传感技术在农业机械自动控制系统中的应用
潘星辰 
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潘星辰 ,. 传感技术在农业机械自动控制系统中的应用[J]. 农业学报,2023.9. DOI:10.12721/ccn.2023.157083.
摘要:
现代农业发展中,农业机械化生产程度明显提升,有效推进了农业生产的效率,对于促进农村经济发展发挥了突出的作用。目前,部分地区呈现出规模化和集约化生产的特征,对农机设备的自动化控制水平提出了更高的要求。从农村发展现状来看,大量青年劳动力选择进城务工,农业规模化生产和农机自动化控制很可能成为一种发展趋势。因此,本文基于传感技术在农业机械自动控制系统中的应用展开研究,以期增强农机自动化控制水平。
关键词: 传感技术农业机械自动化控制系统
DOI:10.12721/ccn.2023.157083
基金资助:

目前,农业机械已经实现普及应用,很大程度上提升了农业生产的整体效益,但早期研发并投入市场的农机很少使用传感器设备,这意味着其无法实现自动化控制目标,只能借助人工控制方式投入农业生产过程。当前,基于农业生产的发展形势,相关技术人员提出将传感技术融入农机制造工艺的思路,即借助传感器技术来获取实时信息,这为自动化控制的实现创造了良好的条件。

1.传感器赋予农业机械的新功能

1.1视觉导航功能

可以通过在农业机械上安装专用摄像头的方式对农业生产过程中的各类图像信息进行全面收集,并将收集到的信息及时传递给自动化控制系统,由系统分析信息后发出对应的控制指令。此种功能的实现,可以帮助农业机械规划出最优的行进路线,控制其自行躲避障碍物,实现自动化生产目标。我国的农业科技人员围绕视觉传感器进行全面系统的研究,使得传感器能够在农业机械运行中进行360°全方位扫描,获取图像信息的基础上,进行系统内部分析,并给出处理指令,控制农机设备进行自动作业,在生产实践中取得了较好的应用成果。

1.2卫星定位与导航功能

实现农业机械自动控制目标的重要前提是要准确定位农业机械的位置,此时便需要借助传感器来获取农机设备的定位信息。在进行农业机械研发时,可以对GPS技术以及传感器技术进行联合应用,在借助GPS技术获取坐标信息后,结合传感器反馈的图像信息,可对生产区域的状况进行更为准确的了解,并由系统发布控制指令,对农机设备的运行路线进行精确导航与定位。

1.3激光导航功能

在当前的农业机械设备生产过程中,激光导航技术的应用范围也比较广泛,对激光导航具有精准度高的特点,很多研发机构和生产企业都将这项技术应用到农业机械设备的生产活动中,农业机械设备可以根据传感器接收到的信息进行自动化作业。目前,这项技术在果园农业机械设备的生产与研发活动中得到了有效应用,但是这项技术仍需要继续研究,以便适应其他农业领域的应用。

2.传感技术在农业机械自动控制系统中的具体应用

传感技术的作用原理为通过获取图像信息为农业机械自动控制系统提供参考依据,使其作出最准确的判断,增强农业机械的自动化控制水平,该项技术基本可以覆盖大部分农业机械产品,实际应用中,只需结合图像信息获取需求选择适宜的传感器,并将其安装至特定位置即可,相对来说在农业机械领域中的应用前景较好。此外,与其他技术的联合应用还可发挥更好的应用成果,如与光电晶体管的联合应用可以更为准确的辨别水果成熟度信息,弥补了仅依靠图像信息获取信息的不足与短板,与GPS技术联合应用能够更加准确的规划行进路线,有助于提升农机作业效率。可见,其在农业机械自动控制系统中具有较大的应用潜力。

2.1在车轮升降控制中的应用

农业生产过程中,各个地块的地势存在一定的差异,可以将传感器安装于农业机械的底部,对地面信息进行全面收集,实现对地势状况的有效识别,地势信息明确的基础上,便可对农业机械的车轮进行合理控制,通过调节车轮的升降幅度可使其适应不同的地势状况,确保其能够在保持平稳作业状态的基础上,成功跨过偏低或者偏高的地势。在农业机械自动控制系统中,传感技术发挥着获取实时信息的作用,可为自动控制系统提供可靠的参考,以增强控制动作的有效性。

2.2在水果筛选中的应用

果园收获的阶段,对于成熟水果的筛选一直以来都是困扰果农的关键性问题,在以往的农业生产中,一般是采取人工筛选方式,不仅收获效率偏低,且会带来大量的人工成本投入,同时由于每个人的筛选标准难以统一,水果的质量也呈现出参差不齐的特点。而传感技术在水果筛选和收获中的应用则可有效提升筛选效率,且筛选标准较为统一,可以确保水果品相一致,有效解决了水果筛选作业中的实际问题。在水果自动筛选农机设备的研发中,除了应用到传感技术以外,还应用了光电管以及光电晶体管等电子元件,其应用原理是,根据水果成熟后的不同颜色特点和颜色产生的光反射对水果成熟度进行合理辨别,主要是借助光学理论筛选水果。此种,多技术融合的农机设备显著提升了水果筛选的质量,且降低了人工成本投入,为水果正式进入市场销售也创造了良好的前提条件。

2.3在作物收割中的应用

将传感技术积极应用于农业收割设备的生产,农业机械设备可以获取农作物的跟根茎部信息,从而自动识别和检测收割的高度,高效率地实现农作物的收割,收割过程中还能实现对农作物的自动检测,由系统自动控制收割过程中的喂入深度,从而不断提高农业机械设备收割作业的工作效率。这一目标的实现,离不开传感器的辅助,传感技术在农业收割设备上的应用能不断提高农业收割设备的性能,促进收割效率的不断提升,同时对于减轻操作人员工作压力也有非常积极的意义。只要传感器能在工作中全面收集设备自动化控制所需要的相关信息,就能很好地实现自动化控制的目标。因此,农机设备生产和研发人员要不断加大对传感器的研究,借助研究活动的开展更好地将这项技术应用于农机生产,借助先进技术的应用,为农业生产活动提供帮助。

结语:在农业机械设备生产和应用中,传感技术能很好地促进农业机械自动化控制目标的实现,设备生产和研发人员要不断加强对最新传感技术的研究,根据农业生产的现状和需求,认真做好对农业机械设备的研发与优化,积极和农机设备操作人员进行沟通互动,了解设备使用过程中存在的不足,借助多种传感器的综合应用,使农业机械设备作业过程中能获取更加全面的信息,满足不同类别的农业生产需要。

参考文献:

[1]赵亮.传感技术在农业机械自动控制系统中的运用探讨[J].微型电脑应用,2019,35(08):146-148.

[2]祁宏宇.传感技术在农业机械自动控制系统中的运用探讨[J].数码世界,2018(12):231.

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