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　　中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科技發(fā)展報告2015-2016年（十）

資料圖

十、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)

（一）專業(yè)組工作開展情況

2015-2016年間，根據(jù)農(nóng)機(jī)化司科教處和戰(zhàn)略專家組總體工作安排，“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備專業(yè)組”制定了本專業(yè)組工作計劃和調(diào)研工作計劃，召開了農(nóng)機(jī)化信息技術(shù)應(yīng)用、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)專題報告等形式多樣的交流活動，組織本專業(yè)組相關(guān)專家積極開展農(nóng)機(jī)裝備作業(yè)信息化服務(wù)需求、農(nóng)田作業(yè)裝備智能導(dǎo)航技術(shù)產(chǎn)品需求以及耕種管收作業(yè)裝備智能控制技術(shù)產(chǎn)品調(diào)研，參加國內(nèi)外精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)行業(yè)論壇，積極研究探討國內(nèi)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域技術(shù)裝備應(yīng)用現(xiàn)狀、需求和發(fā)展趨勢，引導(dǎo)行業(yè)相關(guān)研究力量，結(jié)合精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)相關(guān)科研計劃和任務(wù)開展關(guān)鍵技術(shù)裝備和系統(tǒng)研發(fā)，積極開展技術(shù)應(yīng)用示范，取得了較好的進(jìn)展和成效。

1.學(xué)術(shù)交流活動

2015年6月7日至13日，“2015年京臺青年科學(xué)家論壇”在臺北舉行，本專業(yè)組參與承辦，專業(yè)組六人受邀參加會議。論壇大會上，分別做了“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用”、“大規(guī)模產(chǎn)供銷一體化種植生產(chǎn)經(jīng)營管理系統(tǒng)的研究與實踐”和“北京設(shè)施農(nóng)業(yè)智能裝備新技術(shù)研究進(jìn)展及實踐案例”的學(xué)術(shù)報告，重點(diǎn)介紹了專業(yè)組在設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方面的研究成果和典型案例并與中國臺灣地區(qū)專家學(xué)者就兩地技術(shù)互補(bǔ)進(jìn)行了深入交流和探討。

2015年9月15日至20日，經(jīng)國家人力資源社會保障部批準(zhǔn)，由北京市人力資源和社會保障局主辦，北京市農(nóng)林科學(xué)院和本專業(yè)組聯(lián)合承辦的“現(xiàn)代農(nóng)業(yè)節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)藥高新技術(shù)高級研修班”在北京舉辦。來自全國30個省市自治區(qū)直轄市的農(nóng)業(yè)委員會、農(nóng)業(yè)局、農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣部門、農(nóng)業(yè)科研院校、農(nóng)業(yè)企業(yè)、農(nóng)副業(yè)基地的代表160余人參加了本屆高級研修班。從農(nóng)業(yè)節(jié)水新技術(shù)、農(nóng)業(yè)節(jié)肥新技術(shù)、農(nóng)業(yè)節(jié)藥新技術(shù)三個專題幫助研修人員及時掌握國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的新知識和新技術(shù)。

2015年9月27-30日，由本專業(yè)組組織召開的“智能農(nóng)業(yè)國際學(xué)術(shù)會議”在京舉辦，共有來自中國、美國、加拿大、德國、英國、西班牙、日本、韓國等國家的專家學(xué)者350余人參加了會議，與會專家就農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)與云計算、農(nóng)業(yè)動植物表型信息獲取、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)航空、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控與溯源、農(nóng)村信息化與信息服務(wù)進(jìn)行了交流研討。

智能農(nóng)業(yè)國際學(xué)術(shù)會議ICIA2015為全球?qū)W者提供一個交流技術(shù)、思想、理念和友誼的平臺，是全球智能農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)＜?、學(xué)者、相關(guān)組織團(tuán)體的一次盛會，也是來自世界各國的專家和學(xué)者共同分享智能農(nóng)業(yè)創(chuàng)新研究與應(yīng)用發(fā)展實踐經(jīng)驗的平臺。

2015年12月2日，中國質(zhì)量評價協(xié)會、北京企協(xié)企業(yè)評價中心在北京職工服務(wù)中心共同召開了“2015年度科技創(chuàng)新工程推進(jìn)大會”，大會隆重表彰了獲得2015年度科技創(chuàng)新獎的先進(jìn)單位和個人。專業(yè)組的產(chǎn)品溫室娃娃、ASE灌溉控制器以及墑情監(jiān)測站分別獲得2015年度中國質(zhì)量評價協(xié)會科技創(chuàng)新獎-科技創(chuàng)新產(chǎn)品優(yōu)秀獎。

2015年12月3-6日，中國農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會在浙江衢州舉辦“第六屆全國現(xiàn)代物理農(nóng)業(yè)工程技術(shù)發(fā)展研討會、2015農(nóng)機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展青年論壇”，并對第二屆全國現(xiàn)代物理農(nóng)業(yè)工程技術(shù)優(yōu)秀創(chuàng)新項目、優(yōu)秀論文進(jìn)行了頒獎。專業(yè)組申報的“土壤機(jī)械化消毒裝備在消除連作障礙的應(yīng)用”成果獲得優(yōu)秀創(chuàng)新項目。

2016年1月9-11日，專業(yè)組組織了“農(nóng)機(jī)信息化技術(shù)應(yīng)用研討會”，全國8個省份40個地市縣的農(nóng)機(jī)局和服務(wù)商代表共170余位參加了本次會議。本次會議旨在深入交流研討現(xiàn)代農(nóng)機(jī)裝備作業(yè)監(jiān)管與服務(wù)技術(shù)、產(chǎn)品和系統(tǒng)及其應(yīng)用模式，提升農(nóng)機(jī)信息化科技創(chuàng)新能力，積極推進(jìn)農(nóng)機(jī)化與信息化融合，加快農(nóng)機(jī)信息化新技術(shù)應(yīng)用和科技成果轉(zhuǎn)化。

2016年3月21日，專業(yè)組為進(jìn)一步深化在新疆維吾爾自治區(qū)實施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，特邀請陳學(xué)庚院士做報告，開展了主題為“新疆維吾爾自治區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與智能農(nóng)機(jī)裝備的發(fā)展與應(yīng)用”的學(xué)術(shù)報告。介紹了兵團(tuán)主要農(nóng)作物生產(chǎn)概況及其農(nóng)業(yè)信息化現(xiàn)狀，著重分析了棉花、玉米等作物對拖拉機(jī)自動導(dǎo)航的迫切需求。陳學(xué)庚院士針對新疆維吾爾自治區(qū)各農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)對現(xiàn)代信息技術(shù)的需求及應(yīng)用前景進(jìn)行了介紹，為專業(yè)組農(nóng)業(yè)智能裝備發(fā)展提出了具體的指導(dǎo)意見。

2016年5月19日，由本專業(yè)組牽頭，經(jīng)中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化協(xié)會一屆六次常務(wù)理事會審議通過，成立中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化協(xié)會籌備成立信息化分會，旨在促進(jìn)現(xiàn)代信息技術(shù)在我國農(nóng)機(jī)裝備設(shè)計制造、裝配生產(chǎn)、運(yùn)維服務(wù)、農(nóng)機(jī)作業(yè)、監(jiān)管服務(wù)等環(huán)節(jié)的全面應(yīng)用，同時進(jìn)一步提升專業(yè)組在農(nóng)機(jī)信息化領(lǐng)域的國內(nèi)影響力。

2016年5月24日，專業(yè)組邀請北京航空航天大學(xué)段海濱教授到訪，并作題為“基于仿生群體智能的多無人機(jī)自主協(xié)調(diào)控制”的學(xué)術(shù)報告。段教授系統(tǒng)闡述復(fù)雜環(huán)境背景下仿生群體智能的主要科學(xué)問題和關(guān)鍵技術(shù)，介紹仿生群體智能在無人機(jī)航路規(guī)劃、多無人機(jī)自主協(xié)調(diào)控制、編隊協(xié)同控制、無人機(jī)/無人車異構(gòu)協(xié)調(diào)控制、任務(wù)分配等方面的應(yīng)用成果，并對未來發(fā)展方向進(jìn)行展望。專業(yè)組相關(guān)研究方向人員與段教授將就無人機(jī)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行了討論。

2.調(diào)研培訓(xùn)

2015-2016年間，結(jié)合專業(yè)組年度調(diào)研工作計劃，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備專業(yè)組組織本組專家和本領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)人員，先后赴我國東北、新疆維吾爾自治區(qū)生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)、黃淮海平原等全國糧食主產(chǎn)區(qū)的農(nóng)機(jī)管理部門、大型農(nóng)場、專業(yè)合作社以及主流農(nóng)機(jī)裝備企業(yè)進(jìn)行精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備及農(nóng)業(yè)信息化服務(wù)切實需求調(diào)研，重點(diǎn)針對拖拉機(jī)自動導(dǎo)航、變量施肥、精密播種、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)信息化管理系統(tǒng)等相關(guān)技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)用情況進(jìn)行了深入走訪調(diào)研，對上述精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)軟硬件系統(tǒng)配置數(shù)量、比例、應(yīng)用情況及存在主要問題進(jìn)行了調(diào)研和數(shù)據(jù)收集工作。

同時，通過與農(nóng)場/專業(yè)合作社管理人員、農(nóng)機(jī)戶、農(nóng)機(jī)裝備企業(yè)開發(fā)及銷售人員等座談，深入探討了規(guī)?；N植區(qū)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合、農(nóng)機(jī)化與信息化結(jié)合、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用中存在的問題和技術(shù)需求等，取得了較好的效果，獲取了大量一手資料和信息，為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備專業(yè)組當(dāng)年和未來工作的開展奠定了較好基礎(chǔ)。

2015年專業(yè)組開展基于農(nóng)機(jī)遠(yuǎn)程運(yùn)維需求調(diào)研，在對基于拖拉機(jī)、收割機(jī)、智能化裝備技術(shù)、經(jīng)銷商、合作社開展需求調(diào)研，形成需求調(diào)研結(jié)論，指導(dǎo)建立物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測終端開發(fā)及物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)維軟件平臺的開發(fā)；在農(nóng)機(jī)集群田間作業(yè)工況信息采集的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建實時作業(yè)工況數(shù)據(jù)庫和基礎(chǔ)信息庫,并構(gòu)建故障診斷與預(yù)警、可用性評估、運(yùn)維調(diào)度等算法和模型庫，以及故障診斷知識庫；在此基礎(chǔ)上展開遠(yuǎn)程協(xié)同故障診斷等運(yùn)維業(yè)務(wù)的應(yīng)用，為農(nóng)業(yè)機(jī)械集群作業(yè)服務(wù)和運(yùn)維服務(wù)平臺的構(gòu)建提供有力的技術(shù)支撐。

2016年精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備專業(yè)組組織本組專家和本領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)人員，在農(nóng)業(yè)部制定的到2020年化肥使用量零增長行動方案規(guī)劃下，面向黃淮海、東北、長江中下游、華南、西北等區(qū)域規(guī)模經(jīng)營條件下的小麥、玉米、水稻等大田作物，主要針對不同栽培模式下施肥方式、化學(xué)肥料利用率問題，生產(chǎn)中肥料對行分層深施、精量播種與精密施肥、中耕追肥技術(shù)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合的實際需求進(jìn)行調(diào)研，并調(diào)研了以上區(qū)域典型施肥機(jī)具的施肥效率、施肥均勻性、作業(yè)穩(wěn)定性、投入成本、勞動強(qiáng)度和機(jī)具可操作性等重要指標(biāo)，為智能化精準(zhǔn)施肥裝備的研發(fā)提供可靠的技術(shù)支撐，調(diào)研過程中與黑龍江農(nóng)墾規(guī)?；r(nóng)場、黃淮平原農(nóng)場，以及農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社、農(nóng)業(yè)種植專業(yè)合作社、家庭農(nóng)場為代表的不同等級的經(jīng)營主體進(jìn)行規(guī)?；瘧?yīng)用示范進(jìn)行了協(xié)商。

2015-2016年間，專業(yè)組通過關(guān)鍵技術(shù)研究和設(shè)備研發(fā)，形成了基于北斗的適配國產(chǎn)中型拖拉機(jī)的自動導(dǎo)航系統(tǒng)和農(nóng)機(jī)深松作業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)管終端及系統(tǒng)2種實用化的技術(shù)產(chǎn)品，針對自主研發(fā)的2種產(chǎn)品分別在全國10余個省市開展了廣泛的培訓(xùn)工作。

其中，適配國產(chǎn)中型拖拉機(jī)的自動導(dǎo)航系統(tǒng)在新疆維吾爾自治區(qū)、黑龍江、北京、安徽、吉林、遼寧、河南等地推廣應(yīng)用1000多套；農(nóng)機(jī)深松作業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)管終端分別在山東、安徽、天津、遼寧、黑龍江、新疆維吾爾自治區(qū)、河南、河北、山西、陜西、湖南、寧夏回族自治區(qū)等地推廣應(yīng)用20000多套，為我國農(nóng)田精準(zhǔn)作業(yè)和農(nóng)機(jī)深松作業(yè)監(jiān)管提供了很好的技術(shù)支撐。

3.取得成效

本專業(yè)組在農(nóng)田作業(yè)裝備智能導(dǎo)航技術(shù)產(chǎn)品方面，突破了農(nóng)機(jī)自動導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)了國產(chǎn)化農(nóng)機(jī)自動導(dǎo)航產(chǎn)品并開始應(yīng)用轉(zhuǎn)化。研制了基于電機(jī)和電液控制的自動轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置，開發(fā)了國產(chǎn)化農(nóng)機(jī)自動導(dǎo)航產(chǎn)品，田間作業(yè)導(dǎo)航和直線跟蹤精度控制在5cm以內(nèi)，性能指標(biāo)達(dá)到了國際先進(jìn)水平。通過農(nóng)機(jī)自動導(dǎo)航技術(shù)產(chǎn)品研發(fā)，打破了國外同類產(chǎn)品的壟斷，相對國外同類產(chǎn)品，價格降低了1/3。

目前，自動導(dǎo)航技術(shù)產(chǎn)品在新疆維吾爾自治區(qū)、黑龍江、上海等地開展了實際應(yīng)用，通過了山東省科技廳組織的產(chǎn)品成果鑒定，并與福田雷沃國際重工股份有限公司合作開始批量生產(chǎn)。

本專業(yè)組在農(nóng)機(jī)智能測控方面集成開發(fā)了深松整地作業(yè)質(zhì)量無線監(jiān)測系統(tǒng)及裝置，實現(xiàn)了深松耕整地作業(yè)的實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)查詢、作業(yè)統(tǒng)計、作業(yè)質(zhì)量分析等功能，檢測精度高、集成度高、功能多樣、靈活易用，可為農(nóng)機(jī)管理部門、農(nóng)機(jī)合作社、機(jī)手等不同層次的用戶提供客觀的作業(yè)質(zhì)量監(jiān)管手段。在山東、安徽、天津、遼寧、黑龍江、新疆維吾爾自治區(qū)、河南、河北、山西、陜西、湖南、寧夏回族自治區(qū)等地推廣應(yīng)用6000多套，總安裝數(shù)量達(dá)到13000多套。

本專業(yè)組構(gòu)建了農(nóng)機(jī)裝備精準(zhǔn)作業(yè)與遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)平臺，服務(wù)平臺分為應(yīng)用層、服務(wù)層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)層四個方面的建設(shè)內(nèi)容。實現(xiàn)了農(nóng)機(jī)作業(yè)導(dǎo)航服務(wù)、農(nóng)機(jī)變量控制遠(yuǎn)程服務(wù)、農(nóng)機(jī)田間工況智能監(jiān)測服務(wù)、農(nóng)機(jī)遠(yuǎn)程協(xié)同故障診斷、農(nóng)機(jī)遠(yuǎn)程維護(hù)調(diào)度和農(nóng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控管理等共六個功能模塊。

本專業(yè)組研發(fā)的大幅寬全要素變量施肥機(jī)、大壟雙行精準(zhǔn)播種變量施肥機(jī)、高地隙自走式變量噴藥機(jī)、懸掛式精量噴藥機(jī)在黑龍江農(nóng)墾紅星農(nóng)場、趙光農(nóng)場和七星農(nóng)場開展了集成示范應(yīng)用。在趙光農(nóng)場開展了玉米種植變量施肥對比試驗，結(jié)果表明肥料的投入成本減少了159.97元/ha，產(chǎn)量增加了217.05kg/ha，收入增加503.7元/ha。

本專業(yè)組開發(fā)了種、肥、藥精準(zhǔn)施用模塊化控制系統(tǒng)，構(gòu)建了一體化精準(zhǔn)作業(yè)集成控制裝備。研發(fā)了大幅寬自走式高地隙精準(zhǔn)噴藥機(jī)、水田精量噴藥機(jī)、面向壟作的變量施肥精密播種機(jī)、多營養(yǎng)元素同步變量施肥機(jī)等種、肥、藥精準(zhǔn)施用作業(yè)機(jī)械裝備。相關(guān)技術(shù)裝備在黑龍江墾區(qū)、江蘇墾區(qū)和新疆維吾爾自治區(qū)生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)等地開展了應(yīng)用示范，取得了良好的效果。

本專業(yè)組在大田作物精準(zhǔn)施肥及化肥使用零增長技術(shù)示范方面，建立了東北、華北精準(zhǔn)深施肥技術(shù)創(chuàng)新示范區(qū)。根據(jù)示范區(qū)土壤條件、作物產(chǎn)量潛力和養(yǎng)分綜合管理要求，確定作物單位面積合理的施肥量，減少盲目施肥行為。

通過應(yīng)用基于自適應(yīng)變量施肥控制方法的精準(zhǔn)深施肥裝備，逐步取代人工和機(jī)械撒肥作業(yè)，提高作業(yè)效率和肥料利用率，保證作物營養(yǎng)供給，減少環(huán)境污染。針對基肥分層深施、種肥精準(zhǔn)擬合、追肥精量深施進(jìn)行了技術(shù)攻關(guān)與裝備研發(fā)，完成不同種植模式下最佳施肥方法試驗與評估，為機(jī)械化施肥提供技術(shù)依據(jù)。

本專業(yè)組針對規(guī)?；r(nóng)場精準(zhǔn)生產(chǎn)和管理的需要，解決了手持移動設(shè)備、無線傳感網(wǎng)絡(luò)定點(diǎn)監(jiān)測設(shè)備實時采集的農(nóng)田土壤、作物、環(huán)境等作物精準(zhǔn)生產(chǎn)管理的多參數(shù)實時接入等關(guān)鍵技術(shù)問題，實現(xiàn)了面向規(guī)?；r(nóng)場精準(zhǔn)作業(yè)的數(shù)字化管理。

（二）專業(yè)領(lǐng)域科技發(fā)展情況

1.專業(yè)領(lǐng)域科技發(fā)展動態(tài)

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是綜合應(yīng)用現(xiàn)代高科技，以獲得農(nóng)田高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式和技術(shù)體系。是在美國等發(fā)達(dá)國家的大規(guī)模經(jīng)營和機(jī)械化操作條件下發(fā)展起來的，已經(jīng)在主要農(nóng)作物的耕種管收各環(huán)節(jié)進(jìn)行了應(yīng)用。

國外精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備充分利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)、變率處理等技術(shù)手段準(zhǔn)確地進(jìn)行農(nóng)業(yè)活動，從而最大限度地優(yōu)化農(nóng)業(yè)投入，在獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)量的同時，保護(hù)土地資源和生態(tài)環(huán)境。

國外先進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備技術(shù)已開始融合現(xiàn)代微電子技術(shù)、儀器與控制技術(shù)、信息技術(shù)，加速向智能化、機(jī)電一體化方向快速發(fā)展。

到目前，研制出了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)裝備及配套生產(chǎn)管理技術(shù)，形成了系列的智能農(nóng)業(yè)機(jī)械化作業(yè)裝備和高效的生產(chǎn)監(jiān)控管理體系，各種電子監(jiān)視、控制裝置已應(yīng)用于復(fù)雜農(nóng)業(yè)機(jī)械上，光機(jī)電液一體化的信息、控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)裝備中的應(yīng)用，有效提高了農(nóng)業(yè)裝備的作業(yè)性能和操作性能。

智能裝備技術(shù)在農(nóng)業(yè)播種、育苗、移栽、灌溉、施肥、除草、噴藥、消毒、監(jiān)控和生產(chǎn)管理實踐中得到廣泛應(yīng)用，推進(jìn)農(nóng)業(yè)不斷向“精耕細(xì)作智能管理”方向發(fā)展。智能播種機(jī)、變量施肥機(jī)、精準(zhǔn)施藥機(jī)、智能聯(lián)合收割機(jī)等高度智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械已逐步進(jìn)入國際市場。

農(nóng)業(yè)智能傳感器可以快速采集農(nóng)作物和畜禽信息，在生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。農(nóng)業(yè)智能機(jī)器人可大幅度提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力，減輕繁重的體力勞動，提高作業(yè)質(zhì)量和效率，也已走向應(yīng)用。

2.主要科研成果

（1）本專業(yè)組2015-2016年承擔(dān)重大項目

2015-2016年間，本專業(yè)組積極申報國家及地方各重大項目，總經(jīng)費(fèi)達(dá)1.2億元，為專業(yè)組推進(jìn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備研究進(jìn)展提供了有力的項目支撐。其中包括國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目，國家自然基金面上項目，農(nóng)業(yè)部948重點(diǎn)項目，百千萬人才資助項目等10余項。

（2）2015-2016年標(biāo)志性成果

開發(fā)了基于北斗的農(nóng)機(jī)自動導(dǎo)航終端產(chǎn)品

在基于北斗的農(nóng)機(jī)自動導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)方面，研制適合不同作業(yè)條件下的基于北斗農(nóng)機(jī)自動導(dǎo)航產(chǎn)品并進(jìn)行典型應(yīng)用示范與產(chǎn)品推廣，使我國高精度農(nóng)機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)與智能終端關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品達(dá)到國際先進(jìn)水平，打破國外農(nóng)機(jī)自動導(dǎo)航技術(shù)對我國的壟斷。

集成開發(fā)深松整地作業(yè)質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)

在智能測控技術(shù)方面，為適應(yīng)國務(wù)院深松推廣作業(yè)補(bǔ)貼政策，向農(nóng)機(jī)管理部門、農(nóng)機(jī)合作社、機(jī)手等不同層次的用戶提供客觀的作業(yè)質(zhì)量監(jiān)管手段，研究深松整地作業(yè)質(zhì)量無線監(jiān)測系統(tǒng)及裝置，實現(xiàn)深松耕整地作業(yè)的實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)查詢、作業(yè)統(tǒng)計、作業(yè)質(zhì)量分析等功能，檢測精度高、集成度高、功能多樣、靈活易用。

開發(fā)形成農(nóng)機(jī)精準(zhǔn)作業(yè)與遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)平臺

集成農(nóng)機(jī)作業(yè)導(dǎo)航服務(wù)子系統(tǒng)、變量作業(yè)控制遠(yuǎn)程服務(wù)子系統(tǒng)、農(nóng)機(jī)田間作業(yè)工況智能監(jiān)測子系統(tǒng)、農(nóng)機(jī)集群遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)子系統(tǒng)，構(gòu)建了農(nóng)機(jī)裝備精準(zhǔn)作業(yè)與遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)平臺；經(jīng)第三方測試，滿足了7×24小時穩(wěn)定運(yùn)行和支持農(nóng)機(jī)機(jī)載終端接入量不少于10000臺的技術(shù)指標(biāo)要求。平臺已經(jīng)在安徽省進(jìn)行了業(yè)務(wù)化運(yùn)行。

開發(fā)了種肥藥精準(zhǔn)施用關(guān)鍵技術(shù)裝備

針對玉米精量播種需求，研究了基于作業(yè)速度實時檢測的播種量同步控制技術(shù)，研制了玉米精量播種系統(tǒng)，基于嵌入式車載終端，開發(fā)了精量播種控制作業(yè)控制軟件，并開發(fā)了玉米播種機(jī)多參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)。

開發(fā)了風(fēng)送式側(cè)深精準(zhǔn)施肥裝置，采用電機(jī)驅(qū)動排肥、風(fēng)送肥料、GPS測速的工作原理，側(cè)位深施化肥的施肥方式，采用車輛行駛速度與排肥驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速實時匹配的精準(zhǔn)施肥控制算法，當(dāng)預(yù)置施肥量為300 kg/hm2時，車輛行駛速度為3.6 km/h時，施肥量偏差控制在6%以內(nèi)。

設(shè)計了自走式水田變量噴桿噴霧機(jī)，該機(jī)具地隙高、功率大、水田通過性能好，可以根據(jù)作業(yè)速度實時調(diào)節(jié)噴霧量。

3.專業(yè)領(lǐng)域科技發(fā)展趨勢

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是21世紀(jì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技發(fā)展的重要方向。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備包含范圍很廣，主要包括各種農(nóng)業(yè)專用傳感器、農(nóng)業(yè)智能儀器裝置、基于硬件的農(nóng)業(yè)智能系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)智能作業(yè)裝備、農(nóng)業(yè)機(jī)器人技術(shù)系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)等。

現(xiàn)代信息技術(shù)在農(nóng)機(jī)管理、生產(chǎn)、農(nóng)機(jī)化新技術(shù)、農(nóng)機(jī)作業(yè)服務(wù)市場中的作用日益突出，“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)機(jī)”的創(chuàng)新模式日益增加，越來越多的用戶在農(nóng)機(jī)生產(chǎn)管理和服務(wù)中，以及在農(nóng)機(jī)田間作業(yè)過程監(jiān)管中依賴于農(nóng)機(jī)信息化技術(shù)裝備?；谥悄軅鞲袡z測技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)、移動通信技術(shù)、大數(shù)據(jù)以及云計算等關(guān)鍵技術(shù)在農(nóng)機(jī)裝備集群管理、跨區(qū)作業(yè)調(diào)度、精準(zhǔn)作業(yè)和遠(yuǎn)程運(yùn)維中的應(yīng)用研究，都將是未來農(nóng)機(jī)裝備實現(xiàn)自動化、智能化和信息化的研究和發(fā)展趨勢。

從世界上現(xiàn)代先進(jìn)農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)與產(chǎn)品的發(fā)展進(jìn)程來看，實際上就是農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備專業(yè)技術(shù)不斷融合液壓、儀器儀表、自動控制、微電子、信息與生物等高新技術(shù)，向智能化、光機(jī)電液一體化方向快速演進(jìn)的過程。農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)與現(xiàn)代育種、栽培和農(nóng)產(chǎn)品加工等其它技術(shù)的創(chuàng)新融合，正在世界范圍內(nèi)引發(fā)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的重大變革。

目前，在美國、加拿大、德國、澳大利亞等發(fā)達(dá)國家，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的應(yīng)用研究已涉及小麥、玉米、水稻、大豆、土豆、果樹等作物生產(chǎn)過程。其在大型拖拉機(jī)上配置GPS進(jìn)行耕作已較為普遍。

如美國AGLeader公司的GPS 6000和6500自動導(dǎo)航設(shè)置，輸入頻率分別可達(dá)10赫茲和20赫茲，幾乎能適應(yīng)全部作業(yè)需求，并提供更好的精度；AGCO公司的Fieldstar系統(tǒng)、JohnDeere公司的GreenStar系統(tǒng)等都能實現(xiàn)拖拉機(jī)自動導(dǎo)航作業(yè)功能。

作業(yè)過程參數(shù)監(jiān)測也日漸普及，如Precision Plangting公司的播種監(jiān)控、產(chǎn)量測定系統(tǒng)，均能實時獲取我們想要的作業(yè)參數(shù)，CASE公司的AFS系統(tǒng)，能測定機(jī)器行走距離、作業(yè)面積、瞬時谷物含水量和瞬時作物流量等參數(shù)，并實時計算產(chǎn)量。AGLeader公司的測產(chǎn)系統(tǒng)提供了最為方便的數(shù)據(jù)讀取和共享功能，產(chǎn)量圖和報告可以在沒有網(wǎng)絡(luò)的情況下自由從顯示終端或者移動電子設(shè)備上讀取。

（三）專業(yè)領(lǐng)域研究重點(diǎn)建議

1.專業(yè)領(lǐng)域研究重點(diǎn)內(nèi)容

“十五”以來，我國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備在研發(fā)和應(yīng)用方面快速發(fā)展，初步形成了較為健全的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)智能裝備研發(fā)制造體系，一批科技含量高、適應(yīng)性強(qiáng)、性能穩(wěn)定可靠的農(nóng)業(yè)新技術(shù)裝備在生產(chǎn)中得到應(yīng)用，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)程度明顯提高，集播種、耕整、肥藥、收獲于一體的機(jī)械化復(fù)式作業(yè)應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。

但在產(chǎn)品研發(fā)、加工制造工藝和產(chǎn)品性能穩(wěn)定性，以及農(nóng)業(yè)裝備的智能化、自動化和機(jī)電一體化程度上，與國外存在較大差距，在實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中推廣應(yīng)用存在一定的問題。

結(jié)合新形勢下國家農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化與綠色發(fā)展戰(zhàn)略，為推動資源節(jié)約、環(huán)境友好的可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)，以推進(jìn)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新和加快農(nóng)業(yè)科技推廣應(yīng)用為目標(biāo)，面向主要糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物、設(shè)施農(nóng)業(yè)等生產(chǎn)環(huán)節(jié)全程精準(zhǔn)生產(chǎn)需要，根據(jù)不同地域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)和農(nóng)藝要求，開展主要環(huán)節(jié)智能化農(nóng)機(jī)裝備關(guān)鍵技術(shù)研究，建設(shè)以精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備和農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)為重點(diǎn)的農(nóng)業(yè)全程信息化和農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化技術(shù)裝備體系。

重點(diǎn)開展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)信息快速獲取、農(nóng)田精準(zhǔn)作業(yè)導(dǎo)航與變量作業(yè)控制、農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)、肥水藥精準(zhǔn)實施裝備、智能化農(nóng)田作業(yè)機(jī)器人等一批共性關(guān)鍵技術(shù)研究，并結(jié)合區(qū)域性作物開展全程精準(zhǔn)作業(yè)生產(chǎn)技術(shù)裝備研究，研發(fā)實用化的技術(shù)產(chǎn)品，結(jié)合特定地域特點(diǎn)開展集成示范應(yīng)用，構(gòu)建適合地域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)的全程精準(zhǔn)作業(yè)生產(chǎn)技術(shù)體系，加快我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展，大幅度提高我國農(nóng)業(yè)全程化精準(zhǔn)生產(chǎn)的技術(shù)裝備水平和管理智能化水平，實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新，產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及人才隊伍相融合。

（1）農(nóng)機(jī)裝備電子、總線與智能測控技術(shù)

面向國內(nèi)農(nóng)機(jī)行業(yè)未來5至10技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，開展大型農(nóng)機(jī)裝備通用電子控制與總線技術(shù)研究，研發(fā)農(nóng)業(yè)作業(yè)控制和工況監(jiān)測電子控制單元（Electronic Control Unit，ECU）技術(shù)；研究基于控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network,CAN)總線的ECU單元通訊技術(shù)，研究兼容農(nóng)林用拖拉機(jī)和機(jī)械--串行控制和通信數(shù)據(jù)網(wǎng)（ISO 11783）協(xié)議開發(fā)ECU底層驅(qū)動及相關(guān)共性作業(yè)智能控制算法，形成一批支持通用作業(yè)參數(shù)檢測、智能控制的農(nóng)機(jī)電子控制單元產(chǎn)品。

研發(fā)符合總線標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式車載終端，重點(diǎn)開展兼容ISO 11783協(xié)議的拖拉機(jī)ECU、虛擬終端、任務(wù)控制、文件服務(wù)、診斷服務(wù)技術(shù)研究，研制一批具備總線協(xié)議接口、先進(jìn)適用的通用智能農(nóng)機(jī)終端。構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化的農(nóng)機(jī)ECU開發(fā)環(huán)境和模塊化作業(yè)控制和工況監(jiān)測軟件，建立適用于農(nóng)機(jī)裝備通用農(nóng)機(jī)電子、總線技術(shù)與智能測控系統(tǒng)開發(fā)平臺。

（2）基于北斗的農(nóng)機(jī)定位導(dǎo)航與作業(yè)控制技術(shù)

面向農(nóng)機(jī)精準(zhǔn)作業(yè)技術(shù)需求，研究基于北斗的農(nóng)機(jī)定位導(dǎo)航與作業(yè)控制技術(shù)。重點(diǎn)研究北斗定位技術(shù)、GNSS互操作、多姿態(tài)傳感器融合、導(dǎo)航定位與姿態(tài)估計等關(guān)鍵技術(shù)，融合北斗、GPS、慣性測量單元、航姿參考系統(tǒng)等多種傳感器信息，研制符合農(nóng)機(jī)作業(yè)定位、導(dǎo)航和種肥藥施用作業(yè)控制技術(shù)要求的北斗多模定位測姿技術(shù)設(shè)備；研發(fā)農(nóng)機(jī)自動轉(zhuǎn)向控制、智能導(dǎo)航控制和通用作業(yè)控制技術(shù)，集成高精度北斗多模定位測姿系統(tǒng)，形成基于北斗的農(nóng)機(jī)裝備自動駕駛系統(tǒng)與作業(yè)控制系統(tǒng)，研制基于北斗的農(nóng)機(jī)自動導(dǎo)航與精準(zhǔn)作業(yè)控制技術(shù)產(chǎn)品。

（3）典型作物全程機(jī)械化精準(zhǔn)作業(yè)技術(shù)裝備

以小麥、玉米、水稻、棉花等典型作物的全程機(jī)械化生產(chǎn)為重點(diǎn)，針對整地、播種、施肥、施藥和收獲等關(guān)鍵作業(yè)環(huán)節(jié)，研究開發(fā)先進(jìn)適用的精準(zhǔn)生產(chǎn)作業(yè)技術(shù)裝備。

重點(diǎn)開展GNSS控制智能平地技術(shù)裝備、精準(zhǔn)播種技術(shù)裝備、精準(zhǔn)施肥技術(shù)裝備、稻麥精準(zhǔn)追肥技術(shù)、智能化精量噴藥技術(shù)裝備、智能收獲技術(shù)裝備、精準(zhǔn)采棉機(jī)和智能化保護(hù)性耕作技術(shù)裝備等方面的研究；結(jié)合區(qū)域性農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)，突破GNSS控制平地技術(shù)、精密播種智能控制技術(shù)、精準(zhǔn)追肥技術(shù)、水田精準(zhǔn)施肥技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)一批能夠滿足區(qū)域性作物全程精準(zhǔn)生產(chǎn)需要的智能化作業(yè)裝備。

（4）農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)與管理中的應(yīng)用是農(nóng)業(yè)信息技術(shù)發(fā)展的新階段。運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備作業(yè)參數(shù)信息獲取與智能控制一體化技術(shù)研究，實現(xiàn)農(nóng)機(jī)智能化管理與服務(wù)，探索農(nóng)機(jī)協(xié)同作業(yè)控制技術(shù)；重點(diǎn)研究農(nóng)機(jī)集群生產(chǎn)作業(yè)過程中作業(yè)位置、運(yùn)行狀態(tài)等信息的實時感知技術(shù)，作業(yè)農(nóng)機(jī)的工況信息實時監(jiān)測和故障預(yù)警技術(shù)，研究拖拉機(jī)、收獲機(jī)、作業(yè)機(jī)具協(xié)同作業(yè)智能控制關(guān)鍵技術(shù)和主-從協(xié)同作業(yè)自動導(dǎo)航技術(shù)；研發(fā)面向墾區(qū)、家庭農(nóng)場、農(nóng)機(jī)合作社等規(guī)?；a(chǎn)經(jīng)營單位的農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)智能化監(jiān)控裝置與實用化車載終端產(chǎn)品，構(gòu)建農(nóng)機(jī)智能化監(jiān)控與管理服務(wù)平臺系統(tǒng)，通過農(nóng)機(jī)化與信息化融合，提升我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備的智能化水平。

（5）基于農(nóng)田作業(yè)機(jī)器人的農(nóng)情信息獲取與作業(yè)控制技術(shù)

結(jié)合大田作物生產(chǎn)與設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要，開展智能化農(nóng)田作業(yè)機(jī)器人技術(shù)研究，開展基于機(jī)器視覺、生物信息模式識別、光譜分析和多傳感器信息融合的生物環(huán)境信息識別理論方法和關(guān)鍵技術(shù)研究；適應(yīng)生物材料處理的多自由度機(jī)械手機(jī)構(gòu)及智能伺服機(jī)構(gòu)控制理論、方法和農(nóng)業(yè)智能機(jī)器人共性關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)研究。在果蔬采摘、大田精準(zhǔn)鋤草機(jī)器人等領(lǐng)域開展應(yīng)用研究，開發(fā)一批適合農(nóng)田作業(yè)的實用化農(nóng)業(yè)智能機(jī)器人產(chǎn)品。

開展農(nóng)業(yè)無人航空關(guān)鍵技術(shù)研究，重點(diǎn)研制高可靠性、低成本的農(nóng)用微小型無人機(jī)，研究超低空飛行姿態(tài)高穩(wěn)定性自動導(dǎo)航控制、微小型無人機(jī)信息獲取傳輸與控制、基于無人農(nóng)業(yè)航空器的作物養(yǎng)分與病蟲害信息快速解析、無人機(jī)植保裝備等關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)。

2.專業(yè)組重點(diǎn)建議

（1）積極推進(jìn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用工作

專業(yè)組在加大科研投入的同時應(yīng)通過政府積極引導(dǎo)，充分發(fā)揮市場在資源配置上的作用，整合科研院所、企業(yè)和用戶資本、人才、技術(shù)資源，繼續(xù)發(fā)揮規(guī)?；r(nóng)場的示范帶頭作用，積極探索規(guī)?；a(chǎn)條件下智能化農(nóng)機(jī)裝備相關(guān)技術(shù)裝備推廣應(yīng)用方式，在實際生產(chǎn)過程中推廣智能化農(nóng)機(jī)裝備相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品，構(gòu)建適合相關(guān)作物高效機(jī)械化精準(zhǔn)作業(yè)技術(shù)體系與模式，建立相關(guān)作物規(guī)?；a(chǎn)全程機(jī)械化精準(zhǔn)生產(chǎn)技術(shù)體系。

有步驟地在規(guī)?；r(nóng)場開展農(nóng)機(jī)智能化監(jiān)控管理物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)相關(guān)示范工作，結(jié)合農(nóng)場農(nóng)機(jī)生產(chǎn)管理的需要，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建農(nóng)場農(nóng)機(jī)智能化監(jiān)控管理系統(tǒng)，進(jìn)行系統(tǒng)集成和配套化示范應(yīng)用，推進(jìn)農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)機(jī)管理與服務(wù)過程中的應(yīng)用。

（2）加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合開發(fā)機(jī)制，推進(jìn)智能化農(nóng)機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備的研發(fā)應(yīng)用中，要運(yùn)用有效的運(yùn)行機(jī)制，充分利用現(xiàn)有條件和資源，進(jìn)行優(yōu)化配置和整合。一是依托大型企業(yè)，聯(lián)合行業(yè)科技力量，整合科技資源，對行業(yè)共性、關(guān)鍵性、前瞻性技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合開發(fā)，并在重點(diǎn)企業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，形成重大平臺技術(shù)的聯(lián)合開發(fā)、成果共享和技術(shù)擴(kuò)散的機(jī)制，成為面向行業(yè)、開放式、具有國內(nèi)領(lǐng)先水平和國際先進(jìn)水平的行業(yè)技術(shù)開發(fā)主體。

二是深入推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合，推進(jìn)行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟建設(shè)，實施項目產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合開發(fā)工程，支持企業(yè)與高等院校、科研院所等通過聯(lián)合研究、委托開發(fā)、成果轉(zhuǎn)化、共建研究開發(fā)機(jī)構(gòu)和科技型企業(yè)實體等，開展多種形式的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合，逐步形成以企業(yè)為中心、高等院校和科研院所廣泛參與、利益共享、風(fēng)險共擔(dān)的科學(xué)化、制度化、規(guī)范化的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合機(jī)制，共同開發(fā)智能化農(nóng)機(jī)裝備的核心技術(shù)和重大關(guān)鍵平臺技術(shù)。

建立以發(fā)揮高校的基礎(chǔ)研究優(yōu)勢、科研院所的應(yīng)用開發(fā)和工程轉(zhuǎn)化優(yōu)勢以及生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)示范優(yōu)勢三者相結(jié)合的研究開發(fā)體系。

（3）加強(qiáng)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)產(chǎn)業(yè)人才隊伍的建設(shè)

加快建立精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)機(jī)制、激勵機(jī)制和競爭機(jī)制，培養(yǎng)具有國際水平的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備研究與推廣應(yīng)用人才。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營，需要培養(yǎng)造就一大批既要掌握現(xiàn)代信息高新技術(shù)，又要善于經(jīng)營管理現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的高級專業(yè)人才。

采取多種手段、多種形式、各種切實可行的措施，大力開展對精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)人才的培訓(xùn)。通過各種手段在農(nóng)村加強(qiáng)宣傳精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)相關(guān)技術(shù)的重要性，加深農(nóng)民對先進(jìn)技術(shù)裝備的認(rèn)識，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)人才培養(yǎng)，提高農(nóng)民整體素質(zhì)，為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備更好的在實際生產(chǎn)中應(yīng)用提供人才保障。