人工智能在農機裝備智能化中的運用

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦一篇人工智能在農機裝備智能化中的運用范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

通過人工智能技術，結合物聯網、智能控制、衛星定位等信息技術與農機裝備深度融合，能夠改善傳統農機裝備的運行狀態，使農機裝備適應農業生產環境。農機裝備需要與人工智能技術結合起來，通過機器視覺、智能控制、深度學習等手段，使農機裝備帶有智能屬性，實現農業“耕、種、管、收”等核心環節的自動生產，甚至由計算機系統替代人腦操控生產過程，提高農業生產的技術水平。智能化是農機控制的重要方向，需要與農業生產過程結合起來，注重人工智能在農機生產中的實現。

1農機裝備智能化中的人工智能技術

1.1自動控制

自動控制是農機裝備運行的關鍵，分析農業生產狀態，提高自動運行控制的可靠性。為了實現智能控制，需要注重監控系統的影響，感知農業生產變化情況，為農業生產控制提供依據，保障農業生產過程能夠順利進行。對于農作物而言，需要控制生長條件，如溫度、濕度等，滿足植物的生長環境需求，提高農作物的生長控制水平。在智能化控制環境下，需要做好數據的采集工作，將傳感器技術應用其中，增強對環境信息的監控能力，使農機裝備的操作更加精準。自動控制是智能化的重要體現，農機裝備智能控制應結合種植經驗，研制出整套專家控制系統，擺脫人工依賴，降低勞力方面的投入，使農機裝備能夠發揮出主要作用，提高農業生產的效率[1]。

1.2圖像識別

農業生產過程中，需要通過肉眼判斷農業生產狀態，為此，可以將圖像識別技術應用在生產控制中，基于視覺管理農業生產，提高農業生產的識別能力。通過圖像識別技術，利用深度卷積神經網絡進行特征學習，逐步建立圖像監測模型，能夠判斷農作物的長勢、病蟲害程度等，綜合判斷農作物的整體生長狀況，便于管理農業生產過程。同時，也可以提高農業生產的安全性，識別土壤中的障礙物，將障礙物及時排除，避免對農機裝備造成損傷，如播種機、翻土機等，控制農業生產環境。圖像識別相當于機械的眼睛，主要應用到圖像識別技術，通過色彩、形狀等進行分析，嚴密監測生產過程，調整農機裝備的控制變化，使農機能夠達到智能化控制標準，提高圖像識別的應用水平[2]。

1.3虛擬技術

農機裝備使用過程中，需要注重虛擬技術的應用，模擬農作物的未來長勢，提前預判作業時間。通過虛擬技術能夠降低農業裝備出錯的概率，遵循農作物的生長規律，使農作物的生長過程處于最佳條件，農業生產過程更加細致化。農業生產過程包括播種、灌溉、施肥、收割等，需要通過虛擬技術進行模擬，合理設定農機裝備的數據參數，保障參數設置與實際環境的匹配性，保障農機參數的應用能夠發揮作用。以收割虛擬化控制為例，能夠優化收割路線，合理安排收割過程，提高農業收割的效率。同時，模擬設備的運行時間，避免設備在高溫環境下持續工作，合理安排設備的停歇時間，使農機裝備具有穩定的運行狀態。

1.4網絡技術

網絡技術在農機裝備智能化中是不可或缺的，需要保證設備之間的通信能力，采集農業生產信息。網絡技術運用基于5G網絡展開，傳輸速度可以達到10Gbit/s，尤其是在圖像數據方面，保證數據傳輸的穩定性。對于農業生產數據，需要通過網絡進行傳輸，將數據匯集到上位機中，統一處理生產數據，構建完善的人工智能控制條件。而且，農機裝備的控制也需要通過網絡技術進行，采用無線控制的方式，使網絡技術能夠承擔起控制功能，有助于智能農機管理系統的構建。通過智能農機管理系統，能夠確定農具的工作狀態、調度情況等，把控農機的運行狀態，提高對農機運行狀態的規劃能力，保障農機裝備的控制能力。

2人工智能在農機裝備智能化中應用

2.1智能收獲機械

農業生產過程中，收獲機械是必不可少的，需要控制收割質量，使農作物能夠收割干凈，降低農作物在田地中的殘留量，使機械具有穩定的工作效率。收割機裝備裝有GPS定位系統，能夠判斷收割機的位置信息，便于調配收割機的工作狀態，提高收割機工作區域安排的合理性。農作物收獲過程中，需要判斷含水量情況，如水稻收獲期含水量一般為22%~25%，玉米收獲期含水量不能超過20%。對于不符合要求的農作物，需要避免進行收割，否則應額外處理農作物，如晾曬、烘干等，使農作物能夠處于干燥狀態，避免增加農作物的儲存難度。智能收獲機械可以進行自動作業，評估農作物的產量情況，保障農作物的收割控制效果[3]。

2.2智能施藥機械

農作物生產過程中，需要注重智能施藥機械的應用，控制農藥的含量，防止出現藥劑使用過量的情況，提高對生態環境的保護作用。智能施藥機械需要注重路徑規劃，通過GIS、GPS等技術，保證對路徑的識別能力，合理選擇施藥路徑，采用最短的施藥路徑，使施藥機械能夠穩定工作。同時，需要具有病蟲害識別能力，確保藥劑選擇的合理性，并且控制藥量。以青枯病為例，采用70%代森錳鋅500倍液或50%甲霜靈800倍液，提高藥劑用量的控制效果。智能施藥機械具有噴霧自動調節能力，使霧滴能夠更好地分散到施藥部位，保證施藥控制的精準性，構建出良好的對靶施藥條件，確保施藥機械起到病蟲害防治作用[4]。

2.3智能施肥機械

肥料是滿足農作物生長所需的關鍵，需要合理設計施肥機械，嚴格控制施肥量，構建良好的肥料配比條件。以馬鈴薯施肥為例，主要以復合肥為主，肥量在760kg/hm2左右，使馬鈴薯能夠順利度過苗期。肥料主要分為氮肥、磷肥和鉀肥，采用施肥計劃專家系統來控制肥量，可以控制肥量的配比條件，保證肥料的施肥比例適當，提高施肥控制方法的有效性。同時，還要在電子地圖內輸入處理方案，構建施肥地點與肥量的關系，提高施肥控制的智能化程度。施肥控制方法需要注重合理性，將控制方案輸入到系統中，構建出完善的控制策略，使化肥的使用能夠根據實情展開，保證各個區塊施肥控制的嚴格性[5]。

2.4智能播種機械

播種是農作物種植的重要環節，為了提高播種的效率，需要注重智能播種機械的應用，嚴格控制播種參數。播種包括開溝、播種、施肥等一系列操作，需要根據農作物種類及種植要求進行把控，進而滿足智能化的播種條件。智能播種控制流程以水稻播種作為研究對象，將導航定位、無線通信、CAN收發等技術應用其中，使播種過程能夠得到技術支持，保障播種控制具有良好的條件。為了控制播種參數，需要將控制參數輸入到主控系統中，如行距為25cm~35cm，株距為10cm~13cm，確保參數控制的適配性，保證水稻種植能夠精準展開。水稻播種采用農機裝備進行，屬于機械化播種形式，需要控制速度、方向，保障播種過程能夠順利執行[6]。

2.5智能灌溉機械

農作物生產過程中，需要注重智能灌溉機械的應用，合理選擇灌溉方式，采用自動化的灌溉方案，做好過程中的節水控制。智能灌溉機械需要使用到GPS定位系統，檢測指定位置的根部及濕度，及時為農作物補充水分，防止出現缺水的情況。同時，需要選擇灌溉方式，主要以滴灌和噴灌為主，能夠起到節約用水的作用，減少水資源的消耗。智能灌溉機械采用自動控制形式，實現自動灌溉、定時灌溉等功能，以溫濕度情況作為灌溉控制依據，修正灌溉控制參數。在灌溉參數方面需要提前進行設定，控制水泵的啟停過程，智能化監測運行數據。另外，需要具有灌溉系統檢查能力，通過管壓檢測確定水管的破損情況，提高對灌溉系統故障的應對能力[7]。2.6智能溫室監控大棚溫室是重要的植物種植環境，需要做好農機裝備的配置，對溫室采取智能化監控，提高溫室監控方法的有效性。在大棚溫室中，影響農作物生長的因素較多，如光照強度、溫度、濕度、二氧化碳濃度等，需要通過相應的傳感設備進行監測，獲取大棚環境的相關信息。大棚內部環境雖然適合植物生長，但不適合工作人員長期勞作，對身體健康具有一定的影響。因而，采用智能溫室監測具有必要性，模擬不同生長階段的農作物生長環境關鍵參數，通過智能控制系統實現遠程調節，提高室溫控制的穩定性。

2.7智能采摘機

農作物采摘過程中，需要根據成熟情況進行篩選，保證成熟的優先采摘，推進農業采摘過程的智能化。智能采摘機是重要的農機裝備，在機械臂上裝有攝像頭，采集農作物成熟情況，通過外形、顏色等判斷農作物是否成熟。農作物辨識方面需要應用圖像識別技術，可以判斷農作物的具體細節，按照大小、顏色等進行細致化分類，在采摘過程中便分類處理，使采摘與分類能夠整合起來，提高農作物的采摘效率。智能采摘機由機械臂進行操作，可以在360°方向上旋轉，具有靈活控制的特點，使農作物能夠得到快速采摘，保障機械臂工作的穩定性[9]。智能采摘機具有自動稱重功能，統計農作物產量情況，改進農作物管理方法。

2.8智能水產養殖

農機裝備在水產養殖中具有重要應用，可以監測水產養殖環境，使水質能夠處于達標狀態。在線水質智能監測方面，對水體的溫度、溶氧、pH值、氨氮、亞硝酸鹽等水質指標進行7×24h不間斷測定，將監測到的數據通過物聯網技術傳送到總監控室和相關管理人員手機，然后應用專家決策系統進行增氧、調水、投餌、割草、控溫等，確保溫度、溶氧、pH值、氨氮、亞硝酸鹽等水質指標控制在安全、健康、高質、高效的養殖標準范圍內。以智能巡航船為例，具有自動投餌、投藥功能，可以分析圖像、聲音和投喂歷史，智能判斷投喂時機，在投喂過程中跟蹤喂食情況，調整投喂速度，判定投喂停止點。同時，還可以拍攝水下環境，通過水面和水下圖像采集、水下聽音、噪聲消除等信息采集和分析功能，實現水產養殖的智能化管理[10]。

2.9農業機器人

農業機器人屬于先進的農機設備，屬于智能控制技術的集成體現，需要針對農業環境展開設計，使農業機器人能夠發揮作用。農業機器人的目的是代替人工進行勞作，根據預設的程序進行一些重復勞作，不僅能夠提高農業生產效率，還可以將工作人員解放出來。農業機器人種類較多，如施肥機器人，可以智能化地施肥；育苗機器人，能夠實現幼苗的自動栽種。農業機器人實現的核心在于感知能力，判斷農作物的當前狀況，控制農機工作狀態。農業機器人具有自動控制能力，對運行程序控制具有較高要求，提高農作物生產的規范水平。

3結論

綜上所述，農機裝備是實現農業自動化生產的關鍵，對我國農業發展的影響較為深遠，需要堅持智能化發展方向，使農業生產能夠獲得智能化技術的支持，提高農業生產的效率。智能化是當前農業的重要發展方向，需要構建智能化的發展目標，提高農業機械的智能化水平，確保農業裝備發展的推進作用，打造智能化的農機裝備體系。

參考文獻：

[1]赫磊，李紀鑫.多傳感器集成的農機智能感知平臺設計與開發研究[J].南方農機，2022，53(6)：47-49.

[2]歐陽安，崔濤，林立.智能農機裝備產業現狀及發展建議[J].科技導報，2022，40(11)：55-66.

[3]王佳宇.人工智能在農機裝備智能化中的應用[J].農業工程技術，2022，42(6)：47+53.

[4]張曉瑛.對農業智能裝備發展戰略的思考[J].當代農機，2021(11)：18-19.

[5]吳華瑞.智能農機賦能蔬菜產業高質量發展[J].蔬菜，2021(9)：1-10.

[6]陳瑋.人工智能在農機裝備智能化中的應用[J].南方農機，2020，51(12)：24+46.

[7]張飛，雷任雄.基于SWOT分析的江蘇智能農機發展對策研究[J].江蘇農機化，2021(1)：5-8.

[8]譚聰.人工智能對農業機械化發展的影響[J].廣西農業機械化，2020(4)：23-24.

[9]吳海華，胡小鹿，方憲法，等.智能農機裝備技術創新進展及發展重點研究[J].現代農業裝備，2020，41(3)：2-10.

[10]李翼南.中聯智能農機亮相全國農機裝備高質量發展現場推進會[J].農機科技推廣，2021(4)：61.

作者:林領  黃玉流 單位:新大陸數字技術股份有限公司