智能化农业装备精简版

智能化农业装备概述农业装备的发展现状和趋势综合机械化水平2002年33.5% 2012年57% 农机大型化与耕地集约化迟缓问题大型化基础性研发薄弱与产品同质化问题多样化智能程度低劣与装备高效运行问题智能化农机服务水平低与服务信息化问题信息化

水果自动分选水果等级信息与其实时位置的动态配准：目的：将已定级水果的等级信息与其实时位置进行连续的动态配准，以在水果到达所属等级的卸料出口时，控制相应的分级执行机构动作，从而完成水果的自动分级卸料。

通过监测接收到水果等级信息后又接收到的系统同步定时信号的数量，即可跟踪已定级水果在输送线上的动态位置。

在各个分级执行控制器中都开辟有一个水果分级信息队列。其中的每个二进制位都对应着一个已定级水果的分级信息，且对所有队列都只能进行二进制移位一种操作。水果在输送线上每前进两个链节距，分级信息在各个队列中就向队头方向同步移动一位，从而实现动态配准。

变量施肥机电液比例阀根据输入电信号的变化，电液比例阀的阀内比例电磁铁产生相应的动作变化，使阀芯的位移发生改变，进而改变阀口的尺寸，并能达到对油液压力、流量成比例地、连续地控制的目的。结合了电信号高灵敏性、迅速响应性及大传动功率的优点，执行元件的力和速度能够被连续、成比例地控制。

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的幵环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。

变量施药机变量施药的意义：传统机动喷施作业：往往进行全面积等量喷施农药，不能做到因地制宜，且作业过程中不易调节喷施参数（如施药流量、喷雾压力等）。农药变量喷施作业：对农田病虫草害进行精分管理，对每一块区域采取最合理的农药投入量来获取经济和环境上的最大效益。

喷雾压力控制型变量施药系统流量调节范围较小改变压力不可避免的会使喷雾特性发生改变药液浓度较长的混药延时，难以实现实时控制存在混药不均匀性问题喷药流量控制型变量施药系统通过改变喷头电磁阀的通断时间和次数来改变施药量易于实现自动控制

精确农业和3S 精细农业是一种战略思想，是信息和人工智能高新技术在大农业中的微观运用。它的全部概念建立在空间差异和时间差异的数据采集和处理上，其核心意图是实时测知作物小群体或小区地块生长的实际需要，而及时确定针对性投入（肥、水、药等）的量、质和时机，一反传统农业大面积平均投入的作法，以求最佳效果和最低代价。

假设某颗卫星在空中的位置为W1，GPS接收机离W1的距离为D1，则接收机必定在以W1为圆心、以D1为半径的球面上。如果同时接收两颗卫星的信号，则两个球面相交成一条圆弧，点位被限制在这条曲线上。同理，三个球面相交在一点，即根据3段距离值可确定一点的空间位置（坐标）。可见GPS导航系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。然而，由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步，所以除了用户的三维坐标x、y、z外，还要引进一个Δt即卫星与接收机之间的时间差作为未知数，然后用4个方程将这4个未知数解出来。所以如果想知道接收机所处的位置，至少要能接收到4个卫星的信号。

自动导航驾驶技术导航定位传感器通过安装在车辆上的图像传感器，测量机组相对于作物行的位置和方位信息。主要目标是实现耕作、施肥、喷药和收割作业中的对行行驶。优点：成本与高精度GPS相比较低，无累积误差。缺点：受农田环境、田间光照影响较大。

全球卫星导航定位系统GPS、GLONASS、Galileo、北斗优点：可以全天候、高精度的进行快速导航定位。无累积误差。DGPS亚米级精度，RTK-GPS厘米级精度。缺点：定位精度受卫星信号状况和周围环境影响较大。成本较高。

航位推算传感器在知道当前时刻位置的条件下，通过数字罗盘和速度表等测量移动的距离和方位，推算下一时刻的位置。价格低廉、使用可靠，适用于短距离导航。一般基于积分运算来工作，若长时间工作容易造成累积误差，所它一般和其它类型传感器组合导航

惯性导航系统利用惯性元件（加速度计）来测量运载体本身的加速度，经过积分和运算得到速度和位置，从而达到对运载体导航定位的目的。与DR系统类似，但测量手段不同。组成惯导系统的设备都安装在运载体内，工作时不依赖外界信息，也不向外界辐射能量，不易受到干扰，是一种自主式导航系统。

地形补偿技术拖拉机在田间行走时，受地面起伏影响车体会产生一定程度的倾斜，主要包含俯仰和横滚角度两个方面，一般最大倾斜角度可达20°。由于GPS天线一般较高，这种倾斜对GPS的定位结果会产生很大影响，造成的误差远超RTK-GPS的厘米级定位精度，必须加以矫正。

自动系统的功能（1）保温控制：检测因子是室内温度、室外太阳能辐射量、保温幕上部气温、室外气温、室内外湿度。（2）换气检制：检测因子是室内温度和室外太阳辐射量，室外气温、风向和风速、降雨和降雪量。（3）加温控制：检测因子是室内温度、室外气温、室内外大气湿度。（4）遮光控制：检测因子是室外太阳辐射能、室内温度。按设定值控制遮光幕电动机动作。（5）CO2施用控制：检测因子为室内CO2浓度。按设定值控制CO2发生器的CO2施放量。（6）降温控制：检测因子为室内温度和湿度。按设定值控制喷雾雾化喷嘴的开度或湿帘抽风机的启动或停止。（7）警报系统控制：当各被控因子的设定值发生异常变化时，保温、换风、加温、传感器、调节器等工作异常时，停电或过载和欠压时等，警报灯、警铃应发出报警信号。（8）记录、显示和打印功能：按需要检测、记录耗电量、工作时间、耗水量、燃料耗量以及其它各种物理因子的当前值和累计值，并打印输出。

开环控制系统特点：（1）无反馈环节，结构简单，成本低（2）精度不可能很高。使用范围：精度要求不太高的场合。它的控制器直接根据给定信号去控制被控对象工作。被控制量在整个控制过程中对控制量不产生影响。与闭环控制系统相比，它的控制性能较差。

闭环控制系统特点：（1）有反馈环节，结构复杂，成本高（2）精度高。使用范围：精度高的场合。若参数和结构选择不合适，有可能不稳定。

穴盘苗自动移栽机自动取苗工作方式顶穴式钳夹式机械取苗技术非圆齿轮行星轮系回转式齿轮连杆组合式曲柄滑槽式机电气取苗技术单末端执行龙门式多末端执行龙门式