发布时间:2023-07-27 16:13:54
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的智能农业的发展趋势样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
关键词:农业机械;新技术;可持续发展
1我国农业机械新技术的运用
1.1关于人工智能技术
21世纪新时期的诞生物人工智能技术,被广泛运用到了社会的各个领域中,在平常生活中人工智能技术十分常见,比如电视、电脑、洗衣机、手机等。伴随当代农业的不断进步,在农业生产中也渐渐引进了人工智能技术,诸多的智能电子技术被运用在农业机械设施中。在西方发达国家里,大多数农业生产现已实现机械化,而且对人工智能技术展开了广泛运用。例如有些国家探究出了激光拖拉机,此拖拉机运用了激光技术,可以智能掌控拖拉机的前进方向,并且还能准确定位其地点,有利于农业生产速率的提升。人工智能技术的运用有利于减少农业资本投入,降低环境污染,而且还能提升农业机械生产操控准确度。应用者在运用人工智能技术的机器过程中,其操控更加方便与舒服[1]。
1.2关于机器人技术
国内、国外专业人士始终没有终止过有关机器人技术的探究作业,然而机器人顶替人的操作现已在诸多领域被运用,比如西方发达国家诸多厂家里,几乎都在用机器人来进行生产作业,让生产效率大大提升。即使我国农业里有关此方面的技术依然位于探究时期,然而此技术的运用对农业的进步有着举足轻重的作用。
1.3关于自动掌控技术
机械自动化掌控技术是农业中利用率较高的一门技术,此技术的运用,高效地提升了农业生产速率。在农业生产作业中,自动掌控技术可依据农业现实状况来开展自动化协调,以此来降低人工作业量。比如在蔬菜大棚栽培里,自动掌控技术能对大棚里的湿度、温度等展开自动化协调,以此确保良好的蔬菜成长氛围。
1.4关于三维参数制图软件技术
市场中运用范畴比较宽广的技术是三维参数制图技术,在农业中现已逐渐运用此技术。现阶段,我国诸多农机单位早已运用CAD技术来展开农业机械设备的策划,特别是高精准要求的腹胀面要件的策划与生产,获得了不小成就,然而CAD的运用依然不足,还要进一步进行探究。
1.5关于计算机视觉技术
计算机视觉技术在农业机械里的运用重点在于用来实施农产品质量分级等方面的监测。此技术是在视觉模拟技术、图像处置技术等前提下衍生出来的技术。现阶段,此技术在农业播种、收割等环节都有用到。然而此技术的运用进程中依然存在大量技术困难,比如迅速取得动态图形讯息手段等,此技术仍有待提升。
1.6关于液压技术
对于液压技术来讲,是创建在微电子技术、工业传感技术前提下的一种技术,农业机械运用此技术后,机械能量变换的速率得以高效提升,体系作业速率也大大提高。农业机械体系动力学特点,动态特点渐渐彰显,并且伴随此技术信息搜集处理、故障问题监控技术等技术的逐渐优化,农业机械变得更加准确与合理,非常有利于农业环保工作的正常进行。
2我国农业机械新技术的发展趋势
2.1农机产品高科技含量愈来愈多
伴随农业机械的逐渐进步,诸多新兴技术在农机产品里的运用会愈来愈多,并且推广范畴会愈来愈宽广,农机产品的高新科技储量也会随之逐渐攀升。近年来,在高科技日新月异的基础上,微电子技术与计算机得到普遍利用,农业设备朝着机械化与智能化以及机电液一体化的方向前进。将来农业则会转变成精细(精确)农业,并且农业生产的水平会得到明显提高。高新科技的庞大驱动力,会让农业机械的工作效能连续提高。
2.2重视总体农机生产品质
将来农业机械的进步,会格外重视农机产品的质量,完成农机三化水准的高效提升。农机产品品质的提高,展现在其策划到生产等诸多方面。在产品设计规划过程中,现代化设计技术能获得普遍运用,比如CAD与稳定性策划等等,可以完成设计合理性与高效性的明显提高。在产品生产方面,会分外重视农机产品的总体外型与构造。在外表制造过程中,率先利用高效的机械与化学处置,然后使用高品质的油漆,让油漆效果俱佳,不但持久度大大提升,其颜色饱和度,亮艳程度也随之提升。不但如此,农机内在配置的基本要件与发动机属性也较为良好,重点搭配均为知名产品。
关键词:电气自动化 应用现状 发展趋势
电气自动化是一个涉及电工、电子、计算机工程等多种学科的综合应用技术,作为我国国民经济发展的基础性技术,其在社会经济的发展中占据了重要的作用。目前,电气自动化已经在社会中得到了广泛的应用,并促进着我国各个行业的进步。基于此,根据我国目前电气自动化的发展现状,对未来工业发展中,电气自动化的发展趋势进行研究具有重要的意义。
一、电气自动化的应用现状
1.电气自动化在工业中的应用
改革开放之后,随着我国工业的进步,工业自动化得以实现,而在工业发展取得这一成绩的基础上,电气自动化发挥了重要的作用。目前,我国很多工厂生产操作的实施都是通过机械进行的,电气自动化技术作为支持机械操作的核心技术,其大大的加快了我国工业发展的速度。同时,在我国科学发展观的指引下,我国工业的自动化程度也在逐步的上升。
2.电气自动化在农业中的应用
我国幅员辽阔,人口众多,因此,农业成为了我国的基础产业和第一产业,而我国在农业发展中人力、物力、财力的投入也一直没有间断[1]。在我国的部分农业生产基地中,农业生产机械化的程度在不断的加深,播种机、收割机等电气自动化产品,为农业的生产和发展提供了重要的力量,促进着我国农业的增产、增收。
3.电气自动化在第三产业中的应用
第三产业即为服务行业,作为一种服务行业,其所指的是人与人之间的工作,而在这一工作的良好体现上,很多自动化工具为服务产业的发展提供了一定的帮助[2]。第三产业中,游戏机、机器、足浴器等这些常见的电气自动化工具,无一不带动着服务行业工作的完整性和全面性,而这些电气自动化服务工具也为顾客提供了更高、更好的服务。
二、电气自动化的发展趋势
1.向核心竞争力的方向发展
电气自动化是企业核心竞争力的重要组成部分,在今后的发展中也将随着我国经济的不断进步,向更高层次迈进。未来,企业在电气自动化上的设计、研发等方面的投入力度会逐步的加大,而投入的增加也促使电气自动化技术的进步,在技术的进步中,我国和其他发达国家在电气自动化中的差距就会缩短,进而实现电气自动化自主研发和创新的全面性,提高着我国企业的核心竞争力。从电气自动化目前的发展来看,其主要呈现着分布式和开放化的发展趋势,分布式的结构能够保证电气自动化系统中相对独立功能模块系统的建立,开放式的系统趋势,实现着电气自动化和外界系统之间的联系。根据这两种变化趋势,电气自动化在增强企业核心竞争力的过程中,不仅可以减少系统运行的风险,保证系统运行的正常,还能和企业的管理系统进行联系,实现真正意义上的网络自动化和管控一体化。
2.向更加智能化的方向发展
从目前我国电气自动化的发展程度分析,其已经在自动控制、专用集成电路、机器人产品、CIMS等方面取得了明显的进步,各电气自动化开发设计公司也推出了他们的一些设计理念和设计模式,促使电气自动化线智能化方向的发展[3]。在电气自动化已经智能化发展的局势下,电气产品将朝着更加智能化的方向发展,而这种智能化所指的是电气自动化产品的自动性能将更好,更能为人们的工作和生活带来极大的方便。目前,我国的科技水平和计算机信息技术都得到了很大的提高,为了更好的吸引消费者对自己商品的购买欲望,众多的电子产品生产商都在绞尽脑汁的研发新产品,这就要求他们使产品具有消费者所需要的便捷性,让消费者省心省力。而在技术力量的支持下,我国电气自动化产品向更加智能化的方向发展是一个必然的趋势。
3.产品的生产更具安全性
目前,电气自动化工程控制系统正在朝着一个安全防范技术的集成系统方向发展,并对安全和非安全系统控制一体化的集成进行了加强。那么,现阶段,在用户非安全系统控制的基础上,采取最低的设计开发费用,实现自己制定的安全方案,这都是开发者所需要慎重考虑和面临的问题。随着用户对产品安全性能需求的不断加深,未来,电气自动化系统的一个开发亮点和重点就集中在了电气自动化产品系统的安全性能上,而这一安全性也是电气自动化产品设计和研发中的一项基础工程。
三、结语
综上所述,在我国的各个行业中,电气自动化技术都被广泛的应用着,并逐步的发挥和体现着其在各行业中优良的适用性。根据这一应用现状可以发现,电气自动化产品在人们生活和工作中的重要性已经越来越显著,那么,为了更好的适应社会未来的发展需要,电气自动化行业必须从社会的发展需求出发,加强电气自动化的研究力度,运用电气自动化的力量,提高我国的社会生产力和人们的生活质量水平。
参考文献
[1]高检法.浅析电气自动化技术在化工生产中的应用及发展趋势[J].科技风.2013,(19):79-80.
1.农业机械门类品种有一定的缺陷
我国水稻种植面积和产量均有下降趋势,主要原因就是我国水稻机械化的水平明显落后和南方的部分土地存在抛荒的现象,棉花目前还没有机械化的能力,而玉米机械化在少数地区也还是刚刚起步,一些节种节肥节水性能较好的机具普遍都存在着水平低、数量少的问题,所以始终都无法大面积的推广使用。
2.农业机械使用中的问题
农民之所以愿意购买农业机械产品,就是要在省时省力的同时获取更大的经济效益,而在我国的很多地区的农民的经济条件不允许他们购买农业机械,或是他们用不好这些产品,这也就制约了农机水平的提高。具体表现为:一是“买不起”。我国农田机械产品的价格基本都在1-10万元之间,最小型的产品也在5000元左右,即使各地都出台了购买农机产品的补贴政策,但补贴的力度较小,对于普通的农民来说,价格还是无法承受的;二是“不会用”。在农民购买了这些产品后,各地的农机管理部门对于农机具的引进、推广以及使用技术的培训等工作都还无法有效、顺畅的开展;三是“效益差”。因为农民的文化素质较低,所以在他们使用农机产品的过程中经常会遇到问题,设备也容易出现故障,也没有形成完善的农机作业市场,很多农机具都处于闲置的状态,无法发挥出农机产品应有的经济效益,这也就降低了农民购买和使用农机产品的积极性。
二、我国农业机械化发展的策略和趋势
1.我国农业机械化的发展策略
首先,我国的农业机械发展应更加重视对高科技的投入和应用,我国的农业机械装备技术应与信息技术、仪器与控制技术、现代液压技术以及现代微电子技术等先进的科学技术有机的融合,同时应朝着机电一体化和智能化的方向快速发展;其次,应继续研发和生产与我国农业生产的实际特点相适应的农业技术设备,认真分析和研究我国农业的生产规模、农业资源、经济实力以及农艺制度等现状,结合我国农业生产的自身特点,研发与之相适应的农业技术设备;第三,应逐步提高农业装备产品的质量,提升自身的市场竞争力。生产农业装备产品的企业应建立一套完善的产品质量保证和质量管理的体系,提高农机产品使用过程中的安全性、可操作性和舒适性,进一步的改善使用人员的作业条件,从而提升自身的市场竞争力。
2.我国农业机械化技术的发展趋势智能化以及自动化将是我国社会农业机械化发展的必然趋势,这也是我国发展高效节约农业的最重要措施。
(1)应用农业传感器技术
要想真正的实现农业机械的自动化控制,首先我们必须能够实时的监测农业装备的工作状态,发现问题及时改善,其次就是要能够准确的评价农产品的生物学的活动和性状,所以应用农业专用的传感器技术就显得尤为关键了。现阶段,农业传感器的应用效果还是比较理想的,比如采用谷物湿度传感器可以对谷物的湿度进行实时的监控;采用温度传感器能够准确的测量粮食烘干和储存过程中的实时温度等等。
(2)计算机技术和电子技术的应用
在农业机械装备中应用计算机技术和电子技术,将进一步的促进我国农业机械化技术的发展,小型化、微型化的芯片的出现也为农机产品实现完全的智能化和自动化提供了可能,比如说在农机装备上安装电子监控装置,这样农民就可以实时掌握装备的工作状态,提高作业质量,其可靠性和耐久性也得到了显著的提升。
(3)农用机器人技术
作为机电一体化的实例,农用机器人集合了人工智能、自动控制以及机械电子计算机等多种高新技术,农业的作业对象和环境的复杂多变性对农用机器人提出了很高的要求,虽然现阶段农用机器人技术还存在着一定的问题,但是随着计算机智能技术的不断发展,这项技术也将越来越完善。
(4)建立更加精确的农业体系
报告指出,2017年中国互联网产业呈现以下五大发展态势:
一是提网速,广连接。骨干网络优化提速明显,固定宽带普及目标提前完成;网络提速降费成效显著,移动网络体系建设加快推进;物联网络部署大幕拉开,专有网络连接更加广泛;智能硬件丰富信息交互,推进传统产业转型升级;资源连接范围持续扩大,产业互联互通步伐加快。
二是深融合,强制造。产业互联网全面深度融合,服务实体经济创新发展;“中国制造2025”全面实施,制造强国建设迈上新台阶;工业互联网全力纵深推进,产业生态体系显现雏形;“互联网+农业”迸发巨大能量,技术助推产业链升级;“双创”平台持续普及推广,成为融合发展新动能。
三是兴业态,惠民生。智能技术助力业态焕新,打造科技时尚新生活;新型消费优化产业布局,构筑个性化、智能化应用场景;无人零售领域百花竞放,服务布局向线下聚拢;分享经济加速优胜劣汰,强势企业瞄准AI领域;在线娱乐行业加速升温,产品丰富但问题不容小觑;创新领域覆盖更广更深,网络惠民触手可及。
四是谋创新,拓市场。应用创新向技术创新挺进,商业化应用竞争加剧;多级平台同步孵化产品,“内容为王、创意为先”优势凸显;互联网平台走向生态化,产业链依存关系持续增强;企业“进军”农村市场,县域经济蓬勃发展;推广中国本土优势经验,“出海”足迹延伸更广。
五是重安全,共治理。系列法律法规加速实施落地,为网络安全保驾护航;网络安全保障能力持续提升,安全产业向服务主导转型;有效防范打击通讯信息诈骗,全力保障社会民生;不良信息治理力度持续加大,网络空间更加清朗;命运共同体理念深入人心,互联网全球治理体系深度变革。
报告指出,2018年的中国互联网产业六个方面发展趋势值得关注:
一是新技术,下一代网络建设带动5G产业崛起,工业互联网促进制造业集成创新,大数据、人工智能将加速推进产业深度融合,技术创新推动金融信用体系趋于完善。
二是新动能,产业互联网推动新旧动能加速转换,“互联网+先进制造业”成为振兴实体经济的重要途径,制造业与互联网融合的行业解决方案将继续突破,智能制造的网络安全保障将成为关键一环,农业全产业链信息化升级将加速。
三是新场景,数据与服务开辟未来消费新场景,共享服务更加智能化和全球化,智能化赋能更多平台场景。
四是新体验,智能交互催生消费新体验,车联网、智能家电促进“住行”新体验升级,AR有望重新定义移动交互体验。
五是新挑战,勒索病毒攻击类或将成为常态,个人信息保护将面临严峻挑战,关键信息基础设施的安全风险将不断攀升,网络空间安全防护能力将大幅加强,企业拓展国际化市场将面临激烈竞争。
六是新生态,物联网和工业互联网安全生态建设将日益完善,平台经济创新与协同治理的需求将更加迫切,数据权属关系受到广泛关注,网络综合治理体系将加快完善,全球互联网治理体系将深度变革。
[关键词] 农业机械化
一、机电一体化技术对农业及农业机械化发展的作用及影响
民以食为天。我国是农业大国,农业是国民经济的基础,而农业机械化是现代农业的重要组成部分。农业机械的广泛应用,极大地解决了农业生产中重点作物和关键环节的农业工程技术,解决了困扰农民几千年来的生产效率低、劳动强度大等问题,如机械耕作取代人畜犁耙;机械插秧解决人工插秧问题;联合收割机解决人工收割水稻、拖拉机代替肩挑人扛运输等问题。由此可见,大力发展农业机械化,提高农业生产力水平,拓宽农民增收渠道,是实现农业现代化的重要依托和牢固支撑。
时代在发展,社会在进步,现代高新科学技术开始辐射社会化生产的方方面面,并逐步应用于农业生产,农业机械化、农机设备自动化,最终达到农机设备控制人工智能化,这一发展趋势不可逆转是广大科技工作者的共识。而机电一体化技术在其中的地位和作用尤其重要!应用了机电一体化技术的农业机械设备不仅能够提高农业生产劳动效率,还使困扰农业生产中的农民“耕、种、收三弯腰”情况得到了极大的改善,减轻了农民的劳动强度。世界已经进入了“地球村”时代,我国加入WTO之后,贸易与关税壁垒逐渐失去作用,大量国外质优价廉的农产品蜂涌而至,给我国农产品出口带来极大压力,我国农业想要生存和发展,只能修炼“内功”,即节省农业生产成本,提高农产品产量、质量,对产品进行精、深加工,提高农产品附加值!想要得到上述目的,农业向机械化、自动化、智能化方向发展是必然的选择!
二、机电一体化技术产品的优势
机电一体化又称机械电子学,英语称为Mechatronics,它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。它最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上,随着相关技术的蓬勃发展,机电一体化的概念逐渐被国人所接受,并得到了普遍应用。机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术科学。是在机械产品中的机构主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术和计算机技术,并将机械装置和电子设备以及计算机软件等有机结合起来构成的系统总称。
随着机电一体化技术的快速发展,其产品有逐步取代传统机械电子产品的趋势,而这一切将对我国的农业机械化发展产生深远影响。机电一体化技术与传统的机械电子产品相比,优势明显:
1.操作人员的人身安全得到保障,机械故障率降低
应用了机电一体化技术的农业机械设备通常具有电子监控、电子报警、机械故障自动诊断、出现意外时自动防护功等功能。在操作过程中,突发各种电力故障时,能根据具体情况自动采取防护机制,规避人身和机械安全风险,使操作人员人身安全得到有力保障。因为在生产工艺中广泛采用电子元件,使其产品设备中传统的传动机构和易磨损部件大大减少,实现了机身各部位模块化,从而使设备的灵敏度和可靠性得到极大提升,机械使用寿命得以延长,机械故障率得以降低。
2.工作效率和产能得以提高
应用了机电一体化技术的农业机械设备基本上都具有电子信息自动采集处理、系统自动控制等功能。这就使其控制机械作业、检测电子信息的灵敏度、明确作业精度、规划作业范围等能力有了较大提高。通过机械本身的自控系统,可精准指挥机械的工作部完成预定的作业动作,这也使操作人员的主观因素影响降到最低,实现最佳作业操作,继而获得最高工作效率。由于农机设备实现了作业的自动化,其产能也得以大幅提高。
3.操作性能得以改善
应用了机电一体化技术的农业机械设备由于采用了数字技术和程控技术,其操作部件得以减化,更符合人体学设计要求,作业操作变得更加便捷。其作业过程依据使用前预定的程序逐步由机械自身的自控系统指挥实现,可重复所有预设作业动作。更高级的设备还能通过预先存储的作业对象数学模型和作业环境参数变化随机处理,通过自控系统获得最适合的工作程序,从而实现自动最佳作业。
4.设备功能多样且适应性强
与传统机电产品技术、功能单一不同,应用了机电一体化技术的农业机械设备功能强大,技术多样,基本都具有系统自动控制、作业自动补偿、电子信息自动校检、设备自动调节、系统和操作员自动防护和控制终端人工智能化等多重功能,适应各种作业场合和工作领域,可按用户需求随时随地进行调整。
5.设备便于安装调试和维护
应用了机电一体化技术的农业机械设备在安装调试时可通过改变系统控制程序来实现作业方式的转变,以应对不同用户的需求及作业现场参数的变化。这些程序由于可以用多种方式手动输入到设备控制系统中,从而不必改变原设备的任何作业零部件;而具备信息存储功能的设备,由于预先存储了多种可供参考的预定作业程序,只需根据作业对象的不同而输入不同的信息代码,便可使设备按预设作业程序操作执行,完成作业。设备的电子信息自动校检和电子监控功能可对作业过程中出现的故障采取自动纠错措施,从而使作业正常进行。
三、国内外农机自动化领域应用机电一体化技术的实际情况
时至今日, 国外农业机械化技术已相当普及, 农业机械设计开始向提高作业速度、加大作业宽幅、加大农机功率、让农机驾驶员操作时更加舒适的方向发展。机电一体化技术在农业机械上的应用也翻开了新的篇章: 一些著名农机厂商将信息数据自动采集控制、数据信息批量处理、GPS全球定位系统和激光扫描、信息遥感等现代尖端技术、装备应用于农业机械上。如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专用的精密作业系统。该系统能提量或收获量信息、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。
由于众所周知的原因,我国农机化发展状况与国外相比有较大差距,远不能适应现代农业的发展趋势,国内农业机械自动化研究起步较晚,但随着社会发展,机电一体化技术在农业机械生产领域的作用大放异彩。通过将微型计算机技术、电子微处理技术、电子传感与检测技术、电子信息处理技术有机整合,在传统农业机械生产中进行广泛应用,极大地提高了我国农机设备的性能。农业主管部门通过总结经济发达地区的农机自动化经验,吸取国外先进技术,因地制宜地发展出一系列适应我国农业生产特点的机电一体化控制技术,在拖拉机、施肥播种机、谷物干燥机等农业机械应用上均获得了成功,此外还在提高已有农业机械及装置的作业性能和操作性能上取得可喜进展:辽宁省本溪市农机推广站将机电一体化技术应用在农业整地作业机械上,成功研制出1DY-1型多功能遥控整地机,它使用密码编程式多路遥控组件,机电一体,人车分离,远程控制机组的动作,在整地作业过程中实现离合、油门大小、变速、前进或后退、转向及机具升降。是机电一体化技术在农业整地作业机械领域的成功应用。
四、当代农业工程技术发展趋势及应对措施
当今世界已经进入了电子信息时代,电子信息技术和微型计算机技术的迅猛发展使得农业机械生产逐步向机械自动化方向前进。由于计算机智能化技术的逐步完善, 农业机械人工智能化将成为未来农业工程技术发展的重中之重。在不久的将来,农业机械化控制技术发展的过程中将陆续涌现出各种农业机器人和相应的智能化控制系统, 如何促进和实现农业机械控制自动化并进一步向农业机械人工智能化技术方向衍进?是所有中国农业工程技术人员所面临的长远课题和挑战。广大工程技术人员应该及时更新知识结构,紧跟现代信息科学技术发展趋势,在农业机械设计生产过程中,正确处理好质量与成本、市场需求和技术可能性、长期发展和短期利益之间的矛盾关系,在满足市场需要的前提下,使产品既具有足够的竞争力,又符合当前实际情况和技术可实现性,以保证产品获得最大的技术经济效益和社会效益。
参考文献
[1]《美国约翰.迪尔CTII型水稻联合收割机》 农业机械 .
[2]《计算机在农机化管理中的应用》 清华大学出版社.
[3]《现代化农业自动化》 中国农机化 2001.
[4]《农业机械自动化的现状与推进模式》中国农业大学学报 2000.
[5]《机电一体化技术》 中国农业大学出版社2001年11月第一版.
作者简介:赵志强(1981年-),男,工程师,从事农机研究和农机推广工作。
一、新时期电子信息技术发展现状
在最近几年中,随着电子信息企业的快速发展,江苏淮安经济技术开发区的电子信息产业年均产值一直保持在30%以上的增幅,在全区规划总值的比重也上升到64.7%。在当前的淮安经开区电子信息产业中,有很多企业具备完整的产业链条。但是纵观整个电子信息技术发展情况,当前行业的发展现状突显出以下一些问题。
1.发展水平相对落后
就我国目前电子信息技术的发展情况来看,电子信息技术的使用范围逐渐扩大,并且有着空前的发展前景,这让电子产品普及范围也逐渐扩大,提升了人们生活的便捷性。但是和一些发达国家相比,我国电子信息技术水平相对还比较落后。因为资金投入的力度较小,其中研发的力度也比较小,很多电子信息企业使用的核心技术还是来自国外。再加之我国电子信息技术发展较晚,没有形成大规模与集成化,这些都对电子信息技术的发展形成了阻碍。针对这些问题,我国需要尽快地推进标准管理,创新管理理念,对相关的资源进行整合。依据目前电子信息技术标准发展情况来看,涉及的范围十分广,综合性也比较强,在发展中要在大局观念上进行整体规划,才能够促使相关行业的共同发展。在电子信息技术发展中,要对各种资源进行整合,促使电子信息技术的发展。在发展中要对各行业未来发展趋势进行全面分析。依据标准化发展相关的需求,重视产品的专业性,提升产品的技术含量,这样才能够在全球化发展中,有效提升我国电子信息技术的影响力,将目前我国电子信息技术发展的阻碍逐个击破。
2.复合型人才缺乏
在教育改革力度不断加强之下,改革专业人才培养的需求逐渐提升,为社会的发展提供了关键的支撑。但是从整体情况上看,高水平、高科技的电子信息技术复合型人才十分稀少。这是我国电子信息技术发展现状中比较明显的一个问题。在行业的发展中,部分科研人员大量流失,这让新时期下电子信息技术发展有严重的人力资源缺乏问题。针对这个问题,行业内部和相关部门要一起合作,逐渐加强对信息技术复合型人才的培养,这样才能提升电子信息技术整体水平。通过对人才的培养,才能够提升行业的市场竞争力,逐渐缩短我国和一些发达国家之间的距离。
二、电子信息技术发展趋势
1.网络化
经济全球化背景之下,人们为了扩大商业影响力,加强市场竞争力,不断地创新技术,使用新型设备来对数据进行分析与收集,而在其中最关键的就在于移动通信网络的信号形成。从目前的技术发展情况来看,使用无线信息传播、联通与交互信息网络,必须要有地面基站和通讯卫星的支撑。但是其中最关键的一点就在于电子信息技术的支撑,这项技术把电子、电磁和电路设备与信息技术结合,把电信号转换成为信息,让人们使用电信号与电子设备获得信息,并且分析信息。在生物科学和人工智能技术发展之下,未来的电子信息会呈现出网络化发展趋势,其中包含了物联网、虚拟情境网络等,这些都会是电子信息技術的主要发展趋势。这个时候,人们不仅可以使用互联网传递信息,运用物联网远程控制电子设备。同时还能使用生物信息网络和其他人进行信息共享,使用情境网络来学习,这样就提升了人们的生活和工作效率。
2.光电子与集成化
光电子是目前电子信息技术中的核心技术,目前电子信息技术的发展经历了两个十分关键的时期,主要是光电学和电子学。在未来的发展趋势中,光电学会成为电子信息技术研究的新阶段,能进行能量的传输和信息搭载。在实际运用中,光子学能够分成能量光子与信息光子两个部分。依据市场的需要,光电子信息产业和光电子成为了新兴学科,所以在以后的发展中,光电子势必会成为电子信息技术中的一个主要技术趋势。在电子信息技术的发展中,怎样让系统集成化,集成电路制作技术是关键所在,其也在电子信息技术发展中占据了举足轻重的地位。目前,我国集成电路制造技术起步较晚,和国外技术有很大的差距。但是在电子产品中有十分广泛的运用,比如智能卡以及电脑中央处理器等,这些都是用集成电路制造技术进行的。在行业的发展中,微电子技术愈加成熟,在未来集成电路产品集成化会大幅度提升,芯片功能会更加完善,体积也会越小。
3.规模化与个性化
精确农业是社会不断发展下的必然趋势,此农业管理方式结合了现代化的科学技术手段。同时精确农业背景下的农业机械改变了传统机械的部分技术手段,满足了农民对机械的要求,并在保证农产品质量的同时,大大提高了农业机械的工作效率。因此,我国应大力推广精确农业背景下农业机械的进一步发展,进而为我国经济的发展打下良好的基础。
1我国农业机械发展存在的问题
1.1产品种类少
目前,我国针对不同的农业产品生产制造出了不同的农业机械,但是就我国目前农业机械发展的现状来看,其还无法满足农业生产对农业机械的要求。例如,对于农产品深加工种类的农业机械,由于我国目前在这方面的技术还比较薄弱和不够成熟,导致在农产品生产过程中必须要引进其他国家的农业机械,进而增加了农业产品的投资成本[1]。
1.2农业技术人才缺乏
我国农业机械的操作者一般是农民本身,而由于其没有成熟的农业机械操作技术,以至于面对大型的农业机械不知该如何使用,从而使机械的价值在农业产品的生产中无法发挥出来。同时,部分农业机械的操作人员,由于没有经过专业的培训,因此其机械操作水平较低,进而影响了农业机械的使用效率。在这种情况下,国家应着重培养一批高技术的农业人才,为农业产品生产的发展提供有利的条件。
1.3农机手收入低
农业机械的使用多数只是在特定的季节,因此农机手在其他的时间都是空闲的,以至于其年收入不高,此现象的发生将导致农机手人才流失的现象越发严重,致使农业生产工作无法有序开展。
2精确农业对农业机械化的要求
2.1农业机械精确化
为了实现精确农业的发展,农业机械必须要在播种和施肥时保证其准确性。同时改变传统灌溉无法精准而产生的干旱等现象,为农业生产提供有利的条件,实现农业精准化,省去农业生产时的人力、物力的同时,确保了农产品的质量进一步提高。未来我国在农业生产方面,应大力推广农业机械精准化,并将此设置为农业发展的一个有效目标[2]。
2.2农业服务体系化
在精确农业的背景下,我国农业机械实现智能化的同时,还要确保农业服务体系化。在农业生产之前,要制定出一系列的生产计划,保证生产到使用过程中各个环节的协调性。同时保证在农业产品生产过程中,农业生产管理要符合服务体系化的生产要求,进而促进农业生产顺利进行。
3我国农业机械化的未来发展趋势
3.1农业机械朝着智能化发展
为了满足农业生产的需求,农业机械应朝着自动化和智能化的方向发展,从而解决传统农业机械存在的由于其种类少而无法满足农业生产的现象。随着我国科学技术的进一步发展,农业机械智能化的趋势是势必可行的。通过农业机械智能化的实现,可在保证农产品生产质量的同时,大大提高生产效率,降低生产成本,从而解决传统机械带来的一些问题。例如,我国棉花由于生产效率低、价格高而降低了销售产量,若我国实现了农业机械智能化,那么销售产量必然会因为生产效率的提高而上升[3]。
3.2农业机械化朝着绿色产品发展
随着人们生活水平的不断提高,人们对农产品质量要求也随之增加。而为了满足人们的生活要求,在农业产品生产中应对农业设备进行详细的检查,以免因有害物质影响机械设备的使用,从而避免农产品因农业机械而产生食品安全问题,促使农业机械化朝着绿色产品方向发展。为人们提供健康食物的同时,提高人们生活环境的质量,为人们营造一个舒适、健康的生活氛围。针对此,相关部门应努力配合农业机械化绿色产品的研发,限制农业生产中污染物排放超标的现象,并推动绿色产品生产的有效开展。
[关键词]智能种植;云计算;精准农业
中图分类号:TP273;S49 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)37-0239-01
引言
当前中国农业,在信息化建设上取得了一定的成绩与进步,但是各地信息化建设多是各自为政,基础设施的重复建设和信息孤岛现象比较严重,农村信息化成本高,农户的信息化素质不够,信息化普及难等问题。同时,由于农户经验技术参差不齐,为防治病虫害等使用农药化肥容易造成农药残留,农产品品质也不易维持,甚至有为了假冒高品质而添加有毒物质等现象,直接危害到了人身安全。
为了解决以上问题,顺应当今农业发展趋势,本文通过一种基于云计算的智能种植系统,跨越物理界限,通过较低的成本来普及精准农业,推进中国农业和农村的信息化。
1 系统需求
精准农业主要有3大要求:1、布局规划精准,针对不同类型的农田,播种适合的作物;2、生产投入精准,针对不同作物的不同生长时期或不同疫情,投入适量的肥料或农药,没有农药残留,没有肥料偏颇导致土壤质量劣化和作物产量下降;3、农业产出精准,农产品种类和产量符合市场需求,没有供过于求的浪费。
能够满足精准农业的3大要求的智能种植系统,必须:1、能够感知农作物生产环境,针对影响作物的环境指标(例如高、低温或降雨等)要能够发出预警,促使农户对应;2、能够把握不同作物的不同生长周期,以及针对不同时期需要执行的操作,能够进行或指导农户进行精准的农业操作;3、能够搜集农产品市场需求,辅助决策农产品的销售方向,以及辅助决策农产品的生产方向。
2 基于云计算的架构设计
为实现以上需求,基于云计算技术,对智能种植系统的总体架构设计如下:
2.1 传感控制层
包括空气温湿度、光照度、风向风速、降雨量等一系列气象站传感器来感知农田的环境天气数据,对影响到农作物生长及产量的天气情况进行预警,或者按照农作物不同生长阶段需求,调整周围环境以利于作物生长增产和品质的提高。
包括土壤温湿度、酸碱度等一系列土壤环境传感器来感知农田的土壤环境数据,适时并精确的对作物进行灌溉和施肥,保持土壤的可持续生产的潜力。
包括摄像头等一系列远程视频监控设备来监测和记录农作物的生长情况,对于突发疫情等状况,提供图片数据以供判断。
2.2 网络传输层
利用Zigbee传输方式低功耗、自组网的特点,通过Zigbee节点组成由智能采集器、智能控制器、智能网关的无线传感通讯网络。
智能采集器:负责连接个传感设备终端,并对传感终端信号进行解析,并转换为传感数据。
智能控制器:负责和农业设施设备连接,实现电平或脉冲控制,实现对设施设备运行状态反馈。
智能网关:负责接收智能采集器及智能控制器运行状态数据,并根据数据协议,打包压缩后上传到云端服务器;负责接收云端服务器下发的指令,并分发到对应终端设备。实现数据的接收和分发。
2.3云服务平台
构建Restful Service作为开放式服务平台,具有很好的跨平台跨语言的集成能力,几乎所有的语言和网络平台都支持 HTTP 请求,无需去实现复杂的客户端,无需使用复杂的数据通讯方式既可以公开服务给任何需求方。
监控服务:负责设备信息管理,设备状态管理,设备控制管理,以及负责设备数据协议解析和数据封装。是智能种植系统核心服务。
报表服务:负责数据分析和统计,负责数据导出。
任务服务:负责标准化任务管理,负责任务分发,任务执行及任务汇报。
交流服务:构建农业社交网络,有效协调农户、农业企业、农业专家、农资供应商,形成高效的行业交流平台。
溯源服务:负责溯源流程管理,溯源档案模板管理,以及溯源数据攥取。
2.4云数据中心
数据以组织进行隔离,按组织进行授权,保存各客户智能种植数据,为数据挖掘和决策提供支持。
2.5 网页前端
基于Jquery构建纯B/S网页架构,支持IE、Safari、Firfox等主流浏览器,支持跨域访问。实现监控中心、报表中心、任务中心、交流中心等核心功能。
2.6 手机前端
构建Android及iOS智能种植系统App应用。实现监控中心、报表中心、任务中心、交流中心等核心功能。同时实现了预警、信息推送、语音集成等功能。
3 基于云计算的必要性和好处
依据SaaS(软件即为服务)的思想,本文所论述的智能种植系统重点使用云计算技术,将服务器和数据库部署在了云端。传感器和控制器等必须直接部署在农业生产现场的设备也设计为利用无线网络连接直接将数据发送到云端,并且直接从云端接收控制指令。该设计尽可能地利用了云计算的优点,利用城市里统一的、优质的基础设施资源,为相比之下信息化较为落后的农村灵活地提供不同规模、同样优质的服务,可以减少基础设施的重复建设而造成的浪费,以相对较低的成本普及农业信息化和精准农业。由统一的系统及专门人员来搜集汇总农业信息,并根据各个农田的状况精准推送相关信息,也可以解决信息孤岛的问题以及农户信息化素质不高,收集、利用信息难的问题。
与流通及销售环节集成,形成全生态链应用系统,通过大数据挖掘,发现农业市场的需求和供给之间的平衡状况,有针对性的向农户推送辅助决策的信息。
4 结束语
精准农业是当今农业发展的趋势,但是由于中国农村信息化的实际状况,精准农业还未能得到大规模普及。本文通过论述一种基于云计算的智能种植系统的设计与实现,探讨了以更低成本在农村普及农业信息化和精准农业的方案,对农业信息化和精准农业的普及有参考和指导作用。未来,通过利用新技术,普及农业信息化和精准农业所需的成本将会进一步降低,农产品的品质将更容易得到控制,减少食品安全问题,造福社会。
参考文献
[1] 黄博. 我国农村信息化现状与改进建议. 考试周刊2013,95:130-133
[2] 张军国,赖小龙,杨睿茜,吕静霞. 物联网技术在精准农业环境监测系统中的应用研究 [ M ]. 湖南农业科学, 2011.