移式喷灌机械上加装GPS定位系统，结合存放在地理信息系统中的信息和数据，通过处方实现农作物的人工变量灌溉。此外，目前发达国家已实现喷水和施肥、喷药同步进行的一体化作业。国内将计算机与分布于农田内的各种传感器，如土壤水吸力、管道压力、流量、空气温度、空气湿度、雨量、太阳辐射、气压等传感器进行相连，实现数据采集自动化，同时对采集到的各种数据信息进行计算、分析，其结果不仅可作为确定精确的灌溉时间和最佳灌溉水量的依据，而且还可根据决策结果对灌溉设备进行自动控制与监测。

（5）智能化播种机械。智能化播种机械能根据播种期田块的土壤墒情、生产能力等条件的变化，精确调控播种机械的播种量、开沟深度、施肥量等作业参数。如美国依阿华州生产的“ACCU￣PLANT”的播种机控制系统可附加在各类播种机上，通过该系统调控播种机上的播种量计量装置，实现不同地块的播种量调整。另外，部分条播机还加装了同时撒施肥料、杀虫剂和除草剂的撒施装置，将这些装置的驱动机构与播种机计量装置连结在一起，能实现撒施量与播种量大小的同步调整与变化。国内研制了基于全球定位技术(GPS)的智能变量播种、施肥、旋耕复合机，并在一些农场投入使用。此类机械具有复式作业功能，可一次性完成耕整、播种、施肥等多种功能，适用于小麦、大豆、油菜等多种作物，并且操作简便，通过电脑触摸屏调控机具作业参数。

（6）智能化设施农业装备。目前欧美、日本等发达国家已形成温室成套装备，其温室结构、环境控制设施设备，以及室内作业机械装备的制造技术都非常成熟，并向高度自动化、智能化方向发展，并已建立不受或很少受自然影响的全新农业生产技术体系。如荷兰的温室能够常年稳定地生产蔬菜和花卉，黄瓜、番茄等作物的产量可以达到40～50kg/m2；设施农业中的植物工厂（plantfactory）则完全摆脱了自然环境对植物生长的影响，其产量可达到常规栽培的几十甚至上百倍，图3为植物工厂的内部情况。国内许多机构利用计算机技术、传感器技术、通讯技术研制出温室环境监测和自动控制系统，不仅可自动监测温室内的气候和土壤参数，而且还能自动控制温室内配置的所有设备的优化运行，如开窗、加温、降温、加湿、补光照、CO2补气、灌溉施肥、环流通气等；与此同时利用物联网、互联网、大数据和云计算等先进技术，研制远程监控系统，并能通过手机或计算机实现温室可视化远程监控。图4是基于物联网的控制大棚。

（7）农业机器人。在先进发达国家，农业机器人在农业生产的许多领域得到发展和应用。如美国明尼苏达州一家农业机械公司研究推出的施肥机器人（如图5所示），会从不同土壤的实际情况出发，适量施肥；法国发明了专门服务于葡萄园的机器人，它几乎能代替种植园工人的所有工作，包括修剪藤蔓、剪除嫩芽、监控土壤和藤蔓的健康状况等；美国波士顿研制出育苗机器人，工作人员只要在触摸屏上设定地点参数，机器人就能感应盆栽，并自动把它们移动到目的地；英国、日本研发了挤奶机器人，不仅能完成挤奶工作，还可在挤奶过程中检测奶质；澳大利亚发明了一种像牧羊犬的机器人（如图6所示），能在农场代替传统的放牧劳力。国内农业机器人起步晚、底子薄、投资规模小、发展速度缓慢，目前仍处于理论研究时期，距离实际应用还有许多难题需要解决，与发达国家相比，在可靠性、精度和效率等方面差距很大。尽管如此，国内农业机器人的研究目前也已取得了一定的成果，如中国农大研制出蔬菜嫁接机器人，南京农业大学、上海交通大学、西北农林科技大学、陕西科技大学等高校已成功研制出采摘草莓、黄瓜、茄子、番茄等水果蔬菜的农业机器人和用于除草的农业机器人；但总体上处于研究试验阶段，进入实用化的农业机器人则很少。

2.3智能化农机管理

农业机械性能发挥程度和使用率高低受许多条件限制，既受农机具的保有量、配置和状态的制约，又受作物生长情况、气候变化等因素影响。只有在一个农场或区域形成一个高效的农业生产管理网络，并实现农机具的智能化管理，才能充分发挥各种农业机械的效率与作用。农机具管理智能化包括机具配置、机具状态监控、实时调度和维修保养的智能化。如欧洲一些大农场已建立和使用农场办公室计算机与移动作业机械间通过无线通信进行数据交换的管理信息系统，通过该系统不仅能够制定详细的农事操作方案和机械作业计划，而且驾驶员还能根据作业机械显示的相关数据，调整机械作业的负荷与速度，确保机组能在较佳的工况下运行，与此同时利用作业过程采集的数据，通过系统运算和处理，能够实现如作业面积、耗油率、产量的计算、统计及友好的人机界面显示等智能化功能；日本洋马株式会社的农机“智能助手”，通过搭载在农业机械上的GPS天线和通信终端，农机能够自动发送位置、运转及保养方面的信息，并每天自动生成作业报告，还可实现监视防盗、运转状况管理、保养服务、突发问题自动通知与迅速应对等方面的功能，该“智能助手”不仅能自动支持农业机械作业，还可与第三方公司提供的农业云应用程序“facefarm生产履历”配合使用，进一步提高效率，目前“智能助手”已在日本全国推广应用。国内一些省份农机管理部门、高校与有关公司合作，利用“互联网+”实现了农机智能化管理。如宁波市农机总站与宁波移动合作建设“智慧农机”信息服务平台，该平台整合了无线通信、农机定位、地理信息、计算机控制等先进技术，能实现农机定位、农机调度、农机作业面积统计计算等功能，通过几年试点工作，现已取得较好成效；中国移动湖北公司为湖北省农机局研发了“农机宝”手机APP智能应用系统，为全省农机手免费提供农机作业电召信息、农机维修及加油站点位置服务等九大类手机智能应用服务；浙江大学正呈科技有限公司与江苏北斗卫星应用产业研究院联合开发的“北斗农机作业精细化管理平台”能为农机作业提供定位监控、指挥调度、面积统计、信息管理等智能化精细化管理服务，经浙江省一些县市农机管理部门使用，反映效果好，目前已进入加快示范推广阶段。

3我国智能化农机未来发展建议

加强以信息化技术为先导的智能化、自动化农机技术与装备的研发制造，既是转变农业生产方式的现实要求，也是农业现代化发展的客观需要；因而国家非常重视智能化农业机械装备技术发展，“十二五”期间，国家不仅在《高端装备制造业十二五发展规划》《农机工业十二五发展规划》要求重点发展农机自动化、信息化和智能化技术，以提高农机装备的控制水平和智能水平，而且启动了当今农业装备领域财政投入最大的国家863计划项目“智能化农机技术与装备”重大项目。另外，还将农业机械列为智能制造试点的十大领域之一。根据目前国内智能化农业机械的研发、制造和应用现状，应采取如下几方面措施加快智能化农业机械领域发展，以适应现代农业发展对先进适用农业机械的需要。

（1）积极营造发展智能化农业机械的良好氛围。目前国内对农机“智能化”理解偏差较大，尤其是许多农机企业过于关注眼前利益，因而对发展智能化农机并不完全认同。为此，需要强化宣传，营造良好氛围，提高对发展智能化农机重要性的认知，使社会各界尤其是农机企业认识到中国农机走“智能化”发展道路，既是我国从“农机大国”走向“农机强国”的必然选择，也是由我国未来现代农业生产和新时代人群的需求所决定的。

（2）加强现有智能化农业装备成果转化和示范推广。“十二五”实施的国家863计划项目“智能化农机技术与装备”重大项目，目前已在秧苗高速栽插与精密播种技术研究、瓜菜田间生产智能化关键技术与装备研究、茶园智能化关键技术与装备开发等方面取得了许多研究成果。为使上述智能化农机技术与装备对农业现代化的发展确实起到支撑作用，应加快建立若干以智能化技术为引领的智能农机装备产业化示范基地，推进成果的转化与应用。

（3）进一步加大对智能化农机装备领域的支持力度。我国地域辽阔，地理环境、农作物种类和种植制度的多样性决定了对农业机械装备需求的多样性。虽然“十二五”期间在智能化农机技术与装备领域已取得了许多成果，但与国内农业生产和农业现代化发展对农业机械装备的需求仍存在巨大差距；为此需要国家进一步加大扶持力度，按照《中国制造2025》重点领域技术路线图中有关农业装备的发展要求，加快农业生产中急需而短缺的智能化农机装备研发，同时加大智能化农机装备补贴与推广力度，促进智能化农机装备研发与应用。

传说！绝对智能机械人 篇3

“大叔，谢谢啦！”铂格向一名路人道谢后，转身指着远处的一个方位，对艾丽莎说，“问清楚了，蓝斯特机甲学院应该就在那边。”

“被一群废物敲诈也就算了，”艾丽莎冷冷地说，“居然还把你师傅给的路线图弄丢了……”

原来，铂格跟艾丽莎的目的地和科尔一样，也是蓝斯特机甲学院。

远远地，铂格就看到了一座高十余米的巨大拱门，拱门表面泛着淡淡的金属光泽，却没有形成强烈的反射，显然是采用了高级的吸光材料。拱门顶端正中，“蓝斯特机甲学院”几个大字在阳光下闪闪发亮，就像是镀上了一层金光，显得格外耀眼。

穿过拱门，能够清晰地看到一条笔直的大道延伸向学院内部，而道路两旁的树木高大繁茂，正好遮住了炙热的阳光。大道的尽头有一座耸入云端的大厦，那就是学院的主建筑。

今天是蓝斯特机甲学院招生日。作为仅次于皇家机甲学院的专业学校，按理说学院门口现在应该挤满了帝国各地赶来参加招生考试的应试生。可铂格放眼望去，却连个人影都没看到。

“奇怪啊……难道我们又走错了？”铂格自言自语道。

就在此时，一阵急促的铃声忽然响起，测试场的大门开始缓缓关闭。

“招生截止时间到了。”艾丽莎脸色一变，立刻提高了嗓门，“如果错过报名，就只能等到明年再来了。”

“什么？”铂格转头看向大门，随即发出一阵凄惨的叫声，拔腿便跑，“喂，等等我啊！”

眼看大门就要关上了，艾丽莎一手抓住铂格的肩膀，一手托住他的后腰，顺势把他举过头顶，双脚微抬，如同离弦之箭冲向大门。

“艾丽莎快点，门要关上啦！”铂格高声催促道。

艾丽莎脚下猛地一蹬，在大门闭合前一秒轻轻跃入测试场。她那一头及腰的长发也随着飘然降落的动作四散飞舞，潇洒之余，更显出几分飒爽英姿。

艾丽莎落地之后，双手一松，倒霉的铂格直接滚到了地上，连翻了好几圈才停下来。

“这就是蓝斯特机甲学院的测试场？”铂格干脆趴在地上，打量起周围的环境。

整个测试场有八个标准的足球场那么大，而且被分成了四个不同的区域。其中不仅有常规的森林和平原测试场，甚至还有一个宽阔的水池，显然是用来模拟水中战斗环境的测试场。

“不愧是蓝斯特机甲学院！”铂格由衷地赞叹道。

艾丽莎似乎也被眼前的场景震撼到了，她点点头，难得地赞同铂格的话。她一边环视着周围的环境，一边若有所思地说：“很久之前我就听说蓝斯特机甲学院各方面都非常出色，仅次于皇家机甲学院。今天看来，果然名不虚传。”

“仅次于皇家机甲学院？这院长该不会是皇家的人吧！”铂格有些戏谑地说道。

“差不多吧，据说蓝斯特机甲学院是由帝国的创国先祖创建的，所以学校拥有很高的自治权，几乎不受帝国高层的管辖。而且按照惯例，蓝斯特的院长还兼任帝国议会副议事长。”艾丽莎解释道。

“这么说，蓝斯特机甲学院拥有超一流规模的测试场也就不足为奇了。”铂格调侃道，“看来，不光人讲究出身，连机甲学院也得讲究出身……”

他话还没说完，一个熟悉的声音突然传来。

“又是你！”

铂格抬头看去，发现说话的人竟然是先前在大街上为自己解了围的科尔。

“原来是恩人哪，我们还真是有缘！”铂格赶紧站起身来，也顾不得拍去身上的灰尘，就张开双手做出一个拥抱的动作，向科尔走去，“我还不知道恩人的名字——顺便说一句，我真不是小偷。”

“别叫我恩人。”科尔冷哼一声，侧身躲开了铂格的拥抱，“脸皮真厚！”

铂格顿时有些尴尬，只好讪讪地收回了手。

艾丽莎站在铂格身后，冷冷地说：“这就是你所谓的帝国公民的绅士风度吗？”

从小接受精英教育的科尔还是第一次被人斥责“没有风度”，脸上顿时有些发烫。他不愿落人口实，只好硬着头皮向铂格自我介绍：“我叫科尔。”

“科尔？好名字，比铂格好听多了。”铂格把手搭在了科尔肩膀上，好像刚才的尴尬完全不存在一样。

“你好，铂格。”科尔无奈地说着，目光早已经越过铂格，看向了艾丽莎，“还没请教……”

“艾丽莎。”艾丽莎简单利落地说完，立刻别过头去，一头长发随之轻摆，露出一直被长发遮住的颈侧。科尔惊讶地发现，艾丽莎的颈侧竟然有一道特殊的蓝绿色花纹，同样的花纹在沐沐身上也有。科尔不禁惊呼出声，“你是机械人？”

艾丽莎有些不高兴地瞥了科尔一眼，没有回答。反倒是铂格热情地回答道：“没错，艾丽莎是个机械人。”

“什么？”科尔难以置信地瞪大了眼睛，“她看起来就是个彻头彻尾的人类啊！”

“艾丽莎可是拥有‘绝对智能的机械人，比那些只能够反馈信息的拟人智能机械人强多了。”铂格说到这里的时候，刻意提高了音量，不免有些得意。

听到铂格的话，周围的应试生都把目光聚集到他和艾丽莎的身上——这个瘦巴巴的小子竟然拥有绝对智能的机械人？这可是只在理论上存在的东西啊！更何况还是像艾丽莎这种完全和常人无异，长得又娇俏又可爱的人型机械人，这怎么可能？

铂格反倒是一副怡然自得的样子，似乎十分享受大家羡慕的目光。

“不可能！”科尔忽然说道，“像你这种人品低劣的小偷，怎么可能拥有这么高级的机械人？”

“都说了我不是小偷。”铂格说着，不禁皱起了眉头，“你见过长我这样的小偷吗？这小偷吧，他……”

这时，一个身穿蓝斯特机甲学院教师制服的中年男人朝他们走了过来。来人大约四十岁，浑身散发着严肃的气息。他大步走上测试场中间的主席台，拿起话筒轻咳两声，大声说道：“欢迎大家来到蓝斯特机甲学院，我是蓝斯特机甲学院的老师卡恩斯，负责今年新生的招募和培训。”

卡恩斯微微侧身，一个一人多高的合金箱子从他身后缓缓升起。箱子散发着铁青色的金属光泽，正面铸着一个厚实的虎头徽标，看上去十分骇人。

“那是‘训练用机甲的专用集装箱。”艾丽莎低声对铂格说道。

“这是学院最新型的‘对战用训练机甲。”卡恩斯微顿一下，继续说道，“今天的测试非常简单，只要在与它进行的对战中坚持一分钟，就能进入蓝斯特机甲学院进行学习。”

卡恩斯话音刚落，他身后的铁青色合金箱子发出轻微的解锁声，沉重厚实的前挡板缓缓落下，一台幽蓝色的狼型机甲出现在大家面前。

“竟然是战狼MX！”人群中顿时有人惊呼出声，“这可是帝国机甲公司专门为机甲训练而设计的新型机甲，威力异常强悍！”

应试生们顿时骚动起来，能够与最新型的训练机甲交手，大家都显得非常兴奋。

卡恩斯抬手看了看自己的腕表，沉声说道：“蓝斯特机甲学院入学测试，正式开始！”

2科尔的实力

蓝斯特机甲学院每年招生都会吸引大批应试生前来，今年也不例外。四百多名应试生统一抽签后，被分配到不同的测试点进行测试，铂格和科尔都被分到了平原测试点。

铂格跟在同组人后面等待抽号，艾丽莎则站在他身侧，面无表情，就像一块千年不化的寒冰。

这时，科尔刚刚抽完号码，他抽中了3号，被安排在第三个出场。

“到你了。”艾丽莎提醒还在四处张望的铂格。

“嗯。”铂格有些紧张地把手放进抽签筒里，拿出了一个号码牌。

“太好了！”铂格看着手中的号码牌，高兴得大叫起来。他得意地朝分配到同组的科尔挥了挥手里的号码牌，嬉笑道，“我抽中了最后一个！”他手上的号码牌上赫然写着“D120”，也就是D组120号。

“真正的战士应该从正面击倒最强大的敌人！”科尔语气不屑地说，“每个测试点只有一台训练用机甲，这样的话，肯定是越后面越占便宜。跟一台完全不是巅峰水平的训练机甲对战有什么意思！”

铂格听了科尔的话，无所谓地耸耸肩，不以为然地说：“只要能达到目的，过程当然是越轻松越好。”

“2号失败，3号科尔上场！”

场内传来了通知声，科尔不再理会铂格，他轻抚着紧紧抱住自己肩膀的沐沐，大步往测试场上走去。1号和2号应试生都坚持不到三十秒，战狼MX的战斗力确实不容小视。想到这里，原本胸有成竹的科尔脸色也有些凝重起来。

“叮”的一声脆响，计时器重新归位。

只见内场中央，科尔与战狼MX相对而视。

“咔咔”几声，战狼MX率先摆出了攻击姿势，它的姿态和一头真正的狼别无二致。它后腿微曲，流线型的身体微微前倾，幽蓝色的装甲底下，澎湃的动力开始源源不断地传输到每一个节点发动机。

科尔催动阴阳力，将手按上了沐沐头顶的一小块旋钮，气势澎湃地喊道：“战铠附体！”

沐沐的周身随即发出一道艳丽的红色光芒，接着自科尔的肩头开始，他的身体瞬间被坚硬的超钛合金铠甲所包裹。

“来吧！”科尔已经装备好机甲，他双手交互一擦，锋利的爪刃擦出一串串火花，冲向战狼MX。

“哐！”科尔的金属铠甲与地面剧烈地撞击，沙石飞溅而起，竟然在他身后带起一阵烟尘。

科尔飞速靠近战狼MX，锋利的爪刃抓向战狼MX脆弱的腰身。

“嗤！”就在他的利爪即将抓中敌方的瞬间，蓄力已久的战狼MX一跃而起，直接越过科尔的头顶，两条粗壮的后腿借势在科尔后背一蹬，一个完美的空翻降落在科尔身后。

科尔的双脚抵住地面，借力稳住身形，再次转身面对战狼MX。

“果然不好对付。”铂格看着科尔有些吃力的样子，喃喃自语道，“虽然战狼MX是敏捷型机甲，但采用的却是最新型的关节发动机，动作肯定要比科尔更快，恐怕科尔要吃点苦头了。”

艾丽莎没有出声，只是目不转睛地看着场内的战况。果不其然，战狼MX不等科尔摆好防御姿势，便再次发起进攻。

战狼MX灵活的身躯在场上拉出一道长长的幽蓝色残影，经过特殊锐化处理的训练用合金狼爪绕过科尔交错在胸前被动防御的双手，直取科尔胸膛要害。

“危险！”铂格不禁高呼一声，场外观战的其他人也倒吸了一口凉气。

在惊呼声中，科尔右腿后撤，硬生生吃下战狼MX这一击。紧接着，他迅速腾空后退，左脚凌空而起，狠狠地踹在战狼MX的小腹上。

两台机甲在半空中激烈碰撞，又迅速分开。科尔胸前的铠甲留下了三道浅浅的白印，而战狼MX仅仅是小腹上沾了点灰，显然科尔吃了大亏。

战狼MX没有给科尔任何喘息的机会，它调整姿态再次出击，迅若闪电的幽蓝色残影从科尔的正前方斜切而入，又凭借着低矮灵活的躯体躲过科尔迎面一击，迅速绕到科尔毫无防备的身后。

“好快！”铂格赞叹道，“即便战狼MX是敏攻型机甲，它的速度也明显凌驾于多数同类型机甲之上了。”

科尔的脸色一变，身体急速后转，双爪毫不停顿地袭向身后的战狼MX。可战狼MX的反应比他预想的还要快，只见它幽蓝色的机体在地上猛地一蹬，整个机体瞬间拔高了近一米，四肢正好越过科尔横扫而来的爪锋。

“身手不错。”艾丽莎嘀咕着，斜睨向铂格，意有所指地说，“比某人好多了。”

铂格干笑几声，没有回答。

这时，场上形势又有了变化。

“破！”科尔一声怒号，横扫而去的爪锋在地上擦起一道尘土，顺势由下往上撩起，改爪为拳，狠狠砸在战狼MX的小腹上。战狼MX看似沉重的幽蓝色机体顿时像皮球一样被击飞出数米。

一击得手的科尔并没有松懈，他双腿微蹲，骤然发力，冲向被击飞的战狼MX。他双手的钢爪瞬间暴涨了数寸，直指战狼MX的腹部，爪尖眼见就要划开战狼MX的机体。可就在即将被贯穿的刹那，战狼MX突然凌空侧翻，背上毫无预兆地弹出两个圆筒状物体。

“滑翔加速引擎！”铂格大吃一惊，他完全没想到陆战机型的战狼MX居然会装备滑翔加速引擎。

场上的科尔也是一惊，动作随之一顿。

只听“轰”的一声，耀眼的喷射流从战狼MX背后的引擎内喷涌而出。在巨大的推力之下，战狼MX展开两肩特制的防撞铠甲，狠狠冲向科尔。

“砰”的一声巨响，科尔壮实的机甲身躯被猛地撞飞，在空中毫无美感地翻滚几圈，重重地砸在地面上。

“叮！”计时器不断跳动的数字戛然而止。

艾丽莎扭头看看计时器，低声说道：“一分零三秒，他通过了。”

“科尔，没事吧？”铂格跑到被砸在地上的科尔身边，扶住他的机械臂，关切地询问。

“咳咳。”科尔拒绝了铂格的搀扶，自己颤颤巍巍地站起身，卸载了机甲，踉踉跄跄地带着他的机甲收纳形态——沐沐，走出了测试场。

铂格似乎已经习惯了科尔的态度，他耸耸肩，走回艾丽莎身边，叹息道：“科尔看起来挺有钱的，他的机甲怎么会没有二次进化能力？”

“你以为机甲的二次进化是钱可以解决的吗？”艾丽莎一脸鄙夷地说，“只有操控机甲的械师进行阴阳力单属性的修炼，并且装备了专属部件的机甲才能进行二次进化，展开属性防御和攻击。”

“这个我当然知道。”铂格突然一脸正色地说，“你觉得我修炼阴阳力的哪种单属性比较好，金、木、水、火、土、冰、雷，还是光？”

“等你的阴阳力等级突破16级，达到艮阶的时候再考虑这个问题吧。”艾丽莎说着，扭过头去，开始专心地观看场上的另一场测试。

下期预告

智能化农业与智能化农机装备 篇4

一、智能化农业简介

1. 智能化农业的定义

人类从感觉到记忆到思维这一过程, 称为“智慧”, 智慧的结果就产生了行为和语言, 将行为和语言的表达过程称为“能力”, 两者合称“智能”。所谓智能化农业, 我们可以定义为:在动态环境下, 先进的农业技术通过电子信息技术的逻辑运算、传导、传递, 发出适宜指令指挥科研仪器、农业机械来完成正确的动作, 从而实现农业生产和管理的智能化。智能化农业包涵农业专家系统、农业智能化控制系统和农作物智能化机械。

2. 实现智能化农业的优点

(1) 为植物提供最优化生长条件为作物提供一个最有利的生长条件, 最大限度地提高作物产量, 是人们长期以来追求的目标。为此, 需要随时掌握有关信息, 并及时对有关信息进行分析处理和决策。这类工作由人来做既费力又不及时, 机器进行处理最适合, 因为只有机器才可能连续地工作。但要想由机器来完成这些工作, 就需要机器有收集分析信息、推理和决策的能力, 即必须具有智能化。

(2) 降低成本为了最大限度地减少投入、增加产出, 以求得农业生产的最佳效益, 人们必须准确及时地了解作物生长的需求, 探讨农业生产各种投入与产出的关系, 随时根据作物情况和作物生长环境对生产进行调整。这种调整, 必须通过智能化机器来实现。

(3) 保护环境近年来人们对环境及资源的保护越来越关注, 例如对农业化学药品使用的谨慎态度, 使一些作物的栽培措施也发生了变化。例如, 在人们用了多年化学除草剂之后, 有回到机械除草的趋势。有效的机械化除草方式需要智能化的机器。

(4) 提高农业全程机械化水平智能化技术的应用, 可使目前难于实施机械化的项目实现机械化作业, 从而使机械化整体水平得到提高, 相关机械的性能更加完善。

3. 智能化农业的发展趋势

从20世纪80年代以来, 有关农业的智能化技术研究不断增多, 但大都处在研究阶段。其中研究和应用得最多的是视觉和图像处理系统。此外, 神经网络系统、决策支持系统也已在农业生产方面得到了广泛应用。总起来看, 虽然大部分的智能化农业研究尚处于基础的阶段, 如各种传感元件的研究, 各种信息的收集、分析、处理方法的研究及各种模型和决策系统的研究等。但智能化技术在农业上的应用日渐广泛。近几年来, 随着农业科研水平的不断提高和IT技术的进步, 配方施肥、调亏灌溉节水技术等不断提出, 变量施肥、精量播种等技术正在被应用。智能化农业不但可以减少浪费、节约资源, 更重要的是节省人力、降低成本。面对日益严峻的国际竞争。可以预测, 智能化农业是我国现代农业的发展方向。

二、智能化农业生产技术

1. 智能化农业生产技术以农业专家系统为核心

它是一种拥有高层次、多方面农业专家知识、并能模仿人类的推理过程, 在计算机或其他智能终端上以形象、直观的方式向使用者提供各种农业问题咨询服务。农业专家系统不仅可以保存、传播各类农业信息和农业知识、而且能把分散的、局部的单项农业技术综合集成起来, 经过智能化的信息处理, 能针对不同的土壤和气候、作物生理特性、生长特性等环境条件, 给出系统性和应变性强的各类农业问题的智能化综合解决方案, 为农业生产全过程提供高水平的服务, 从而促进农业规划化或智能化生产。

2. 智能化农业生产技术包括基于信息和知识的农田作物生产经营管理技术

它既需要利用先进的田间信息采集技术, 以获得农田小区作物产量和影响作物生长主要因素的空间分布信息, 又需要对这些信息进行处理, 运用农业科学知识制定农田与作物栽培管理决策, 指导分布式定位处方农作, 以实现资源高效利用和可持续发展的优化目标。如GPS、GIS技术用于作物管理主要包括3方面功能:一是产量监测;二是样本采集;三是投入计划。通过测试分析田间多种样本得到相关的数据信息, 并以状态分布图的形式表示出存在的“空间差异”, 采用“可变量施用”技术来满足不同区域, 甚至平方米范围内的作物生长的实际需要, 从而实现合理投入、提高效益和保护环境的目标。

3. 智能化农业生产和管理是现代农业、低碳农业的必然趋势

针对我国人均种植面积小、一年两熟甚至一年多熟的种植特点, 实施不同作物的间作套种, 实施田间管理的定时、定点、定位施肥、灌溉、植保很有必要。利用智能化的农业机械实现智能化农业生产和管理是现代农业、低碳农业的必然趋势。

三、国内外智能化农业机械设备现状

机械化农业是一种高产出、集约型的生产模式, 它极大地提高了劳动生产率和土地产出率。但是简单的、传统的机械化方式却存在能源浪费、功能简单等问题。因此, 现行的机械化农业有待于提升和改造, 节能型智能化农机的开发、利用十分必要。农业机械作业的精确化与高效益, 将进一步推进农业生产的高度现代化, 进一步提高农业装备的自动化、智能化水平, 使农业资源的利用更精确、高效和科学合理。在未来农业生产中智能化农机将会越来越重要。

1. 国外智能化农机技术现状

目前欧、美、日等发达国家农业已基本实现全面机械化, 智能化农机技术也具有相当高水平。20世纪90年代中期, 美国就将应用于海湾战争的卫星导航系统安装在农业机械上, 从而领导美国农业机械在世界上率先走向了高科技、高性能、智能化。作为世界上最大的农机制造企业之一的美国约翰·迪尔公司制造的农机在作业时, 利用配备的信息收集仪器和发送仪器会对作业状况进行检测, 然后发送到卫星上, 卫星对信息进行分析、储存后, 进行电脑作图, 把土地的产量、肥药情况、湿度等进行绘图, 发给农民, 使农民对第二年的耕作有精确的估计。

纽荷兰公司的电动拖拉机技术在农业机械清洁能源利用方面处于领导地位, 其“NH2”拖拉机的传统的燃烧室发动机被氢燃烧室所替代, 氢燃烧室产生的电流驱动电动马达为拖拉机提供能量。

德国芬特公司 (FENDT) 的拖拉机和克拉斯公司 (CLAAS) 谷物联合机已装置了若干个标准的电子控制单元 (Electronic Control Unit, 缩写ECU) 。它实际上已是一个带有独立处理信息与控制功能的计算机智能控制终端, 是针对农业机械使用环境专门设计的通用微型作业计算机 (Job Computer) , 具有统一标准设计的接口和采用了现场控制局域网络 (Controller Area Network, 缩写CAN) 技术及其网络通信协议。

机器的若干重要部件采用了独立的带微处理器的ECU, 由设置于驾驶室带液晶显示的用户总线虚拟仪器终端控制器进行作业工况的显示和输入控制指令。机组上所有独立的电子控制设备均具有标准的输入/输出接口, 挂接到标准总线上按规定协议进行通信和控制。总线上还留有插接端口可与外部计算机连接, 对总线系统设备进行诊断或实施系统扩展 (Expansion On Line, 缩写EOL) 。

农机机组的ECU, 正在由早期的专用控制器设计向通用控制器方向发展。这样, 一个标准的ECU即可用于与不同类型的农机部件和不同厂商的产品配套使用。随着机器工作幅宽和作业速度不断提高, 机器中的控制器数量不断增加, 机组自动导向也引入到了大型拖拉机和自走式农业机械。美国伊科德 (EC—DA) 公司的拖拉机的精确制导系统可辅助驾驶, 使拖拉机在田间直行, 利用先进的固态陀螺仪和GPS接收信号使拖拉机自动保持左右误差不超过20 mm。精确制导技术能够使农民在完全黑暗的夜间或在大雾中驾驶拖拉机、联合收获机工作成为可能。

2. 我国智能化农机技术发展现状

我国的农机智能化近年来有了较大的发展。但是和国外发达国家相比在农机具智能化方面差距还非常大, 智能化机具很少、智能化程度低, 目前在精准农业和联合收获机械方面有一定的研究和应用。由中国农机院主持的、正在实施中的国家863计划中, 已列入了如山地姿态智能调控动力底盘等智能化农机的研究内容。

四、智能型农业机械在现代农业中的应用

1. 动力机械的智能化

动力机械的智能化包括农用拖拉机、大型自走式农机 (联合收获机、植保机械等) 在行走、操控、人机工程等方面。利用GPS自动导航、图像识别技术、计算机总线通信技术等汽车航天技术来提高机器的操控性、机动性和人员舒适水平。

智能化动力机械驾驶室中, 都有一台或数台计算机, 具有统一标准设计的接口, 可用与不同类型的农机具配套使用。传统驾驶室中的仪表盘正迅速由电子监视仪表取代, 并逐步由单一参数显示方式向智能化信息显示终端过渡, 从而大大改善了人机交互界面。它可在屏幕上按操作者的需求通过屏幕菜单任意选择显示机组中不同部分的终端信息, 调用数据库信息, 显示数据、图形、语音等多媒体信息。

2. 工作机械的智能化

工作机械的智能化包括播种机、施肥机、整地机械、田间管理机等作业机械的智能化作业。如激光平地、变量施肥、喷药、机具作业状态监控、故障报警等。可起到提高效率、节约化肥、农药和水资源, 降低成本;保护生态环境, 减少土壤、水体、动植物遭受污染。

装有产量传感器等部件的谷物收获机, 可以自动计量累计产量, 再根据作业幅宽 (估计或测量) 换算为对应时间间隔内作业面积的单位面积产量, 从而获得对应小区的空间地理位置数据 (经、纬度坐标) 和小区产量数据。而谷物流量传感器通常是安装在脱粒、分选、清粮过程后的净粮输出部件上, 要反映作物田间对应位置的产量计量数据, 需要考虑到收获机的结构尺寸内物流工艺设计, 作业速度等多种因素, 通过建立数学模型来作出估计。

变量施肥机主要用于测产施肥。通过电子地图提供的处方信息, 对地块中的肥料撒施量进行定位控制调整。美国Ag-Chem仪器装配公司生产的施肥系统可进行干式或液态肥料的撒施。它通过电子地图内叠存的数据库处方, 可同时分别对磷肥、钾肥和石灰的施用量进行调整。该设备用气动或气流方法可将干肥料喷撒到22 m的幅宽, 并配备有4个分离的肥料仓, 两个为微型营养物或除草剂料仓, 另两个为化学品料罐, 它可实时配制8种不同成份的混合肥料。

精确变量喷药机可以利用棕色土壤和绿色作物叶子能反射不同波长的光波, 可用于辨别土壤、作物和杂草。利用反射光波的差别, 可用于鉴别缺乏营养或感染病虫害的作物叶子。变量施加除草剂有两种方法, 一种是利用杂草检测传感器, 随时采集田间杂草信息, 通过变量喷撒设备的控制系统, 控制除草剂的喷施量;另一种是事先用杂草传感器绘制出田间杂草斑块分布图, 然后综合处理方案, 绘出杂草斑块处理电子地图, 由电子地图输出处方, 通过变量喷药机械实施。研究表明, 通过处方变量投人, 可使除草剂的施用量减少40%~60%。

精确变量播种机根据不同地块的播种期土壤墒情, 土地生产能力 (参考产量图) 等条件的变化, 精确变量播种机可以进行播种量、开沟深度、施肥量的调控。美国依阿华州生产的“ACCU-PLANT”可编程的播种机控制系统, 可附加在各类播种机上, 它由液力传动系统, 微处理器和雷达测量地速传感器组成。液力传动系统利用拖拉机上的定量泵驱动液力马达。液力马达的转速可由步进电机控制, 它的输出轴通过链条传动与播种机的播种量计量轴相连接。通过步进电机控制液力马达的转速, 便可调整播种量。有些条播机还附有同时撒施肥料、杀虫剂和除草剂的撒施装置, 由于这些机构的驱动轴与播种机计量机构连接在一起, 其撒施量可以随同播种量变化的大小同时进行调整。

精确变量灌溉设备比漫灌可以大量节约用水, 并且省工、省时。利用调整喷灌机械的行驶速度、喷口大小和喷水压力等都能进行喷水量的控制, 可以根据地块和作物的要求, 进行适时适量地施水, 这些控制在利用微机后都容易实现。国外的自动灌溉管理系统可在几周前根据不同的作物生长期、土壤和地貌情况的要求, 编写灌溉程序软件。喷灌机械可以自动地按程序发出的指令, 在规定的时间, 按不同地块的要求, 洒入不同的人工降雨量。该系统加上遥控装置后, 能够存储数据, 通过个人计算机和通信网络, 可实现在远处的控制室内进行灌溉管理。如在大型平移式喷灌机械上加设GPS定位系统, 也可实现利用存放在地理信息系统中的信息和数据, 通过处方, 实现人工降雨的变量投人。在国外, 常把喷水和施肥、喷撒农药结合进行。

3. 农机具管理智能化

农机具管理智能化包括机具配置、机具状态、实时调度的智能化。充分发挥农业机械的作用实际上是一个系统工程, 在一个农场、一个区域甚至全国形成一个高效的管理网络, 进行信息采集、传递、存储和状态分析, 根据作物生长情况、气候变化合理调度, 真正发挥农机的效率。

欧洲一些大农场, 已开始建立和使用农场办公室计算机与移动作业机械间通过无线通信进行数据交换的管理信息系统。这可以使农场管理调度中心计算机可以直接调用读入各个田间作业机械智能终端存储的作业数据, 存入农场计算机的数据库中。由于农场计算机中具有比移动作业机强大得多的信息存储、处理功能、专家知识库和管理决策支持系统, 因此通过计算机处理后, 制定详细的农事操作方案和导航作业计划后, 通过无线通信数据链路传回到田间移动作业机。由于微电子和计算机技术的迅速发展, 现代农业机械已广泛采用自动监测和自动控制技术, 装备有各种传感器和由微处理器组成的监控器和显示板。由于自动控制的需要, 采用了机械、电子和液压控制的先进技术, 操作更为简便。驾驶员可根据数据的显示, 适当调整作业的负荷和作业速度, 使机组能在较佳的工况下运行。此外, 由于采用多种先进传感技术和微处理器用以采集和处理各种数据, 经过软件的运算和处理, 完成诸如作业面积、耗油率、产量计算、统计和友好的人机界面显示等智能化功能。

美国CASE公司于1996年提出先进农作系统 (Advanced Farming Systems, 缩写AFS) 技术思想, 其基本思路是在充分认识农田内作物产量与作物生长环境因素的空间分布差异性的基础上, 实施定位处方农作, 从而达到科学发挥土壤潜力、节约投入、提高产出—投入比、减少环境污染的目的。

智能化农业机械需要有不同类型的信息采集传感器, 适于农机工作环境和结构设计的控制执行器, 高性能的电子控制器和相应的软件支持, 需要建立拖拉机、农业机械各部件电子控制单元间的通信、接口设计标准。这些都需要机械、电子、信息管理等多种学科的集成支持。

五、我国智能化农业及机械的发展趋势分析和建议

智能化农业的发展将随着社会对低碳生活的重视不断发展。我国由于地少人多、生态环境恶劣, 更需要尽快发展节能高效的智能化农业。

1. 研究适于我国的农业机械装备、种植特点的智能农机

围绕提高生产、节本增效和保护环境的目标, 急需研究适于我国的农业机械装备、种植特点的智能农机, 如适合异地作业的带产量图自动生成的小麦、玉米和大豆收获的谷物联合收割机, 可检测缺苗断垄的、可实施变量的谷物精密播种机、施肥机、施药机和灌溉设备等。

2. 研制实用的田间自动导航的拖拉机与自走式农业机械

应尽快研制实用的田间自动导航的拖拉机与自走式农业机械, 使农艺上的行间管理、打药除草、间作套种等技术实现机械化作业。

3. 发展电动拖拉机、电动联合收获机

发展电动拖拉机、电动联合收获机, 为低碳型农业提供技术支撑。与普通燃油车辆相比, 电动车辆具有零排放、低噪音、高效率、易操作等优点, 是解决燃油车辆所面临各种问题的最佳替代方案。长期以来, 电动车辆的研究一直受到人们的广泛重视, 各国政府和许多大公司相继投入大量资金用于电动车辆, 特别是电动汽车的研发, 并取得了巨大的进步。与电动汽车的快速发展相比, 电动拖拉机的发展则显得十分缓慢, 在我国电动拖拉机几乎是空白。

4. 利用3G网络技术, 为现代农业管理提供技术支撑

智能农业机械 篇5

工作会议纪要

［2008］第39号

时间：2008年12月29日（星期一）9:15am 地点：中心会议室

参加：梁华为、张涛、牛润新、李碧春、许铁娟、郜文、唐国明、赵盼、李继来、王芳成、鲁伟斌、刘伟、刘欣、程若发、张卫忠、夏静霆、黄健

缺席：陈茅（病假）列席：王少平主持：梁华为 纪录：黄健 整理：张涛 内容：

1、所办公会议相关情况通报：

（1）所年终总结大会时间：1月19日上午8:30，请大家准时参加；

（2）春节安排：1月21日到2月6日放假，2月7日正式上班；（3）1月8日上午进行中层干部考核，重点汇报作为部门负责人的工作；

（4）研究院统一作息时间：上午8:00－12:00，下午13:00－17:00；（5）研究院09岗位聘用即将开始，请大家注意研究院网站相关通知。

上周工作总结：

2、汇总各子课题任务书，初步完成无人车项目试验验证和功能设计任务书；

3、总结、成果登记和职工考核工作；

4、智能汽车预研项目考核和计划；

5、中心日常事务：组织元旦联欢会节目排练；年底报销事宜，完成重点设备采购报销； 本周工作计划：

6、根据所里的要求进行部门总结和职工考核（梁华为、张涛）；

7、组织省工程中心申报工作，申报截止期为1月26日，成立由梁华为、张涛、牛润新、许铁娟、黄健组成的材料准备小组，即日起开始材料准备工作；（梁华为、张涛）

8、讨论无人车项目技术方案，明确各子系统任务和接口；拟元旦后安排控制系统相关人员至奇瑞交流，确定平台改造方案；（牛润新、梁华为）汽车电子实验室 上周工作总结：

9、863倾角项目：完成倾角传感器的产品检验工作，办理产品检验报告；

10、无人车感知系统：与SICK供应商商谈传感器配置和采购事宜；

11、验证平台：编写、调试Visual C++的CAN通信程序；

12、ESC：完成ESC控制器电路设计,进行PCB布板设计及元器件采购；

13、嵌入OS：从任务管理的角度修改OS内核，完成对任务控制块属性，状态类型等的修改。

14、虚拟传感器：通过模拟激光传感器，取得了障碍物到车辆的距离，并实现障碍物识别。本周工作计划：

15、863倾角项目：10套样机装配、调试和标定；（王芳成）

16、ESC：完成PCB板图设计，本周完成加工；在环控制器设计；（李继来、王芳成）

17、验证平台：CAN通讯程序调试，在MFC中加入数据打包和发送功能；（李碧春）

18、嵌入OS：完善任务管理的功能，并根据OSEK相关定义修改资源结构体及资源数组，实现用于解决“优先级翻转”问题的“优先级天花板”协议；（郜文）

19、无人车感知系统：无人车惯性导航系统调研选型；（许铁娟）20、虚拟传感器：解决一些算法上的疏漏，如：对障碍物检测的不连贯性；（赵盼）

智能车辆虚拟样机实验室 上周工作总结：

21、与“智能车辆功能验证半物理仿真平台”各子系统负责人交流，完成明年1～4月份该项目的工作计划；

22、与蒋山讨论，确定采用锻铁作为转鼓的材料，表面采用花纹形式；与周平老师商定，由于电控制所涉及的技术较新，短期内难以实现，所以采用电涡流形式对转鼓加载；

23、制作镂空的护栏纹理，并添加到场景中，在vp环境下观察效果并进行调试。

24、学习TNO 汽车公司的无人驾驶汽车在底盘测功机上做ＡＣＣ实验的原理；

25、完成虚拟场景中多从车辆对主车辆的碰撞检测；与HP工作站代理商联系解决了图形工作站操作系统的问题； 本周工作计划：

26、学习轮胎在地面上滚动时的摩擦生热问题；（唐国明）

27、与蒋工和周工就路面模拟装置中有些不确定因数继续沟通；撰写路面模拟装置的方案向梅老师汇报；（刘伟）

28、解决从车辆按预设路径自主驾驶过程中车体方向与路径点方向不一致的问题；（刘欣）

29、完成岛内一部分建筑物模型的搭建，包括亭子，房屋，水塔。（鲁伟斌）

会议主持人：（签名）

慈星股份，行走在智能机械前沿 篇6

在智能针织机械领域，慈星股份是国内极具代表的领军型企业。自2003年创建以来，在董事长孙平范的带领下，这家企业屡创发展奇迹，企业销售额从初创期的数百万到当前的数十亿，年产销智能电脑横机自2009年开始就始终位居全球第一，2010年，慈星成功收购全球著名针织机械企业——瑞士事坦格，全资收购了这家业内公认的全球横机前三强企业包括知识产权和技术团队在内的所有资源；2012年3月，慈星股份成功登陆深交所A股市场，成为国内首个电脑横机上市企业；2013年12月，慈星股份发布公告正式称切入机器人产业，在“机器换人”为核心的产业升级背景下，进行高端机器人项目的开发。

从中国制造到中国“智”造，慈星以前瞻性的创新理念，实现了国产智能机械的跨越式发展。

以技术创新引领行业发展

技术创新是推动慈星持续快速发展的最主要因素。慈星股份自设立以来，一直专注于智能电脑机械的研发，并将技术创新放在企业发展首位。凭借技术创新等优势，慈星取得了一系列荣誉，并迅速打开了市场局面。

慈星从事的智能电脑针织机械属于针织行业的先进生产装备，技术水平和精密制造要求高，过去，产品技术及市场长期被国外少数几家知名企业垄断。为此，慈星在自主研发的基础上，通过技术研发，掌握了电脑针织横机的起底装置、沉降片技术、沉降片三角控制技术，机头快速回转、无拉力编织技术，以及电脑无缝针织内衣机的自动扎口、吸风牵拉、积极式送纱技术和电脑针织丝袜机的自动扎口、吸风牵拉、带横移式喂纱等大量核心技术，逐步突破了国外技术垄断。慈星“GE2-45S型电脑针织横机”和“GE88型电脑无缝针织内衣机”两个项目被中国纺织工业协会列为纺织行业推广技术项目，认定为“纺织行业急需的推广技术”。

经过多年研发积累，慈星已形成“自主研发为主，合作研发为辅，全球技术整合为有效补充”的全方位、多渠道的技术创新机制。企业获得480余项国家专利，其中47项国家发明专利，并成为两项国家行业标准的第一起草单位，实现主要产品市场占有率第一，中高端市场遥遥领先，实现了国产智能针织机械的跨越式发展，以技术创新为核心的自主研发使得慈星新技术源源不断涌现，为企业在行业中地位持续提升提供了强有力的后盾。

创新技术不断开拓新市场

在智能针织机械发展的道路上，慈星始终以市场需求为导向，不断开发新兴市场，形成以技术为核心的企业竞争力。

智能鞋面一体化针织机，是一款充分利用电脑横机编织原理和优势，针对针织鞋面编织开发的新型产品，该产品是颠覆了传统鞋面制造理念的革命性技术产品，实现了针织鞋面的“一次成型”生产，对于成品鞋企业而言，只需购买鞋底就可通过鞋面机编织的鞋面将其粘合成为一双完成的鞋子，同时生产过程环保省料，自动化程度高；而对于消费者而言，这种技术的运用，使穿着的鞋子将更加轻薄透气、合脚，还可定制生产，同时花型款式也将更为丰富，造型美观。

针织毛衫全自动缝合系统，则是慈星充分利用其行业资源优势，集聚了意大利、瑞士、中国三国的技术资源研发出的全球首个自动缝合项目产品。该产品最大的意义在于大大降低了传统毛衫缝合的手工要求高、工人用眼强度大、缝合效率低等问题，在用工成本持续提升和招工越来越难的现实背景下，帮助广大毛衫企业解决了毛衫后道缝合问题，促进了传统产业的转型升级。

不仅如此，立足于企业强大的研发实力，慈星还充分整合行业资源，与固高科技（深圳）有限公司、芜湖滨江智能装备产业发展有限公司等签订合作协议，共同合资经营机器人驱动及控制系统项目；计划与奇瑞控股子公司安徽埃夫特智能装备有限公司合资组建宁波慈星机器人技术有限公司，以开展工业机器人的系统集成和销售业务，重点开发汽车零部件生产行业的焊接搬运、电子及小家电行业精装配、五金行业打磨等行业集成，充分利用双方的技术、管理、经营以及营销的优势和业务资源，在机器人领域进行新业务的拓展。

创新永无止境，向来以技术创新为先导的慈星股份，紧紧抓住科技创新这一市场竞争的核心制高点，通过对市场需求的把握和创新产品的研发，靠技术创新占领资源与市场，为企业在更高的起点、更新的层次、更广的领域创造更为有利的条件。这是慈星未来发展之源，也是更多的中国企业未来发展之源。

让行走机械更智能 篇7

路设备的可靠位移测量,可完全嵌入液压缸中并保持电气性能,在非公路设备应用中被越来越多地用作位移反馈解决方案。

MTS传感器由一根铁磁材料的感应元件(亦称作“波导管”)和一个可移动的永磁铁组成。其中,永磁铁在波导管上会产生纵向磁场。当电流脉冲(即“询问信号”)由传感器电子头送出并通过波导管时,会沿波导管产生径向磁场。这两个磁场在波导管相互作用的瞬间会使波导管产生“磁致伸缩”现象,应变脉冲即时产生。这被称为“返回信号”的脉冲以超声波的速度从发生点(即位置测量点)返回传感器电子头,并被应变脉冲转换器检测出来。

与测量相对位移的增量传感器不同,磁致伸缩位移传感器为绝对值输出传感器,始终返回与固定点相应的实际位移测量值。传感器中的移动部件之间可实现非接触式运行,避免了部件磨损。该产品可承受非公路设备中典型的高冲击和振动,并具有抗电磁干扰能力;测量范围为0.05～20m,具备0.1mm的分辨率。与其他技术相比,磁致伸缩传感器具有出色的可重复性。可重复性对于具有平滑运动特性的设备,以及设备上特定功能始终需要在特定位置执行的情况非常重要。

根据IEC 61508标准,MH系列位移传感器符合安全完整性等级2(SIL2)的要求,根据ISO 13849-1标准,其符合性能等级d的要求。鉴于磁致伸缩传感器优越的使用和安全性能,该产品被广泛应用于包括农业、建筑、采矿、废物处理、军事和其他非公路领域。此外,无论是技术还是性能方面,磁致伸缩传感器仍具有极大的升级潜能,对于推动非公路设备中闭环控制系统的发展具有重要意义。

MTS系统公司成立于1952年,之后迅速发展成为力学测试与机械模拟系统和工业自动化测量的市场领导者。MTS传感器为MTS系统公司旗下主要部门组成之一。负责M T S传感器的研究机构位于吕登西埃德(德国)、卡里(美国北卡罗莱纳州)、东京(日本)和上海(中国),主要专注于线性位移传感器和液位传感器的研发。MTS传感器通过持续关注客户的实际需求,不断进行深入研发,为广阔的行走机械市场带来全面革新的解决方案。

机械故障智能诊断的研究 篇8

关键词：计算智能,机械故障,诊断

随着工业生产与科学技术的发展, 现代机械设备发展的一个明显趋势是向大型化、高速化、连续化和自动化方向发展, 结构越来越复杂, 自动化水平亦相应提高, 生产效率也越来越高。但设备故障会影响整个系统的运行, 设备故障造成一定的后果。智能诊断在机械故障诊断中发挥着重要作用, 智能诊断技术的意义重大, 它可以在一定程度上降低机械故障造成的经济损失, 同时还可以降低重大事故的发生率, 提高社会安全生产效率。

1 机械故障概述

1.1 故障概念及故障机理

机械故障是机械运转过程中常见的问题, 故障的确切定义为设备在运行中, 由于某种因素而导致规定功能丧失的现象。故障实际包含两层含义, 其一是当机械系统的工作条件不正常而产生的机械系统功能偏离正常状态, 但这种功能偏离可通过调整参数或者修复零部件而恢复, 这通常称之为故障;其二是系统连续偏离正常功能, 而且偏离程度在不断加剧, 机械功能得不到保证, 这种状态被称之为失效。机械故障按性质和形成原因可分为人为故障和自然故障;按故障发生的时间历程可分为突发性故障和渐进性故障;按故障的维持时间可分为间断性故障和持续性故障。

机械故障机理其实就是揭示机械故障形成原因和发展规律的, 机械故障的发生和发展不仅受到内部设备元件的作用, 而且受到外部环境的影响, 所以将机械故障的发生与发展归结为内在因素和外部条件共同作用的结果。机械故障的内在因素主要磨损、疲劳断裂、腐蚀和气蚀等, 而常见的磨损有磨料磨损、粘着磨损、疲劳磨损、微动磨损以及腐蚀磨损;常见的腐蚀有化学腐蚀、电化学腐蚀及应力腐蚀;外部条件主要包含气候状况、生物介质的作用、操作人员状况、载荷状况以及维护和管理水平。

1.2 故障诊断及智能故障诊断

故障诊断是指在一定工作环境中查明导致系统某种功能失调的原因或性质, 判断劣化状态发生的具体部位或部件, 以及预测状态劣化的发展趋势等。其意义在于通过各种监测手段, 判断机械设备的运行状态是否正常;假如机械设备出现异常, 则通过分析, 判断故障原因, 这样可以及时地维修;或者在故障尚未发生之前, 预报可能发生的故障, 以便提前采取措施, 避免发生重大安全事故。

智能诊断是通过模拟人脑的机能来处理各类模糊信息, 这样可以有效地获取、传递、处理、再生和利用故障信息, 从而成功地识别和预测诊断对象的状态, 最后系统再根据诊断的误差自动修正, 并具备自动获取知识的能力。智能诊断技术的核心是人工智能, 它是计算机技术和故障诊断技术结合的产物。智能诊断技术的主要特点体现在以下几个方面:第一, 智能诊断是一个开放的系统, 系统的能力在使用的过程中和同环境进行信息交互的过程中不断提升;第二, 智能诊断系统是由计算机硬件和软件共同组成, 该系统拥有确定的运算程序, 同时还可以诊断需要搜索和利用专家知识和经验实现故障诊断;第三, 智能诊断系统是一个人工智能系统, 它功能的实现依靠机械的硬件和软件设备, 该系统可以实现多故障、多过程、突发性故障的快速诊断。

2 智能故障诊断设计及实现

2.1 智能诊断设计

为了保证机械设备的正常和高效运转, 创造更大的经济效益和避免发生严重的安全事故, 智能诊断系统顺势而生, 并在机械设备故障诊断和维护中得到了广泛地应用。智能故障诊断系统是一个主要针对旋转机械故障诊断的一个功能强大的故障诊断系统, 为了保证智能诊断系统更好地发挥其功能, 就应该注重该系统的整体设计。在系统设计时为建筑结构故障诊断建立了一个接口, 这对日后系统功能扩充非常有利。智能诊断系统设计要采用可持续性发展的理念, 智能诊断系统中包含了多个子系统, 其中包含了针对转子及电动机而建立的独立诊断系统, 这些模块之间具有一定的独立性, 可以进行独立的诊断。然而, 诊断子系统也可以进行集成, 比如说转子诊断模块, 子系统集成后可以得到更加准确的诊断结果。系统设计过程中, 还要注重知识库管理系统的设计, 该系统具有重要的作用, 它使得整个系统在使用的过程当中不断的得到改进与完善。

整个智能诊断系统的设计工具是Visual Basic 6.0, 它拥有良好的人机对话环境和动态图界面。神经网络故障诊断模块采用了Matlba工具箱进行识别和计算, 通过识别和计算可以准确的得出诊断所需的各个节点值, 只有这样才能进一步进行旋转机械转子故障诊断。智能诊断系统设计将整个系统分为了几个子模块, 包括电动机的故障模块、旋转机械类故障诊断模块、往复机械故障诊断模以及轴承等的故障诊断模块。

2.2 故障诊断的实现

机械故障诊断的方法有很多, 在故障诊断过程中要根据诊断时间、诊断地点、诊断对象、诊断人员及诊断设备选择合适的诊断方法。常见的故障诊断方法有离线人工分析诊断和在线计算机辅助诊断, 这是根据诊断环境划分的;根据设备状态信号的物理特征可以将故障诊断分为振动诊断、声学诊断、温度诊断、污染物诊断、光学诊断、强度诊断以及压力诊断等;按诊断的原理可以将诊断方法分为统计识别法、时域分析法、模式识别法等。这些诊断方法都是实现机械故障诊断的重要保障。

人工智能和计算智能诊断是两个具有代表性的故障诊断系统, 人工智能系统是一种基于符号计算的故障诊断专家系统, 这个系统中知识是按照一定的规则用特定的描述符号加以表示、存储和处理。在知识获取过程中, 对事件型知识或从领域专家获取的功能型知识加以描述;计算智能诊断系统是一种基于数值计算的神经网络故障诊断系统。在故障诊断中, 该系统通过诊断推理实现故障诊断, 而诊断推理被理解为根据特定的映射关系, 由故障征兆域到故障原因域的计算过程, 对于复杂的机械系统来说, 这种映射关系并不是简单的线性关系, 最终通过技术征兆数据输出故障原因。总之, 机械故障诊断的实现不仅要依靠科学的诊断方法, 同时还需要根据实际诊断情况选择适合的诊断方法, 只有这样才能得到最准确的诊断结果。

结语

农业大棚智能检测环境系统 篇9

随着科学技术的不断发展,人们的生产对周围环境的要求也越来越高,比如农作物大棚、工厂以及一些大型机械设备,都需要实时掌握工作条件的温度、光照等。传统的人工测量方法浪费人力物力,效率低,安全性差。随着单片微型机技术的发展[1],人们已越来越多地采用单片机[2]对一些工业控制[3]系统参数进行检测和控制。与此同时,PC机具有强大的监控和管理功能,而单片机则具有简洁、灵活、快速的控制特点。通过PC机的RS 232串行接口与外部设备进行通信,是现在测控中常用的一种通信解决方案,所以PC机与单片机之间的通信具有非常重要的现实意义。

1 系统硬件总体设计

系统总体设计是基于上位机利用串口通信与单片机环境监控系统设计,由上位机、通信接口和下位机三部分组成。微控制器采用STC89C52[4];光传感器采用TSL2561;温度传感器采用DALLAS公司生产的 DS18B20[5]。单片机将传感器采集到的数据通过串口通信方式传输给PC机[6],PC机将获得的数据实时显示在监控画面中,同时实时显示温度曲线和光照曲线。系统总体结构如图1所示。

1.1 控制模块功能

主控板采用一片STC89C52作为控制器。STC89C52是一个高性能CMOS 8位单片机,片内含8 KB可反复擦写的FLASH ROM和256 B的RAM。STC89C52性能优越且成本低,非常适合应用于本系统。核心控制模块STC89C52的主要功能是负责将传感器所采集的数据进行处理,通过RS 232串口通信接口传输到上位机,同时,将数据实时显示到LCM12864液晶屏上。当自动判断所采集到的数据高于设定数值时,立即启动相关的蜂鸣器,完成报警功能。

1.2 串口通信模块

该模块采用RS 232,它是美国电子工业协会EIA(Electronic Industry Association)制定的一种串行物理接口标准,采用异步传输方式,其特点是使用简单,价格低廉。它将单片机采集到的数据传送到上位机中,实现远程监控。

1.3 光采集模块

TSL2561是TAOS公司推出的一种高速、低功耗、宽量程、可编程、灵活配置的光强度数字转换芯片,它是光-数字转换器,单片机通过I2C总线从TSL2561内部获得CH0和CH1通道的数值,通过软件计算,将所采集到的数字信号转换为lux的光学单位,最后将光强转换成数字信号输出。光强算法如下:

For 0 < CH1/CH0 _ 0.52 Lux = 0.0315 _ CH0-0.0593 _ CH0 _ ((CH1/CH0)1.4)

For 0.52 < CH1/CH0 _ 0.65 Lux = 0.0229 _ CH0-0.0291 _ CH1

For 0.65 < CH1/CH0 _ 0.80 Lux = 0.0157 _ CH0- 0.0180 _ CH1

For 0.80 < CH1/CH0 _ 1.30 Lux = 0.00338 _ CH0-0.00260 _ CH1

For CH1/CH0 > 1.30 Lux = 0

1.4 温度采集模块

DS18B20是数字温度传感器,它提供9位二进制温度读数,其为单线结构,信息经由单线接口送入DS18B20或输出DS18B20。在该设计中,可以自行设置高温警报数值上限,当温度高于设定值时,则启动蜂鸣器,提示采取相应的措施。

1.5 显示模块

该显示模块采用LCM12864液晶显示,其模块内置字库,链接方便,显示质量高,且成本低。它主要显示系统光强信息和温度信息的采集,以及定时器计数值,以便系统的整体调试和现场观看。

1.6 串口软件模块

在VC 6.0下,采用其自带的MSComm控件,可以实现单片机与PC机的串口通信,利用RS 232实现数据的接收。在此,选择com1口,波特率为9 600 b/s,以二进制方式检取数据,

主要代码如下:

m_ctrlComm.SetCommPort(1); //选择com1

m_ctrlComm.SetSettings("9600,n,8,1"); //波特率9 600 b/s,无校验,8个数据位,1停止位

m_ctrlComm.SetInputModel(1); //1表示以二进制方式检取数据

1.7 数据存储模块

在完成数据接收之后,就要将数据存储到Access数据库中,数据库中的变量与接收的数据完全对应。在Access 2000中创建数据库biao.Mdb,添加对ODBC数据库的支持, 在项目stdafx.h文件中添#include<afxdb.h>,完成ODBC类的加入。采用ODBC访问Access 2000数据库, 存储速度快,内存消耗少,操作简单。

1.8 上位机数据读取和曲线显示模块

通过软件VC 6.0编程,将采集到的数据在PC机上进行曲线显示。本模块采用VC 6.0自带的teechart8控件编写,此控件具有很好的绘制实时曲线功能,操作简单。 上位机检测界面如图2所示。

2 系统软件设计

该设计中单片机部分采用模块化设计,通过Keil公司开发的μVision 4编译器用C语言编写[7],主要包括光强采集、温度采集、液晶显示,以及串口发送模块程序[8]。上位机部分在VC 6.0环境下,通过VC++语言进行编写[9],其中包括串口通信、数据库保存和曲线绘制模块[10]。上、下位机主程序流程图如图3、图4所示。

3 结 语

本文基于STC89C52,在VC 6.0的环境下提供了一种农业大棚光照与温度检测系统。其光传感器TSL2561和温度传感器DS18B20均是高精度测量传感器,是一个具有高精度、远程监控的检测系统。上位机界面为友好的动态曲线观测,可供用户方便地查看和记录数据。同时,本设计的下位机还可以实现多点测控,具有很强的扩展能力,性价比高,实用性强。

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[9]孙鑫.VC++深入详解[M].北京:电子工业出版社,2006.

智能农业机械 篇10

党的十八大和新世纪以来指导“三农”的第10 个中央一号文件都明确地提出了要落实新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化“四化同步”的发展战略。2013 年3 月份, 中共中央政治局常委、国务院总理李克强先后到江苏、上海考察时也强调: 以扩大开放释放改革红利, 以农业现代化支撑新型城镇化, 而城镇化建设被看作是我国经济未来的增长点以及稳定和提升GDP的动力。显然, 发展农业现代化将处于“四化”协调发展中的不可忽视的位置。

2007 年的中央一号文件也曾对新时期农业现代化的内涵进行过全面阐释, 即“用现代物质条件装备农业, 用现代科学技术改造农业, 用现代产业体系提升农业, 用现代经营形式推进农业, 用现代发展理念引领农业, 用培养新型农民发展农业。”目前, 我国农业现代化的发展方向是: 着力构建集约化、专业化、组织化、社会化相结合的新型农业经营体系, 在新型工业化、信息化、城镇化的拉动影响下, 加快中国特色农业现代化步伐的建设步伐; 同时, 在高效、低耗、高品质、高土地产出, 实现经济规模效益、社会效益和生态效益的统一上也大做文章。可以看出, 在这样的宏观阐述指引下, 如何落实到具体的、实实在在的、落地的技术层面上, 则是接下来科研工作者们要重点关注的问题。

基于此, 为了理清发展农业现代化的内涵, 有必要将这个农业现代化大系统划分出几个层面。笔者认为, 发展农业现代化要有大概念、大空间、大思维。基于以上阐述, 按照递阶大系统架构[1], 可以初步地勾画出农业系统及其现代化的3 层体系, 如图1 所示。图1 中, 底层为农业生产系统, 包括各种大田、温室、养殖、种植及农产品加工等; 中层为农业支持系统, 包括规模经营、融资、服务、物流及仓储、劳动力分配及培训等; 高层为农业决策系统, 包括农业整体系统的决策与布局、政策支持、国民经济与农业资源宏观管理等。这3 个层面的内容和发展是彼此关联的。在这个农业现代化大系统中, 底层的农业生产和加工是农业体系的最终产出渠道, 因而是农业系统的基础和根本。笔者认为: 发展农业现代化更应该注重这个层面的现代化发展和科技提升。这个层面的技术进步可以直接影响到整体农业系统的现代化进程。

基于此, 本文不谈农业的适度规模经营及金融和政策问题, 也不谈农民进城和土地流转问题, 也不谈提高农民科技教育和培训等中层和高层问题, 而是着重谈在底层的农业生产与加工过程中技术的提升对发展农业现代化的支撑。

1 农业现代化的内涵及架构

农业现代化是指把传统农业转变为现代农业, 建立起广泛采用现代生产工具、现代科学技术和现代经济管理方法的农业生产体系。其中包括[2]:

1) 农业生产手段现代化。运用先进设备代替人的手工劳动, 特别是在产前、产中和产后各个环节中大面积采用机械化、自动化作业, 大大降低农业劳动者的体力强度, 提高劳动生产率。

2) 农业生产技术科学化。把先进的科学技术广泛应用于农业, 提高农业生产的科技水平和农产品的科技含量, 提升农产品品质和农产品国际竞争力, 降低生产成本, 保证食品安全。

3) 农业经营方式产业化。转变农业增长方式, 主要是大力发展农业产业化经营, 使农产品生产、加工、流通诸环节有机结合, 形成种养加、产供销、贸工农一体化的经营格局, 提高农业的经营效益, 增强农业抵御自然风险和市场风险的能力。

4) 农业服务社会化。形成多种形式的农业社会化服务组织, 在整个农业生产经营过程的各个环节中都有社会化服务组织提供专门服务。

5) 农业产业布局区域化。各地面向国际国内两个市场, 根据自身的资源、地理和环境条件, 发展各具特色的并有一定规模的农业支柱产业和拳头产品, 形成优势农产品产业带, 提高农产品的市场竞争力和市场占有率。

6) 农业基础设施现代化。既有利于增强农业抗御各种自然灾害的能力, 又有利于农业资源的高效利用, 农业发展后劲大为增强。

7) 农业生态环境现代化。推进农业现代化建设必须用现代化的手段保护生态环境, 不但不能在农业生产过程中破坏生态环境, 而且要大力发展生态农业和环境友好型农业, 使农业生态环境变得更优更美。

8) 农业劳动者现代化。要提高农业劳动者的综合素质, 主要是提高农业劳动者的思想道德素质和科技文化素质, 使农业劳动者熟悉农业生产的相关政策和法律知识, 掌握2 ~ 3 项农业实用新技术, 提高劳动技能, 以适应发展现代农业的需要。

9) 农民生活现代化。增加农民收入, 让农民物质生活和精神生活过得更加美好, 这是农业现代化的一个重要目标。

上述9 种论述农业现代化的内容均能够在图1 的3 层结构中找到对应层面, 如1, 2, 6, 7 点可以对应于底层的农业生产和加工层面。

综上所述, 发展农业现代化有许多关键点, 如人力资源、科学技术、资金投入、智力因素等; 但综合分析后, 还是要回到根本的问题上, 即要在底层大做文章—利用高科技改善农业基础设施, 提高农业过程的科技含量, 在生产和加工手段以及设施上彻底提升技术水平, 让科技显示出巨大能动力。

2 农业科技含量的实质

从传统农业到现代化农业的转变过程中, 毫无疑问, 在全球信息化浪潮中, 农业信息化起了助推器的作用。中国科学院中国现代化研究中心2012 年发布的《中国现代化报告2012———中国农业现代化研究》这样描绘农业现代化的第四次浪潮: “受高技术、信息革命和生态革命的影响, 世界农业前沿深刻变化。信息革命引发农业的信息化浪潮。生态革命引发生态农业、持续农业、有机农业和绿色农业等的兴起。高技术包括生物技术等的发展, 丰富了农业的技术选择, 扩展了农业的发展前景……。梳理一下近一个世纪以来农业科技的发展, 可以看出有两个并行发展的分支: 一个是农业信息化的发展, 它经历了电脑农业、数字农业、精准农业, 目前有专家认为其朝着智慧农业 ( Wisdom Agriculture) [3]方向发展; 另一个是农业智能自动化的发展, 其经历了农业机械化与电气化、农业简单自动化、到农业工厂化, 目前向着智能农业 ( Intelligent Agriculture) [4 - 6]方向发展。稍有知识的人士都知道, 以上这两个发展的阶段不同, 立足点和发展目标也不同, 但殊途同归, 如图2 所示。特别是进入21 世纪后, 许多的技术相互交融与融合, 故二者的发展也是相辅相成的, 它们对农业科技的进步与农业现代化发展都必将起到至关重要的作用。因此可以说, 农业科技含量的绝大部分存在于这两个方面。

按照以上农业3 层大系统构架划分, 就我国目前农业信息化的发展看, 其更多地表现在对农业信息的“软处理”上, 如中层的农业经营、管理与社会服务, 大量的应用基于数据库的信息管理和处理系统、云服务等。基于此, 农业信息化可以看成为是农业大系统中的“软件与信息支持系统”, 而智能农业的最新内涵则包含两个层面: 一是更多地涉及到农业生产加工系统中的各种“硬件及控制”层面[7 - 8], 如各种自动化的调控设备、农用智能装置、农业机械化自动化设备、农用传感器与检测装置、信号处理仪器及相关网络等, 这些关系到农业系统产出的环节, 因此可以看成为农业系统的“硬件与驱动系统”; 二是智能农业还涉及到农业复杂大系统的宏观智能调控与管理。这里的智能农业跳出了具体的生产环节的智能自动化调控概念, 而更多的是基于云计算和大数据处理构建出的复杂大系统调控架构, 并与农业信息化融合, 构建宏观大系统的调控“大脑”, 在更高层面上处理农业。大系统的智能、有效的运行问题包含复杂大系统的建模、智能调控算法、调控手段与网络、通讯手段等, 是关乎“大系统控制”的问题, 而不是单单农业信息所能驾驭的问题。此时, 如果将农业体系看成一个相对可控的“闭环”大系统, 那么农业信息化是这个闭环控制大系统的信息流, 而智能农业则是对农业大系统3 层内容进行全面智能调控, 并对产出做最终驱动的系统硬件及智能运算手段。此时, 对农业系统的调控可以用图3 来描述。

笔者认为, 农业信息化进步还不能完全做到让农业系统的最终产出就是高效、低耗、生态和安全的。农业信息化的实现离不开具体的调控设备和操作系统, 而具体的调控设备和系统也离不开信息化的支持。但无论如何, 如果农业信息化只做到提供信息、对信息加工处理及显示的地步, 而具体到大田、温室、养殖、加工等生产过程的操作层面上还需要人通过手动实施的话, 那么农业信息化的成果只能是做到50% 。

因此, 智能农业中的控制及技术必将发挥主导的作用: 结合智能装备和检测手段, 通过控制核心设计加上智能的推理, 可以做到尽可能地减少人的参与, 实现自动化处理各个农业生产过程并提高产出质量, 犹如工业自动化生产线一样, 农业产品的最终的高质量、无害、低成本的产出才可能有保障!

基于以上分析, 农业科技含量应该更多的具体到农业信息化和智能农业两个方面上。特别要重视“信息化”和“智能化”的结合, 并在底层农业生产与加工系统中进行智能自动化技术的推广和应用。

3 发展我国农业现代化的技术构想

逐步实现农业现代化是中国社会主义现代化建设的重要组成部分。我国具有人口众多、相对资源少、经济基础薄弱、科学文化落后、地区差异很大等特点, 搞农业现代化需要吸取外国经验, 并从我国的国情、国力出发, 走出一条具有中国特色的社会主义的农业现代化道路。基本要求是: 以建设具有世界先进水平的发达农业、富裕农村、良好环境为长远战略目标, 根据整个国民经济的发展状况, 有计划、分阶段地加以实现[9]。从本文所谈论的科技角度出发, 笔者认为发展具有我国特色的农业现代化应该从以下两大技术入手, 并缺一不可。

3. 1 农业信息化相关技术

应该着重发展广义农业信息获取、表达、加工和计算机识别技术, 农业电子商务技术, 农业数据通讯和物联网技术, 农业病虫害专家诊断系统, 农业大数据处理和云平台数据共享建设等。这方面姑且简称为“网上”的“软”技术。

3. 2 农业智能化相关技术

应该着重发展农用智能装备与技术、农作物信息监测与传感器技术、农业生产系统自动控制与智能化管理技术、农产品加工自动化智能化控制技术、农业大系统的智能管理与决策技术等。这部分姑且简称为“网下”的“硬”技术。

回顾我国农业科技的发展模式, 似乎农业信息化的建设突前了一些, 重点表现在我国“九五”“十五”和“十一五”部分期间发展起来的电脑农业、网上农业、数字农业等信息化普及上, 其取得的最明显的成果是农民可以上网了。这期间农业信息化的发展更多地是涉及到农业电子商务、病虫害的专家诊断等方面[10]。研究发现, 这期间虽然有了一些对精准农业的研究, 但更多的是分散的、含具体对象的检测和调控, 还没有对农业大型智能装备、大型调控系统, 特别是整体系统的智能管理和控制进行深入的研究, 从而直接导致了底层的农业生产及加工层面上智能的自动化系统、实用硬件开发以及农业大系统的管控研发成为了我国农业现代化发展的短板。特别是大田农业中, 绝大部分还是由农民根据经验和网上的建议去实际操作灌溉、施肥、播撒农药等, 绝大部分的劳动力和劳动强度并未降低, 也因此产生了大量的农产品和土地的不安全隐患。

按照智能农业的大系统设想, 如果构建了这样一个系统的“大脑”, 采用大量的智能农业装备, 并形成了“闭环”的调控体系, 那么就可以将人的参与程度降到最低, 也因此把由于人为因素造成的农业生产过程的质量隐患降到最低, 同时还可以做到资源优化和节能降耗。要实现这个理想, 还要将智能农业与智慧农业融合在一起。这样的架构可能是: 完全将云平台、物联网、农业信息处理、各种传感器、智能装备、人机界面等集成在这个大系统中, 按照闭环控制系统构造递阶型的“前向通道”和“反馈通道”, 在大系统“智能控制器”—大脑的调配下有机的、智能的运行, 并与农业系统的ERP系统联通。

因此, 建议在我国“十二五”期间和接下来的“十三五”期间, 要大力发展智能农业及其相关技术, 应该较好地借助于先期发展的农业信息化成果, 将农业信息化和农业智能化良好地融合, 开发出实用性农用智能“硬件”, 构建农业大系统的各层“闭环”的智能调控系统, 大力研发和推广实用型农用智能装备和传感器。同时, 构建农业大系统的“智能大脑”, 并借助物联网载体和云平台, 实现大系统的有机智能调控以及管理。

4 结论

发展农业现代化是长期而复杂的任务。对其研究更多的是涉及到宏观的方法论问题[11]。本文从技术角度出发, 将农业现代化系统划分为3 个层面, 给出每一层面对应的现代化发展含义。同时, 简单梳理了我国农业科技进步的脉络, 在农业信息化和农业智能自动化两方面给出了各自现代化发展方向和各自对应农业现代化系统的层面, 也对发展我国农业现代化的技术构想进行了简述。同时强调:

1) 农业信息化不等于农业智能化。

2) 农业科技的进步应该是以降低劳动强度、解放生产力、高效产出为目的, 因此要更多地关注智能农业及其相关技术。

3) 借助于前期的农业信息化建设, 在农业现代化进程中更应关注底层农业生产和加工系统, 研发实用性智能装备和控制系统, 加快发展农业智能自动化。

4) 在大力发展智能农业的相关“硬件”同时, 以大系统控制理论为基础, 在高层构建农业大系统的“智能大脑”, 融合农业信息化的相关信息技术, 实现农业大系统或行业系统的智能化决策和管控[12], 真正实现农业的智能化, 为加快农业现代化发展步伐提供强有力的技术支持。

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智能农业机械 篇11

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第二种：目前全部费用仅为2.98万元，学成后颁发结业证书，免费赠送价值3.3万元的全套育苗设施：2013版农业智能电脑一套；余同上。备注：2013版农业智能电脑，根据天气变化自动调节，从而彻底解放了生产力，开启了快繁育苗的新时代！特别适合气候复杂多变的南方地区。

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基于声发射农业智能灌溉系统 篇12

1 系统实现原理

本系统利用作物声发射检测技术获得农作物是否缺水以及水分亏缺程度, 并利用物联网技术组建Zig Bee无线网络, 实现对农作物生长环境监测, 同时根据不同农作物生长的不同时期综合判定, 实现农作物自动灌溉。

1.1 常用农作物水分检测方法分析

一直以来, 人们探讨了很多不同的方法对农作物需求水分进行监测。如李震等人使用土壤含水率传感器直接测量土壤含水率, 选用美国Decagon公司的ECH2O系列电容型土壤含水率传感器EC-5 (Decagon Devices, Pullman, MA, USA) 。杨世凤等人则更多地着重作物水胁迫声发射检测研究。还有很多其他的传统技术方法如灌层温度检测、作物光谱反射率检测、茎杆直径微变化检测、植物蒸腾速率检测等等。

利用声发射信号检测技术。水分运输的内聚力理论阐述了水在土壤-植物-大气连续体系统中的运输是处于一定的负压力或张力下的。土壤变得干燥时, 张力就相应地增加, 当超过一个极限值时, 由于水分子间的内聚力失效或对导管壁的附着力失效, 水柱的连续体就不能再保持下去, 从而发生断裂或抽空, 这称之为植物木质部的空穴现象, 此时, 张力会突然释放而产生冲击波, 并同时释放声发射信号。声发射信号在超音频 (100~300k Hz) 范闱内, 声发射传感器检测到的信号可以作为植物水分胁迫的生理指标, 判断出作物当前水分缺失。

声发射信号检测技术利用农作物在受到水分胁迫时发出的超声波, 但是, 不同作物, 或田间大量作物发出的超声波, 需要进行大数据统计才可以使用;另外, 这些超声波信号并不规整, 包含很多的杂波, 需要进行滤波等信号处理, 才能够得到反映农作物水分情况的信息。

利用声发射信号检测技术可以获得农作物缺水信息, 但对农作物的灌溉需要考虑很多参数。如不同的作物不同季节需水量不同, 还有像光照、风速、温度等大量的环境参数以及不同作物的灌溉量等。

1.2 农作物灌溉需要考虑的多种因素

作物种类:不同植物对水分的要求是不同的。如花生和红薯需要半墒, 不能浇太多的水, 尤其是光照太强时;棉花根系较深, 耐旱, 而大豆根系不太深, 和棉花相比, 耐旱程度要差很多。

作物生长时期:不同作物在不同生长时期对水分的要求也是不同的。大多数作物生长初期只要旱情不是长期的和特别严重, 对其生长影响不会特别大;但是很多作物在近成熟期, 旱情较大时对其影响会很大, 而一些作物在生长过程中也会有些特别的要求, 如小麦三次水, 灌浆水、拔节水、返青水等。

作物的外部环境:作物生长的外部环境和灌溉量也是相关的。如中原地区一年秋麦两季作物, 这两季作物生长的季节环境不同, 出现旱情时, 考虑的外部环境因素也是不同的。出现旱情时, 作物外部的光照、风速、温度等因素对灌溉量的影响也需要考虑。

其他的因素:对一些不能进行自动监测灌溉的, 设定人工操作等特殊情况处理。

1.3 系统体系结构

Zig Bee技术提供了一种廉价的固定、便携或者移动设备使用的极低复杂度、成本和功耗的低速率无线通信技术。这种无线通信技术具有如下特点:

1) 功耗低:Zig Bee节点非常省电, 电池供电的节点工作时间可以长达6个月到2年左右。2) 数据传输可靠:Zig Bee的MAC层采用talk-when-ready碰撞避免机制。这种完全确认的数据传输机制, 可以提高系统信息传输的可靠性。3) 网络容量大:一个Zig⁃Bee的网络最多包括有255个Zig Bee网路节点, 若是通过网络协调器 (Network Coordinator) , 整个网络最多可以支持超过64000个Zig Bee网路节点。4) 兼容性:Zig Bee技术与现有的控制网络标准无缝集成。5) 安全性:Zigbee提供了数据完整性检查和鉴权功能, 在数据传输中提供了三级安全性。实现成本低:模块的初始成本较低, 且Zigbee协议免专利费用。

利用Zig Bee技术实现的无线传感器网络 (Wireless Sensor Networks, WSN) 具有自组织、无需布线、即插即用、智能型强、健壮性好、成本较小等优点。因此, 本系统顺应设施农业环境监控自动化、智能化和网络化的发展趋势, 采用WSN技术, 设计了基于声发射的无线传感器网络智能农业灌溉系统, 实现了农业设施内信息采集节点的自动部署、数据自组织传输, 实现了作物水分亏缺以及相关的环境因素 (包括大气温度、湿度、土壤温度、土壤湿度、光照度等) 的远程、实时监测及自动灌溉。

2 系统硬件实现

利用分布式技术, 在一定范围内设置一个网络节点, 安装一组传感器, 基于Zigbee协议实现网络节点自组织组网, 网络节点数据通过Zigbee网络传入协调器节点, 再通过串口传入和协调器连接的PC机, 实现界面显示与控制。系统硬件实现原理图如图1所示。

3 系统软件实现

系统软件的设计主要分为:PC机界面及功能以及协调器、路由器和终端节点等两类程序设计。

PC机界面及功能设计:利用VS2010开发环境, 利用C#语言开发各种界面并实现相应功能, 主要涉及:声发射信号数据统计分析等处理、利用串口实现和协调器的交互操作, 利用数据库技术实现系统数据存取。

协调器、路由器和终端节点程序设计:利用IAR Embedded Workbench for 8051 (Version7.60) 作为开发平台, 结合ZStackCC2530-2.3.0-1.4.0堆栈协议, 利用C语言实现声发射、土壤湿度、温度、大气湿度、光照、风速等传感器数据采集与传输, 实现继电器开关的控制。

4 结束语

利用物联网技术, 结合声发射技术并考察农作物多种因素, 设计基于声发射的农业智能灌溉系统, 该系统不仅适用于目前诸如温室大棚小规模精密农业的生产, 更适用于大规模的现代化农业生产, 该系统为现代化农业智能化控制提供了一种较好的实践解决方案, 具有一定的现实和长远意义。

摘要：基于声发射技术判断农作物水分亏缺程度, 综合生长需求及其他多种因素确定农作物是否需要灌溉及灌溉量, 利用物联网技术, 设计了智能农业灌溉系统。该系统可以随时精确获取作物环境因素、需水信息, 并对不同种类农作物不同生长时期实现智能灌溉;具有稳定性好、可靠性高、成本低廉、扩展灵活、开放实用等优点。该研究为自动化农业节水高效生产做出了探索。

关键词：水分胁迫,声发射技术,物联网技术,智能灌溉,节水农业

参考文献

[1]李震.农田土壤含水率监测的无线传感器网络系统设计[J].农业工程学报, 2010, 26 (2) .

[2]杨世凤.作物水胁迫声发射检测及视情灌溉系统的研究[J].农业工程学报, 2001, 17 (5) .