电气智能控制技术助推智慧农业发展

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智慧农业是指利用现代信息技术、智能控制技术、物联网技术、云服务等手段，实现农业生产过程的信息化管理。近年来我国人口老龄化趋势越来越严重，农业生产的人工成本不断增加，亟须提高劳动生产率、农业生产效率和资源利用率，传统农业生产模式已无法适应当前要求。智慧农业通过引入先进的电气智能控制技术，不仅能够提高农业生产的效率，还能节约农业生产成本，减少资源浪费，保护环境。《农业农村部关于大力发展智慧农业的指导意见》（农市发〔2024〕3号）明确提出，到2030年，我国智慧农业发展要取得重要进展，展望到2035年，农业全方位、全链条要实现数字化改造，农业生产信息化率达到40%以上，为建设农业强国提供强有力的信息化支撑。本文将重点探讨电气智能控制技术在智慧农业中的应用，分析其在农业不同项目案例的具体实践，并展望未来的发展方向。

1 电气智能控制技术在智慧农业中的应用

1.1 智能灌溉系统

智能灌溉系统是一种利用现代信息技术、传感器技术和电气智能控制技术，实现对农业灌溉过程进行智能化管理和作业控制的系统，它是智慧农业的重要组成部分之一。传统的灌溉方式往往依赖人工经验，受地势水文影响大，容易造成水资源的浪费，当把电气智能控制技术结合到灌溉系统上，就可实现农业灌溉的智能化和节本增效。例如，通过安装在田间的土壤传感器可以实时监测土壤湿度、水势和水位等参数，将数据传输到软件平台系统。具备数据分析和智慧决策功能的平台系统根据这些数据，结合气象监测传感器提供的信息，自动调整灌溉时长和灌溉流量，进而对水泵、电磁阀、电磁闸阀等电气设施进行智能控制，确保农作物获得最适宜的水分供应。

有数据显示，相较于传统灌溉方式，智能灌溉系统可节水16%~30%，减少人工20%~40%，同时减少肥料流失，间接提高了灌溉效率和肥料利用率，有助于农田的绿色可持续发展，解决了过去完全依靠人力进行灌溉作业的问题，提高了劳动生产率，增加农事效率，保障灌溉作业质量，是推动农业信息化发展的重要组成。

1.2 智能农机系统

智能农机系统是指集成现代导航系统、物联网传感器系统和电气智能控制系统，在不受时间和气候条件限制的情况下，实时提供全天候、全天时、高精度的农机位置信息和航向信息，可实现农业机械的智能化管理和自动化作业的系统，它融合了现代通信技术、传感技术、电气智能控制技术和机械技术。智能农机系统由农机机载的自动驾驶设备，以及配套的导航路线规划软件两个主要部分组成。农机机载的自动驾驶设备依托差分定位技术，提供高精度的位置定位，然后通过对农机自身电气系统智能化的控制，确保农机行驶方向按照预先设定的行驶路线模式行驶，在整个行驶过程中的直线行驶阶段，都不需要人为干涉，农机可以实现高质量的行驶方向控制。

智能农机装备能够在复杂环境中自主行驶和作业，实现精准作业、高效管理和智能化控制，甚至能够在无人操作的情况下，自主完成农业作业任务，从而提高农业生产效率和资源利用率。目前，智能农机系统和无人植保机已广泛得到应用，我国政府在发布的有关文件中就提出要大力发展智能农机装备。

1.3 智能温室系统

采用智能温室系统进行育苗和种植，是智慧农业的另一个重要应用场景。目前，温室种植已广泛应用于农业种植生产，温室中包含有很多电气设备系统，包括湿帘水泵、降温风机、卷帘机、遮阳电机等，通过安装各种传感器和对电气设备系统进行智能化控制，可以实现温室环境的精确控制。智能温室系统基于空气温湿度、土壤温湿度、光照强度、二氧化碳浓度等等传感器技术提供的信息，利用物联网、电气智能控制技术，设定合理阈值，超出范围则及时预警，并自动控制通风风机、湿帘、水泵、遮阳系统、温室窗门等设备，实现补光、通风、遮光、卷帘、温控、补湿等功能，保持温室内的最佳生长环境。

智能温室系统有助于提高温室内农作物种植高效性、便捷性、精准化和智能化的管理能力，根据参数的变化实施调控或自动控制相应电气设施，保证温室内农作物优质的生长环境，从而促进农作物的优质、高效、高产。有助于节约人力投入及降低生产风险，实现精准作业和智能控制，是农业信息化建设的重要应用，对智慧农业的发展具有重大的意义。

1.4 智能虫害监测系统

传统的虫害监测方法往往依赖人力去现场观察和采集，效率低，有滞后性，往往错过最佳植保防治期。而智能虫害监测系统是通过引入电气智能控制技术，再融合现代光、电、视觉识别等技术，可以实现作物虫害的精准防治，能为农作物种植区域的植保管理提供实时的数据信息，以及全面的虫情识别及预警服务。例如，智能虫害监测系统通常采用在田间布设虫情监测识别设备，该设备包括光诱系统、高温杀虫系统、识别采集系统、清扫系统和物联网传感器，可以根据监测的光照信息、雨量信息，来智能控制内部的相关电气设施，开启工作状态，并将获取的虫害信息，利用图像采集技术、移动互联网技术，上传至云服务平台，进行识别和分析，云服务软件平台结合历史数据和气象信息，预测虫害的发生概率和扩散趋势，以供植保人员提前采取措施防治。

智能虫害监测系统有利于提高农作物种植精准化和智能化的管理能力，有利于快速发现农业虫情发生情况，有利于提高管理效率，可以为植保工作提供科学合理的数据服务，可以为绿色种植、环保农产品提供有力保障，是农业植保工作的“贴身助手”。

2 实践案例

2.1 芜湖火龙街道高标准农田建设项目的智能灌溉系统

该项目建设内容包含了智能灌溉系统。该项目建设前，项目区域内田块面积约73hm2，田块零碎且不平整，农户进行农事灌溉时需要挨个田块进行大水漫灌式灌溉，一次灌溉作业用时需要8~12天，灌溉难度大，灌溉时间长，作物产量不高。

该项目在区域内投入建设了智能灌溉等智慧农业系统，包含环境监测、土壤墒情监测、灌溉水源水质监测、智能灌溉和云服务平台等系统。通过气象站和土壤墒情站等物联网设备，可以了解当前的气象环境和土壤水分指数，然后通过作物生长需求设置好阈值参数或人工判断，将其报告给平台系统终端，平台自动调整灌溉时间和水量，执行智能灌排控制系统，确保农作物获得最适宜的水分供应。通过高标准的灌溉沟渠和智能灌溉系统，实现了精细化管理，项目区域内的农业生产不仅提高了水资源的利用率，节省人力成本，还大大提高了灌溉作业效率，一次灌溉作业时长只需5~7天，灌溉作业效率提高约40%，由于灌溉效率提升，作物生长发育期需水灌溉及时得当，间接提高作物产量。

2.2 繁昌宏庆米业智能温室系统

我国经济作物的生产种植已广泛采用温室大棚技术，智能温室系统也得到了有效的实践应用。例如，繁昌宏庆米业数字化育秧系统采用智能温室技术，通过对温室环境的精确控制，实现数字化和智能化的育秧育种。该智能温室系统通过空气温湿度传感器、二氧化碳传感器和光照传感器来实时监测温室内的温度、湿度、二氧化碳浓度和光照强度，并将这些数据信息传输至云服务软件平台系统，平台系统根据作物生长最佳条件已设置好的环境阈值参数，依托于电气智能控制技术，来自动调节通风、加湿、加热、保温、遮阳等设备，保持温室内的最佳生长环境。该智能温室还通过使用物联网技术结合视频监控技术，实现了远程监控和远程管理，例如农户可以随时随地通过手机查看温室状态和农事作业实况，远程操控温室设备，执行农事管理决策。通过智能温室技术，该温室育秧的产量得到了明显提升，秧苗品质也有显著提高，还节省了人工和能耗。

2.3 亳州无人农场基地智能农机系统

该项目基地紧抓我国新一代农业机械智能化发展的战略机遇，发展以智能农机为载体的新型农业社会化服务，建成安徽省首批以智能农机为核心的新一代无人农场应用示范基地。项目通过建设“高度无人化的农场作业”体系，采用物联网技术、移动互联网技术、智能控制技术、智能装备与机器人技术等4大关键性技术，最终构建起以智能农机为核心的新一代无人农场应用示范基地，将农机智慧化应用和农机社会化服务推向更深层次，实现小麦、玉米种植的农事精准化管理、生产过程的智能化决策和无人化、少人化的作业。项目建成后，形成无人农场集成应用模式，实现耕、种、管、收各环节田间无人化、少人化作业，提高作业效率，建立可看、可用、可复制、可推广的无人农场发展路径，形成以点带面的示范效应，为项目地农业高质量发展汇聚新的活力。

2.4 宿迁省级数字农业项目智能虫害监测系统

该项目区内种植作物类型主要为高粱和小麦，作物虫害危害已久，虫害爆发时危害较大。因此该项目结合农作物虫情发生规律和当地气候自身特点，从害虫生态因子、环境因子方面入手，构建复杂环境下的虫情发生的预测预报服务。例如，通过投入建设具有电气智能控制技术的虫情测报灯设备，以及杀虫灯等设施，监测和预测虫害的发生概率和扩散趋势，提前采取防治措施，做到区域内的虫情防控有据可依，预先筹备，减轻作物虫害危害程度。再结合遥感监测和无人植保机技术，从而从另一个层面减少病虫情用药量，达到绿色防控的效果。

3 未来发展趋势

3.1 技术创新

随着新技术的不断涌现，智慧农业将更加智能化、精准化。未来的智慧农业不仅深入引用电气智能控制技术，还将更加注重技术创新，例如，通过引入机器学习算法，实现作物生长模型的动态优化；通过引入生物识别技术，实现农产品的全程可溯源；通过引入5G移动互联网技术，实现农业物联网实时数据的高速和高质量传输。

3.2 应用更广

电气智能控制技术在智慧农业中的应用将更加广泛，能够显著提高农业生产效率、降低成本、减少资源浪费，并提升农产品的质量和安全性。例如，在渔业养殖中可实现水质监测、智能增氧、智能投饵等的应用；在果蔬采摘作业中，可实现成熟水果、蔬菜自动识别和智能采摘；在农产品分拣仓储过程，通过使用机器人和自动化设备来实现农产品的自动分拣、包装和存储。

3.3 广泛参与

智慧农业的应用成效已得到广泛认可，在政府政策的大力支持和指导下，未来将有更多的企业、科研机构、社会组织和个人参与到智慧农业的发展中来。例如，企业和科研机构将开展更多的智慧农业技术研发，提供更多的智慧农业解决方案，而社会团体和个人将积极参与智慧农业的交流推广和实践应用。我国政府也在进一步加大对智慧农业的政策支持力度，如提供财政补贴、税收优惠等，鼓励企业和农户采用智慧农业技术。

3.4 标准化发展

随着智慧农业得到广泛的参与和应用，为保障能够智慧农业产业有序健康发展，政府还将主导并引领社会各界，制修订产业发展亟须的智慧农业共性关键标准与通用技术规范，共同加强智慧农业相关标准的推广和应用，来促进智慧农业的规范化、标准化发展。

4 结语

电气智能控制技术在智慧农业中的应用，不仅能够提高农业生产的效率，节约农事投入成本，还能减少资源浪费，保护环境，实现农业生产绿色可持续发展。通过智能灌溉、智能农机、智能温室、智能虫害监测等具体案例的实践，智慧农业已经在国内各地区取得了显著成效。未来，随着现代农业技术的不断创新应用和相关标准化的建立，智慧农业将迎来更加广阔的发展空间。我们相信，通过全社会的共同努力，智慧农业将大幅提升农业智能化水平，为加快农业农村现代化提供新动能，为我国农业的可持续发展做出更大的贡献，为建设农业强国提供强有力的信息化支撑。

参考文献：

[1]严良,王键.电气智能控制技术助推智慧农业发展[J].农业开发与装备,2025,(05):45-47.

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