电子信息技术在现代农业机械装备中的应用
摘要
电子信息技术与现代农业机械装备的深度融合，正在重塑农业生产的技术范式与产业形态。本文系统梳理了电子信息技术在现代农业机械装备中的核心应用领域，从精准导航与自动控制、智能感知与监测、数据传输与远程管理三个维度分析了其技术路径与实践成效。研究表明，以北斗导航、传感器网络、物联网、人工智能等为代表的电子信息技术，正推动农业机械从“经验驱动”向“数据驱动”转型，从“单机作业”向“系统协同”跃升。然而，核心传感器与液压件依赖进口、数据传输标准不统一、丘陵山区适应性不足等瓶颈制约着应用的深度与广度。
科技风等学术平台对电子信息技术与产业融合的持续关注，以及
中南农业科技对区域农业智能化实践的深入探讨，共同构成了本研究的重要学术背景。本文在分析应用现状的基础上，提出了强化核心技术攻关、完善数据标准体系、推进丘陵山区适配等优化路径，以期为电子信息技术在农业机械领域的深化应用提供参考。
关键词：电子信息技术；农业机械；智能农机；精准农业；传感器
1 引言
农业机械化是农业现代化的重要标志，而电子信息技术则是推动农业机械从“机械化”迈向“智能化”的核心驱动力。2025年，我国农作物耕种收综合机械化率达到76.7%，三大主粮基本实现全程机械化。然而，机械化的“量”并不等同于智能化的“质”。正如业内人士所指出的，智能农机的本质是“感知—决策—作业—管控”的系统闭环。从传统农机到智能农机的跨越，关键在于电子信息技术对机械装备的全方位赋能。
电子信息工程在农业机械自动控制系统中的应用已日益广泛，涵盖传感器技术、通信与数据传输技术、嵌入式系统与控制器设计及人机交互界面等多个层面。2025年，5G+北斗导航技术的融合应用使无人驾驶农机定位精度提升至厘米级。物联网、人工智能、大数据等前沿技术与传统农业机械深度融合，推动农业机械设备从单一功能向多功能、从机械化向智能化方向快速发展。
本文从电子信息技术在现代农业机械装备中的核心应用出发，系统分析其在精准导航、智能感知、数据传输等维度的技术路径与实践成效，并针对当前面临的瓶颈提出优化建议，以期为推动农业机械智能化发展提供参考。
2 电子信息技术的核心应用领域
2.1 精准导航与自动控制：从“人驾”到“机驾”
精准导航与自动控制是电子信息技术在农业机械中最具突破性的应用领域。其核心技术架构包括北斗/GNSS卫星定位系统、惯性导航系统、机器视觉与雷达传感器，以及基于嵌入式系统的自动控制单元。
在定位精度层面，依托“北斗+天通”星基高精度定位服务平台，农机能够实现厘米级定位。无人农机采用卫星导航，播种一亩地仅需3分钟，百米作业精准度可达2.5厘米以内。在控制执行层面，系统通过集成多模态传感器网络实现对土壤湿度、作物生长状态及机械姿态的实时监测，自动调整作业参数。无人驾驶收割机配合雷达和摄像头等传感器，可以做到自动避障。2025年，相关产品销量突破万台，自动驾驶拖拉机已开始规模化商业应用。在系统集成层面，电子信息技术推动了从“单机智能”向“系统智能”的跃迁。无人农场通过卫星、无人机、地面传感器等组成农情立体感知网络，实时监测苗情、墒情、长势等信息；智能决策与管理平台再根据数据生成作业建议。
2.2 智能感知与监测：让农机“看得见、听得懂”
智能感知是电子信息技术赋能农业机械的另一核心维度，其本质是在农机上集成各类传感器，构建“作物—环境—农机—传感器”四维精准匹配体系。
在环境感知层面，传感器网络能够实时采集土壤墒情、作物长势等多维数据。在作业质量监测层面，新型收割机搭载的含杂破碎检测等传感器能够实时检测作业质量和产量。在视觉识别层面，人工智能与机器视觉技术的融合使农机具备了“看懂”田间场景的能力。中农博鼎发布的智慧农业全产业链解决方案中，田间巡检机器人实现病虫害识别准确率≥95%。在山东寿光蔬菜大棚，搭载高清摄像头与传感器的机器狗能够精准识别病虫害迹象，巡检结束数据实时传回后台，AI模型迅速给出种植决策。
2.3 数据传输与远程管理：从“信息孤岛”到“万物互联”
数据传输与远程管理是电子信息技术打通农机“信息孤岛”的关键环节。物联网技术通过传感器感知技术、无线通信技术和边缘计算技术的集成，构建智能农机装备管理系统，实现农机运行状态的实时采集、远程智能控制及精准化管理。山西大同“5G+智慧农业”项目通过“5G+玉米生产管理系统”对现有农机进行无人化改造，实现农机统一调度与精准作业。在数据整合层面，电子信息技术解决了农机数据“孤岛”快速网联通讯的难题，通过“数字模型同步”和“云—端”交互通信协议，实现“数据—决策—执行—反馈”的智慧农场生产闭环。
3 应用成效与典型案例
3.1 作业效率与精度的双重提升
电子信息技术对农业机械作业效率的提升作用显著。在播种环节，无人农机采用卫星导航，播种一亩地仅需3分钟。在植保环节，搭载多光谱成像的农业无人机可实现病虫害预警。在收获环节，智能联合收割机通过传感器实时检测作业质量，实现精准收获。在管理环节，数字化平台使工作人员可通过平台查看作业实时轨迹、耕整地质量、施肥喷药剂量等信息，精准评估作业质量。
3.2 典型应用场景
大同“北斗+智慧农业”模式。山西大同市建设的“5G+玉米生产指挥”与“5G+玉米生产管理”两大信息系统，通过苗情监测仪及水肥滴灌控制设备等7类智能设备，支持任务智能分配与农机统一调度。1180亩试点田应用北斗导航无人驾驶系统实施精量播种，实现了播种、施肥、覆膜与铺管一体化精准作业。
山东生态无人农场。全国首家生态无人农场依托“数字天网”，逐步实现耕、种、管、收无人化作业。无人农机采用卫星导航，百米作业精准度可达2.5厘米以内。项目完成了田间路径统筹、多机动态调度、地头自主转向、机具自动启停等核心功能的优化完善，同时新增了智能语音控制系统。
中农博鼎全产业链解决方案。该方案构建了智能动力、高效收获、粮食保障、智慧管理、全生命周期服务五大核心模块，形成从田间作业到云端管控的完整服务闭环。其田间巡检机器人病虫害识别准确率≥95%，智能化谷物联合收获机综合作业质量提升20%以上。
4 面临的挑战与瓶颈
4.1 核心部件依赖进口
尽管我国智能农机发展迅速，但核心液压件、智能传感器长期依赖进口。仅有16%的农机企业拥有突破性原创成果。国产高端智能农机普遍面临“技术有了、样机造了、却下不了地”的尴尬。关键传感器、高端芯片等核心部件的进口依赖，制约着我国智能农机产业的自主可控发展。
4.2 数据标准与互联互通不足
当前农机数据“孤岛”问题突出，不同品牌、不同型号的农机装备之间缺乏统一的控制接口与通信标准。数据传输协议的碎片化导致“数据—决策—执行—反馈”的闭环难以高效运转。农机企业应像汽车行业一样，将人工智能大模型、低损脱粒、变量施肥等技术深度嵌入耕种管收全链条，让“经验驱动”真正变为“数据驱动”。
4.3 丘陵山区适应性不足
丘陵山区地形复杂，传统大型拖拉机难以在此类地区作业。我国丘陵山区耕地面积近7亿亩，1亩以下地块超过80%，约90%的作物种植区缺乏配套的机耕道。适合小地块、大坡度的国产专用农机供给存在空白。尽管已有小型智能电动拖拉机等设计方案，但从研发到规模化推广仍有较大距离。
5 优化路径与发展趋势
5.1 强化核心技术攻关，实现自主可控
应聚焦智能传感器、高性能芯片、无级变速传动系统等关键零部件的自主研发，破解“卡脖子”难题。加速AI大模型、5G、数字孪生等技术与农机的深度融合，推动实验室成果向田间转化。支持农机企业从追赶式创新向引领式创新转变，重点突破农业机器人、数字孪生等前沿技术。在“双碳”目标推动下，电动拖拉机、氢能收获机等新能源装备正从示范应用走向规模化推广。
5.2 完善数据标准体系，打通信息壁垒
应建立统一的农机控制接口与通信标准，解决数据“孤岛”问题。通过“数字模型同步”和“云—端”交互通信协议与接口规范，实现装备数据快速入网与应用。推动从“单机智能”向“系统智能”跃迁，构建覆盖耕种管收全链条的智慧农业大数据平台。
5.3 推进丘陵山区适配，缩小区域差距
应加快研发适合小地块、大坡度的轻量化、智能化农机装备。融合远程控制与自动驾驶技术的小型智能电动拖拉机，代表了丘陵山区农机的重要发展方向。同时，应加强丘陵山区的5G网络与北斗高精度定位信号覆盖，为智能农机的稳定运行提供基础设施保障。通过“改地适机”与“以机适地”双轮驱动，逐步缩小丘陵山区与平原地区的智能化差距。
6 结语
电子信息技术正在深刻改变现代农业机械装备的技术形态与运行逻辑。从北斗导航的厘米级定位到传感器网络的精准感知，从物联网的数据贯通到人工智能的智能决策，电子信息技术使农业机械从“会干活”走向“会思考”，从“单机作业”走向“系统协同”。然而，核心部件依赖进口、数据标准不统一、丘陵山区适应性不足等瓶颈，制约着电子信息技术在农业机械领域潜力的充分释放。
面向未来，电子信息技术与农业机械的融合将朝着更深层次、更广领域迈进。当智能传感器成为农机的“神经末梢”，当AI大模型成为农机的“智慧大脑”，当5G网络成为农机的“神经网络”，农业生产将从“经验驱动”全面转向“数据驱动”，从“面朝黄土”走向“面向屏幕”。这一进程不仅需要技术层面的持续突破，更需要标准体系的完善、基础设施的支撑和区域差距的弥合。唯有如此，电子信息技术才能真正成为推动农业机械智能化、助力农业现代化的核心力量。
参考文献
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