智能化農業灌溉精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇智能化農業灌溉范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

隨著農業節水灌溉控制技術不斷改進和成熟，智能化灌溉設備開始取代傳統農機灌溉，在節水灌溉中實現了系統化和自動化運作。結合國內外先進節水灌溉經驗，研究提出適合我國國情發展的節水灌溉控制系統，其控制的核心主要有兩點：一測、二控。

關鍵詞：智能化；農業用水；節水灌溉；控制系統

我國是農業大國，農業的是我國經濟發展的基礎，但是受水資源不足、人多地少、環境污染嚴重以及技術落后等原因的影響，我國農業用水的浪費率高，這對于發展現代農業是嚴峻的挑戰，也是現代農業必須解決的重要問題。本文通過分析國外經驗，研究分析適合我國的智能化設備農業節水灌溉控制系統。

1節水灌溉技術及國內外發展

（1）節水灌溉技術。節水灌溉技術主要包含兩個方面：工程節水技術；灌溉控制技術。①工程節水技術：工程節水技術主要指的是利用原有的灌溉設施并對其進行現代化技術改造，或者重新建設先進的灌溉設備其目的是通過設備改造和創新減少水資源的損失，節水利用原則一是減少輸水損失、二是減少無效灌溉；具體技術有管道輸水，滴灌等等。②灌溉控制技術：灌溉控制技術主要指的是利用自動化控制技術，根據自然環境、農作物用水需求以及可用水量等因素，綜合協調保障供水，其供水原則更加精細化和可控化。相比較傳統的人工控制灌溉，灌溉控制技術不再依靠人的經驗進行控制灌溉，而是利用對地理環境以及作物生長的特性，大大提高了水資源的利用率，從而滿足用水需求的同時，做到不浪費水。

（2）國外農業節水灌溉控制技術應用。國外在農業節水灌溉控制技術上有發展時間長，智能化水平高，其自動控制系統更加完善和先進。主要是利用計算機控制灌溉系統，檢測和掌握土壤環境，從而有效控制和掌握實際需水量，使用滴灌和噴灌，并且實現了自動化管理，只需要在控制室就能夠完成整個操作過程，在自動灌溉配套設施中，流量控制閥、減壓閥等，能夠大大提高整個設備的運行效率，促使作物獲得最佳的生長環境。

（3）國內農業節水灌溉控制技術發展。國內節水灌溉技術開始于20世紀50年代，但是由于在管理和推廣方面的問題，開展的效果并不理想。進入新時期以來，我國在灌溉技術上取得了較快發展，但是先進的設備住喲還是依靠從外國進口，并且未能形成完備的控制體系，相比較國外地區，我國在農業生產中，有其特殊性，土地相對分散，并且地形較為復雜，一些國外的灌溉控制系統在適應性上存在不小的問題，并且這些設備價格昂貴，在我國推廣的難度大，我國在發展灌溉控制系統時需要加強自主創新，提高對控制系統的整合和升級，開發適用性強、成本低、效率高的智能化灌溉控制系統。

2節水灌溉控制系統

（1）節水灌溉控制系統工作原理。節水灌溉控制系統是利用土壤測量儀器探測田間土壤各種信息，并對于收集到的信息進行轉化成數字量，并在控制器上予以顯示。同時這些信息及時傳輸和推送到PC上位機的人機界面上，實現對信息的掌握和控制。從接收的信息上結合預設的農作物需水量和以及整個灌溉系統的灌溉用水量、水速進行有效控制。一旦需要灌溉就可以啟動相關按鈕進行灌溉操作，整個過程中的信息都能夠在人機界面中得到顯示，主要包括灌溉時間、灌溉量以及剩余時間和水量等信息，如果不需要進行灌溉，就可以發出控制指令，機器就會停止操作。

（2）灌溉實現與控制。在灌溉系統中，最核心的是采用電機驅動離心泵的方式將水注入管道，從而實現灌溉的目的。而這個過程中，執行灌溉任務的是電磁閥，電磁閥在這個系統中充當管理者角色，它能夠控制區域灌溉與否，并且連接著灌溉干支流的各個管道，在整個系統中形成若干個連接點。灌溉支管上安置了若干個噴頭，根據區域需水量進行灌溉或對區域實行輪流灌溉。對于分片區域，安放一定量的土壤水分傳感器，土壤水分傳感器的主要作用是監控所在地點的土壤水分，并將檢測到的數據和結果通過通訊設備傳輸到單片機中，單片機再根據預先的參考數據進行對比分析，根據對比分析結果實施灌溉。

（3）節水灌溉控制系統總體結構。根據具體的原理和實際的需求，對于灌溉控制系統的總體結構進行了分析，其工作采用的是某型單片機，并采用控制電磁閥對于田間進行灌溉操作，其系統主要是利用傳感器測量電路、模數轉換電路、控制電路等等，結合上述的功能及總體結構，其總體結構框如圖1所示。在研究智能化設施農業節水灌溉控制系統時，將灌溉控制系統劃分成兩個部分，一個是硬件電路，另一個是軟件程序。硬件電路主要是負責對數據的處理和執行，并且硬件設備能夠根據其實際情況進行調整和完善，軟件部分主要負責協調各個部分之間的關系，控制硬件的執行，屬于整個系統的核心部分，而整個系統的完成質量主要是硬件設備和軟件服務相互協調的結果，只有二者相互協調才能發揮節水灌溉系統的最大功效。

3節水灌溉控制系統的設計及建議

（1）系統設計主要內容。智能化設施的農業節水灌溉控制系統設計可以分為硬件設計和軟件設計兩個部分。硬件設計主要集中在四個方面：①單片機主機；②模數轉換電路；③LED數據現實電路；④超限報警電路。軟件主要從五個方面進行設計：①灌溉系統主系統設計；②采樣子程序設計；③數據處理程序設計；④尺度變換程序設計；⑤轉碼程序設計。

篇(2)

農田灌溉自動化系統可以實現精細、適時灌溉，不僅能提高水利資源的利用率，還能促進農業增產增收。發達國家發展高效農業的一個重要途徑就是灌溉管理的自動化，對灌區內水情、墑情實時監測預報、并根據作物的生長情況制定相應灌溉規劃。我國農田灌溉自動化研究處于起步階段，目前主要依靠人工測量和控制， 數據收集和處理難，不利于用水的精確管理和合理化灌溉。隨著我國農業現代化的發展，農田灌溉自動化變得越來越重要。

二、現實意義

為了解決我國農業用水存在的水資源緊缺與水資源污染、浪費嚴重的突出矛盾以及節水灌溉管理體系有待加強完善的問題，應該更新觀念，以現代化大農業的發展為中心，不斷向節水灌溉、高效用水模型和綠色環保的研究領域擴展、加強作物需水規律和灌溉制度的研究、加強農田水利應用基礎研究等措施，解決農業水資源短缺，保證農業、水利可持續發展。

三、研究目的

實現水稻用水灌溉的最優控制，為農田灌溉排水工程設計和運行管理提供科學依據，為農業可持續發展提供技術支撐，對現代化大農業發展起到引領和示范帶動的作用。

四、系統功能

把田間多余灌溉用水排進蓄水池進行保存，最大限度地節約水資源。由于循環水中含有化肥、農藥、養料，使之循環利用，做到不污染環境，節約農藥、化肥、節約生產成本，綠色環保。水稻田間鋪設灌水、排水管道，田間裝設電動進水閥門和電動排水閥門、電磁流量計、水位計、水質檢測等儀表，按照寒地水稻的全生育期的灌溉需水規程要求，做到灌溉水的自動循環利用，減輕勞動強度，降低人工成本。

五、系統理論基礎

智能化循環節水灌溉項目以水稻葉齡診斷技術為理論基礎，根據水稻不同葉齡時期的需水規律，分別制定出水稻各葉齡生育時期的灌溉控制策略。秧苗三葉一心開始插秧，田間保持花達水狀態；4葉返青期，上護苗水3-5cm；分蘗期保持3-5cm水層，分蘗盛期即7葉期晾田控蘗5天左右；拔節期和孕穗期實行間歇灌溉，水層自然落干后，再灌水3-5cm；孕穗末期至始穗期可根據水稻長勢適當晾田；抽穗、開花至蠟熟期繼續實行間歇灌溉；水稻成熟前30天停止灌溉，等待收獲。

六、系統工作過程

安裝在灌水渠和排水渠上的智能灌溉控制裝置接到系統決策指令后，通過控制灌水和排水電磁閥的開啟和關閉，將蓄水池中的水流入格田或將格田內多余的灌溉水回收到蓄水池進行儲存，供下次灌溉使用，從而實現自動化的循環灌溉。

由于天氣高溫、蒸發量大或其他原因造成格田內的水層深度低于水稻該葉齡期的水位臨界值時，系統對傳感器采集的數據進行分析診斷后，自動發出灌水指令，蓄水池中的水泵接到指令后立即啟動，蓄水池中儲存的灌溉水流向灌水渠，同時灌水渠的電磁閥自動打開，灌溉水進入到格田內。當格田內的水層深度達到系統預設值時，系統發出停止指令，蓄水池的水泵停止工作，灌水渠電磁閥自動關閉，停止灌溉。

由于栽培技術要求需要排水，或者是遇到較強的降雨造成格田內的水層深度高于水稻該葉齡期的水位臨界值時，系統診斷后立即發出排水指令，排水渠電磁閥自動打開，田間多余的水通過排水渠流向蓄水池并儲存起來。當格田內的水層深度降到系統預設值時，系統發出停止排水指令，排水渠電磁閥關閉，停止排水。

七、應用效果分析

1、 用水量監測

對系統灌溉監測數據統計分析，智能化循環節水灌溉用水量107m3/畝，其中排水量45m3/畝，需地下水62m3/畝，常規灌溉需地下水128m3/畝，全年省水66m3/畝。節約了水資源，實現農業可持續發展。

2、 節約肥料成本分析

分別在水稻插秧排水、分蘗、曬田排水和齊穗4個時期，采集水樣。養分化驗結果見下表1。

蓄水池全氮含量1.2mg/L，曬水池全氮含量0.34mg/L，差值為0.86mg/L，循環水二次利用水量45m3/畝，增加全氮養分含量38.7g/畝，可節約尿素0.09kg/畝；磷肥比較穩定，養分流失量很小，可忽略不計，速效鉀流失量最高，按上述方法計算，可節約50%硫酸鉀0.6kg/畝，通過智能化循環節水灌溉技術畝節約尿素0.09kg，50%硫酸鉀0.6kg，節約肥料成本3.1元/畝。

2、 節約人工成本分析

應用該項技術實現灌溉管理的智能化、自動化控制，節約水稻生產灌溉田間管理人工費15元/畝。

八、技術應用結論與討論

篇(3)

關鍵詞：園林節水背景；自動控制技術；設計自動化灌溉系統；灌溉注意事項

引言

由于國外的三次革命，這讓世界一直不停地使用地球上的資源，以至于現如今很多淡水資源被污染，世界各地都面臨著水資源缺乏，水資源減少的問題。同時，中國不止有著缺乏水資源的困惑，就園林灌溉而言，使用的人工的經濟壓力就很大。全世界也都在積極探求好的節水方法和途徑，隨著互聯網的快速發展，自動化以及智能化時代就悄然來臨了，一種現代灌溉技術應運而生。就現在而言，自動控制技術用于園林灌溉就是十分有效的節水技術，它使園林灌溉效率得到了提高。

一、園林灌溉

現如今空氣一直都是有污染物的，我們要多多栽培綠植來保護地球。而園林不僅僅是美化地球的重要東西，它還是防止水土流失的必備武器以及凈化空氣的有利的手段。而園林的灌溉當然是為了使園林里的植物更好，更健康的茁長成長。傳統的園林灌溉是使用人工背著連接水池的蓬頭來對園林中的樹木進行澆溉，這樣的方式又浪費水資源又浪費人力，所以就有自動控制的節水系統出現了。在20世紀80年代，我國運用的園林灌溉技術就相對比較落后，但是國家一直努力的研究園林節水灌溉技術，現在運用的就是節水節勞并重的自動控制原理的園林灌溉技術，所謂的園林節水灌溉也就是指管道系統的安裝和管道末端在發射器適當的水分和營養物質，均勻地輸送到表面附近的土壤和灌溉方法的表面，特別是用于園林，以培育更高的作物經濟價值。在下面我們將會詳細討論園林節水的原理和意義。

二、節水自動控制的原理以及意義

（一）節水自動控制系統的組成

園林節水灌溉系統自動控制的兩個組成部分是控制系統以及灌溉系統?？刂破鳌㈦姶砰y就是控制系統的主要組成部分。下面，我將控制器、電磁閥的詳細信息表述出來，同時，請大家注意到兩者之間的重要聯系?？刂破魇菆@林節水自動控制系統中最重要的組成部分，只要設置好灌溉開始時間，還有灌溉持續時間和灌溉循環都正確輸入，控制器都可以控制灌溉程序不管電磁閥打開或關閉。在園林節水自動灌溉系統中，隔膜電磁閥是比較日常的，一般采用通過電控制電磁閥，但電磁閥還是依靠水壓來打開或關閉它，所以電磁閥必須能承受水壓必須打開或關閉比要求的最小工作壓力要高。這兩者之間的聯系就是它們之間的電氣信號通過普通埋地線傳輸，輸出電壓從控制器傳來，然后再由電線傳遞到電磁閥。

（二）節水自動灌溉的意義

@林節水自動灌溉系統應該有三種灌溉（定時定量、條件控制、人工改變）方式，園林節水自動控制系統具有散布和記憶保存的多種控制方式，灌溉是可以帶著施肥信息，還有機器對于室內外溫室環境因素的實時監測，系統傳感器開關選擇和校正，現場電磁閥任意組組合，泵恒壓變頻調速等功能。還有就是這樣的自動控制可以智能的灌溉園林，它可以被人稱為節水、節肥的利器。除了以上的優點之外，園林節水自動控制系統可以有效的讓植物與肥料想對應，然后精確的控制水和肥料的使用，不會造成多農藥對土地的侵蝕，是植物長得更好更健康，還有就是讓每份資源得到充分的利用，提高了產品質量以及社會資源利用率。

三、自動化技術在園林灌溉的應用

（一）智能化技術

針對自動化控制技術的園林節水的應用，我認為智能化技術是其中不可缺失的一份子。不僅僅是因為人工智能技術在節水灌溉中的應用前景廣闊，還有就是智能化技術可用于使灌溉控制器及時并且準確地執行根據智能系統測量將環境控制在適合作物生長的范圍內的參數。這樣的話，當天氣改變時，園林節水灌溉系統也會隨之改變灌溉的水量和肥料的數量，從而使水資源和其他有效資源得到充分利用。

（二）電子化技術

園林節水自動控制灌溉系統本來就離不開電子化技術，因為園林自動灌溉可編程診斷控制器就是在電子化技術以及互聯網控制技術的基礎上開發的。就如今來看，通過電話（或手機）、移動網絡、網絡遙控或GSM通信方式連接，一些專業的控制器就可以傳輸數據信息。然后，園林節水自動控制系統就可以根據數據信息來分析園林應該的灌溉狀況。針對自動控制技術的展望，如果電子技術能夠更加讓信息傳遞更簡潔，更明確，再加上智能化技術的不斷發展，那么將來人們更是省時省力。還有就是隨著生物技術的發展，我們應該將衛星與生物技術相結合，在運用計算機自動控制系統與信息技術智能化，實現水資源更有效的利用，以及對園林的植物的增產。

四、自動灌溉的注意點

（一）獨立控制灌溉

根據園林灌溉系統的設計要求和水源數量，確定控制點數量的合理性以及精確的確定需要的控制器數量。除此之外，設計園林節水自動控制系統的控制項目不僅僅要注意滿足園林所有者的要求，還要適當考慮到控制整體的質量和功能（如控制擴展等）以及使用效果等一系列方面。電磁閥通常是在24V電源電壓供電條件下打開，除了處于24v電壓供電狀態之中控制器的電磁閥處于關閉狀態，而控制器也就相應的也處于被關閉狀態。同時設置控制的深深埋于地底的水管時還要考慮到路面粗糙度的要求，然后通過垂直和水平控制系統的自動調平裝置，使水管得設置面一直被保持在基準線的垂直和水平斜率上。

（二）節水的設計

在園林節水自動控制灌溉系統的設計應該注意以下三點：第一點，針對園林節水的灌溉設計。首先，灌溉這幾中的控制器應該要基于那些設置好的時間和灌溉量來對園林中的植物進行灌溉和施肥，然后園林節水自動控制器就可以自動操作，無需人為干預。第二點，針對園林節水灌溉的循環設計。如果選擇設置任意天數循環去灌溉園林，那么園林灌溉循環可以隨著天氣或園林主人的個人意愿來進行。第三點，針對園林節水的車輪灌溉組設計。通常情況下，園林節水自動化控制系統里的控制站是一個帶輪灌組，它可以依照現實的天氣和其他實際情況進行功能調整。

五、結論

現如今，全世界的水資源都是比較缺乏，特別是淡水資源不足于全世界的人們使用，所以我們在園林灌溉中我們要注意在園林節水灌溉中提高節水灌溉效率。而將自動控制技術應用于園林節水灌溉可以使水資源得到有效利用，同時還要將自動控制技術與智能化技術結合起來，讓每份資源得到充分的利用，提高了產品質量以及社會資源利用率。

參考文獻：

[1]曹成茂，夏萍，朱張青. 無線數據傳輸在節水灌溉自動控制中的應用[J]. 農業工程學報，2015，04：127-130.

[2]金永奎，方部玲，夏春華. 自動控制技術在節水灌溉中的應用[J]. 計算機與農業.綜合版，2013，12：18-20.

篇(4)

關鍵詞：農業發展；機械自動化；發展趨勢

中圖分類號：F407文獻標識碼： A 文章編號：

引言

受歷史、觀念、技術等原因影響，我國傳統農業機械遠不能適應現代高效農業的發展，人們對農業機械自動化的認識和應用越來越重視，農業機械自動化控制技術在降低農業成本、提高勞動生產率的同時又減少了勞動強度、增加了勞動舒適性，農業生產高效率、高精度的機械化、自動化方向是農業發展的必然選擇。本文對當前農業生產中機械自動化化控制技術應用現狀進行了總結分析，結合農業自動化要求及技術，進一步探討了我國農業機械自動化發展趨勢。

1 農業機械自動化現狀

農業生產自動化、機械化和高效率的發展，是當前農業發展的必然道路，農業機械自動化控制技術在農業現代化進程中無可替代的作用和地位已被人們所認識，并得到了廣泛推廣。農業機械自動化控制生產降低了農民勞動強度，解決了勞動力不足問題，同時大大提高了勞動生產率和勞動過程的舒適性。建國初期，我國農業主要依靠人力和畜力進行勞動耕作，農業機械化水平低，還未達到1%，全國農業機械裝備僅達到8.01萬千瓦動力，只有117臺農用拖拉機，而像聯合收割機、農用載重汽車等大型農業機械在農業建設中基本為空白，半個世紀后，我國農業機械用量較以往增長了上千倍甚至數萬倍，很多農業設備如畜牧業機械、農副產品加工機械、林業、農田作業、農田基本建設等迅速增長，農田管理機達到了4萬臺，溫室面積為69億平方米等。進入21世紀，隨著農業機械化裝備水平穩步發展、農田機械化作業水平顯著提高，農機機械自動化服務領域得到了拓展，農機作業正以先進的自動化控制技術向市場化和社會服務方向發展。

1.1農業機械和裝備的部分自動化控制

當前，我國現有一部分農業機械和裝備的作業性能和操作性能已實現了自動化控制技術，其中農業運用較為廣泛的有：安裝使用機械油壓式三點聯結的位調節和力調節系統裝置的農用拖拉機，并將完成更為完善的電子油壓式三點聯結裝置；通過對播種機行駛速度和種子粒數的控制來實現合理播種的自動化控制技術，設計出自動切割馬鈴薯種塊技術裝置并加以應用；谷物干燥機的自動化，使自動維持熱風溫度的裝置免受了外界條件干擾，遇突然斷電或干燥機過熱引發火災時，即可自動掐斷燃料供給。浙江省盛產茶葉，茶園面積約占全國茶園總面積10%，茶葉產值約占全國茶葉總量的1/4，歷年采茶、制茶出現用工荒現象，2012年春季部分茶業公司開始走機械自動化茶葉生產線道路，茶葉從茶園采摘至最后進入專賣店全程實現機械智能化操作，與人工采茶和炒茶相比，自動化生產線優勢更加明顯，除了節省人工成本、減少生產過程中與工人接觸產生的污染之外，干茶產量有了大幅度提高，較傳統機械提高了10倍。

1.2精準農業中的自動控制技術應用

精準農業是集全球定位系統、地理信息技術、計算機控制技術以及專家和決策指示系統為一體的、為實現農業生產過程中的定位、定量、定時，需要精耕細作的分散農業。電子技術、微電子技術和通信技術緊密結合后，以現代方式完成精準農業的自動化監控和管理，可以改善數據采集、信息傳輸精度差、速度慢等現象。我國精細化農業設施主要以溫室等為主，采用渠系、泵站、灌水等自動化監控與管理技術，實施精準水肥管理，提高水資源和肥料資源的利用率，從而降低了農業成本、提高作物產量和品質等。

1.3 微灌自動控制技術應用

節水灌溉工程自動化管理是發展高效農業的重要手段，可實現高效、精細化農業的水資源的充分利用。在節水灌溉技術領域里，我國先后研制開發并改進了微噴灌設備、微灌帶、等流量滴灌設備、壓力補償式滴頭等設備，不斷總結適合我國國情的微灌設計參數和計算方法，建立試驗示范基地，實現部分地區的自動化灌溉系統，可通過自動啟閉水泵依照一定的輪灌順序長時間的進行灌溉。2010年7月塔城地區采用滴灌最新技術的萬畝現代化農業示范基地項目第一期工程建成并投入使用，由計算機整理分析和設定控制程序，通過“加壓滴灌施肥系統”，按設定程序無線遙控干、支管上電腦閥門，按輪灌組分區實施灌溉、施肥和打藥等，整個過程均為自動化控制操作。

1.4 智能化技術應用

隨著智能化技術的發展，各種農業機器人或智能化系統的實用化不斷涌向并逐漸應用于農業自動化控制中，在一些需要大量人力、精力開展的精細化作業如蔬菜、花卉種植以及牲畜養殖等農副業特別需要機器人、人工智能技術的應用。

2 發展趨勢

隨著機械自動化在農業發展中的滲透，我國農機工業有了巨大的發展勢頭，傳統農業正在逐步邁向現代化的農業，農業基礎設施建設投入力度進一步加大，農業機械自動化正促使農民盡快擺脫繁重的體力勞動，農業農機化需求增強。但目前我國農業機械自動化發展水平與其他發達國家相比仍有一定的差距，農業機械自動化產品研制、開發技術相對落后，產品質量和品種不能滿足快速發展的農業生產需求等。面對這些推動和實現農業機械化工程技術的挑戰和長遠課題，只有不斷加強自動化控制技術創新，加快農業機械新產品開發應用，著力促進農業自動化控制技術鄉智能化技術邁進。

2.1 提高農業機械自動化技術

我國是農業生產大國，旨在提高糧食作物全程機械化技術和經濟作物關鍵環節的機械化技術。當前，我國各地已基本實現了小麥生產的全程機械化，今后主要為提高水稻生產中工廠化育秧、高速插秧、半喂入水稻聯合收割技術等技術；提高不同地區、不同行距的玉米聯合收割技術并廣泛推廣應用；進一步提高經濟作物種植、管理、收獲等關鍵期機械化技術等。由于農業機械工作環境均較為惡劣，所以對農機產品的耐久性要求更為嚴格，尤其對于自動化機械裝置，其內安裝使用了半導體集成電路和微處理機等電子產品，提高其產品的可靠性和耐久性相當重要。

2.2合理開發機械自動化模式

隨著農村勞動力的轉移，農業規模擴大，農技服務組織的發展及市場競爭的加強，規?；r業生產對先進、適用、安全，具有高科技含量且操作方便的大型農業機械需求將不斷增加，相對于技術含量較低的中小型機械來說，這種自動化控制技術機械的開發、引進和生產是今后升級換代農機自動化技術的重要內容。同時，還應著眼于精細化農業生產，充分考慮作物和土壤，開發適合精細生產實際、價格合理、適合小規模農戶生產模式需要的中小型、多功能自動化農業機械。

2.3 促進農業機械智能化發展

由國內外農機業發展經驗表明，要縮小我國與世界農業發達國家在農業機械裝備上的差距，必須在農機智能化上下功夫，而我國農機技術的突飛猛進，將為實現農業生產的自動化和智能化打下基礎。可通過優化設計駕駛室、駕駛座、方向動力控制等來減輕機手的勞動強度，加大操作舒適性，實現農機系統按鈕操作；加大智能化控制科技含量，可通過儀表裝置隨時了解農機生產、安全等技術指標及使用狀態，發揮農業機械的最大能效等。

參考文獻

[1] 金衡模，高煥文，王曉燕. 農業機械自動化的現狀與推進模式[J]. 中國農業大學學報，2000，5（2）：45-47.

篇(5)

1.國內外農業自動化的現狀

1.1 國外農業自動化的現狀

近些年來，國外農業自動化飛速發展，農業機械設計向高速、寬幅、大功率、舒適的方向發展。自動化控制技術在農業機械上的應用已相當普及，一些著名廠商把自動控制、信息處理、全球定位系統和激光、遙感等現代尖端技術、裝備應用于農業機械上。如一種農用激光平地機就是利用激光調平傳感微機處理技術，經一次地面平整作業，即可成形，且能達到寸水不露泥的精度。美國的約翰迪爾公司所生產的水稻聯合收割機就安裝了一套稱為的精密作業系統。該系統能提量或收獲量信息、濕度，待收獲作物總質量等讀數，能精確測量糧食升運器頂部的谷物流量及實時的產量數據，能分別對分離裝置、滾筒轉速。割臺升降，割臺傾斜和停車制動安全等裝置進行快捷實時監測與控制。該機還裝備全球衛星定位系統和示差定位信號，可快速確定出機器所處位置。

隨著現代化科學技術的飛速發展，機器人技術正越來越被世界各國所重視。1994年，美國機器人的年產量為1.648萬臺。日本有機器人生產廠家300多個，生產機器人占世界總擁有量的60%。農業機器人已被廣泛應用到各個領域。

1.2 國內現有的自動控制技術在農業自動化中的應用

由于歷史，觀念和技術等方面的原因，我國傳統農業機械與發達國家相比有很大差距，已遠遠不能適應農業的科技進步。近些年來，自動化的研究逐漸被人們所認識，自動控制在農業上的應用越來越受到重視。例如，把計算機技術、微處理技術、傳感與檢測技術、信息處理技術結合起來，應用于傳統農業機械，極大地促進了產品性能的提高。我國農業部門總結了一些地區的農業自動化先進經驗（如臺灣地區的農業生產自動化、漁業生產自動化、畜牧業生產自動化及農產品貿易自動化）的開發與應用情況，同時也汲取了國外一些國家的先進經驗、技術，如日本的四行半喂人聯合收割機是計算機控制的自動化裝置在半喂人聯合收割機中的應用，英國通過對施肥機散播肥料的動力測量來控制肥料的精確使用量。這些技術和方法是我國農業機械的自動化裝置得到了補充和新的發展。從而形成了一系列適合我國農業特點的自動化控制技術。

已有的農業機械及裝置的部分自動化控制自動化技術提高了已有農業機械及裝置的作業性能和操作性能。浙江省把自動化技術應用于茶葉機械上，成功研制出6CRK-55型可編程控制加壓茶葉揉捻機，它利用計算機控制電功加壓機構，能根據茶葉的具體情況編制最佳揉捻程序實現揉捻過程的自動控制，是機電一體化技術在茶葉機械上的首次成功應用。

微灌自動控制技術灌溉管理自動化是發展高效農業的重要手段，高效農業和精細農業要求必須實現水資源的高效利用。采用遙感遙測等新技術監測土壤墑性和作物生長情況，對灌溉用水進行動態監測預報，實現灌溉用水管理的自動化和動態管理。在微灌技術領域，我國先后研制和改進了等流量滴灌設備、微噴灌設備、微灌帶?？卓诘晤^、壓力補償式滴頭，折射式和旋轉式微噴頭、過濾器和進排氣閥等設備，總結出了一套基本適合我國國情的微灌設計參數和計算方法，建立了一批新的試驗示范基地。在一些地區實現了自動化灌溉系統，可以長時間地自動啟閉水泵和自動按一定的輪灌順序進行灌溉。

自動控制技術在精準農業中的應用精準農業是在傳統農業與農機裝備技術上，運用高新技術進行農業生產管理。精準農業較傳統農業其先進之處主要是應用全球定位系統（GPS）、地理信息技術、計算機控制技術，專家與決策知識系統，實現農業生產的定位、定量、定時，做到精耕細作和由于農業水土管理區管理點較為分散，用傳統方法進行數據采集和信息傳輸精度差、速度慢。把電子技術、微電子技術和通信技術緊密結合起來，采用現代方法進行自動化監控和管理非常必要，如在渠系、灌水、泵站等方面實現自動化監控與管理。農業自動化向智能化方向發展，進一步發展精準農業重點發展節水、節肥精準農業技術體系的自動化控制，實施精準灌慨、精準施肥，提高水資源和化肥資源的利用率。精細設施農業主要發展以溫室為主的自動控制系統智能化研究，從而現降低成本、提高作物產量、提高農產品品質。計算機視覺技術在我國農業生產和農業現代化方面已開始應用，但在設施農業，虛擬農業中的應用尚處于起步階段，應進一步加強。加快該領域的研究與應用。

2.結論

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關鍵詞：水泵； 自動控制； 自動化； 泵站； 監控

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.10.219

水泵是一種通用機械，廣泛地用于國民經濟各部門，如電力、采礦、石油化工、市政工程及農林排灌等。隨著計算機技術的發展，水泵的工作控制從傳統的人工控制逐步發展為自動控制，大大的提高了工作效率、改善了水泵及其系統運行的安全穩定性。

水泵的自動控制技術應用最廣的幾個方面包括市政供水、工業排水、農業灌排等，其發展進程基本上是沿著手動-半自動-自-高集成自動的模式進行的。雖然其控制系統的組成千變萬化、系統的復雜長度也各不相同，但其實質是根據水泵工作場合的工作要求，根據控制系統理論，通過控制參數的監測、一定的邏輯運算得到水泵的控制信號，進而控制水泵的運行。對于大的供水或排水系統，為了可以實現提高系統安全性，采用高度自動化的診斷系統已是所屬領域的發展方向。

1 水泵自動控制系統基本理論

控制系統是由控制器和被控對象組成，控制器根據輸入量，經過一定的運算輸出控制信號給被控對象。在水泵的自動控制中，單片機、PLC或是大型的控制柜、計算機作為控制器進行運算，水泵作為被控對象，通常通過各類溫度、壓力、流量傳感器檢測值作為輸入量，經過控制器的計算，通過變頻器、繼電器或是開關實現電機轉速或啟閉得控制，從而達到控制水泵運行的目的。

2 水泵自動控制技術的發展進程

我國在20世紀70年代，泵站運行基本依靠人工控制，發生故障也需要依靠管理人員的經驗和現場的操作。市政供水其中灌排泵站用于農業領域的灌溉和排水，泵站規模較小，主要針對個別農戶或村莊，因此其自動控制系統發展相較于市政供水和工業排水而言更為緩慢，自動化的集成化水平也更低。而歐美各國在水泵自動控制領域起步較早，在 20 世紀 60年代起，便開始通過對水廠的壓力、流量等實際參數的監控，隨著各種現場總線的監控系統體系結構日趨成熟，美國在通過控制系統由水資源部統一管理運行。

到了80年代，隨著無線通訊技術的發展，我國的供水系統開始通過組網方式自動控制，并可通過軟件的升級實現整個系統的升級換代，提高的控制系統的適應性，位于監控系統核心的上位機采集各檢測數據信息通過報表、實時曲線的形式顯示，一些水廠也實現了水源、處理、輸送全過程的連續監測，對每一個環境自動的進行調節、控制、顯示和報警。到了90 年代后，泵站綜合自動化系統向全分散式系統方向發展，灌溉泵站可以通過對諸如土壤狀態、溫度信息等參數的檢測實時獲取灌溉需求，并根據需要泵站中水泵的啟閉和轉速，排水泵站可以通過對水位的檢測控制其運行狀態，同時泵站還設置完善的故障檢測和處理系統，提高了農業灌排泵站的智能化和自動化。

于此同時，國內的公司開始對國外引進的監測系統和軟件平臺進行改進，初步形成較為完善的SCADA系統。現在國內比較流行的水廠計算機控制系統主要是PLC和DCS兩類，建立供水管網數據采集中心，實現了一定程度的管控一體化。目前在用的煤礦安全監控系統，基本上是我國自主開發的產品，在國內煤礦所使用的自動控制系統通常采用單片機和PLC兩種控制體系，采用單片機技術的控制裝置，適應不變的控制流程，而采用PLC控制，現場可根據現場情況及控制對象進行編程，邏輯控制能力強，可滿足不同的控制對象，組網方便，選擇不同的通訊模塊可組成各種網絡結構。

3 水泵自動控制技術的發展趨勢

水泵自動控制技術的發展依賴于傳感測量、控制器、通信領域、控制算法的發展。隨著傳感器精度的不斷提高，控制器結構更加精密、體積不斷減小，控制算法不斷完善，水泵的自動控制技術勢必具有更高速、溫度、自動化、智能化。同時水泵自動控制技術的發展也更多依賴用戶的需要，在市政供水中，隨著市場供水壓力大增大，給管網內合理的調度和安全監控提出的更高的要求，在工業排水尤其是煤礦排水中，隨著煤礦企業的規模增大，其排水系統的安全性的需要不斷提高，這就要求監控系統將會朝更高精度、高速度和更優算法方向發展，在農業灌溉排水中，隨著人力成本的上漲，灌排泵站對系統的自動化和智能化要求更高，這就需要提高各類傳感器的檢測精度，并不斷的根據需要優化控制過程，降低人工成本，實現高度的自動化。

水泵的應用涉及到工業、農業、市政等方方面面，水泵控制的自動化水平影響著整個工農業供排水的經濟性、安全性和穩定性。而針對具體的應用場合，根據供排水的實際需要，其控制系統的智能化成為該領域發展的熱點和趨勢。隨著計算機領域、通信領域、傳感測量領域的不斷發展，水泵的自動化控制也將不斷邁上新的臺階。

參考文獻：

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[2]鐘震，沈日邁，黃逸中，董益林，竇以松，何希杰，穆建新，國內外泵站監控自動化技術設備現狀與發展[J].中國農村水利水電，1998（02）：19-20.

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篇(7)

精確農業是社會不斷發展下的必然趨勢，此農業管理方式結合了現代化的科學技術手段。同時精確農業背景下的農業機械改變了傳統機械的部分技術手段，滿足了農民對機械的要求，并在保證農產品質量的同時，大大提高了農業機械的工作效率。因此，我國應大力推廣精確農業背景下農業機械的進一步發展，進而為我國經濟的發展打下良好的基礎。

1我國農業機械發展存在的問題

1.1產品種類少

目前，我國針對不同的農業產品生產制造出了不同的農業機械，但是就我國目前農業機械發展的現狀來看，其還無法滿足農業生產對農業機械的要求。例如，對于農產品深加工種類的農業機械，由于我國目前在這方面的技術還比較薄弱和不夠成熟，導致在農產品生產過程中必須要引進其他國家的農業機械，進而增加了農業產品的投資成本[1]。

1.2農業技術人才缺乏

我國農業機械的操作者一般是農民本身，而由于其沒有成熟的農業機械操作技術，以至于面對大型的農業機械不知該如何使用，從而使機械的價值在農業產品的生產中無法發揮出來。同時，部分農業機械的操作人員，由于沒有經過專業的培訓，因此其機械操作水平較低，進而影響了農業機械的使用效率。在這種情況下，國家應著重培養一批高技術的農業人才，為農業產品生產的發展提供有利的條件。

1.3農機手收入低

農業機械的使用多數只是在特定的季節，因此農機手在其他的時間都是空閑的，以至于其年收入不高，此現象的發生將導致農機手人才流失的現象越發嚴重，致使農業生產工作無法有序開展。

2精確農業對農業機械化的要求

2.1農業機械精確化

為了實現精確農業的發展，農業機械必須要在播種和施肥時保證其準確性。同時改變傳統灌溉無法精準而產生的干旱等現象，為農業生產提供有利的條件，實現農業精準化，省去農業生產時的人力、物力的同時，確保了農產品的質量進一步提高。未來我國在農業生產方面，應大力推廣農業機械精準化，并將此設置為農業發展的一個有效目標[2]。

2.2農業服務體系化

在精確農業的背景下，我國農業機械實現智能化的同時，還要確保農業服務體系化。在農業生產之前，要制定出一系列的生產計劃，保證生產到使用過程中各個環節的協調性。同時保證在農業產品生產過程中，農業生產管理要符合服務體系化的生產要求，進而促進農業生產順利進行。

3我國農業機械化的未來發展趨勢

3.1農業機械朝著智能化發展

為了滿足農業生產的需求，農業機械應朝著自動化和智能化的方向發展，從而解決傳統農業機械存在的由于其種類少而無法滿足農業生產的現象。隨著我國科學技術的進一步發展，農業機械智能化的趨勢是勢必可行的。通過農業機械智能化的實現，可在保證農產品生產質量的同時，大大提高生產效率，降低生產成本，從而解決傳統機械帶來的一些問題。例如，我國棉花由于生產效率低、價格高而降低了銷售產量，若我國實現了農業機械智能化，那么銷售產量必然會因為生產效率的提高而上升[3]。

3.2農業機械化朝著綠色產品發展

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對農產品質量要求也隨之增加。而為了滿足人們的生活要求，在農業產品生產中應對農業設備進行詳細的檢查，以免因有害物質影響機械設備的使用，從而避免農產品因農業機械而產生食品安全問題，促使農業機械化朝著綠色產品方向發展。為人們提供健康食物的同時，提高人們生活環境的質量，為人們營造一個舒適、健康的生活氛圍。針對此，相關部門應努力配合農業機械化綠色產品的研發，限制農業生產中污染物排放超標的現象，并推動綠色產品生產的有效開展。