研究用于農(nóng)業(yè)機(jī)械的智能耕作機(jī)

1、 研究用于農(nóng)業(yè)機(jī)械的智能系統(tǒng)云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 工程技術(shù)學(xué)院摘要31發(fā)展現(xiàn)狀32.系統(tǒng)工作原理42.1GPS系統(tǒng)42.2 地理信息系統(tǒng)GIS62.3GPS和GIS平臺(tái)的綜合應(yīng)用72.3.1 信息檢索查詢72.3.2 多媒體信息輸出72.3.3 周邊情況查詢72.3.4 決策及事件響應(yīng)82.3.5指揮監(jiān)控調(diào)度跟蹤82.3.6導(dǎo)航/路徑計(jì)算82.4 自動(dòng)駕駛儀工作原理82.5 遙感系統(tǒng)92.6 遙測(cè)遙控系統(tǒng)102.7 程序控制部分112.8 自動(dòng)反饋系統(tǒng)122.9 智能控制系統(tǒng)123.科學(xué)依據(jù)和意義124.研究意義145. 結(jié)論與展望146參考文獻(xiàn)15摘要研究用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能耕作機(jī)械操作系統(tǒng)，利用GI

2、S系統(tǒng)和GPS系統(tǒng)對(duì)智能化無(wú)人耕作機(jī)進(jìn)行控制。靠程序控制裝置操縱實(shí)現(xiàn)自動(dòng)耕地，包括自動(dòng)駕駛儀、程序控制系統(tǒng)、遙控與遙測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)、自動(dòng)反饋系統(tǒng)，路障檢測(cè)系統(tǒng)，應(yīng)急警報(bào)系統(tǒng)。應(yīng)用該系統(tǒng)能對(duì)不同土質(zhì)進(jìn)行高效，節(jié)能的作業(yè)，設(shè)計(jì)靈活,可實(shí)現(xiàn)不同意義的使用,同時(shí)具有低功耗、高性能、智能化等優(yōu)點(diǎn)。在傳統(tǒng)機(jī)械的基礎(chǔ)上，增加智能控制裝置代替人工操作。提高耕地效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。為今后智能耕作機(jī)能精確高效作業(yè)，符合不同作物種植的農(nóng)藝要求提供理論。關(guān)鍵詞：智能耕作機(jī); GIS ; GPS; 遙測(cè)系統(tǒng); 自動(dòng)反饋系統(tǒng) 1發(fā)展現(xiàn)狀近年來(lái)先進(jìn)的制造技術(shù)、新材料的涌現(xiàn)，電子技術(shù)、通訊技術(shù)等的進(jìn)步，電子監(jiān)控、液壓和

3、自動(dòng)控制等技術(shù)在耕作機(jī)械上得到了廣泛的應(yīng)用。為農(nóng)業(yè)機(jī)械帶來(lái)了新的技術(shù)變革，推動(dòng)了農(nóng)業(yè)機(jī)械向智能化自動(dòng)化方向發(fā)展。有關(guān)農(nóng)業(yè)的智能化技術(shù)研究在不斷增多，其中研究和應(yīng)用得最多的是GIS 、 GPS、計(jì)算機(jī)視覺、圖像處理系統(tǒng)等。此外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)也在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面得到了一定應(yīng)用?，F(xiàn)代化農(nóng)業(yè)除要求農(nóng)業(yè)機(jī)械性能穩(wěn)定工作可靠操縱方便靈活等基本特點(diǎn)外還應(yīng)使作業(yè)過程達(dá)到半自動(dòng)化,自動(dòng)化并具有運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)故障自診及其自動(dòng)報(bào)警功能，以便能及時(shí)準(zhǔn)確地報(bào)出故障部位，實(shí)現(xiàn)耕作機(jī)的智能化控制。用智能控制代替人工操作提高耕作效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度已成為未來(lái)農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展的方向。2. 系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)大體上由無(wú)人機(jī)載體、

4、自動(dòng)駕駛儀、程序控制裝置、地理信息系統(tǒng)、遙感系統(tǒng)、自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)、自動(dòng)反饋系統(tǒng)、路障檢測(cè)系統(tǒng)、警報(bào)系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、ICS（智能控制系統(tǒng)）組成。GIS（地理信息系統(tǒng)）和GPS主要用于采集地理信息和坐標(biāo)位置的數(shù)據(jù)和輔助控制。自動(dòng)駕駛儀是基于GPS技術(shù)的道路導(dǎo)航裝置。遙感系統(tǒng)用于地表和作物識(shí)別。自動(dòng)反饋系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)輸出的信息來(lái)進(jìn)行控制，即通過比較系統(tǒng)行為與期望行為之間的偏差，并消除偏差以獲得預(yù)期的系統(tǒng)性能。通過這些系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，可實(shí)現(xiàn)不同意義的使用, 能控制耕地機(jī)械對(duì)不同土質(zhì)進(jìn)行高效，節(jié)能的作業(yè)。2.1 GPS系統(tǒng)利用GPS與傳感器、計(jì)算機(jī)控制等科技的集成，可以裝配成智能化的農(nóng)業(yè)機(jī)械，從而實(shí)現(xiàn)

5、田間作業(yè)自動(dòng)導(dǎo)航、精確定位以及適應(yīng)地形起伏等情況。GPS系統(tǒng)主要由用戶接受部分、地面監(jiān)控部分和空間星座部分共同組成。用戶主要依靠GPS系統(tǒng)接收機(jī)接收衛(wèi)星發(fā)射出來(lái)的信號(hào)，從而獲取定位觀測(cè)數(shù)值，在經(jīng)過相關(guān)處理之后，完成定位導(dǎo)航的任務(wù)，并將所接收到的信號(hào)進(jìn)行放大、變換以及合理處置。地面監(jiān)控部分主要是由監(jiān)測(cè)站、主控站構(gòu)成，它們分別具備監(jiān)測(cè)采集衛(wèi)星信息、對(duì)空間衛(wèi)星進(jìn)行信息注入和修正參數(shù)等功能。各站之間主要依靠現(xiàn)代化的通訊系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)工作高度精確的自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)。利用GPS系統(tǒng)定位作業(yè)者或農(nóng)業(yè)機(jī)器在田間的瞬時(shí)位置，通過傳感器及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)隨時(shí)隨地采集田間數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)輸入地理信息系統(tǒng)(GIS)，結(jié)合

6、事先儲(chǔ)存在GIS 中數(shù)據(jù)、以及專家系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)對(duì)信息進(jìn)行加工、處理，做出適當(dāng)?shù)霓r(nóng)業(yè)作業(yè)決策，再通過作業(yè)者或農(nóng)業(yè)機(jī)器攜帶的計(jì)算機(jī)控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)作物的變量投入或操作調(diào)整。應(yīng)用全球定位系統(tǒng)，可按照田間每一操作單元的具體條件，精細(xì)準(zhǔn)確地調(diào)整各項(xiàng)土壤和作物管理措施，最大限度地優(yōu)化使用各項(xiàng)農(nóng)業(yè)投人，以獲取最高產(chǎn)量和最大的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)能有效地保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，保護(hù)耕地等農(nóng)業(yè)自然資源，把科學(xué)的精細(xì)性引進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程。GPS在無(wú)人駕駛拖拉機(jī)上的應(yīng)用。無(wú)人駕駛拖拉機(jī)是由固定操作站控制的無(wú)人駕駛農(nóng)業(yè)機(jī)械，它在全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)或者在田間附近地面系統(tǒng)的導(dǎo)航下開展作業(yè)。通過自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)，拖拉機(jī)在無(wú)人駕駛的情

7、況下，能夠沿著直線和不規(guī)則的曲線自動(dòng)行駛，這種技術(shù)目前在歐美國(guó)家正在得到快速推廣。我國(guó)也研究成功了無(wú)人駕駛拖拉機(jī)，實(shí)現(xiàn)了拖拉機(jī)在田問作業(yè)條件下的自動(dòng)導(dǎo)航和地頭轉(zhuǎn)向控制，這項(xiàng)技術(shù)對(duì)我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)快速的發(fā)展具有重要現(xiàn)實(shí)意義。更多更廣泛的智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械，隨著GPS的廣泛應(yīng)用和各種新技術(shù)的集成，必將走進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一線。2.2 地理信息系統(tǒng)GIS 地理信息是指表征地理要素的數(shù)量、質(zhì)量分布特性、相互聯(lián)系及其變化規(guī)律的數(shù)字、圖像與圖形特征的總稱。其將地球表面、地表上空、地表以下的地理信息以數(shù)字的形式存貯于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之中，以便今后決策和任務(wù)執(zhí)行中隨時(shí)調(diào)用。其信息屬于空間信息，具有區(qū)域性、多維結(jié)構(gòu)性。例如：在一個(gè)地面

8、點(diǎn)上，可取高度、土壤肥力、作物產(chǎn)量等多種信息。地理信息有明顯的時(shí)序特征，即動(dòng)態(tài)變化特征。地理信息系統(tǒng)的組成:1）計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)：（1）包括計(jì)算機(jī)主機(jī)，提供存貯空間，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯處理。（2）數(shù)字化儀可將地圖或遙感圖像數(shù)字化后輸入計(jì)算機(jī)。（3）繪圖儀。用來(lái)表示數(shù)據(jù)處理結(jié)果。（4）顯示器，用戶通過顯示器和終端控制計(jì)算機(jī)和外圍設(shè)備。2） 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)通用程序、地理信息系統(tǒng)軟件平臺(tái)和應(yīng)用分析軟件三部分組成。（1）計(jì)算機(jī)通用程序是廠家提供的使用計(jì)算機(jī)的程序系統(tǒng)，包括操作系統(tǒng)、匯編程序、論斷程序以用各種維護(hù)使用手冊(cè)。（2）地理信息系統(tǒng)軟件平臺(tái)一般包括五類基本模塊：即數(shù)據(jù)的輸入和

9、校驗(yàn)、數(shù)據(jù)的存貯和管理、數(shù)據(jù)變換、數(shù)據(jù)的顯示和輸出、用戶接口等。（3）應(yīng)用分析軟件是系統(tǒng)開發(fā)人員根據(jù)地理信息專題或區(qū)域分析模型編制的程序，是系統(tǒng)功能的擴(kuò)充和延伸。2.3 GPS和GIS平臺(tái)的綜合應(yīng)用GPS和GIS綜合應(yīng)用平臺(tái)是通過移動(dòng)通信、互聯(lián)網(wǎng)和空間信息技術(shù)和手段，以電子地圖為依托，以移動(dòng)終端的位置數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，讓使用者可以獲取各種與當(dāng)前位置相關(guān)的信息，從而為工作的進(jìn)一步開展提供了參考的依據(jù)。其應(yīng)用主要包括以下內(nèi)容：2.3.1 信息檢索查詢（1）地圖顯示：縮放、平移、地圖圖層控制、圖例定義。（2）通過定義查詢條件，對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。（3）根據(jù)點(diǎn)、線、面等特點(diǎn)，按照相關(guān)性關(guān)系進(jìn)行關(guān)聯(lián)查詢。(4

10、 ) 完成距離、周長(zhǎng)、面積的計(jì)算。2.3.2 多媒體信息輸出將用戶所關(guān)注的各類數(shù)據(jù)信息，以文字、數(shù)據(jù)報(bào)表、圖片等形式輸出，以滿足不同分析決策工作的需要。2.3.3 周邊情況查詢移動(dòng)終端和控制中心均可對(duì)該終端周圍的設(shè)施，以及某設(shè)置中心提供服務(wù)的詳細(xì)信息進(jìn)行查詢，甚至是對(duì)信息進(jìn)行交互式的處理。2.3.4 決策及事件響應(yīng)移動(dòng)設(shè)備或者中心設(shè)備能夠預(yù)先裝入相關(guān)的決策分析模型，這樣可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的狀況，自動(dòng)提供建議采用的解決方案，以備工作人員參考，確定科學(xué)合理的決策或計(jì)劃。2.3.5指揮監(jiān)控調(diào)度跟蹤控制中心可以及時(shí)了解移動(dòng)終端的位置和狀態(tài)信息，從而對(duì)機(jī)械進(jìn)行有效的跟蹤，以保障安全；或者對(duì)資源進(jìn)行合理的調(diào)

11、配，以保障生產(chǎn)作業(yè)的效率。2.3.6導(dǎo)航/路徑計(jì)算根據(jù)移動(dòng)終端當(dāng)前的位置和目標(biāo)位置，進(jìn)行最優(yōu)路線分析，并按照預(yù)先設(shè)定的條件和規(guī)則，生成前往目的地的建議路線，同時(shí)提供沿途的關(guān)鍵性信息。2.4 自動(dòng)駕駛儀工作原理自動(dòng)駕駛技術(shù)是基于GPS的一項(xiàng)技術(shù)，將GPS系統(tǒng)的基站天線安放在略高于周圍環(huán)境的地方，通過設(shè)置基站相關(guān)項(xiàng)目，獲取機(jī)械所處位置的地理坐標(biāo)信息。自動(dòng)駕駛技術(shù)包括視頻攝像頭、雷達(dá)傳感器以及激光測(cè)距來(lái)了解周圍的狀況，并通過一個(gè)詳盡的地圖對(duì)前方的道路進(jìn)行導(dǎo)航。應(yīng)用激光雷達(dá)對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行掃描，并將結(jié)果以3D地圖的方式呈現(xiàn)出來(lái)，給予計(jì)算機(jī)最初步的判斷依據(jù)。衛(wèi)星定位精度的高低直接影響著自動(dòng)駕駛的效果。國(guó)外

12、利用GPS自動(dòng)駕駛的研究起步較早，但真正用于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛也只是近10年來(lái)的事。目前國(guó)外自動(dòng)駕駛設(shè)備較具代表性的是美國(guó)TRIMBLE（天寶）公司的產(chǎn)品。黑龍江省友誼農(nóng)場(chǎng)目前為不同型號(hào)拖拉機(jī)所安裝應(yīng)用的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)均為天寶公司產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的開發(fā)研究起步相對(duì)較晚，2003年月25日，我國(guó)第顆“北斗一號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射成功，月日，我國(guó)自主研發(fā)的“北斗運(yùn)營(yíng)服務(wù)平臺(tái)”正式開通，這標(biāo)志著我國(guó)已經(jīng)擁有了完全自主的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。截至目前，北斗星通公司的自動(dòng)駕駛產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入應(yīng)用階段。利用GPS 確定農(nóng)業(yè)機(jī)械在田間的瞬時(shí)作業(yè)位置，將系統(tǒng)隨時(shí)隨地采集的環(huán)境及作物信息輸入GIS 并結(jié)合事先儲(chǔ)存在GIS 中的數(shù)據(jù)及各

13、種決策支持系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理作出合理適當(dāng)?shù)霓r(nóng)業(yè)作業(yè)決策傳輸?shù)綀?zhí)行機(jī)構(gòu)輸入智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)作物的變量投入或操作調(diào)整。隨著信息技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，人工智能技術(shù)在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)裝備上引入信息化智能化技術(shù)是未來(lái)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢(shì)。2.5 遙感系統(tǒng) 遙感系統(tǒng)主要由傳感器、載體，指揮系統(tǒng)組成。傳感器：是收集目標(biāo)物所反射或發(fā)射電磁波信息的裝置。有攝像機(jī)、多波段光譜掃描儀、紅外光譜儀等。載體：也稱平臺(tái)，它是負(fù)載傳感器的工具。有支架、車輛、衛(wèi)星等。指揮系統(tǒng)，就是指揮和控制傳感器與平臺(tái)并接收信息的指揮部，現(xiàn)代遙感指揮系統(tǒng)一般均為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。2.6 遙測(cè)遙控系統(tǒng)一般遙測(cè)遙控系統(tǒng)都是由控制

14、端、信道和被控端三部分組成。遙測(cè)遙控系統(tǒng)的控制端包括計(jì)算機(jī)指令發(fā)生器、編碼器、指令傳輸設(shè)備的發(fā)射部分。遙測(cè)遙控系統(tǒng)的被控端包括監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)射部分、指令傳輸設(shè)備的接收部分（接收天線、接收機(jī)和解調(diào)器）、譯碼器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和被控對(duì)象等。指令發(fā)生器用來(lái)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)遙控指令及與誤差信號(hào)相對(duì)應(yīng)的指令，可以由人操作，也由程序自動(dòng)操作。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用來(lái)監(jiān)視和測(cè)量被控對(duì)象的實(shí)際狀態(tài)，并將此實(shí)際狀態(tài)與規(guī)定的狀態(tài)在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行比較，當(dāng)二者不一致時(shí)，計(jì)算機(jī)便給出一個(gè)誤差信號(hào)，由指令發(fā)生器產(chǎn)生與誤差信號(hào)相對(duì)應(yīng)的遙控指令，通過指令傳輸設(shè)備送到被控端，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，以改變被控對(duì)象的實(shí)際狀態(tài)。此實(shí)際狀態(tài)又通過監(jiān)測(cè)系統(tǒng)送到計(jì)算中心進(jìn)行

15、比較，直到被控對(duì)象的實(shí)際狀態(tài)與規(guī)定的狀態(tài)相一致。由于遙控任務(wù)和監(jiān)測(cè)參數(shù)的不同，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也不同。常用的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有目視、電視、雷達(dá)、導(dǎo)航和遙測(cè)等監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。利用遙測(cè)原理對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)稱為遙測(cè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它能夠測(cè)量和傳輸被控對(duì)象外部運(yùn)動(dòng)參量和內(nèi)部狀態(tài)參量，在工業(yè)生產(chǎn)和管理自動(dòng)化等遙控系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。指令傳輸設(shè)備包括調(diào)制器、發(fā)射機(jī)、發(fā)射天線、接收天線、接收機(jī)、解調(diào)器等。編碼器把指令信號(hào)編成碼組，以區(qū)分指令信號(hào)，提高可靠性、抗干擾性和保密性。編碼器的主要組成部分是編碼矩陣。譯碼器把收到的指令碼組譯成原來(lái)的指令信號(hào)。譯碼器的主要組成部分是譯碼矩陣。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是使被控對(duì)象按遙控指令動(dòng)作的機(jī)構(gòu)，執(zhí)行

16、機(jī)構(gòu)要有足夠的輸出功率，使被控對(duì)象動(dòng)作。如二值指令的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是繼電器或電動(dòng)機(jī)，多值指令的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是同步電機(jī)或直流放大器。指令監(jiān)控臺(tái)是遙控系統(tǒng)的專用設(shè)備，它可以用來(lái)對(duì)發(fā)送的指令進(jìn)行控制、選擇、監(jiān)視和記錄，并能對(duì)各種遙控設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、控制和自動(dòng)切換。它能確定發(fā)送指令的內(nèi)容，選擇發(fā)送指令的時(shí)機(jī)和執(zhí)行任務(wù)的設(shè)備。它能監(jiān)視設(shè)備的工作狀態(tài)，監(jiān)視指令的發(fā)送和執(zhí)行情況，監(jiān)視系統(tǒng)間的往返信號(hào)，以及記錄所有發(fā)出和返回的信號(hào)。 2.7 程序控制部分主要包括計(jì)算機(jī)通用程序、地理信息系統(tǒng)軟件平臺(tái)和應(yīng)用分析軟件。地理信息系統(tǒng)軟件平臺(tái)：（1）有美國(guó)環(huán)境系統(tǒng)研究所研制的地理信息系統(tǒng)軟件ARC/INFO，它是世界上應(yīng)用最廣泛的

17、GIS軟件之一。1991年， ARC/INFO系統(tǒng)進(jìn)行了漢化處理，從此大量進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。ARC/INFO 系統(tǒng)提供了用于地理數(shù)據(jù)的自動(dòng)輸入、處理、分析和顯示的強(qiáng)大功能。目前已成功地應(yīng)用于包括自然資源、農(nóng)業(yè)、自動(dòng)制圖、設(shè)施管理、城市和區(qū)域規(guī)劃、人口和商業(yè)管理、交通運(yùn)輸、石油和天然氣、教育、軍事等十大類別的一百多個(gè)領(lǐng)域。（2）澳大利亞的Genasys公司開發(fā)的GIS軟件GENAMAP。（3）美國(guó)Mapinfo公司研制開發(fā)的GIS軟件Mapinfo。國(guó)內(nèi)GIS軟件有北京大學(xué)與陜西三秦企業(yè)集團(tuán)聯(lián)合研制的地理信息系統(tǒng)城市之星Citystar。2.8 自動(dòng)反饋系統(tǒng)反饋控制系統(tǒng)是基于反饋原理建立的自動(dòng)控制系

18、統(tǒng)。所謂反饋原理，就是根據(jù)系統(tǒng)輸出變化的信息來(lái)進(jìn)行控制，即通過比較系統(tǒng)輸出與期望行為之間的偏差，并消除偏差以獲得預(yù)期的系統(tǒng)性能。在反饋控制系統(tǒng)中，既存在由輸入到輸出的信號(hào)前向通路，也包含從輸出端到輸入端的信號(hào)反饋通路，兩者組成一個(gè)閉合的回路。因此，反饋控制系統(tǒng)又稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。反饋控制是自動(dòng)控制的主要形式。反饋控制系統(tǒng)由控制器、受控對(duì)象和反饋通路組成。在反饋控制系統(tǒng)中，不管出于什么原因（外部擾動(dòng)或系統(tǒng)內(nèi)部變化），只要被控制量偏離規(guī)定值，就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的控制作用去消除偏差。2.9 智能控制系統(tǒng) ICS(智能控制系統(tǒng))是智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備的指揮中心。由農(nóng)機(jī)操作者下達(dá)指令，由GPS接受位置信息，從G

19、IS的電子地圖中提取決策信息，也可以接受實(shí)時(shí)傳感器的信息，并將它們轉(zhuǎn)化為向執(zhí)行器發(fā)出的控制信號(hào)，執(zhí)行設(shè)備在接受信號(hào)后通過液動(dòng)、氣動(dòng)或電動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)作業(yè)地調(diào)整。3. 科學(xué)依據(jù)和意義近幾年來(lái)，一些發(fā)達(dá)國(guó)家不斷將高新尖技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械上，使農(nóng)業(yè)機(jī)械向智能化方向發(fā)展。目前國(guó)外已成功開發(fā)出智能耕作機(jī)械、能夠準(zhǔn)夠無(wú)誤地測(cè)定其所在位置及運(yùn)行方向，較大地提高了勞動(dòng)效率、節(jié)約成本、增加了產(chǎn)量。 早在20世紀(jì)80年代美國(guó)雨鳥公司、摩托羅拉等幾家公司就合作開發(fā)了智能中央計(jì)算機(jī)灌溉控制系統(tǒng)，開始將計(jì)算機(jī)應(yīng)用于溫室控制和管理，此后溫室計(jì)算機(jī)控制及管理技術(shù)便先是在發(fā)達(dá)國(guó)家得到廣泛應(yīng)用，后來(lái)各發(fā)展中國(guó)家也都紛紛引進(jìn)、開發(fā)

20、出適合自己的系統(tǒng)。 20世紀(jì)90年代，美國(guó)開發(fā)的溫室計(jì)算機(jī)控制與管理系統(tǒng)可以根據(jù)溫室作物的特點(diǎn)和要求，對(duì)溫室內(nèi)光照、溫度、水、氣、肥等諸多因子進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控，還可利用溫差管理技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)花卉、果蔬等產(chǎn)品的開花和成熟期進(jìn)行控制，以滿足生產(chǎn)和市場(chǎng)的需要。目前，美國(guó)已將全球定位系統(tǒng)、電腦和遙感遙測(cè)等高新技術(shù)應(yīng)用于溫室生產(chǎn)，有82的溫室使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，有67的農(nóng)戶使用計(jì)算機(jī)，其中27的農(nóng)戶還運(yùn)用了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。以園藝業(yè)著稱的荷蘭從20世紀(jì)80年代以來(lái)就開始全面開發(fā)溫室計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，并不斷開發(fā)模擬控制軟件。到80年代中期，已有5 000多臺(tái)計(jì)算機(jī)應(yīng)用于溫室，目前荷蘭有85的溫室種植者使用環(huán)境控制計(jì)算機(jī)，種植者只需從軟件公司購(gòu)買溫室控制軟件，從化學(xué)公司購(gòu)買營(yíng)養(yǎng)液后，即可按照不同作物的特點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)控制，從而滿足作物生長(zhǎng)發(fā)育的最適要求。在生產(chǎn)園藝植物的現(xiàn)代化大型自控溫室中，盆觀植物均放置在栽培床上，室內(nèi)溫度、光照、濕度、作物生長(zhǎng)情況、環(huán)境等全部由計(jì)算機(jī)監(jiān)控。英國(guó)的智能溫室系統(tǒng)、西班牙和奧地利的遙控溫室系統(tǒng)都是計(jì)算機(jī)控制與管理在溫室中的成功應(yīng)用。另外，德國(guó)已經(jīng)把3S技術(shù)(地理信息系統(tǒng)GIS、全球定位系統(tǒng)GPS、遙感技術(shù)RS)