【摘要】智能農田播種及澆水系統方興未艾，國內外已有較成熟的產品問世，智能化水平不斷提高。但智能農田播種、澆水系統仍存在存在許多缺陷，系統設計不夠科學，智能化水平不足、產品缺乏設計標準，未來智能農田播種及澆水系統所需要實現的功能越來越具體化、復雜化。這要求工程師們需要對單片機等機械制造及自動化相關設備理論與設計方法了然于心，同時了解市場上的各類生產商硬件、軟件產品，掌握各種類型硬件參數、開發軟件開發環境，積累設計經驗。

　　【關鍵詞】智能農田；播種；澆水；系

　　智能化農田是未來農田發展的趨勢。育種、澆水是農田管理的兩個重要內容，也是智能農田需要解決的兩個主要問題。國外工業化播種、澆水系統發展較早。本次研究試就智能農田播種、澆水系統的軟硬件構建進行概述，并分析未來的發展方向。

　　1智能農田播種及澆水系統設硬件構成

　　在國外播種已實現了大規模生產，瑞典希爾蘇格公司產FS播種自動生產線，芬蘭恩索公司在FS播種自動生產線基礎上進行了改良，人力將空容器放在傳送帶上，空容器接收粉碎后的營養土，傳授到下一級，壓實機構通過往復運動，壓實營養土，流水線上的播種機構轉動帶出種子播入容器。國內的播種系統與國外大同小異，有一定的創新，以邯鄲胖龍溫室工程有限公司的BZ200為代表，其集成了機電氣一體化。控制系統主要為單機片、PLC，國外主要采用PLC，國內普遍將PLC與光電傳感器技術、氣動技術結合起來，提高了設備的自動化水平。

　　2智能農田播種及澆水軟件

　　智能農田播種及澆水系統軟件主要包括通信平臺、系統軟件、功能軟件等，設計的軟件十分復雜，與硬件一樣不同公司的產品功能需求、硬件構成存在較大差異，與之相適應的軟件設計也存在較大的差異。仍以基于ZigBee灌溉系統為例，其軟件設計應包括ARM平臺軟件、ZigBee傳感器節點兩個部分。整個系統軟件需要實現的功能包括協調器（ARM控制板）負責的ZIgBee組網、灌溉控制算法運行、灌溉區域信息顯示、數據存儲，數據采集點負責的灌溉算法環境信息采集中轉、電磁閥控制接受協調器灌溉命令并負責執行任務。系統通信數據幀主要包括命令幀、信息幀、應答幀，為統一應答可采用相同幀組織形式。目前，市場上可供選擇的編程開發環境較多。

　　3智能農田播種及澆水系統設計問題與未來方向

　　目前，智能農田播種、澆水系統仍存在許多技術問題未能得到解決。①技術設備智能化、自動化水平仍有待提高，智能化應用集中在系統的的某一個環節，如在播種過程中仍廣泛采用人工操作。②未來智能農田系統需要實現的功能會越來越多。以灌溉為例，開放式農田智能灌溉系統未來利用氣象部門利用衛星云圖、遙感技術分析預測得到的降水、土壤墑情等相關信息，為灌溉決策提供信息支持。在進行硬件軟件設計時，便需要添加無線聯網設備、相應的信息提取與處理軟件，甚至需要設計更復雜的RAM算法。③當前，各公司產品的系統設計都沒有明確的標準，也限制了系統的升級擴展。④當前智能農田系統仍較破碎化，集中在澆水、播種等獨立環節控制上，播種、澆水等獨立傳動環節設計也有待改進，特別是播種系統，目前現有播種系統所采用的傳動、控制設計亟待標準化，各個構件一體化水平明顯較低，使整個系統過于龐大，價格偏高。

　　4小結

　　智能播種及澆水系統作為智能農田重要組成部分，也是最先發展起來的智能農田應用，但仍存在許多基礎問題，特別是控制自動化、智能化水平仍相對不足。與此同時智能農業系統相關理論技術迅猛發展，涵蓋管理學、運籌學、系統工程、控制理論等多門理論學科，對系統硬軟件設計者提出了更高的要求。工程師們需要對單片機等機械制造及自動化理論與設計需了然于心，同時了解市場上的硬件、軟件，積累設計經驗。

　　參考文獻

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　　鐘坤芳，石萬里，高遠