智能农业的发展趋势模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇智能农业的发展趋势，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.24.115

0 引言

在我国历史发展的过程中，农业一直处于重要的地位，为我国经济的增长提供了良好的保障。在农业生产的过程中，从春播到秋收，通常需要进行很多项工作，其中除草工作是其中主要的工作之一，该项工作进行的好坏，会直接影响到农民的经济收入。而当前阶段进行该项工作时，通常是采用化学农药除草的方式，这种方式不仅效率不高，而且还会对环境造成严重的污染，不满足我国现今可持续发展战略的实施。因此，高中生的我们作为祖国未来的接班人，加强对智能化除草机器人技术发展现状及趋势展望进行研究具有重要意义，为我国农村的经济发展提供了一定保障。

1 智能除草机器人的发展概述

在我国社会发展的过程中，农村人口一直占据很高的比例，具相关部门统计，当前阶段我国农村人口超过了7.5亿，将近占具我国总人口总数的60%。在这种情况下，虽然我国土地面积非常的广阔，但是人均土地占有量不是很多，因此，在进行农业生产工作的过程中，农业机械的应用程度还不是很高，并且在使用的机械设备中自动化程度较低，从而对我国农业机器人的研究造成了严重的影响，与其他国家相比，我国的研究还非常落后[1]。而在我国当前阶段中，农村人口老龄化问题逐渐加重，同事一些农村又在逐渐的向着城市化的方向发展，导致农村劳动力数量逐渐的减少，对农业生产正常的进行造成了严重影响，从而使原有的工作量使用更少的人员来完成，提高了人们的劳动强度，而且还增加了生产过程中的投入成本，不利于我国农村的发展。

我国当前的农业除草工作中，主要有两种方式，一种是人力除草的方式，这是一种古老的除草方式，是由我国古代人民总结出来的除草方式，这种方式不仅强度非常大，而且效率还不是很高，不利于农业生产的进行，正在逐渐的被抛弃。另一种为化学农药除草，这种方式是根据一些化学成分对杂草的影响，杀死杂草中的细胞，从而达到了除草的目的。使用该种方式除草时，会对从社会造成一定的影响。首先可以将化学农药残留到作物中，如对作物使用时清理不当，就会导致这些化学成分进入到人们的体内，出现中毒的问题，从而对人们的身体健康造成严重的影响，不利于人们正常的生活；其次是我国缺少完善的农药使用标准，同时农民还缺乏安全意识，在工作的过程中，常常使用错误的施药方法，致使农药出现飘散的现象，不仅使农药的利用效率不是很高，而且随着农药的飘散，还会对环境造成影响，不利于人们的生活与作物的生长[2]。

智能除草机器人研究的过程中，首先是美国、英国等国家对其进行了研究，研究的相对较为完善，而我国当前阶段中，国家与社会逐渐加强了对农业生产中的除草工作的重视，开始了对智能除草机器人的研究，通过对国外技术的借鉴，也在开始自行的进行研发。虽然我国研发的时间较晚，但是我国一直作为农业生产大国，对农业的重视程度较高，也会加强对智能除草机器人研究的重视程度，在之后的研究过程中，一定会追赶上国外的先进技术，形成我国独特的智能除草机器人系统，为我国农业生产更好的进行提供了良好的帮助[3]。

2 智能除草机器人的技术原理与重要技术分析

除草机器人中硬件系统起到了决定性作用，其中包括了很多部分，如PC处理机、末端执行器等，通过这些部分起到的不同作用，才能使智能除草机器人发挥出应有的作用。

2.1 除草原理

在智能除草机器人工作的过程中，主要的工作原理为：首先要对田间各种类型的杂草与植物的信息进行收集并分析，并将分析的结果存储到相应的硬盘当中，为之后的工作提供良好的对照信息；然后进行除草工作时，硬件中的摄像头就会发挥出其应有的作用，根据农田的垄条形状，对拍摄进行调整，从而对每一条垄条进行拍摄，并将拍摄的画面通过传送装置传输到PC处理机中，之后PC处理机根据传回的结果，与硬盘中的对照信息进行比较。最后，根据比较出来的结果，对除草系统进行控制，使除草系统在工作时，能够与作物保持一定的距离，避免其对作物造成损害[4]。

2.2 除草的重要技术

（1）视觉影像技术。在智能除草机器人中，视觉影像技术是其中最为重要的一项技术，智能除草机器人运动时，该项技术可以对环境进行拍摄，拍摄出多个物体图像，然后将该图像传输到相应的计算机中，计算机就会对其进行处理与分析，之后将分析的结果传送到控制系统中，控制系统就会根据传输的结果对机器人进行控制，从而准确的寻找到作物的生长位置，保证该设备能够正常的在田间行走，不会对作物造成影响。

在使用该技术时，主要有以下两种方式。第一种是利用OCD-ICP的图像配准方法，在使用该种方法进行应用时，应用了一定的图形学原理，在图像的边缘处，根据农田的实际情况，选取出多个边缘角点，并结合相应的筛选规则，对其进行筛选，使边缘角点不断地优化。当其优化到一定程度后，就要通过迭代最近点的方法对其进行处理，从而得出最佳的配准，从而确定出了作物的准确位置；另一种方式是利用HSI颜色分量的颜色特征提取法，采用该种方式进行运行时，由于植物的高矮、性状等存在差异，导致光照射到不同的植物上，会产生不同的光照强度、色调与饱和度，因此，在绘制图像时，就会直接采用多阈值分割的方法对其进行处理，将其以量化的形式体现出来，然后将这些量化后的颜色进行组合，并提取出不同颜色中的特征，根据特征内容的不同，将其分为不同的种类，最后将不同种类的特征进行组合，是图像达到了跟个的效果，从而完成了整个工作[5]。

在实际的智能化除草机器人中，一种视觉影像技术往往达不到要求，通常情况下是对两者共同应用，将两者进行了有效的融合，形成了一种更加先进的图像处理技术，并在该技术的基础上，构建出了良好的操作平台，在该平台中就会更好的进行工作。当前阶段中，国外的研究时间较长，研究基本上比较完善，而我国研究的时间较短，相对来说还不是很完善，还有更加广阔的发展空间[6]。

（2）机械控制技术。在智能化除草机器人中，另一重要的组成部分就是控制系统，该系统性能的好坏直接影响了整个设备的工作性能。通过视觉影像技术得到的图片信息，控制系统对其运动进行控制，从而使其达到了运动除草的目的。

在当前智能除草机器人当中，对该种技术的应用主要有以下两种方式。第一种为建模分析的方式，在使用该种方式进行应用时，当图片信息进入到该系统后，就会将其导入到相应的三维软件中，该软件就会根据图像的信息，建立出相应的模型，然后通过该软件具有的仿真功能，模拟出农田的不同环境，并根据农田的环境，来对机器人的移动进行设计，从而使其达到了移动的目的。并且，在这一过程中，还会根据相应的动力学原理，对机器人运行的效果进行研究，计算出其不可测的滑移量。在计算出该数据之后，将其输送到控制器中，从而使其进一步对移动进行设计，产生出相应的补偿控制器，这时就会将其导入到三维软件与商业数学软件中，利用两者来对其进行仿真。通过该仿真结果可以发现，使用该种控制方法对机器人进行控制时，效果较好，使其运行的距离更加精确，对作物产生的破坏影响较小；另一种对数字图像处理技术进行了一定的应用。在当前阶段中，随着社会的发展，数字图像处理技术得到了快速的发展，使其更加的完善，具有了更加强大的功能，被广泛的应用在我国的各个领域中，为各领域发展提供了良好的帮助。在智能化除草机器人中的应用，不仅可以使机器人更有效的对外部信息进行采集，而且还会加强其对环境的理解，为机器人正常的运行提供了保障[7]。并且在机器人运行的过程中，主要包括了两个方面的工作内容，一个是对其自身的运动进行检测，另一个为对目标的跟踪，在使用该技术后，就能够达到这两项工作内容的要求，使机器人能够更好地对杂草进行识别，并将识别的信息输送到传感器中，其内部的执行部门就会对机器人下达准确的行动命令，从而使其安全、稳定的移动到规定的位置，之后对其除草操作进行命令，从而使其完成整个除草的工作。

3 智能除草机器人的发展趋势

随着社会的发展，人们生活水平的提高，对各项工作具有了更加严格的要求，而农业生产工作作为我国社会发展中重要的组成部分，对其的要求也逐渐增加，因此使其向着现代化的发展具有重要的意义。在其之后的发展中，主要向着以下两个方向发展。首先智能化除草机器人是在自然条件下应用的，人们无法对自然现象进行控制，使得与其他类型机器人的工作环境相比，具有多变的特点，对工作性能具有更高的要求。因此，在其之后的研究过程中就要向着更加智能化的方向发展。在之后的研究过程中，就要进一步对上述两种技术进行研究，使其发展的更加完善，不仅使机器人在工作中发挥出更大的作用，而且还可以降低制造的成本，能够更加广泛的应用于农业生产中；其次在当前的智能化机器人工作中，通常是电力能源为其提供动力，在其运行中，会消耗大量的电能，这样为了满足其对电力的需求，电力系统就会增加对电力的需求，从而提高了对煤炭等资源的消耗，而且机器人在工作中还常常会发生电量不足的问题，使其突然停止运行，降低了其工作效率。因此，在其之后的发展中还要向着节能的方向研究。在该研究中，可以对耗能系统进行研究，降低机器人的运行功率，减少其运行过程中消耗的电力能源，而且还可以对新能源系统进行研究，在机器人运行时能够利用自然环境中的太阳能、风能等自然能源，降低了其对电能的需求，从而可以达到节能的目的[8]。

4 总结

综上所述，在农业生产中应用智能化除草机器人后，不仅可以提高除草的效率，是农作物更好的生长，而且还有效的对环境做出了保护，对我国社会的发展具有重要的影响。而在当前阶段实际的农业生产工作中，智能化除草机器人应用的还不是很广泛，还没有形成一定的估摸，因此，本文作者就根据自己对其了解的程度，对智能化除草机器人进行了研究，为其更好的在实际工作中应用提供了一定保障。但是，一个人的力量终归是有限的，这就要加强国家与社会各界对其的重视程度，通过人们共同的努力研究，使其更加的完善，为农业生产工作的发展提供了更有力的保障。

参考文献：

[1]张文莉，陈树人，褚德宏.除草机器人研究现状与趋势[J].农业装备技术，2015，04（02）：6-10.

[2]林欢，许林云.中国农业机器人发展及应用现状[J].浙江农业学报，2015，09（05）：865-871.

[3]王儒敬，孙丙宇.农业机器人的发展现状及展望[J].中国科学院院刊，2015，03（06）：803-809.

[4]毕昆，赵馨，侯瑞锋等.机器人技术在农业中的应用方向和发展趋势[J].中国农学通报，2011，12（04）：469-473.

[5]马旭，齐龙，梁柏等.水稻田间机械除草装备与技术研究现状及发展趋势[J].农业工程学报，2011，10（06）：162-168.

[6]易中懿，胡志超.农业机器人概况与发展[J].江苏农业科学，2010，08（02）：390-393.

[7]宋欣，杨磊，张仲雄等.一种智能除草机器人的设计与模型实现[J].科技创新与应用，2016，02（07）：16-17.

篇2

1 研究目的与方法

通过网络、书籍调查资料，结合科幻影视作品和小说，从科学的角度预测分析未来计算机的发展趋势。

2 研究结果

2.1 未来计算机将有更高的性能

看计算机的发展过程，历经电子管计算机、晶体管计算机、大规模集成电路计算机、超大规模集成电路计算机4个发展阶段。受工艺的限制，大规模超大规模的集成电路不可能无限集成，因此集成电路的开发已经濒临极限。由于目前计算机硬件用的几乎都是半导体集成电路，以半导体材料生产集成电路或超大规模集成电路的工艺以及技术越来越接近其物理极限，在不远的将来，计算机的性能也将接近物理极限。

2.2 未来计算机将有更广的应用

⑴普适计算将无处不在。所谓普适计算指的是，无所不在的、随时随地可以进行计算的一种方式；无论何时何地，只要需要，就可以通过某种设备访问到所需的信息，普适计算强调把计算机嵌入到环境或日常工具中。

⑵电子娱乐。目前，不少娱乐公司已经开始在网上播放电影和电视节目，并打造数字家庭。

⑶生物识别技术。生物识别技术被广泛应用鉴于反计算机黑客、反病毒、网络过滤及识别盗贼等技术存在的问题，生物识别技术为其提供了可能的解决方案。指纹、虹膜、声音和面部特征等识别技术已经开始用于政府和公司的身份认证系统。

⑷精确农业。精确农业是指以计算机、全球定位系统（GPS）等信息技术控制的农业灌溉、播种、施肥和治虫以及水土保持等工作。鉴于精确农业具有可降低化学品使用量、保证农作物高产和环保等特点，预计精确农业技术将在未来10年内在国内得到广泛应用。

⑸远程医疗。常规检查将轻而易举，医药行业是最早被装备先进信息技术产品的行业。性能更好的信息技术产品将显著地降低医疗工作成本。专家预计，这些技术将在2015年形成气候，将显著降低数十亿美元的医疗费用，极大改善医疗保健，提供更便捷的医疗服务。

⑹纳米技术。纳米技术逐步形成规模在纳米级别上的科学研究与开发成果，使人类越来越有信心掌控微观世界，制造出功能更强的计算机和更有效的医疗手段。目前，已有数十亿美元的资金用于纳米技术及其产品的研发。专家预计，纳米技术的应用将在2015年左右形成规模，纳米技术的潜在市场将达兆亿级水平。

⑺机器人。机器人将落户寻常百姓家包括能与人交谈、从事更为艰苦工作等智能化机器人，正被加速开发。随着计算机技术以及仿真技术等发展，微型机器人不久将成为人类既经济又方便的助手。目前，日本和韩国已经出售了上百万的微型机器人，用于工业界、家庭事务、医疗保健、军事和休闲业。专家预计，机器人最早将于2020年被大规模采用。

⑻人造器官。人体诸多器官现在都可以用仿真器官来代替，包括人造皮肤、骨头、耳蜗、血管、心脏等。利用计算机芯片、微型机械、组织工程和其他新技术，仿生器官不久可以涵盖到整个人体。目前，利用芯片，人造胳膊和大腿可以与人神经系统相连，借助于传感器可以有触觉。专家预计，2017年到2027年，人造器官可以替代人体主要器官。

⑼智能交通。智能化高速公路将成为风景线，鉴于没完没了的交通拥堵现象，智能化高速公路以其更低的成本、更快的速度、更高的安全性被普遍看好。有关计算机模型显示，智能化公路将使目前高速公路通畅能力提高2―3倍，而每英里的成本不到1万美元。目前新的高速公路造价是每英里100万到1亿美元。智能车将装配无线通讯和传感器等设施，将使行驶车辆的速度、方向和刹车得以自动化控制。目前通用汽车公司已经成功测试了无人驾驶的速度为每小时112公里的智能车。预计，2020年―2030年期间，30%的高速公路将采用智能化公路。

2.3 未来计算机将有更深的智能

⑴人机交互。人类自然形成的与自然界沟通的认知习惯和形式必定是人机交互的发展方向，研究者们也正在努力让未来的计算机能听、能看、能说、能感觉。

⑵机器学习。机器学习是研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为，以获取新的知识或技能，重新组织已有的知识结构使之不断改善自身的性能。它是人工智能的核心，是使计算机具有智能的根本途径，其应用遍及人工智能的各个领域。

⑶自然语言理解。自然语言理解就是要让计算机能够听懂人们说的话。自然语言理解技术的突破不光可以应用在计算机人机语音对话中，它的更大应用将是人工智能中的一个具有更大意义的领域──机器翻译。

⑷机器视觉。机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。特点是提高生产的柔性和自动化程度，而且机器视觉易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术。

[参考文献]

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摘 要：进入到新世纪以来，随着我国市场经济水平的迅速提升，我国的各行各业都取得了非常快速的发展，农业机械化是我国农村社会经济和农业现代化发展的重要标志，而在我国科学技术水平和计算机技术快速发展的背景下，我国农业机械化的发展也是十分迅速的，然而，我国农村经济的发展情况、农机工业水平、农业经营规模以及农业机械的智能化情况等因素对其都是有着重要的影响的，所以，在我国农业机械化发展过程中，还是暴露出了诸多的问题，仍然需要我们详细的研究并制定妥善的处理对策，这样才能促进我国农业机械化的健康发展。本文便对我国农业机械化的发展现状以及我国农业机械化发展的策略和趋势两个方面的内容进行了分析，从而详细的论述了我国农业机械化的发展工作。

关键词：农业机械化，发展现状，策略和趋势.

1 我国农业机械化的发展现状.

1.1 发展过程中所取得的成果.

现阶段，我国在研发、设计、制造、销售以及服务等多个方面都建立了完善的农机工业体系，农机产品的服务对象也几乎涵盖了我国的整个农业领域，如畜牧业、林业、渔业和副业等。我国的小型农业机械产品生产起步的时间较早，质量优异并且成本较低，在近些年来不断的发展和研究过程中，产品种类日益齐全，并且生产能力逐步扩大，性价比也能够很好的满足我国农民的支付能力和使用水平。截止到现阶段，我国能生产出 15 个大类、近 100 个小类、超过 3000 多个品种的农机产品，这些产品在非洲以及东南亚等市场所占的比重很大。

1.2 发展过程中暴露的问题.

(1)不同区域之间农业机械化水平的发展差异大。

我国农业机械化的发展情况与发达国家农业机械化发展的特点是有着明显的差异的，这也是导致各地农业机械化水平差异较大的根本原因。我国是一个幅员辽阔的国家，各地的天气条件和地理条件差异很大，有的地区农村劳动力过剩，也有的地区土地十分匮乏，再加上农村的人均收入较低等因素的限制，就导致了在我国农业机械化发展过程中的不同区域的发展特点是有着明显区别的。通过所统计的数据我们发现，我国东部地区的耕地面积占比约为 30%，而农机拥有量却超过了总体的一半以上，西部地区的耕地面积占比为24%，农机拥有量的占比却不足15%。

(2)农业机械门类品种上有一定的缺陷。

在不同的生产环节和不同作物上，我国农业机械化的水平也是有着很大的差距的，我国水稻的种植面积和产量有着明显的降低的趋势，主要原因就是我国水稻机械化的水平明显落后和南方的部分土地存在抛荒的现象，棉花目前还没有机械化的能力，而玉米在少数地区也还是刚刚起步的阶段，一些节种节肥节水性能较好的机具普遍都存在着水平低、数量少的问题，所以始终都无法大面积的推广使用。另外，由于我国农机产品还存在着短缺和过剩并存的问题，这也严重影响了我国农机产品的工作效率及其所带来的经济效益。

(3)农业机械使用中的问题。

农民之所以愿意购买农业机械产品，就是要在省时省力的同时获取更大的经济效益，而在我国的很多地区的农民的经济条件不允许他们购买农业机械，或是他们用不好这些产品，这也就制约了农机水平的提高。具体表现为：一是买不起，我国农田机械产品的价格基本都在 1-10 万元之间，最小型的产品也在 5000元左右，即使各地都出台了购买农机产品的补贴政策，但补贴的力度较小，对于普通的农民来说，价格还是无法承受的;二是不会用，在农民购买了这些产品后，各地的农机管理部门对于农机具的引进、推广以及使用技术的培训等工作都还无法有效、顺畅的开展，所以很多农民都不能很好的使用这些农机产品;三是效益差，因为农民的文化素质较低，所以在他们使用农机产品的过程中经常会遇到问题，设备也容易出现故障，也没有形成完善的农机作业市场，很多农机具都处于闲置的状态，无法发挥出农机产品应有的经济效益，这也就降低了农民购买和使用农机产品的积极性。

2 我国农业机械化发展的策略和趋势.

2.1 我国农业机械化的发展策略.

首先，我国的农业机械发展应更加重视对高科技的投入和应用，我国的农业机械装备技术应与信息技术、仪器与控制技术、现代液压技术以及现代微电子技术等先进的科学技术有机的融合，同时应该向着机电一体化和智能化的方向快速发展了;其次，当前我国应继续研发和生产与我国农业生产的实际特点相适应的农业技术设备，认真分析和研究我国农业的生产规模、农业资源、经济实力以及农艺制度等现状，结合我国农业生产的自身特点，从而发展出与之更加相适应的农业技术设备;最后，应逐步提高农业装备产品的质量，提升自身的市场竞争力。

生产农业装备产品的企业应建立一套完善的产品质量保证和质量管理的体系，提高农机产品使用过程中的安全性、可操作性和舒适性，进一步的改善使用人员的作业条件，从而提升自身的市场竞争力。

2.2 我国农业机械化技术的发展趋势.

智能化以及自动化将是我国社会农业发展的必然趋势，这也是我国发展高效节约农业的最重要措施。

(1)应用农业传感器技术。

要想真正的实现农业机械的自动化控制，首先我们必须能够实时的监测农业装备的工作状态，发现问题及时改善，其次就是要能够准确的评价农产品的生物学的活动和性状，所以应用农业专用的传感器技术就显得尤为关键了。现阶段，农业传感器的应用效果还是比较理想的，采用谷物湿度传感器谷物的湿度进行实时的监控;采用温度传感器能够准确的测量粮食烘干和储存过程中的实时温度等等。

(2)计算机技术和电子技术的应用。

在农业机械装备中应用计算机技术和电子技术，将进一步的促进我国农业机械化技术的发展，小型化、微型化的芯片的出现也为农机产品实现完全的智能化和自动化提供了可能，比如说在农机装备上安装电子监控装置，这样农民就可以实时的掌握装备的工作状态，出现故障时可以即使的进行调整，提高作业的质量。我国电子设备的性能越来越完善，农业装备也能够更好的适应灰尘、潮湿以及噪音等不利的环境，其可靠性和耐久性也得到了显著的提升。

(3)农用机器人技术。

作为机电一体化的实例，农用机器人集合了人工智能、自动控制以及机械电子计算机等多种高新技术，农业的作业对象和环境的复杂多变性对农用机器人提出了很高的要求，虽然现阶段农用机器人技术还存在着一定的问题，但是随着计算机智能技术的不断发展，这项技术也将越来越完善。

(4)建立更加精确的农业体系。

这一内容的核心思想就是要及时的获取农作物的产品并掌握影响生物生长的环境因素的有关信息，分析研究其原因，从而制定出经济上有效并且技术上可行的改善措施，根据实际的需要进行调控，主要的支持技术有智能化农业机械技术、决策支持系统、3S技术以及信息采集和处理技术等。在我国工业上人工智能技术和计算机网络技术应用已经越来越广泛了，所以，在我国的农业机械装备上应用人工智能技术和信息技术也将是农业现代化发展的必然趋势。

3 结束语.

通过以上的论述，我们对我国农业机械化的发展现状以及我国农业机械化发展的策略和趋势了两个方面的内容进行了详细的分析和讨论。新世纪随着我国科学技术水平的快速发展，我国的农业要想真正的实现可持续发展这一策略，现代农业装备技术也应体现出多学科综合和交叉这一特色，随着世界人口的持续增加以及城镇居民生活水平和生活质量的不断提高，我国农业机械化也必将向着更高的水平快速发展。

参考文献.

[1]王晓燕.浅谈农业机械自动化的发展现状与推进模式[J].中国农业大学学报，2000.

[2]耿端阳.浅谈农机发展的出路在于智能化和自动化[J].中国农机化，2003.

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【Abstract】With the rapid development of Computer Intelligent control technology and Automatic level， intelligent control has been widely used in China. This article introduced current situation of the domestic and international greenhouse control technology， analyzed the problems of greenhouse control and finally summarized the development direction.

【Key words】Green House； Intelligent Control； Current Situation； Development Direction

0 引言

自动化行业的飞速发展为现代化农业的发展带来了新的契机，现代农业非常依赖于温室环境，温室是一个独立的为农作物生长创造环境的设施，由于农作物的培育对于温度、湿度、CO2浓度等参数的要求很高，所以温室管理需要引入更为先进的自动化控制系统，所以智能温度控制系统对于现代农业的发展有非常重要的意义。

智能温室是专门为农业温室、农业环境控制等开发生产的智能控制系统。可测量温度、湿度、光照、气压、紫外线、土壤温湿度以及CO2浓度等农业环境要素。

将自动化控制系统应用于温室当中，使得温室内大气、土壤、光照、CO2浓度、风向、风速等参数的采集更加准确，从而模拟出最适合的棚内植物生长的环境，再通过控制系统对数据进行分析之后，由一些控制器来进行自动化控制，从而调节到适合农作物生长的环境。

1 国内外研究现状

1.1 国外现状

温室控制技术在国外的发展要追溯到罗马时期。从20世纪70年代开始，计算机控制技术也开始应用到温室控制当中，最开始是用现场采集技术，发展到后来应用了较为高级的分布式控制系统。目前，美国已经将众多新型技术应用到温室生产当中，包括全球定位控制系统、计算机控制技术和遥感技术等。除此之外，许多发达国家在温室控制方面都有较为深入的研究。

国内外对温室环境控制系统的研究也为其带来的飞速的发展，在控制手段的技术上经历了“手动―自动机械―分散电动―集中电子―计算机集成”五个阶段。其中，温室控制系统的难点在于对环境参数的采集，然后针对于环境做出相应的控制动作，这对于传统控制系统来说是一个挑战。从20世纪80年代开始，随着计算机技术的飞速发展，计算机控制技术广泛应用于各个行业，也包括温度控制系统当中。

目前世界制造业的迅猛发展为温度控制系统也带来了巨大的革新，人们已经不满足于自动化控制，而是追求全自动化、无人化控制，例如荷兰在生产它们作为标志性的花卉及蔬菜时，自动化控制占85%。针对于一些较为复杂的参数，例如温室材料、结构、载荷、微环境（包括温湿度、通风、光照、CO2浓度等）等，英国有一家专门机构来进行研究，这样，全自动化温室控制技术就能更便捷的发展。目前日本研究出无人化的温室大棚，对只能温室控制及现代化农业的发展都带来了新的启发。

总的来说，国外在温度控制系统方面的研究已经非常的深入，包括参数采集，控制方式的升级，以及无人化的实现。但温度控制系统应用于农业生产中还有很多问题亟待解决，因为农作物的生长有许多经验性的因素存在，所以要达到完全的自动化生产还需要更多的仿真数据及实践研究。

1.2 国内现状

我国将温室应用于农作物生长起步较晚。20世纪60年代简易塑料大棚开始出现。70年代之后，新型的节能型日光温室技术慢慢普及，发展至1981年，保护地的面积约为1.6万公顷，占种植面积的4.35%，其中温室仅仅1500公顷，占蔬菜种植面积0.4%。到了1994年，全国有节能型日光温室115万亩，大棚400万亩，总面积达515万亩。直到近几年，温室种植技术才开始广泛应用于农业生产。而温室自动控制系统能够大大提高温室的工作效率，现在国内许多机构都在着手研究，但是温室自动控制系统主要问题有以下几点：

（1）投入产出低，运行经济效益差，并且引进价格高。

（2）技术要求高，一般用户不易掌握，限制了其使用范围。

（3）不适合我国气候的特征。从国外引进的温室不能适合我国的运行模式，从而在气候特征方面不能完全契合。

所以，研究出一个适合我国气候环境，并且能够推广开来的温室自动控制系统是当务之急。基于上述各类因素，我国农业自动化领域的学者在吸收了外国智能温室技术优点的基础上，进行了我国温室环境中各种参数变化的研究。从而越来越多的温室自动控制系统产品问世，也有相当一部分产品应用于一些农业示范园，甚至应用到量产的农作物温室当中。目前，国内智能温度控制技术的发展正逐渐成型。

2 我国温室存在的主要问题

（1）起步晚、科技水平低。我国机械栽培技术起步晚、基础差，生产设备不规范，没有完整的成套电器设备，也没有完善的自动化生产体系。

（2）技术单一。目前的技术研究仅限于单个温室，没有针对于多个温室的集中控制系统，目前物联网技术的发展有希望解决这一问题。

（3）通信方式落后。目前，我国温室测控系统的通信主要是485总线以及CAN总线等有线方式。因为有线通信方式存在诸多弊端，例如布线复杂，空间限制级故障率高，维修维护复杂等等。而现在由于无线传感技术正逐渐成熟，无线通信技术有望更多的应用于温室控制系统中。

（4）缺少合适的上位机管理系统。目前的温室控制系统中，一些上位机只限于存储采集的历史数据，而之前提到农业生产需要许多经验因素，温度控制系统则需要更多的农业专家进行实时控制管理系统。

（5）设施抵御自然灾害的能力差。目前大多建筑材料包括钢材、玻璃等等。而这些材料没有国家统一的标准和规格，且应用率不高，仅占设施栽培面积的10%，而自动化温度控制需要对温度、湿度、光照等参数进行调节，而一些自己建造的塑料设施并不能实现这些要求，所以设施的规范化是目前亟待解决的问题。

（6）机械化水平不高。目前，在操作方面还是以人工为主，没有大型的机械等辅助进行生产等行为的实施。

3 智能温室控制的发展趋势

智能温室控制系统的出现为我国现代化农业的发展带来了便利，而放眼未来，为了完善和加强智能温室控制系统技术，还有许多方面需要进行研究。也将会有越来越高科技的产品的出现来促进农业及自动化行业的发展，其发展趋势主要从以下几个方面

（1）越来越多的参数检测及控制，除了温度湿度及气体浓度等常见的参数，还需要针对于不同农作物的多种参数进行控制。

（2）相对简单的操作终端，由于农业生产的操作者并非自动化行业的从业者，所以相对简单的用户操作界面也非常重要。

（3）便于维护维修，由于系统较为复杂，故障点也较多，所以需要便捷的维护维修。

（4）系统便于升级，从农业物联网的角度出发，会有越来越多的功能加入，所以智能温室控制系统需要更加的有可开发性。

【参考文献】

[1]郭世荣，等.我国设施园艺概况及发展趋势[J].中国蔬菜，2012（18）：1-14.

[2]农业部设施园艺发展对策研究课题组.我国设施园艺产业发展对策研究[J].现代园艺，2011（4）：13-16.

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前言

机械自动化的应用，实现了设备的自动化运行。根据相应的指令，机械设备能够自主完成生产任务。在智能机械自动化当中，运用了智能技术、传感技术、通信技术、电子技术等，利用计算机远程控制技术和计算机模糊控制技术，智能型机械化设备能够在无人值守的情况下自动运行工作，其安全性和操作性都十分优秀。在运行过程中，智能型机械自动化设备可对自身的故障进行自动检测与排除，有效的应对短路、过载、过压等问题，从而降低损失，确保机械设备的安全。

一、智能型机械自动化的优势

近年来，随着对机械制造技术的不断深入研究，使得智能型机械自动化得到了一定的发展，在机械制造和加工领域当中，已经应用了很多的智能型机械自动化设备。与传统的机械设备相比，智能型机械化设备的信息传输系统、传感系统、报警系统等更加科学化，对于远程故障信息的动态故障检测、故障信息传输等功能，都能够良好的支持。在实际应用当中，智能型机械自动化具有生产效率高、智能化程度高、适应能力强、自我维护性高等优势。

智能型机械自动化设备的可靠性和稳定性普遍十分良好，在实际运行和工作的时候，能够体现出良好的预处理能力和自我判断能力。工作人员通过编程控制指令、语音控制指令、远程控制指令等方式，对机械设备命令。而设备在执行命令之前，会对接收到的指令进行智能化分析，从而更好的完成工作任务。在实际运行当中，对于错误、重复的指令，智能型机械自动化能够自动进行过滤和屏蔽，从而对运行精度进行更为有效的控制。智能型机械自动化的应用，使得生产效率、产品质量等都得到了极大的提高。

以计算机系统为基础，智能型机械自动化能够利用致动器、传感器等设备，反馈、记录、采集运行过程中产生的数据资料。然后以此为基础，在线或动态的进行自诊断、自修复、自监控、自检测，因此其自我维护性十分良好。在智能型机械自动化当中，融入了传感技术、模糊控制技术、仿生技术、通信技术等，极大的提高了自身的适应能力。对于外界环境的变化，能够清晰的感知，在不同环境下，都能够满足生产任务要求。在不同设备之间，智能型机械自动化还能够实现信息通信、自动反馈、自动校验、自动调整、数据传输等功能。

二、智能型机械自动化的应用

（一）工业生产

在工业生产领域当中，智能型机械自动化已经得到了十分广泛的应用。尤其是在流水线的生产当中，智能型机械自动化的应用，使得生产效率得到了极大的提升。例如，在生产食品的流水线当中，智能型机械自动化能够有效的控制包装、喷码、装箱、运货等全部生产过程，使得生产流水线的自动控制能力得到了极大的提高。同时，智能型机械自动化还能够自我筛选和检测产品质量，在提高生产效率的同时，还能够有效的保证产品的质量。

（二）农业生产

在农业生产领域当中，智能型机械自动化的应用也十分广泛。近年来，英国研制出一种激光拖拉机，其中对激光计算机导航装置进行了应用，对拖拉机的运行方向和所在位置，均能够进行精确的定位，误差能够被控制在25cm以内。同时，计算机系统能够利用输入其中的电子图标信息，对土地的排水沟位置、化学成分、湿度条件等进行准确测定。并以此为基础，自动计算出耕种所需的农药数量、肥料、种子等，从而确定最为合适的种植方案。在操作过程中，只需一个人利用计算机远程操作，就能够实现多台拖拉机的共同控制。这种拖拉机的应用，不但提高了农业耕种的效率，同时对农药、化肥、种子的消耗量也大大降低，在提高农作物产量的同时，还可以有效的降低成本。

三、智能型机械自动化的发展趋势

我国当前对于智能型机械自动化的应用，主要是集中在工业生产方面。虽然发展速度很快，但在智能化控制能力以及质量等方面，还存在着一定的不足，与发达国家之间的差距也比较大。因此，在智能型机械自动化的发展和研究当中，应当充分立足基础，大力发展高精尖技术，加强其在生产制造领域当中的适应性。就目前的形势来看，在未来的发展中，智能型机械自动化将会朝着光机电液一体化、信息集成化、绿色节能化的方向发展。

随着制造技术的不断发展，智能型机械自动化技术的集成化程度也将会不断提高。在此过程中，对于控制能力的要求，也会逐渐提升，因此，在未来的发展趋势中，智能型机械自动化将会融入液压技术、机电一体化技术、光学技术等先进的控制技术。随着知识信息时代的来临，在系统决策过程中，最为重要的基础条件就是对只是数据的挖掘。在制造业的自动化发展当中，这是一个必然的趋势，通过分析和挖掘制造过程数据，有力的支持自动化控制策略和自动化制造技术，从而实现智能型机械自动化技术全球信息化的发展。

在当今社会中，随着人们对于环境污染、能源紧缺等问题的重视程度不断提高，各个国家对于绿色生产制造技术、绿色可再生材料等方面的研究力度也大大提升。因此，在智能型机械自动化的未来发展中，必然会朝着低能耗、经济化、绿色化的方向发展，从而在提升产品质量和工作效率的同时，减少对能源的消耗，降低对环境的污染，实现绿色可持续化的发展。

结论

对于一个国家来说，工业制造技术的发展情况，对于国家的综合国力有着十分重要的影响。我国当前的工业制造技术虽然已经取得了一定的进步，但是相比于发达国家来说，仍然比较落后。而智能型机械自动化的应用，极大的提高了我国工业制造的水平，推动了我国工业的发展。随着智能型机械自动化应用范围的不断拓宽，在未来的发展中，其必将朝着更加先进、完善的方向发展。

参考文献

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[2]包成成. 浅谈智能型机械自动化应用及发展[J]. 科技展望，2015，07：54.

[3] 莫有县. 浅谈智能型机械自动化应用及发展[J]. 科技风，2014，11：127.

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农业生产的整个过程都不能缺少机械技术作为保障，通过运用新型的机械技术就可以从根本上降低操作强度，同时也符合了新时期的增收与增产目标。目前的状况下，有关部门以及相关人员都已经意识到了农业机械技术的价值所在，因此也在探求适合自身的机械农业新模式[1]。运用自动化的手段和措施来调控农业生产，此项举措有助于优化现阶段的农业生产实效，确保达到更高层次的农业效益。

一、新型农业机械技术的具体运用

(一)网络化与信息化的新型技术

与传统技术模式相比来看，建立于网络化前提下的新型机械技术体现为更显著的实效性，这是由于网络化的手段有助于提升综合性的农业效益，其中典型为农业生态学、土壤学及其他学科，此外还可能涉及到植物学等多样性的学科。在网络化手段的辅助下，针对农业生产构建了网络通信体系、全球定位体系以及地理信息网络，通过运用实时监控的措施来判断全过程的作物生长状态。每隔特定的时间段，实时性的监控网络还能帮助农户鉴别潜在的病虫害隐患，因地制宜实现水肥的优化配置[2]。在必要的时候，农户还能够运用集成的地理信息系统来完成精准化的全过程生产控制，提升了精准作业的水准。

(二)人工智能的技术

早在上世纪末，某些发达国家就创设了人工智能的新型农业技术，并且将其融入农业生产的全过程中。具体来讲，人工智能技术涉及到挖土活动、放牧活动、采摘活动以及渔业活动等，从而在农业生产的全过程中都运用了智能化，提升了整体上的智能化层次。截至目前，美国已经拥有了智能化的激光拖拉机，运用智能操控的方式来操控激光农业设备，从而实现了精确度更高的拖拉机定位，以便于随时调控行驶方向。除了上述的技术措施之外，人工智能还能用来判断土壤本身具备的化学成分以及土壤湿度等各项要素，在全面检测的前提下再去进行实时性的信息反馈，因地制宜给出可行的种植模式，优化利用现有的各类农业资源。

(三)自动化的操控技术

从目前的现状来看，自动控制技术正在融入农业生产的各个流程，运用自动控制的措施有助于突显更高层次的生产实效，对于整体上的劳动强度也进行了全方位的减轻[3]。因此可见，自动控制有助于提升农业效率。近些年来，日本等国家正在尝试运用上述技术来研发新型的联合收割机，对于新型的联合收割机进行了半喂入的改进。在自动显示信息的基础上，对于收割机在各个时间段的收割状态、转速以及其他各项指标都能进行全方位的结合处理，对此进行实时性的智能化与自动化控制。对于脱粒机如果能够予以自动化的改造，就能随时控制脱粒时的速度与负荷量，同时也避免了过高的运行负荷。因此可见，建立于自动控制前提下的新型机械技术拥有优良的推广前景，尤其适合运用于改造收割设备。

二、探析新技术的发展趋势

进入新时期后，信息化正在融入现阶段的农业生产，与之相应的农业机械也产生了全方位的转型。近些年以来，农业机械的新型技术表现为多样化的特征，其中典型为联合耕作技术、液压技术、钻机技术以及水井技术等。相比来看，建立于机械化前提下的新型农业技术具备更显著的实效性，对于粗放式的传统农业模式进行了全面摒弃，进而推进了可持续的新时期农业进步与发展。因此可见，现阶段的新型农业呈现精细化的整体趋势，上述现状有助于提升农业机械技术的综合水准。从技术演进的趋势来看，未来阶段的新型农业技术将会融入更多的自动化以及智能化要素，在这其中也涉及到信息化的新型技术模式。例如：自动化控制运用于新时期的机械化农业，有助于提升农业产能并且增添其中的技术含量。近些年以来，农业机械的很多高新技术都运用于日常的农业生产，针对农业生产的实效性进行了全方位的提升，优化了各个流程的农业生产。因此可以得知，农业机械新技术在根本上符合了自动化以及智能化的趋势。未来在具体实践中，有关部门还需要致力于强化宣传，确保更多农户都能接受并且认可新型的机械化农业，在此基础上致力于推广全新的机械化模式。针对多样化的新型机械技术都应当融入农业生产，进而获得更高层次的舒适度与安全性，简化原先繁琐的农业操作流程[4]。作为农户也应当提升自身的综合素养，不断接受现阶段的新型机械化方式，并且尝试将其运用于自身的日常生产，推进增收并且保障持续性的农业发展。

三、结语

经过综合分析可以得知，农业机械的新型技术措施有助于提升农业产能，确保农户拥有更高水准的经济收益。在现阶段的各个生产流程中引入智能化以及机械化的操作模式，有助于缩短整个流程消耗的时间，进而在最大限度内减轻了农户本身承受的负担。未来在实践中，有关部门还需要致力于推广全新的农业机械化新型技术。

参考文献：

[1]张静,杨宛章,张吉兵.新疆维吾尔自治区农业机械新技术及其应用现状研究[J].中国农机化学报,2014,35(2):71-74+77.

[2]林本山,林杰.农业机械新技术的应用与发展之我见[J].河北农机,2014(7):19-20.

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1 NB-IoT低速率窄带物联网通信技术现状

移动通信近年来从人与人的联接，开始拓展到人与物的联接以及物与物的联接。NB-IoT是全球第三代合作伙伴计划（3GPP）提出的面向长距离、低速率、低功耗、多终端业务的物联网技术，具有低功耗、低成本、高覆盖、强连接等四大优势，全面超越其他技术，成为最适合长距离、多终端物联网业务的通信技术[1]。

我国企业参与的NB-IoT技术标准迅速确立，NB-IoT技术协议于今年6月16日获得了3GPP无线接入网（RAN）技术规范组会议通过，是3GPP 2016年提出的三个技术标准之一。标准确立的高效率体现出市场对该技术落地实施的迫切需求。NB-IoT是由华为、沃达丰和高通等共同提出的NB-Clot技术和爱立信提出的NB-LTE技术相结合而发展起来的，我国的华为和中兴公司对此做出了重大贡献。通过参与技术标准的制定，企业不仅推动了技术发展，引领了产业进步，更重要的是掌握了行业核心技术，取得了发展主动权。

随着技术和相关器件的成熟，截至2015年第四季度，国内模块市场整体规模已超过3000万。且据TSR预测，从2015到2020年，全球蜂窝M2M模块应用的主要垂直市场分别是智能交通、远程监测与控制、智能电表、安防以及移动支付，其总量将从9800万片增长至1.9亿[2]。

2 NB-IoT低速率窄带物联网通信技术发展趋势

原来大部分产品都是以手机为核心，所有物联网产品都是周边配套的产品。在物联网时代，物联网将彻底打破移动互联网时代以单一载体（智能手机终端）为特征的网络架构和商业模式。因为NB-IoT在消费级领域将爆发出一个非常大的市场规模，它将形成真正意义上的万物互联的形态。

物联网将建立一种以感知、云计算和大数据为核心的商业生态模型。NB-IoT标准推动物联网新发展，大大增强物联网的普及率，为消费类电子企业带来下一个值得期待的潜在市场，物联网产业的发展趋向于扁平化，中国的技术和市场将和全球产业链趋于同步，最终实现万物互联。

NB-IoT适合的垂直应用场景如下：

公共事业：智能水表、智能水务、智能气表、智能热表等。

智慧城市：智能停车、智能路灯、智能垃圾箱、智能窨井盖。

消费电子：独立可穿戴设备、智能自行车、慢病管理系统、老人小孩宠物管理。

设备管理：设备状态监控、白色家电管理、大型公共基础设施管理、管道管廊安全管理。

智能建筑：环境报警系统、中央空调监管、电梯物联网、人防空间覆盖。

智慧物流：冷链物流、集装箱跟踪、固定资产跟踪、金融资产跟踪。

农业与环境：农业物联网、畜牧业养殖、空气实时监控、水质实时监控。

其他应用：移动支付、智慧社区、智能家居、文物保护、可穿戴智能设备。

农业物联网通常采用M2M、Zigbee、433MHz、WiFi、有线等方式，主要问题集中在网络覆盖、供电和成本方面。NB-IoT技术和传感器结合，全密封外壳，低成本、散布在田野、水下、山林，只要网络覆盖到位，可辅助农业生产上升一个大台阶。对于城郊和一些覆盖到位的区域，NB-IoT可大大提升水产养殖、大棚、花卉等高附加值的农业生产流通领域。

预计2016年全球智能水表安装数将上升到3250万只，占全部水表的比例将超过30%。目前，中国智能水表安装比例仅为15%，预计从2016年起年均复合增长率超过30%。水表的增量市场大多采用M-Bus总线通信。水表的存量市场是无线水表的机会。无线水表的施工简单，因功耗、信号覆盖和电池寿命的问题，迫切需要NB-IoT技术来解决现实的问题。

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中图分类号：TH16 文章编号：1009-2374（2016）31-0058-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.31.030

20世纪50年代，我国在机械化产业方面开始了发展，随着时代的进步，机械制造产业愈来愈重要，对我国的整体经济水平的发展有着带动作用。在机械制造技术的应用过程中，就能促进整体的机械产业发展水平的提高，尤其是在近些年的智能化技术的应用下，从机械制造的效率以及时间和质量等诸多方面都有着进步。通过从理论层面对机械制造技术发展和智能化技术发展趋势进行探究，对实际应用起到积极促进作用。

1 我国机械制造智能技术的特征体现和发展现状分析

1.1 我国的机械制造智能技术的特征体现分析

我国的机械制造产业的发展比较迅速，在机械制造智能化的系统发展逐步完善。从这一智能系统的特征来看，有着其虚拟性，在制造的设备方面对不同来源的企业和车间等，其在物理位置上是能够分步的。从逻辑层面来说，能组成共同逻辑制造单元。另外，在机械制造智能系统的自治性特征上比较突出，这一特征的体现主要在生产管理层面表现得比较突出，这一系统的自比较强，能够使突发事件在处理能力上得到有效加强，从而实现自动调整等。还有是在动态性的特征上表现得也比较突出，能结合不同物理资源和外部环境进行逻辑制造单元的科学化配置。

机械制造智能技术是不断发展和完善的系统。在智能化系统的发展中，是从传统制造技术上进行逐渐发展的，也是机械制造技术的最新发展阶段，对传统机械制造产业以及新技术的成果等都有着吸收和应用，能结合自身的发展加以调整，形成新的技术群，在这样的技术发展促进下使得机械制造智能化的作用能够充分呈现出来。不仅如此，机械制造智能技术也是系统化的工程和全球化的技术，在这些特征方面都有着鲜明的呈现。

1.2 我国的机械制造智能技术的发展现状分析

从当前的机械制造系统的发展情况来看，数字化技术是比较重要的技术，这一技术的应用有着高效性、高精度的特征，在数字技术的支持下，能促进机械制造产业的进一步发展。在现阶段的发展条件下，对制造产业智能化以及集成化发展产生影响的就是数控技术，这一技术使得机械制造的智能化目标得以有效实现。自我国改革开放以来，在机械化的技术产业发展上已经有了很大程度的进步，机械制造的水平以及产品质量方面也不断的提高，在机械制造产品方面也有着我国自主研发新的产品。虽然在一些方面我国的机械制造得到了很大程度的进步，但还有诸多方面存在着缺陷问题，有待完善加强。

在信息化时代背景下，在新技术以及理念的融入下，机械制造技术得到了进一步发展。在计算机的智能化应用下，机械制造产业良好发展。基于我国在机械制造的管理方面比较落后以及在管理的体制上和生产模式上的发展相对比较缓慢，这在很大程度上都会影响我国的机械制造产业的进一步发展。我国的机械制造总体上还处在低水平的发展阶段，在创新能力以及自主开发能力层面还相对比较薄弱，在制造技术上以及技改力度上还不是很充足。

实际的发展中，传统的机械制造管理模式中，我国仍处在初期的阶段，通过经验来进行管理，也是以人为的管理方式为主。在制造设计的工艺方面，我国在CAD/CAM的技术层面向中小制造企业进行普及发展，但从整体上来看还有很大的进步空间。为此就要能结合我国的机械制造技术的发展现状，采取针对性的发展措施来对机械制造智能化的发展进行促进。

2 机械制造技术的地位体现和影响因素分析

2.1 机械制造技术的地位体现分析

机械制造技术在我国的经济发展中占有重要的地位。机械制造行业是比较大的发展行业，尤其是在我国的经济发展过程中，发挥着重要的作用。机械制造行业在农业和工业发展时期扮演着重要角色，到了当前的社会经济发展背景下，对机械制造的需求不仅没有降低，反而有了增加。一些国家将机械制造产业的发展作为对国家综合实力衡量的重要标准，可见机械制造产业对国家发展的重要性。我国在农业以及机械制造和工业发展的需求上都是大国，尤其是在机械制造产业的发展中，对农业的发展也有着很大的带动作用，同时也能对工业化的正常发展有着积极的促进作用。从这些方面就能够看出，机械制造技术在经济社会中的作用和地位。

2.2 机械制造技术发展的影响因素分析

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中图分类号：S-1 文献标识码：A

2013年1月15日，国务院副总理到国家粮食局科学研究院考察调研时强调“仓廪实，天下安；稻谷欠，天下乱”是中国历代治国安邦的根本，粮食安全是保持国民经济平稳较快增长和社会稳定的前提条件。拥有13亿人口的中国不仅仅是世界上最大的粮食生产国和消费国，而且是一个粮食损耗大国。根据联合国粮农组织规定的粮食损耗标准为5%，中国粮食收获后的一系列后续过程包括脱粒、晾晒、运输、加工、贮存、消费等的损失远远超过了这一标准，在这些损耗中，由于气候原因，谷物没有及时晒干未达到安全水分造成霉变、发芽等损失的粮食高达总损失的5%，因此，谷物干燥的机械化比田间作业的机械化更为重要，它是谷物丰产、丰收的重要保障。

1 干燥机原理

干燥机的物理原理是利用热的干燥介质与湿物料直接接触，以对流方式传递热量，并将生成的蒸汽带走，利用传导方式由热源通过金属间壁向湿物料传递热量，生成的湿分蒸汽可用减压抽吸、通入少量吹扫气或在单独设置的低温冷凝器表面冷凝等方法移去。粮食干燥机干燥过程是指空气中的热量经传热过程传递给谷物用于汽化其中的水分并加热谷物，谷物中的水分蒸发并蒸发到热空气中，使物料中水分逐渐降低，得到干燥。一般干燥机设备的主要组成由提升机、排粮机、热风炉、风机、粮仓等基本设备组成，其他的设备像水分检测仪、温度检测仪、激光检测仪等智能化设备也逐渐在干燥机中出现。

2 国内干燥机现状

解放初期，我国开始引进并且开始研制谷物干燥机，目前中国的干燥技术和干燥设备制造行业已进入较成熟的发展阶段。目前，由于中国南北方地理位置不同，气候不同导致各个地方粮食的水分含量不同。针对此情况，南方和北方干燥机生产厂家生产的设备基本也各有不同，目前国内已有数百家干燥设备专门制造厂，基本上满足了国内市场的需要，并且部分机种出口到国外粮食生产消费国。

近年来，随着干燥机发展的不断进步，干燥机的智能化发展成为趋势，按照国家有关粮食干燥机项目的招标文件要求，特大型的和特殊需要的谷物干燥机必须配备粮食水分的在线测试的智能测控系统。由于智能化干燥机可靠性、自动化程度高等特点，逐渐受用户的欢迎。90年代，台湾和日本企业生产的粮食干燥机进入中国市场，以无锡金子公司（日本独资）和上海三九公司（台湾独资）代表的干燥机，由于采用了自动控制系统，使用性能良好，但是干燥机控制系统的设定和控制较为复杂，控制电路所用芯片较多，控制原理复杂，控制方式不固定，设置的参数少，没有时钟控制，人机交互性差使用的是模拟量的温度传感器查等缺点。

以此为基础，国内已有在这方面展开研究，研制开发了一体化的智能控制系统，能够较好地完成对干燥机的控制。长春吉大科学仪器设备有限公司生产的吉大神阳干燥机将复杂的控制系统大大简化，所用芯片少大大减少，并且增加触摸屏界面，能够方便快捷的设置的参数，使用数字温度传感器，增加激光料位报警，能够在线测定谷物水分，一旦达到设定的水分值，烘干机就自动停机，同时能够设定烘烤时间，定时自动烘烤，自动调整炉温，并可测量干燥机内多个测点的温度及湿度，还提供多路监测信号，实现了人机交互式一体化，操作方便，控制可靠，抗干扰能力强。

3 国内智能化干燥机的发展趋势

随着干燥机技术的发展，人们对干燥机的自动化和智能化程度要求越来越高，以传感器、微控制器、水分检测设备为核心的智能一体化控制系统被广泛应用于粮食干燥机中，成为干燥机产业发展的必然趋势。

干燥机智能控制系统的优越性主要体现在检测热风温度、粮食水分、物料料位检测、排粮速度检测的自动检测等方面。检测的温度有热风炉的热风温度、燃烧室温度、粮仓温度和出风温度。燃烧室温度用于辅助控制热风炉，以保证进入谷仓的热风温度不要太高，以免影响谷物品质。粮仓温度用于控制烘烤的谷物的温度，保证谷物的品质，特别是种子烘烤，保证发芽率。粮仓温度和出风温度用于辅助控制、烘烤监控，如粮仓温度过高，出风温度过低，说明热风交换不畅，这时需要调节风机进行通风。除了自动检测温度外，还能自动检测粮食水分，粮食的初始水分，目标水分的准确检测影响干燥过程中对风机和燃油炉的控制，智能化粮食干燥机中粮食水分检测仪能快速反应粮食在干燥过程中的即时水分，对干燥过程进行实时检测并进行精确控制，防止谷物过干烘糊，这样就能保证粮食的干燥品质。机内粮食进行料位检测也是一个重要方面，可以将干燥机内粮食状况实时显示出来，有效地根据粮食的多少确定及时加粮。智能化干燥系统还能进行故障诊断与报警功能，干燥机运行发生故障时，首先燃烧机停止工作，然后停止排粮，最后停止提升机，防止机内粮食堵塞。风机不工作时，风压传感器报警，排粮机停止排粮。排粮机不工作时，报警指示灯报警，提粮机不工作时，报警灯亮，排粮机停止排粮，防止通道内粮食阻塞，干燥机发生故障。

智能化干燥机与传统式干燥机相比，智能化人机交互界面使控制过程简化，方便操作，增加自动检测报警灯功能，及时排除故障，节省燃料，效率提高，在工作过程中实现自动化，节省人力物力更加有效地节省燃料，提高粮食品质，成为我国粮食干燥机发展的主流方向，为粮食生产提供重要保障。

参考文献

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[3] 曹崇文.农产品干燥机理、工艺与技术[M].北京：中国农业大学出版社，1998.

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1.机械设计制造及其自动化的概述

机械设计制造是严重各种工业机械设备及机电产品从设计、制造、运行控制到生产过程的一门综合性学科。在经济、科技飞速发展的时代里，对机械设计制造要求也来越高，尤其是在机械制造行业规模化发展的当下，传统机械设计制造已经逐渐暴露出它的弊端，而要想推动机械设计制造行业的更好发展，就应当认识到机械自动化的优越性。机械设计制造自动化是科技发展的产物，以科技为依托，可以提高机械制造效率，保证机械设备的稳定性，节省机械制造成本，提高经济效益。

2.械设计制造及其自动化的设计原则

机械设计制造及其自动化是集计算机科学、信息技术等为一体，在智能化、模块化、微型化设计原则基础上形成的新型设计制造形式，可以全面解决现代生产过程中的各项问题，是当前工业及工程中不可或缺的关键部分。为进一步提升机械设计制造及其自动化应用效益，其设计的过程中人员需要把握好：

（1）设计与机械功能需求相匹配。机械设计制造及其自动化设计的目的就是为了满足机械设备功能需求，使其能够在工业或工程中发挥其作用，形成高质量高、高效益机械设备体系，从根本上提升工业或工程的经济效益。为此，设计过程中必须要保证机械设计制造及其自动化设计内容、设计重点、设计核心与机械设备功能需求相协调，能够从全方位满足机械设备功能需求，这样才能够实现机械设备应用效益的最大化，为我国工业或工程发展奠定良好的基础。

（2）设计需注重全面创新。机械设计制造及其自动化与其他机械制造理论存在一定的差异，其要求在智能化、自动化、信息化技术基础上不断创新和改善，以保证机械设备生产和制造效益的最大化。为此，机械设计制造及其自动化设计的过程中必须全面融入创新理念，运用先进技术不断创新，形成针对性设计体系，这样才能够从根本上提升设计效益，使机械设备自动化水平达到新的高度。

（3）设计需做好技术的融合。机械设计制造及其自动化内容较为复杂，在设计工作开展的过程中需做好各项机械设备技术的融合，这样才能够形成科学、全面、系统的设计体系。如常规设计的过程中需要把握好机械能量转化技术、机械信息处理技术、机械智能检测技术等，将其融入到机械设计制造及其自动化设计过程中，为设计工作提供完备的数据体系，从而提升机械设计制造及其自动化设计的科学性、可靠性和有效性。

3.机械设计制造及其自动化的实际应用

3.1在农业领域的应用

在我国农业机械设计制造及其自动化设备方面，推进其精准度发展进程，不仅有利于我国农业生产，还对我国经济建设带来帮助。与发达国家相比，我国农业机械设计制造及其自动化技术起步比较晚，在技术水平以及设备精准度上存在一定的差异。目前，我国农业精准度建设主要集中在农业节水、节肥等方面，例如在农业节水方面，通过精准的技术，实现农业灌溉上的节水，以达到节约水资源的目的。我国农业不仅在该方面实施精准化，还需要在农业机械设计制造及其自动化建设方面实现精准化。

首先，在学习国外先进技术基础上，集中农业发展科研力量，对我国农业设备现状进行充分了解，以科技为依托，在技术上将农业机械自动化设备进行完善，并推进农业机械设备精准化进程；其次，发展农业机械设备需要以科技为依托，优化农业机械自动化建设，例如农业机器人的研发，有效降低了农耕劳动力，进而实现农业生产科技化。

3.2在集成虚拟化技术领域的应用

机械设计制造及其自动化技术在机械电子集成电路中的应用，促进了电子设备有效控制。基于机械设计制造及其自动化技术的电子集成技术，其最大的特点，就是能够通过机械设备，将电力系统中的控制电路、驱动电路以及功率电路集成在一起，但是在一个系统中将这些不同的线路集成在一起，并非能够提升电力系统的功能，严重的情况有可能为电力线路管理与维护带来困扰。近年来，在机械设计制造及其自动化技术下，研发出一种插卡式的集成技术，该种集成技术将控制电路放置在系统的外部，通过插卡的方式与集成电路进行连接。该种技术应用比较广泛，例如插卡开关的使用。插卡式的结构，存在很多优势，能够有效避免封装元件数量大等问题，又有效的避免了控制电路与模块一体化的问题。

3.3工业领域的应用

第一，在Pro/NC数据库中存放各项环境参数，这些参数分别为数控零件技术要求、几何图形、尺寸和器件在工艺上的要求等。最后确定在数控加工中的器件加工路线和器件加工工艺参数，并且确定辅助功能参数。按照数控机床原始的加工代码来驱动数控机床进行器件加工。

第二，在Pro/E的数控加工中，过程必须遵循规定的加工工艺步骤来设计加工轨迹。在实际的加工逻辑中，数控程序流程与加工思路是一致的。在这一过程中，可以设计数控切割中刀具的具体参数，可以依照需要设计适合的刀具进行数控加工，加工系统通过对工艺数据计算出刀具的切割轨迹，并且最后生成CL文件。

4.机械设计制造及其自动化发展趋势

4.1智能化的发展方向

机械设计制造的智能化发展在以往看来，可能很难实现。但是随着科学技术的发展，尤其是现代信息技术的发展，手机的智能化，电脑的智能化，电视的智能化、智能机器人等等都已经实现，机械设计制造的智能化也必将成为现实。机械设计制造的智能化发展与自动化的结合，主要是通过计算机程序的设定，通过类似人工智能的程序，让机械设备能够自动智能的对信息数据以及问题进行分析处理，不再需要人为的操控，并且可以自动解决故障，从而让机械生产真正的实现自动化。

4.2W络化的发展方向

传统的机械设计制造主要是利用纸质图纸进行设计和制造，这种方法不仅需要大量的资源，而且无法保证无人工误差。因此，机械设计制造及其自动化的发展将会结合计算机技术和网络技术，对传统的设计制造进行改善，利用计算机的操作软件进行图纸的设计和分析，在发现问题之后利用计算机进行纠正，最后投入制造。与计算机技术的结合，可以利用其智能化的优势降低人工设计的误差，提高设计效率而且利于保存。

4.3绿色化的发展方向

随着经济的发展和现代社会的高度进步，生态环保，绿色节约理念不断被提出，在这种理念下，机械制造企业必须要肩负起保护环境，节约能源的重要使命，在机械设计制造中遵循绿色的理念，坚持绿色设计。在机械产品制造的过程中，要以对环境的影响为核心，兼顾产品功能，也就是说既要具备产品功能，又不能对周围的环境造成不利的影响。绿色环保、节能减排、可持续性发展是未来的发展趋势，也将是机械制造行业的主流方向，对提高企业的社会效益和企业竞争能力具有重要的意义。

4.4数字化技术的应用

将生产所需的图像、声音等信息转换为数字信息的技术即为数字化，其在机械自动化中的应用有助于系统完成数据分析及处理工作，进而可实现系统对产品的模拟，产品制造由此完成。随着人们对数字化技术的重视及广泛应用，其将会使产品的设计更加精准化，产品生产过程也将更加简洁化。

4.5科技化发展

就现阶段而言，我国机械自动化的发展已经逐步实现了对生产过程的系统化操控，但其科技化发展仍需得到进一步完善，表现较为突出的是机械制造业中的遥控技术。就现阶段而言，我国机械自动化中的技术监控和遥感技术发展水平还不高，其未来发展对于生产环节问题的有效解决具有重大意义。

结束语：机械设计制造及其自动化凭借自身优势已成为机械设计制造行业的重要技术组成部分。对此，我们一定要对其特点及优势加以分析，并在此基础上探究其发展趋势，在不断完善机械自动化的同时促进机械制造行业的健康发展。

参考文献

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