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計算機自動控制系統在農業生產中的應用

計算機自動控制系統在農業生產中的應用

計算機自動控制系統在農業生產中的應用

     進入21世紀以來,科學技術得到了長足的發展,我國各個行業在技術有效推動的基礎上呈現出不斷進步的發展態勢。制造業、農業、航空航天等多個領域都對自動控制技術有了十分廣泛的應用,對于提高勞動生產效率、創造更多的經濟價值起到了十分大的幫助作用。我國傳統農業經歷了十分悠久的發展歷史,但從目前的實際情況來看,仍延續著傳統的人工生產的方式。雖然在近幾年由于技術以及觀念的轉變,自動化控制技術在農業方面得到了十分廣泛的應用,但傳統種植觀念在大多數農民群眾的思想中仍根深蒂固。同時從近幾年的人口普查情況來看,我國總人口呈現出不斷增長的態勢,所以對農業產品的需求仍然較大,因此如果繼續沿用傳統耕種方式的話,農產品的需求量和產出量之間也就無法達到一定的供需平衡。如果能將自動化控制技術應用到農業生產當中的話,不但能節約大量的人力物力,在提供生產產量的同時還能提高生產效率,這對于我國農業今后的發展是也是十分有利的。
 

1 自動化控制的優勢

1.1 減少人力物力投入降低成本

    自動化控制能夠有效減少人力以及物力的投入,對于降低成本起到十分大的幫助。我國新統計結果顯示,在2014年我國農業人口的總數量已達到了6.74億人,占到了總人口的50%以上。通過以上的數據能清楚地看到,我國農業人口在如今仍占有十分大的比例,但隨著我國城市現代化建設程度的不斷加深,城市對農村人口的需求量也在不斷增大。因此如果能將農村勞動力從傳統的耕種模式中解脫出來,對于城市建設也將會起到較大的幫助作用。

1.2 有效提高農產品產量

    近幾年,我國對農產品的需求呈現出逐年增加的趨勢,因此有效提高農產品的產量成為急需解決的一個重要問題。農產品的產量受到很多因素的影響,其中為主要的就是種植方式以及所種植土地的實際情況,但在傳統耕種模式中,這兩個因素都是很難被改變的。而在自動化控制技術應用的過程中,可以動態地跟蹤土壤中營養物質的含量,當土壤中的營養物質無法滿足農作物正常的需求,就可以針對性地補充營養物質,這對于農產品產量的提高有著十分大的幫助。

1.3 便于良好管理

    我國傳統的耕種方式過于分散,無法形成一定的規模,使得農民的收入產生了減少。而自動化生產擁有著十分良好的系統性以及科學性,能夠幫助農民對整個農業生產進行集中化的管理,也方便相關人員根據農作物的實際生產情況進行資源配置。

1.4 提高產品的質量

    用一句話概括我國傳統農業生產活動,貼切的就是靠天吃飯,這是我國農業生產為鮮明的一個特點。雖然我國地大物博、氣候良好,有助于農產品的生長。但近幾年隨著環境污染情況的不斷惡化,經常會出現一些極端天氣,這對于農作物的生長產生了十分大的影響。如果能夠應用自動化生產模式的話,通過前期的數據收集就能大致地了解某一地區農作物的實際生長情況,之后在后期自動化灌溉的過程中也就能夠對這些數據進行有效的分析,確定適當的灌溉量,這對于提高農作物的質量也能夠起到十分積極的意義。
 

2 自動化控制在農業生產中的應用

2.1 在收獲機械中的應用

    傳統的收獲機械在使用的過程中,一般是借助于機械力的作用對農產品進行收割、脫粒、打包等。幾年隨著科學技術的不斷進步,這些傳統的機械也逐漸朝著自動化控制的方向發展,目前絕大多數的收獲機械都能夠實現收割、脫粒、打包多個不同的步驟一次性完成。同時自動控制的相關終端還能夠實現對農作物進行效率更高的管理。

例如,目前在一些地區推廣使用的黃瓜收獲機就充分使用到了自動化控制。在其工作的過程中,通過實現輸入到計算機內部的黃瓜圖像對機器人面前的各種物品進行分辨,如果通過圖像確認目標之后,相關設備的機械手就接到指令采摘黃瓜。這種設備特點就是每20㎡的農作物種植區只需要1名操作人員就能夠實現整個操作過程,而通過統計能夠發現,采摘整個區域所消耗的時間僅在1 h左右,在降低勞動強度的同時還提高了勞動效率,有效地提高了農戶的整體效益。
2.2
 在溫室大棚中的應用

    首先從溫室大棚中的構造上來看,主要由供水系統、溫度控制系統以及照明系統等組成,這些設備正常使用的基礎就是自動化控制。所使用到的自動化控制系統能夠對溫室大棚內的實際情況進行有效的數據采集,之后通過計算機中心的統計分析,將處理的結果反饋到所有的自動化儀器中進行有效的操作,完成對整個溫室大棚的控制工作。在具體應用的過程中,能夠有效地動態調節溫室內溫度、空氣濕度以及光照情況,同時還能監控室內二氧化碳的含量,從而確保農作物能夠在一個良好的環境下正常生長,能夠獲得良好的預期收益。同時自動化系統還能將所收集到的數據不斷的積累保存下去,以便于之后使用,為相關的研究單位提供了為準確的資料數據。

    另外,機器視覺技術目前也同樣走進了溫室大棚中。其在使用的過程中通過分析不同種類農作物的色彩、紋理以及明暗,并通過相關的數據處理就能夠充分了解植物的生長情況,而得到的分析結果也可以作為溫度控制以及濕度控制的先決條件,這樣也可以對農產品的生長起到監控作用。

2.3 在節水灌溉中的應用

    目前,自動化控制在節水灌溉中的具體應用可以劃分為渠道防滲、管道輸水等11種形式,但無論是哪一種類的節水灌溉,都需要對其進行有效的自動化控制。它由中央控制計算機、數據采集系統等多種設備在各個環節精準調控從而在實現節約用水,真正達到使用的用水量而獲得經濟效益的目的。從目前的實際情況來看,在農作物生長過程中使用自動化控制系統,一般能夠將水的利用率提高到80%以上。另外,所采用的灌溉設備從體積上來看相對比較小巧,可以被隨意地安插在田間,并根據天氣的實際變化情況有效地控制澆水量。

    另外,相關的設備也能夠全方位地監控土壤的濕潤情況,通過中央控制計算機依據所收集到的數據判斷目標土地是否需要灌溉。如果判斷的結果是需要灌溉,那么計算機控制程序就可以通過遠程操控啟動田間的灌溉設備,而當土壤中含水量符合了相關農作物生長所必需的水分時,就可以自動停止工作。該設備不但能夠節約大量的水資源,同時還能保證土壤一直處于一種良好的環境中,這對于農作物的健康成長將會起到十分大的幫助作用,程度上滿足農作物的成長需求。

2.4 在無土栽培中的應用

    雖然無土栽培在我國的發展速度十分快,但其所有的相關步驟都需要自動化控制設備的幫助才能順利實施,主要體現在以下幾個方面。首先就是所使用到的中央計算機控制系統系統能夠有效地監控無土栽培的各個步驟,充分地了解植物在某個時間段是否缺少某種營養物質以及水分。其次,在無土栽培的過程中,需要使用到大量的容器、管道設備等,這些不同的器皿都是通過自動化控制系統有效的結合在一起的,真正實現了自動供養以及導流滴灌溉等全方位的工作。
    
近幾年,一種十分新穎的設備出現在了我們的日常生活當中,即專家系統,在這個系統當中包含了十分豐富而且專業化程度十分高的軟件,它能夠代替傳統的人工診斷,利用圖像分析植物的生長情況,從而判斷植物生長的好壞。該軟件與傳統人工判斷相比準確度更好,更有參考價值。
 

3 自動化控制應用過程中應注意的問題

    自動化控制在農產品種植過程中有著十分良好的應用,但同樣也應當清楚的意識到其中所存在的問題。在應用的過程中,其并不能完全取代人工,在一些必要的情況下,如蟲害爆發時就應當聘請專門的人員對其進行分析,并制定出針對性的措施。同時,在具體使用的過程中還比較依賴于控制設備的精確性,如果不能有效保證設備計算結果準確度,就可能給整個種植過程帶來十分大的影響,嚴重情況下甚至會出現減產的情況。因此在日常應用的過程中不應對其過分依賴,對其產生的結果也應作出一個客觀的分析,只有這樣才能真正發揮計算機自動控制系統的作用,保證其能夠程度上滿足植物的生長需求,真正實現高產量、高收益。


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