研究用于農(nóng)業(yè)機械的智能耕作機

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1、研究用于農(nóng)業(yè)機械的智能系統(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/路徑計算82.4自動駕駛儀工作原理82.5遙感系統(tǒng)92.6遙測遙控系統(tǒng)102.7程序控制部分112.8自動反饋系統(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15摘要研究用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能耕作機

2、械操作系統(tǒng)，利用GIS系統(tǒng)和GPS系統(tǒng)對智能化無人耕作機進行控制?？砍绦蚩刂蒲b置操縱實現(xiàn)自動耕地，包括自動駕駛儀、程序控制系統(tǒng)、遙控與遙測系統(tǒng)、自動導(dǎo)航系統(tǒng)、自動反饋系統(tǒng)，路障檢測系統(tǒng)，應(yīng)急警報系統(tǒng)。應(yīng)用該系統(tǒng)能對不同土質(zhì)進行高效，節(jié)能的作業(yè)，設(shè)計靈活,可實現(xiàn)不同意義的使用,同時具有低功耗、高性能、智能化等優(yōu)點。在傳統(tǒng)機械的基礎(chǔ)上，增加智能控制裝置代替人工操作。提高耕地效率，減輕勞動強度。為今后智能耕作機能精確高效作業(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;GIS;GPS;遙測系統(tǒng);自動反饋系統(tǒng)1．發(fā)展現(xiàn)狀近年來先進的制造技術(shù)、新

3、材料的涌現(xiàn)，電子技術(shù)、通訊技術(shù)等的進步，電子監(jiān)控、液壓和自動控制等技術(shù)在耕作機械上得到了廣泛的應(yīng)用。為農(nóng)業(yè)機械帶來了新的技術(shù)變革，推動了農(nóng)業(yè)機械向智能化自動化方向發(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、計算機視覺、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。現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)除要求農(nóng)業(yè)機械性能穩(wěn)定工作可靠操縱方便靈活等基本特點外還應(yīng)使作業(yè)過程達到半自動化,自動化并具有運行狀態(tài)監(jiān)測故障自診及其自動報警功能，以便能及時準(zhǔn)確地報出故障部位，實現(xiàn)耕作機的智能化控制。用智能控制代替人工操作

4、提高耕作效率，減輕勞動強度已成為未來農(nóng)業(yè)機械發(fā)展的方向。2.系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)大體上由無人機載體、自動駕駛儀、程序控制裝置、地理信息系統(tǒng)、遙感系統(tǒng)、自動導(dǎo)航系統(tǒng)、自動反饋系統(tǒng)、路障檢測系統(tǒng)、警報系統(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)用于地表和作物識別。自動反饋系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)輸出的信息來進行控制，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)可實現(xiàn)自動化控制，可實現(xiàn)不同意義的使用,能控

5、制耕地機械對不同土質(zhì)進行高效，節(jié)能的作業(yè)。2.1GPS系統(tǒng)利用GPS與傳感器、計算機控制等科技的集成，可以裝配成智能化的農(nóng)業(yè)機械，從而實現(xiàn)田間作業(yè)自動導(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)接收機接收衛(wèi)星發(fā)射出來的信號，從而獲取定位觀測數(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進行放大、變換以及合理處置。地面監(jiān)控部分主要是由監(jiān)測站、主控站構(gòu)成，它們分別具備監(jiān)測采集衛(wèi)星信息、對空間衛(wèi)星進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

6、統(tǒng)進行聯(lián)系，實現(xiàn)各項工作高度精確的自動化運轉(zhuǎn)。利用GPS系統(tǒng)定位作業(yè)者或農(nóng)業(yè)機器在田間的瞬時位置，通過傳感器及監(jiān)測系統(tǒng)隨時隨地采集田間數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)輸入地理信息系統(tǒng)(GIS)，結(jié)合事先儲存在GIS中數(shù)據(jù)、以及專家系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)對信息進行加工、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)機器攜帶的計算機控制設(shè)備，實現(xiàn)對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，精細準(zhǔn)確地調(diào)整各項土壤和作物管理措施，最大限度地優(yōu)化使用各項農(nóng)業(yè)投人，以獲取最高產(chǎn)量和最大的經(jīng)濟效益，同時能有效地保護農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，保護耕地等農(nóng)業(yè)

7、自然資源，把科學(xué)的精細性引進了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程。GPS在無人駕駛拖拉機上的應(yīng)用。無人駕駛拖拉機是由固定操作站控制的無人駕駛農(nóng)業(yè)機械，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)。通過自動導(dǎo)航系統(tǒng)，拖拉機在無人駕駛的情況下，能夠沿著直線和不規(guī)則的曲線自動行駛，這種技術(shù)目前在歐美國家正在得到快速推廣。我國也研究成功了無人駕駛拖拉機，實現(xiàn)了拖拉機在田問作業(yè)條件下的自動導(dǎo)航和地頭轉(zhuǎn)向控制，這項技術(shù)對我國現(xiàn)代農(nóng)快速的發(fā)展具有重要現(xiàn)實意義。更多更廣泛的智能化農(nóng)業(yè)機械，隨著GPS的廣泛應(yīng)用和各種新技術(shù)的集成，必將走進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一線。2.2地理信息系統(tǒng)G

8、IS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