探究电气自动化技术在农业机械控制中的运用

探究电气自动化技术在农业机械控制中的运用

李佳宁 211481199206200624

摘要:由于传统的农业操作方式已经根深蒂固，农民可能对新的电气自动化技术持怀疑态度或抵触情绪，他们可能担心新技术的可靠性、维护成本以及自身技术水平是否能够适应新的操作方式，这一问题的解决具有十分重要的现实意义，只有农民本身接纳电气自动化技术在农业机械控制中的应用，才能够切实发挥自动化技术所带来的优势。

关键词:电气自动化;农业;机械控制;应用

引言

电气自动化技术在农业机械控制中的应用已经成为现代农业发展的重要趋势。随着人口的增长和城市化进程的加快，农业生产面临着越来越大的压力，传统的农业机械操作需要大量的人力投入，效率低下且劳动强度大，而电气自动化技术的应用可以有效解决这些问题，更好地服务于农业生产。其中，执行器可以根据传感器的信号自动启动或停止农机设备，实现智能化操作。控制器可以根据预设的程序和算法对农机设备进行集中管理和调度，提高作业效率和资源利用率。

1电气自动化技术基本概念

传统的农业机械操作大多数是人工完成的，效率较低，而通过电气自动化技术，可以实现对农业机械的自动控制和监测，减少人力成本和资源浪费，增加农民的收益。此外，机器设备的自动化运行可以改进传统的作业方式，对农作物的种植起到积极作用，就像灌溉技术，可以提高灌溉的效率和水资源利用率，从而提高农作物的产量和质量。其次，还能实现精准农业管理。精准农业管理是指根据作物的生长情况和需求，精确地控制农业生产过程中的各个环节，以提高农作物的品质和产量。

2电气自动化技术在农业机械控制中的应用

2.1自动灌溉系统

自动灌溉系统通过安装土壤湿度传感器实时监测土壤的水分含量，传感器将土壤湿度信息传输给控制器，控制器根据预设的湿度1}7值判断是否需要进行灌溉，当土壤湿度低于设定值时，控制器会发出信号，启动灌溉设备，向农田供水，而当土壤湿度达到设定值时，控制器会自动关闭灌溉设备，停止供水，这样可以避免因过度或不足的灌溉而导致水资源浪费或农作物生长不良的问题。

2.2自动驾驶农机

自动驾驶农机可以通过激光雷达、摄像头和全球定位系统(GPS)等传感器获取农田的地形信息和作物的位置，通过控制器实现农机的自主行驶和作业操作。激光雷达可以生成农田的三维点云地图，摄像头可以识别作物的特征和位置，通过对这些信息的分析和处理，农机可以确定行驶路线和作业区域，避免碰撞和损伤作物。自动驾驶农机通过全球定位系统(GPS)获取农机的实时位置信息，通过与预设的地图数据进行匹配，农机可以实现精确的定位和导航，可以根据预设的作业路径自动行驶，完成播种、施肥、收割等任务，还可以综合参照作物的生长情况进行调整，如调整作业深度、施肥量等。

2.3智能施肥系统

智能施肥系统通过安装土壤养分传感器实时监测土壤中的氮、磷、钾等关键养分的含量，传感器将土壤养分信息传输给控制器，控制器根据预设的施肥标准和作物的需求，计算出合适的施肥量和时间。智能施肥系统还可以通过安装摄像头等传感器监测作物的生长情况[8]，摄像头可以实时拍摄作物的照片或视频，并通过图像处理技术分析作物的生长状态和需求，根据分析结果，控制系统可以调整施肥方案，如增加或减少施肥量、改变施肥时间等。

3电气自动化技术在农业机械控制中的挑战与对策

3.1传感器和控制系统的成本问题

传感器是电气自动化技术中不可或缺的组成部分，用于实时监测和采集农田的各种参数，然而，目前市场上的传感器价格较高，限制了其在农业机械控制中的广泛应用。造成传感器价格高的原因是传感器的研发和生产成本较高，市场需求相对较小。控制系统是实现农业机械自动化的关键设备，而目前的控制系统成本也较高，主要体现在硬件设备和软件开发上。硬件设备的成本包括控制器、执行器、通信模块等，软件开发的成本则包括系统设计、编程和测试等，若想解决传感器和控制系统成本高的这一问题，关键在于提高生产效率。市场需求不断增加，生产商可以通过批量生产来降低成本，从而降低产品的价格。配合新技术的研发，推动传感器和控制系统的技术创新，寻求成本更低的解决方案。原材料厂商可以研发新型的传感器材料和制造工艺来降低原材料的生产成本，这样便能够大幅降低设备的成本;也可以开发更简单和更高效的控制系统算法，减少软件开发成本。政府可以出台相关政策，鼓励和支持传感器和控制系统的研发和应用，为生产企业提供资金支持、减税优惠等，降低企业的研发成本和市场准入门槛。通过建立传感器和控制系统的合作平台，促进不同企业之间的合作与资源共享。通过合作开发和共享技术成果，降低研发成本，提高产品的竞争力。配合增加市场推广力度，加大对传感器和控制系统的市场推广面积，提高其应用的广泛性和市场需求。市场不断扩大，生产商便可以通过规模效应来降低成本，从而降低产品的价格，达到一个良性的循环。

3.2数据传输和处理的问题

数据传输的速度和稳定性是一个重要的问题，农业机械通常工作在复杂的农田环境中，存在着信号干扰和传输距离较远的情况，因此，如何确保数据的快速、稳定和可靠传输是一个关键问题。农业机械产生的数据量庞大且多样化，如何有效地存储和管理这些数据也是一个挑战，传统的数据库管理系统可能无法满足农业机械数据传输的实时性和高效性的要求。数据处理过程中也需要具备一定的智能性和实时性。在数据传输和处理的过程中会涉及大量的敏感数据，如农机设备的运行状态、土壤参数等，也要保护这些数据不被非法获取和篡改。对于这些存在的问题，要采取一定的措施进行风险的规避，可以通过使用高速、低功耗的通信技术，如

5G网络或物联网技术来提高数据传输的效率和稳定性，同时交叉使用分布式数据库系统或云存储技术，以实现对大规模农业机械数据的高效存储和管理。还可以在控制系统中应用机器学习和人工智能算法，对农业机械数据进行实时分析和挖掘来提取有价值的信息和知识，在数据的保密性上，通过利用加密技术和访问控制机制，实现农业机械数据的安全传输和存储。

3.3农民接受度和技术培训的问题

由于传统的农业操作方式已经根深蒂固，农民可能对新的电气自动化技术持怀疑态度或抵触情绪，他们可能担心新技术的可靠性、维护成本以及自身技术水平是否能够适应新的操作方式，这一问题的解决具有十分重要的现实意义，只有农民本身接纳电气自动化技术在农业机械控制中的应用，才能够切实发挥自动化技术所带来的优势。

4结语

电气自动化技术是一门综合性的技术，它主要研究和应用电子、计算机、自动控制、传感检测等技术手段，对各种电气设备和系统进行自动控制、自动调节、自动保护和管理。电气自动化技术越来越多地应用于农业机械的控制中，通过使用传感器、执行器等控制器和设备，可以实现对农业机械的自动控制和监控，大大提高了农业生产的效率和质量，降低了人工成本。作者从电气自动化技术的基本概念出发，分析了电气自动化技术在农业机械控制中的实际应用，并针对其实际应用过程中面临的挑战提出了有针对性的解决方案，最后分析了我国未来的农业发展趋势，加快电气自动化技术在农业机械控制中的应用进程，进一步推动我国农业领域整体现代化进程。

参考文献

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[4]孔德龙.工程机械设备管理现状及对策研究[J].中国设备工程,2021,(05):47-48.