信息技术与农业

世界农业博览结课论文

——信息技术与农业

姓名： 姜 涛 _

学好： 2010508020 _

院系： 信工、计科、1班 _

教师 ： 祈 亚 琴 _

完成时间： 2011年11月3日 _

信息技术与农业

摘要：近年来，农业机械装备正在迅速地吸收和应用电子信息技术，使得农业机械化不断创新和进步。像 3S技术等高科技技术使农业发展更快，更科学。但我国还处在发展开始阶段，与发展快的国家相比，较为落后。

关键词：农业机械；电子信息化；应用；

近年来，农业机械装备正迅速地吸收和应用电子信息科技。这与农业面对世界市场竞争的压力，及集体化、现代化与大型、复杂、高效、节能、环保型农业机械化技术日益提高的要求是密切相关的。近20年来，农业装备不断积累的技术创新成果也为这一发展提供了基础。 我国农业还处于逐步推进实现基本农业机械化的发展阶段，为了提高我国大中型农业装备产品在国际市场上的竞争力，需要科研与技术人员在学习和研究发达国家先进经验的基础之上，加速推进高新技术在规模化农业和农业机械化服务产业中的应用，以实现我国农业机械电子信息化技术的跨越式发展。(1)

一、农业机械电子化与信息化

电子信息技术在农业机械装备中应用的这一发展趋势，代表着农业机械化技术发展中新的里程碑。电子信息技术使一些农业装置具有智能化的特征，使系统各控制单元间可相互通信，促进了支持基于信息和知识的“精细农业”应用的智能化变量作业农业机械的研究与开发。迄今，电子信息技术用于农业机械装备上的技术创新，可概括为以下5个方面:

1、提高机械作业的技术性能:过程监视、控制、诊断、通信。

2、实现节本增效和环境友好的农作：节约化肥、农药、水资源和燃料消耗，降低作业成本；保护生态环境，减少土壤、水体、动植物所遭受的污染。

3、过程的精确操作：及时获取过程信息，使农业机械操作能精确执行过程控制指令。

4、改善劳动者的操作条件：良好的人机接口，操作方便、安全、舒适。

5、发展基于卫星定位系统的农机作业田间导航、定位变量作业的智能控制农业机械，实现农场管理信息系统与田间移动作业机械间的无线通信与机群调度，支持农田作业的科学管理决策等。

智能化农业机械需要有不同类型的采集传感器、适于农机工作环境和结构设计的控制执行器、高性能的电子控制器和相应的软件支持，需要建立拖拉机及其他农业机械各部件电子控制单元间的通信、接口设计标准。这些都需要机械、电子、信息管理等多种学科的集成支持。

二、农业机械电子化的应用

1、农业机械内部的电子装备技术

农业机械电子化正向网络化、智能化、分布式控制技术方向发展。一台大型复杂农业机械，已装置了若干个标准的电子控制单元，它实际上已是一个带有独立处理信息与控制功能的计算机智能控制终端，是针对农业机械使用环境专门设计的通用微型作业计算机，具有统一标准设计的接口，采用了控制局域网络技术及其网络通信协议。机器的若干重要部件采用了独立的带微处理器的电子控制单元，由设置于驾驶室带液晶显示的用户总线虚拟仪器终端控制器进行作业工况的显示和输入控制指令。 机组上所有独立的电子控制设备均具有标准的输入/输出接口，挂接到标准总线上按规定协议进行通信和控制。总线上还留有插接端口，可与外部计算机连接，对总线系统设备进行诊断或实施系统扩展。农业机械机组的电子控制单元，正在由早期的专用控制器设计向通用控制器方向发展。这样，一个标准的电子控制单元即可用于不同类型的农机部件和不同厂商的产品配套使用。而在我国，信息技术与农业结合发展的比较晚，很多机械都没有这些，农民只是根据自己的想法去种田，不能合理利用。

2、农业机械间的总线通信技术

各种农业机械上所应用的智能化电子控制单元的发展，使其接口的通用化、标准化设计变得日益重要。通常都是在拖拉机和联合收割机的驾驶室内，安装可以和不同机型配套的通用型智能显示终端。各种机器部件或不同形式的农业机器电子控制单元被设计成具有与总线挂接的标准接口，包括硬件芯片和可编程软件，使得机组上各个相对独立的ECU间均可与中央控制器及显示单元交换信息，接受控制指令，也可在各个农机具或部件的ECU之间传输和交换数据信息，实现拖拉机与农机具间、农机具相互间和拖拉机中央控制

器与农场计算机之间的串行通信。为了使农机具上的电子系统具有通用性、兼容性，建立通用的总线通信设计标准十分必要的。这样可使农户在国际市场上选购不同厂商的机器时，便于拖拉机与各种农业机械的ECU间的配套连接；对制造商来说，通用标准的建立，使其仅需关注ECU用户一侧与机器控制相关的设计或建立其闭环控制系统，而不需要去深入了解ECU与其他设备之间接口，只要将其插接到总线标准插座上即可，在总线上的数据信息交换仅以双向开环方式进行。设计农业机械的专用总线接口、通信协议和开发生产集成物理特性和软件协议的硬件电路，需要具有高集成度的IC芯片。而我国，通信技术还是比较落后，不能很好满足农业机械间的总线通信技术的要求。

3、人机接口技术

农业机械在作业中，都需要人来操纵和控制。传统驾驶室中的仪表盘正迅速由电子监视仪表取代并逐步由单一参数显示方式向智能化信息显示终端过渡，从而大大改善了人机交互界而。这种智能化显示终端，实际上就是一台带液晶显示屏的计算机。它代表了当今仪器与控制装置发展的主流方向，又常被称为虚拟化仪器显示终端。它可在屏幕上按操作者的需求，通过屏幕任意选择显示机组中不同部分的终端信息，调用数据库信息，显示数据、图形、语音等多媒体信息。并可将数据信息动态存入类似信用卡尺寸大小的高密度智能化数据存储卡，将田间记录的数据信息通过智能卡带回办公室，由计算机应用高级软件进行处理。也可以将管理者的决策和操作指令通过智能卡传送到拖拉机上的智能控制终端，自动控制农机的操作。我国，大部分农民农业知识少，电子技术更是不会，这就对人机对接技术的实施造成了很大的困扰。

4、农业机械化中的机群调度与管理决策支持技术

欧洲一些大农场，已开始建立和使用农场办公室计算机与移动作业机械间通过无线通信进行数据交换的管理信息系统。这可以使农场管理调度中心计算机直接调用各个田间作业机械智能终端存储的作业数据，存入农场计算机的数据库中。由于农场计算机具有比移动作业机强大得多的信息存储、处理功能，专家知识库和管理决策支持系统，通过计算机处理后，制定详细的农事操作方案和导航作业计划后，通过无线通信数据链路传回到田间移动作业机。机器发生故障，操作者也可调用具有强大分析功能的办公室计算机诊断处理程序。现代通信技术革命的成果，已开始应用于农业机械化作业的远程管理中。我国的信息技术与农业结合还只是开始阶段，所

以只有中科院有一套比较完整的系统，其他地方的都是比较单一或不完整，不能很好发挥其作用。

三、结语

电子信息技术与其它新技术在农业机械中应用研究的发展，既促进了新世纪农业机械化系统电子信息化技术的创新研究与新产品开发，也为适应“精细农业”技术体系的试验实践开发智能化变量作业农业机械提供了基础。但我国的信息技术与农业的结合还有待加强，这不仅需要国家支持，还也需要各界的关注。农民的专业技术更是需要补补。所以总体来说，中国与其他国家（像美国，欧洲一些农业发达国家）还有不小差距。但信息农业必将在中国得到更大的发展。

参考文献：（1）《中国农机化》2004.1，薛金林等，南京农业大学工学院，210032