国内外农业机械自动化的现状分析
更新时间:2023-09-04 03:26:01 阅读量: 教育文库 文档下载
国内外农业机械化新技术的现状与发展
综述
国内外农业机械自动化的
高世杰
(哈尔滨职业技术学院150001)
摘要:简要回顾了国内外农业机械自动化的现状并进行了分析,探讨了我国农业机械自动化的发展趋势,对今后农业机械自动化产品的改进、完善以及自动化的开发,提出了新的思路。
关键词:自动控制;农业自动化;农业机械农业自动化能够大大提高劳动生产率和增加劳动舒适性,而且随着经济的全球化,面临农产品开放进口和市场竞争的压力,现代农业只有通过进一步提高生产率、降低生产成本和提高产品品质才能生存。从这些新的需求出发,农业生产向着高效率和高精度的机械化、自动化方向发展是必然的选择。
1.国内外农业自动化的现状1.1国外农业自动化的现状
近些年来,国外农业自动化飞速发展,农业机械设计向高速、宽幅、大功率、舒适的方向发展。自动化控制技术在农业机械上的应用已相当普及,一些著名厂商把自动控制、信息处理、全球定位系统和激光、遥感等现代尖端技术、装备应用于农业机械上。如一种农用激光平地机就是利用激光调平传感微机处理技术,经一次地面平整作业,即可成形,且能达到寸水不露泥的精度。美国的约翰 迪尔公司所生产的水稻联合收割机就安装了一套称为的精密作业系统。该系统能提供产量或收获量信息、湿度、待收获作物总质量等读数,能精确测量粮食升运器顶部的谷物流量及实时的产量数据,能分别对分离装置、滚筒转速、割台升降、割台倾斜和停车制动安全等装置进行快捷实时监测与控制。该机还装备全球卫星定位系统和示差定位信号,可快速确定出机器所处位置。
随着现代化科学技术的飞速发展,机器人技术正产量为1.648万台。日本有机器人生产厂家300多个,生产机器人占世界总拥有量的60%。农业机器人已被广泛应用到各个领域。
1.2国内现有的自动控制技术在农业自动化中的应用
由于历史、观念和技术等方面的原因,我国传统农业机械与发达国家相比有很大差距,已远远不能适应农业的科技进步。近些年来,自动化的研究逐渐被人们所认识,自动控制在农业上的应用越来越受到重视。例如,把计算机技术、微处理技术、传感与检测技术、信息处理技术结合起来,应用于传统农业机械,极大地促进了产品性能的提高。我国农业部门总结了一些地区的农业自动化先进经验(如台湾地区的农业生产自动化、渔业生产自动化、畜牧业生产自动化及农产品贸易自动化)的开发与应用情况,同时也汲取了国外一些国家的先进经验、技术,如日本的四行半喂人联合收割机是计算机控制的自动化装置在半喂人联合收割机中的应用,英国通过对施肥机散播肥料的动力测量来控万方数据
一系列适合我国农业特点的自动化控制技术。
1.2.1已有的农业机械及装置的部分自动化控制自动化技术提高了已有农业机械及装置的作业性能和操作性能。浙江省把自动化技术应用于茶叶机械上,成功研制出6CRK一55型可编程控制加压茶叶揉捻机,它利用计算机控制电功加压机构,能根据茶叶的具体情况编制最佳揉捻程序实现揉捻过程的自动控制,是机电~体化技术在茶叶机械上的首次成功应用。
1.2.2微灌自动控制技术
灌溉管理自动化是发展高效农业的重要手段,高效农业和精细农业要求必须实现水资源的高效利用。采用遥感遥测等新技术监测土壤墒性和作物生长情况,对灌溉用水进行动态监测预报,实现灌溉用水管理的自动化和动态管理。在微灌技术领域,我国先后研制和改进了等流量滴灌设备、微喷灌设备、微灌带、孔口滴头、压力补偿式滴头、折射式和旋转式微喷头、过滤器和进排气阀等设备,总结出了一套基本适合我国国情的微灌设计参数和计算方法,建立了一批新的试验示范基地。在一些地区实现了自动化灌溉系统,可以长时间地自动启闭水泵和自动按一定的轮灌顺序进行灌溉。
1.2.3自动控制技术在精准农业中的应用
精准农业是在传统农业与农机装备技术上,运用高新技术进行农业生产管理。精准农业较传统农业其先进之处主要是应用全球定位系统(GPS)、地理信息技术、计算机控制技术、专家与决策知识系统,实现农业生产的定位、定量、定时,做到精耕细作和由于农业水土管理区管理点较为分散,用传统方法进行数据采集和信息传输精度差、速度慢。把电子技术、微电子技术和通信技术紧密结合起来,采用现代方法进行自动化监控和管理非常必要,如在渠系、灌水、泵站等方面实现自动化监控与管理。农业自动化向智能化方向发展,进一步发展精准农业重点发展节水、节肥精准农业技术体系的自动化控制,实施精准灌溉、精准施肥,提高水资源和化肥资源的利用率。精细设施农业主要发展以温室为主的自动控制系统智能化研究,从而现降低成本、提高作物产量、提高农产品品质。计算机视觉技术在我国农业生产和农业现代化方面已开始应用,但在设施农业、虚拟农业中的应用尚处予起步阶段,应进一步加强、加快该领域的研究与应用。
2.结论
我国农业自动化已在设施农业中的温室自动化控制、排灌机械自动化、部分农业机械装置自动化等方面得到一定的发展,尤其精准农业的发展越来越得到重视。电子技术和信息技术的迅速发展推动了农业机器向自动化方向发展。随着智能化技术的发展,人工智能将是世纪农业工程发展的重点。各种农业机器人或智能化系统将在农业自动化控制中不断涌现,继续推动和实现农业自动化是农业机械化工程技术工作者所面临的重大挑战,并进一步促进农业自动化控制技术向智能化技术发展。
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越来越被世界各国所重视。1994年,美国机器人的年制肥料的精确使用量。这些技术和方法是我国农业机械的自动化装置得到了补充和新的发展,从而形成了
国内外农业机械化新技术的现状与发展
国内外农业机械自动化的现状分析
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):引用次数:
高世杰
哈尔滨职业技术学院,150001农村实用科技信息
NONGCUN SHIYONG KEJI XINXI2010,""(1)0次
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1.学位论文 裴丽群 基于ZigBee的无线照明系统的研究与设计 2008
IEEE802.15.4 标准主要规定了一种短距离、低功耗、低速率、高可靠性的无线芯片标准。遵循此标准的无线网络技术则由国际ZigBee联盟所定义。ZigBee是一组基于IEEE批准通过的802.15.4无线标准研制开发的,有关组网、安全和应用软件方面的技术标准。它不仅只是802.15.4的名字。IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议,ZigBee联盟对其网络层协议和API进行了标准化。ZigBee联盟是一个高速增长的非牟利业界组织,成员包括国际著名半导体生产商、技术提供者、代工生产商以及最终使用者。成员正积极制定基于IEEE802.15.4、可靠、高性价比、低功耗的网络应用规格。
ZigBee技术的目标就是针对工业,家庭自动化,遥测遥控,汽车自动化、农业自动化和医疗护理等,例如灯光自动化控制,传感器的无线数据采集和监控,油田,电力,矿山和物流管理等应用领域。另外它还可以对局部区域内移动目标例如城市中的车辆进行定位。Zigbee技术和RFID 技术在2004年就被列为当今世界发展最快,市场前景最广阔的十大最新技术中的两个。
本文将在首先介绍了IEE802.15.4和ZigBee的基本技术规范以及通信协议标准之后,对于ZigBee联盟制定的标准灯光控制规范做了进一步的说明,并且最后侧重于无线照明系统的软硬件研究与设计。本次设计采用Jennic的JN5121高功率模块,特别是在树形网络的组建上做了非常详细的设计参考。
2.期刊论文 韩金玉.卢博友.郭爱荣.王洁 我国农业自动化现状与发展趋势 -农机化研究2003,""(3)
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3.学位论文 马世榜 关于农业温室自动化作业平台的研究——行走机构及导引控制方式 2009
温室农业是农业生产的高级生产方式,是高效农业生产的有效手段,温室环境自动控制技术和自动化作业生产装备的研发是促进其发展的关键。根据我国温室农业发展状况和技术水平,研制温室自动化作业平台生产装备具有重要意义。本自动化作业平台是依据我国温室农业特点,以单栋净跨度6.0m的温室为使用环境,以土耕种植蔬菜为作业对象,实现对作物种植过程中的整地、播种、间苗、灌溉、施肥和收获等一系列作业,实现“一台多用”降低成本。作业平台能够以手动控制和全自动控制两种方式在温室中往复作业,行走机构能够原地转动90°,以直角转弯的方式代替常见的圆弧转弯方式,实现横移转入下一栋作业。本文以自动化作业平台为研究对象,主要研究其行走机构及导引控制方式,主要包括下面几个方面。<br>
1. 根据温室农业作业特点和自动化作业平台功能要求,用SolidWorks2007三维软件构建出了自动化作业平台原理样机。确定了其主要组成部分和各个部分的功能作用,确定了温室农业自动化作业平台的行走方式、工作原理和行走机构部分所要求具备的功能。<br>
2. 对自动化作业平台悬挂旋耕机和悬挂犁铧作业分别进行了力学分析,得出了设计时所应该注意的安全事项,并确定了作业平台行走动力源、行走系统传动方案、行走轮用轮胎花纹及尺寸等,设计了关键的传动部件。<br>
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4. 研究分析了温室自动化作业平台全自动导引行走过程控制,确定了温室自动化作业平台导引方式和定位方式,介绍了模糊控制的原理,提出采用模糊控制完成作业平台全自动化导引行走过程控制,建立了模糊控制模型,应用Matlab软件中Simulink工具包对其进行了仿真分析。<br> 关键词:温室农业;自动化作业平台;行走机构;仿真分析;导引过程控制论文类型;应用研究
4.学位论文 高锐 草莓收获机器人的初步研究 2004
为了实现草莓收获的自动化,需要综合使用图像处理、自动控制等方面的技术.该文对草莓收获机器人进行了试验性的研究.根据嵌入式技术飞速发展的现状,该文采用了"用嵌入式系统取代原先农业自动化领域的PC机系统"的思路,并基于嵌入式主板和开源操作系统Linux对机器人的视觉和控制系统进行了初步研究.该文对草莓收获机器人的视觉系统及采摘手爪的设计进行了重点介绍.该文依据成熟草莓果实颜色会发生变化的现象,应用草莓图像在
L<'*>a<'*>b<'*>彩色模型中的a<'*>通道信息,对成熟草莓进行了识别研究,并进一步研究了用于收获目标的夹取点坐标的寻找方法.该文采用桥架式直角坐标机器人的形式,对机器人结构进行了虚拟设计,其中利用小型直流电磁铁设计了机器人采摘手爪.
5.期刊论文 陈铭年 以色列Dagan智能塑料大棚的技术特点 -福建农机2001,""(3)
1998年,福州市农业局从以色列引进了一套智能化的塑料大棚.这套由Dagan农业自动化公司提供的大棚主体占地一公顷.该大棚主要用途是用营养土栽培西红柿等蔬菜.这座大型农业设施的自动化控制水平高,可实现温度、湿度、阳光、通风等自动控制.对这套耗巨资引进的进口设备进行引进消化、分析研究,其意义是明显的.
6.学位论文 寇越峰 现代温室信息采集与控制的分析与研究 2000
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本文链接:http://www.77cn.com.cn/Periodical_ncsykjxx201001058.aspx
下载时间:2010年6月11日
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