近年來，世界農業(yè)機械裝備技術進入發(fā)展新階段，各種集約化、大型化農業(yè)機械應用范圍逐漸擴大，提高了農業(yè)生產效率、管理效能。中國為農業(yè)大國，需要時刻跟進世界農業(yè)機械發(fā)展進程，以電子信息化技術為落腳點，不斷引進和開發(fā)新技術，為農業(yè)產業(yè)現(xiàn)代化轉型提供支持和保障。

1世界農業(yè)機械電子信息化關鍵技術類型

1.1 ECU技術

ECU技術全稱為電子控制單元，通常與GPS技術、CAN總線技術聯(lián)合使用，能夠在車載系統(tǒng)和基準站的支持下，提供各種自動控制服務，保證農業(yè)機械的高效運行。當前，該技術已經得到廣泛應用，例如德國FENDT拖拉機、CLAAS谷物聯(lián)合收割機均是典型的應用案例，其可實現(xiàn)的功能主要包含以下幾類：（1）導航控制及輔助定位。農機前端裝設有慣性單元，例如陀螺儀、加速度計等，能夠對農業(yè)機械的角速度、加速度、姿態(tài)信息等進行檢測反饋，進而控制農機，調整農機轉向輪轉角狀態(tài)或顯示定位信息和預期路徑規(guī)劃等，應用優(yōu)勢十分明顯。（2）信息反饋及參數(shù)設置?？梢栽赥CP/IP協(xié)議的支持下，對各類信息進行檢測反饋，輸出錯誤檢測信息，支持參數(shù)調整設置等，增強了農業(yè)機械控制的靈活性。（3）狀態(tài)記錄。ECU單元運行過程中會產生大量的控制參數(shù)，農業(yè)機械設計時完全可以配備外置存儲器，將各項信息技術交互內容記錄下來，為農業(yè)機械電子信息系統(tǒng)的報錯、維修提供原始依據。

1.2 CAN總線技術

ECU技術實現(xiàn)了機械控制自動化，提高了農業(yè)機械運行效率。但是單元通訊問題又成為了新的技術性難題，不同機械、不同單元模塊之間亟需配備通用化、標準化的通訊接口，以確保系統(tǒng)的高效無故障運行。CAN協(xié)議正是在這種情況下大規(guī)模應用的，最初出現(xiàn)在德國BOSCH公司制造的汽車控制系統(tǒng)中，通訊控制效果極為優(yōu)越，1986年后德國嘗試將其引入到農機制造領域，首次出臺了針對CAN2.0版本的農業(yè)機械總線標準（DIN9684），后來隨著農業(yè)機械電子信息化工程的發(fā)展，歐洲各國均引入了該標準文件[1]。至20世紀90年代，國際標準化組織（ISO）積極推動了CAN總線技術與農業(yè)機械的融合發(fā)展，在原先的DIN9684基礎上進行修訂改正，生成了更加完整、系統(tǒng)的CAN總線設計標準，即便農戶選購不同廠商機器，也同樣可以實現(xiàn)不同單元模塊的配套連接。

1.3機群調度技術

機群調度技術同樣是世界農業(yè)機械電子信息化工程發(fā)展進程中極為關鍵的技術手段，它主要以網絡通訊、大數(shù)據技術為依托，在歐洲多個國家均有應用。移動作業(yè)機械、無線廣域通信是構成機群調度架構的重要因素，在機械運行過程中產生的所有數(shù)據內容均會實時傳送至系統(tǒng)后臺，通過農場辦公室計算機實現(xiàn)可視化呈現(xiàn)，方便農場管理人員分析機群工作狀態(tài)、工作性能。不同設備及機械信息同樣會集成和整合在系統(tǒng)之中，方便農場管理者自由調度調整，提高農機配置效率，避免浪費和閑置。此外，隨著現(xiàn)階段專家系統(tǒng)技術快速發(fā)展，機群調度技術同樣得到極大改善，可以輔助制定詳細的農事操作方案，輔助繪制導航作業(yè)計劃等，當農業(yè)機械出現(xiàn)故障后，也可以通過辦公室計算機進行故障分析診斷。近年來，中國電子信息產業(yè)飛速發(fā)展，類似CABI、AGRIS等涉農數(shù)據庫不斷充實完善，使得農業(yè)機械跨系統(tǒng)資源整合成為可能，在實踐中要加強引進和利用。

1.4其他技術

除了前述的ECU技術、CAN總線技術、機群調度技術外，世界農業(yè)機械電子信息化工程技術種類還有許多，例如GPS全球定位系統(tǒng)、GNSS衛(wèi)星高精度定位技術等。前者多見于播種機、施肥機、聯(lián)合收割機等設計制造中，可以實時傳回田間信息，生成可視化地形地貌圖，進而為播種收割路線規(guī)劃提供支持，提升農業(yè)生產與管理效能。后者多用于農業(yè)機械的自動駕駛功能中，可以極大解放人力，推進全自動農業(yè)生產。此外，現(xiàn)代存儲技術、影像采集技術等同樣是世界農業(yè)機械電子信息化工程中必不可少的技術手段，可以用于拖拉機機載電腦設計、農場機務管理系統(tǒng)建設等場景中，實現(xiàn)對田間物理參數(shù)、圖像影像的采集、識別和存儲，采集到的影像通過液晶顯示屏呈現(xiàn)出來，方便人為分析處理，提高參數(shù)調整時效性，對于關鍵數(shù)據還可以實時記錄留存，磁存儲、光存儲、半導體存儲、網絡存儲等均是可選方案，可靠性明顯提升[2]。

2世界農業(yè)機械電子信息化工程應用思路

2.1應用于信息監(jiān)測

電子信息技術功能強大、高效便捷，在世界農業(yè)機械發(fā)展進程中有著非常廣闊的應用前景，信息監(jiān)測是其中較為基礎的功能類型，主要通過傳感器設備裝配實現(xiàn)。常見的傳感器有溫度、濕度、光敏傳感器等，可以在農機行駛過程中，對種植地域土壤、環(huán)境溫度進行實時監(jiān)測，對光照強度等信息進行分析，傳感器接收到相關參數(shù)內容后，通過CAN總線反饋給農場辦公室計算機，輔助完成農業(yè)管理規(guī)劃，輔助開展農業(yè)機械參數(shù)調節(jié)分析，進而提升播種管理、水肥管理等的合理性。裝設于農機內部，還能夠實時監(jiān)控農機發(fā)動機系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、收割及播種系統(tǒng)等的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)和記錄異常，所有信息匯總整合生成農業(yè)機械數(shù)據庫，不僅可以為農業(yè)機械故障的排查和檢修提供原始依據，保證農業(yè)機械優(yōu)勢性能發(fā)揮。

2.2應用于智能控制

電子信息技術是農業(yè)機械智能控制的重要前提，憑借電子信息技術，各類參數(shù)指標可以更快反饋到人機交互平臺中，各類指令也能夠更及時、準確地下發(fā)到農業(yè)機械中?，F(xiàn)階段，農業(yè)機械可實現(xiàn)的智能控制功能較多，例如精準噴藥、精準施肥、精準收割等。日本、美國在該領域起步較早，農業(yè)機械智能控制也更加發(fā)達，其中，日本多采用小型智能化農機裝備，可以在信息技術支持下實現(xiàn)全智能控制，美國則在農機制造過程中推廣使用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，能夠將田間作物狀態(tài)實時傳送回計算機系統(tǒng)中，經分析計算后饋回調整參數(shù)，進而實現(xiàn)“因點、因苗”的精準噴藥、施肥管理。現(xiàn)階段，中國基于電子信息的農業(yè)機械研發(fā)步伐加快，以東方紅X-804拖拉機為代表的新型農機也已經出現(xiàn)并投產使用，其中裝配了DGPS導航系統(tǒng)，可以實現(xiàn)農業(yè)機械路線的自動采集和控制，未來技術體系更加成熟和先進，還將進一步提高智能控制水平[3]。

2.3應用于農機制造

隨著現(xiàn)代科技產業(yè)迅速發(fā)展，農業(yè)機械開發(fā)設計步伐明顯加快，機械裝備體積更大、效率更高，結構也更加精密復雜，若前期設計控制不到位，很容易發(fā)生故障隱患。而電子信息技術綜合性能優(yōu)良，在農業(yè)機械制造過程中，可以提供概念化設計、有限元分析、運動學仿真等諸多功能，借助三維立體平臺，還能夠選擇工藝路線和加工方法，前期設計方案更加直觀、具體，有助于提高設計效率、優(yōu)化設計質量，在縮短前期結構分析周期和設計周期的同時，降低機械裝備開發(fā)成本。當前，農業(yè)機械數(shù)據庫不斷健全完善，有關電子信息技術與農業(yè)機械融合應用的數(shù)據內容愈發(fā)多樣，農機設計及制造人員還可以借助大數(shù)據技術，對已有案例參數(shù)進行數(shù)據清洗、分析、挖掘，在關聯(lián)算法支持下總結故障特點、故障多發(fā)問題等，進而針對性地優(yōu)化設計內容，改進電子信息化融合應用方案，提升農業(yè)機械制造效率。

3世界農業(yè)機械電子信息化工程引進推廣對策

近年來，中國高度關注農業(yè)機械發(fā)展推廣問題，積極倡導農機產業(yè)與世界農業(yè)機械相接軌，提倡電子信息化工程的融合與應用，為農業(yè)產業(yè)、農業(yè)機械的建設指明了新方向。新時期，農業(yè)產業(yè)轉型升級步伐加快，務必要正確認知和把握機遇，從以下三個方面加強世界農業(yè)機械電子信息化工程的引進與推廣：（1）加大科研開發(fā)力度。要將農業(yè)機械電子信息化工程的發(fā)展與“三農”問題結合起來，從制度、資金等方面給予研發(fā)支持和引導，鼓勵各高校、科研機構等設立農業(yè)機械電子信息化工程專題科研項目，不斷汲取世界農業(yè)機械電子信息化工程成功經驗，為機械自動化、智能化水平的提升奠定基礎。（2）完善保障支持體系。電子信息技術提高了農業(yè)機械自動化水平，但是農業(yè)機械結構更加精密復雜，在推廣過程中還應積極完善售后保障機制、維修保障機制等，消除農戶的后顧之憂，保證農業(yè)產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。（3）做好宣傳引導工作。中國農業(yè)機械電子信息化工程應用起步較晚，很多農戶并不具備應用意識和能力，在實踐過程中需要特別關注此問題，尊重農民作為農業(yè)生產主要參與者的角色地位，做好引導培訓和宣傳，促進世界農業(yè)機械電子信息化工程的推廣。

綜上所述，電子信息化技術具有高效便捷、智能可靠的特征，在世界農業(yè)機械的制造發(fā)展進程中有著極為廣闊的發(fā)展前景。要著重加大技術引進開發(fā)力度，探索ECU技術、CAN總線技術等的融合應用可能性，把握住電子信息技術在信息監(jiān)測、智能控制等多方面的應用價值，同時做好宣傳引導工作和機制保障工作，為農業(yè)機械現(xiàn)代化發(fā)展奠定堅實基礎。

參考文獻

[1]赫磊，孫瑜.農業(yè)機械中電子信息技術的應用研究[J].南方農機，2022，53（9）：102-103，107.

[2]黃鵬.電子信息化技術在農業(yè)機械上的應用探討[J].農業(yè)開發(fā)與裝備，2021（7）：26-27.

[3]楊志磊，閆成，周子涵.新時期電子信息技術在農業(yè)機械中的應用分析[J].新農業(yè)，2020（9）：73-74.

（山東省-城縣彭樓鎮(zhèn)人民政府程娟）