电子信息科技发展与农业机械化技术创新 概述 世纪下半期开始的电子信息科学技术革命,是人类历史发展 中的最伟大事件之一。以微电子技术、计算机技术、通信技术和网络 技术为代表的信息技术革命,迅速地改变着人类的生产方式、思维方 式和生活方式,加速了国民经济信息化进程,成为推动各个领域知识 创新、技术创新、知识应用和知识传播的强有力手段。电子信息技术 的发展,也明显地影响着农业机械化技术的创新过程,在农、林、牧、 副、渔机械化过程中迅速吸收着电子信息技术革命的成果。50年代 后期开始,发达国家农业机械化由单个作业环节机械的应用转向围绕 农业种、养、加过程实现优质、高效、经济的目标,发展农艺与农机 密切结合的综合机械化技术体系研究,从而对农业生产过程的工艺系 统设计与过程自动化提出了新要求。首先在农业机械的试验、测试仪 器开发,数据处理领域引进了先进的电子、计算机技术与信息处理技 术;随着微电子技术的进步,农机测试仪器的研究开发不断更新换代 由晶体管分立元件,不同集成度的集成电路器件,发展到80年代初 期开始的基于徼处理器的综合测试系统,从而大大改善了农业机械研 究与应用试验的支持环境,为揭示农机力学设计的内在规律和农机新 材料、新工艺与新型农业机械设计研究提供了技术支持。从70年代 开始,由于发达国家农业机械设计制造技术已趋于成熟,农产品国际 市场竞争日益激烈,农业土地经营规模扩大,农业机械迅速向大型、 高速、复式作业、人机和谐与舒适性设计方向快速发展,加快了电子 信息技术面向农业生产机械化过程中的应用研究及应用电子产品的 产业化开发。一批面向生产者应用的各种机电仪一体化技术产品迅速 开发出来装备到农业机械上用于实现农业机械化作业的高效率、高质 量、省成本和改善操作者的舒适性与安全性。各种电子监示、控制装 置应用于各种复杂农业机械上,其典型产品,如:农业机械化过程中 应用的田间作业面积、速度、机器作业工况计量与监示器;联合收获 机谷粒损失监示器及喷雾与灌溉自动控制系统;在园艺领域,如,设 施环境的机电一体化自动控制技术;在养殖领域,如:基于动物个体 编号电子自动识别器的自动配料、称重、计量等设备在发达国家农场 中迅速推广应用;拖拉机与自走农业机械的田间自动导航、机器视觉 与农业应用机器人研究得到重视,成为探索在农业机械化过程中应用 电子信息及机电一体化等高新技术开发研究的重要方向。80年代以 来,电子技术与其它新技术在农业机械中应用研究的发展,既促进了 世纪之交农业机械化系统电子信息化技术的创新研究与新产品开发 也为90年代适应“精细农业”技术体系的试验实践开发智能化变量 作业农业机械提供了基础。我国农业还处于逐步推进实现基本农业机
电子信息科技发展与农业机械化技术创新 一. 概述 20 世纪下半期开始的电子信息科学技术革命，是人类历史发展 中的最伟大事件之一。以微电子技术、计算机技术、通信技术和网络 技术为代表的信息技术革命，迅速地改变着人类的生产方式、思维方 式和生活方式，加速了国民经济信息化进程，成为推动各个领域知识 创新、技术创新、知识应用和知识传播的强有力手段。电子信息技术 的发展，也明显地影响着农业机械化技术的创新过程，在农、林、牧、 副、渔机械化过程中迅速吸收着电子信息技术革命的成果。50 年代 后期开始，发达国家农业机械化由单个作业环节机械的应用转向围绕 农业种、养、加过程实现优质、高效、经济的目标，发展农艺与农机 密切结合的综合机械化技术体系研究，从而对农业生产过程的工艺系 统设计与过程自动化提出了新要求。首先在农业机械的试验、测试仪 器开发，数据处理领域引进了先进的电子、计算机技术与信息处理技 术；随着微电子技术的进步，农机测试仪器的研究开发不断更新换代， 由晶体管分立元件，不同集成度的集成电路器件，发展到 80 年代初 期开始的基于微处理器的综合测试系统，从而大大改善了农业机械研 究与应用试验的支持环境，为揭示农机力学设计的内在规律和农机新 材料、新工艺与新型农业机械设计研究提供了技术支持。从 70 年代 开始，由于发达国家农业机械设计制造技术已趋于成熟，农产品国际 市场竞争日益激烈，农业土地经营规模扩大，农业机械迅速向大型、 高速、复式作业、人机和谐与舒适性设计方向快速发展，加快了电子 信息技术面向农业生产机械化过程中的应用研究及应用电子产品的 产业化开发。一批面向生产者应用的各种机电仪一体化技术产品迅速 开发出来装备到农业机械上用于实现农业机械化作业的高效率、高质 量、省成本和改善操作者的舒适性与安全性。各种电子监示、控制装 置应用于各种复杂农业机械上，其典型产品，如：农业机械化过程中 应用的田间作业面积、速度、机器作业工况计量与监示器;联合收获 机谷粒损失监示器及喷雾与灌溉自动控制系统；在园艺领域，如，设 施环境的机电一体化自动控制技术；在养殖领域，如：基于动物个体 编号电子自动识别器的自动配料、称重、计量等设备在发达国家农场 中迅速推广应用；拖拉机与自走农业机械的田间自动导航、机器视觉 与农业应用机器人研究得到重视，成为探索在农业机械化过程中应用 电子信息及机电一体化等高新技术开发研究的重要方向。80 年代以 来，电子技术与其它新技术在农业机械中应用研究的发展，既促进了 世纪之交农业机械化系统电子信息化技术的创新研究与新产品开发, 也为 90 年代适应“精细农业”技术体系的试验实践开发智能化变量 作业农业机械提供了基础。我国农业还处于逐步推进实现基本农业机
械化的发展阶段,进入新世纪,为了提高我国大中型农业装备产品在 国际市场上的竞争力,发展高新技术在规模化农业和农业机械化服务 产业中的应用,也需要跟踪研究发达国家的先进经验,在应用电子信 息新技术方面实现跨越式的发展战略。本部分着重讨论世纪之交发达 国家农业机械电子化、信息化技术和支持“精细农业”应用的农业装 备电子信息技术的发展趋势与展望。 二.世纪之交世界农业机械电子化、信息化的发展 世纪之交,世界农业机械装备技术的发展,正迅速地吸收和应用 电子信息科技发展的成就。这与农业面对世界市场竞争的压力,集约 化、现代化对大型、复杂、高效、节本、环保型农业机械化技术日益 提高的要求密切相关。近20年来农业装备技术不断积累的技术创新 成果也为这一发展提供了基础。电子学与信息技术在农业机械装备中 应用的这一发展趋势,代表着拖拉机和农业机械技术发展新的里程 碑。通过电子学,使一些农业装备具有智能化特征和在系统各控制单 元间可相互通信,促进了支持基于信息和知识的“精细农业”应用的 智能化变量作业农业机械的研究与开发。迄今,电子学用于农业机械 装备的技术创新,可概括为如下五个基本领域: ●●提髙机器作业的技术性能:过程监视、控制、诊断、通 信 实现节本增效和环境友好的农作:节约化肥、农药、水 资源和燃料消耗,降低作业成本;保护生态环境,减少土壤、 水体、动植物遭受污染 ●●过程的精确操作:及时获取过程信息,使农业机械操作 能精确执行过程控制指令: 改善劳动者的操作条件:良好的人机接口,操作方便性、 安全性、舒适性 发展基于卫星定位系统的农机作业田间导航、定位变量 作业的智能控制农业机械,实现农场管理信息系统与田间移动 作业机械间的无线通信与机群调度,支持农田作业的科学管理 决策等。 智能化农业机械需要有不同类型的信息采集传感器,适于农机工 作环境和结构设计的控制执行器,高性能的电子控制器和相应的软件 支持,需要建立拖拉机、农业机械各部件电子控制单元间的通信、接 口设计标准。这些都需要机械、电子、信息管理等多种学科的集成支 持 (一).拖拉机与农业机械内部的电子装备技术 拖拉机与自走式农业机械电子化正向网络化、智能化、分布式控
械化的发展阶段，进入新世纪，为了提高我国大中型农业装备产品在 国际市场上的竞争力，发展高新技术在规模化农业和农业机械化服务 产业中的应用，也需要跟踪研究发达国家的先进经验，在应用电子信 息新技术方面实现跨越式的发展战略。本部分着重讨论世纪之交发达 国家农业机械电子化、信息化技术和支持“精细农业”应用的农业装 备电子信息技术的发展趋势与展望。 二.世纪之交世界农业机械电子化、信息化的发展 世纪之交，世界农业机械装备技术的发展，正迅速地吸收和应用 电子信息科技发展的成就。这与农业面对世界市场竞争的压力，集约 化、现代化对大型、复杂、高效、节本、环保型农业机械化技术日益 提高的要求密切相关。近 20 年来农业装备技术不断积累的技术创新 成果也为这一发展提供了基础。电子学与信息技术在农业机械装备中 应用的这一发展趋势，代表着拖拉机和农业机械技术发展新的里程 碑。通过电子学，使一些农业装备具有智能化特征和在系统各控制单 元间可相互通信，促进了支持基于信息和知识的“精细农业”应用的 智能化变量作业农业机械的研究与开发。迄今，电子学用于农业机械 装备的技术创新，可概括为如下五个基本领域： ⚫ ⚫ 提高机器作业的技术性能：过程监视、控制、诊断、通 信； ⚫ ⚫ 实现节本增效和环境友好的农作：节约化肥、农药、水 资源和燃料消耗，降低作业成本；保护生态环境，减少土壤、 水体、动植物遭受污染； ⚫ ⚫ 过程的精确操作：及时获取过程信息，使农业机械操作 能精确执行过程控制指令； ⚫ ⚫ 改善劳动者的操作条件：良好的人机接口，操作方便性、 安全性、舒适性； ⚫ ⚫ 发展基于卫星定位系统的农机作业田间导航、定位变量 作业的智能控制农业机械，实现农场管理信息系统与田间移动 作业机械间的无线通信与机群调度，支持农田作业的科学管理 决策等。 智能化农业机械需要有不同类型的信息采集传感器，适于农机工 作环境和结构设计的控制执行器，高性能的电子控制器和相应的软件 支持，需要建立拖拉机、农业机械各部件电子控制单元间的通信、接 口设计标准。这些都需要机械、电子、信息管理等多种学科的集成支 持。 （一）. 拖拉机与农业机械内部的电子装备技术 拖拉机与自走式农业机械电子化正向网络化、智能化、分布式控
制技术方向发展。一台大型拖拉机和复杂农业机械,已装置了若干个 标准的电子控制单元(ECU),它实际上已是一个带有独立处理信息 与控制功能的计算机智能控制终端,是针对农业机械使用环境专门设 计的通用微型作业计算机( Job computer),具有统一标准设计的接口 诊断/OL总线终端 ECU ECU·电子控制单元 EOL·在线编程端口 ∞-双线总线电缆 图11 FENDT拖拉机控制局域网络总线系统 和采用了现场控制局域网络(CAN)技术及其网络通信协议。 图11-1,图11-2分别是德国 FENDT拖拉机和 CLAAS谷物联合 机上应用的控制局域网络(CAN)总线系统,这已经在欧洲大中型农 业机械的内部电子监视与控制系统中应用。机器的若干重要部件采用 了独立的带微处理器的电子控制单元(ECU),由设置于驾驶室带液晶 显示的用户总线虚拟仪器终端控制器进行作业工况的显示和输入控 制指令。机组上所有独立的电子控制设备均具有标准的输入/输出接 口,挂接到标准总线上按规定协议进行通信和控制。总线上还留有插 接端口可与外部计算机连接,对总线系统设备进行诊断或实施系统扩 展
制技术方向发展。一台大型拖拉机和复杂农业机械，已装置了若干个 标准的电子控制单元（ECU），它实际上已是一个带有独立处理信息 与控制功能的计算机智能控制终端，是针对农业机械使用环境专门设 计的通用微型作业计算机（Job computer）,具有统一标准设计的接口 和采用了现场控制局域网络（CAN）技术及其网络通信协议。 图 11-1，图 11-2 分别是德国 FENDT 拖拉机和 CLAAS 谷物联合 机上应用的控制局域网络（CAN）总线系统，这已经在欧洲大中型农 业机械的内部电子监视与控制系统中应用。机器的若干重要部件采用 了独立的带微处理器的电子控制单元(ECU)，由设置于驾驶室带液晶 显示的用户总线虚拟仪器终端控制器进行作业工况的显示和输入控 制指令。机组上所有独立的电子控制设备均具有标准的输入/输出接 口，挂接到标准总线上按规定协议进行通信和控制。总线上还留有插 接端口可与外部计算机连接，对总线系统设备进行诊断或实施系统扩 展。 图 11-1 FENDT 拖拉机控制局域网络总线系统
ECU·电子控制单元 带诊断软件软盘 双线总线电缆 诊断与系统扩展 ECU F- ECU ECU谷粒损失控制 割台控制 图112 CLAAS联合收割机控制局域网络总线系统 二作量 油耗收获量 管理计算机 DIN9684/1 81—喷雾机喷忏 控扩展箱 地轮测速雷达测速PTo测速悬挂机构位置传 传感器 团 施肥机 喷雾机 播种机 栽植机 农机机组的电子控制单元,正在由早期的专用控制器设计向通用 控制器方向发展。这样,一个标准的电子控制单元即可用于与不同类 型的农机部件和不同厂商的产品配套使用。图11-3是农业机械上采 用的通用控制系统示意图 图11-3农业机械上采用的通用控制系统图 表11-1列出了欧州几家主要农机制造商至1996年3月在农机产 品上CAN总线的应用情况。随着机器工作幅宽和作业速度不断提高
农机机组的电子控制单元，正在由早期的专用控制器设计向通用 控制器方向发展。这样，一个标准的电子控制单元即可用于与不同类 型的农机部件和不同厂商的产品配套使用。图 11-3 是农业机械上采 用的通用控制系统示意图。 图 11-3 农业机械上采用的通用控制系统图 表 11-1 列出了欧州几家主要农机制造商至 1996 年 3 月在农机产 品上 CAN 总线的应用情况。随着机器工作幅宽和作业速度不断提高， 图 11-2 CLAAS 联合收割机控制局域网络总线系统
机器中的控制器数量不断增加,机组自动导向也引入到了大型拖拉机 和自走式农业机械中 表11-1欧洲几家主要农机制造商1996年3月前在农机产品上应 用CAN情况 厂商产品型号控制器电缆类田间使用控制器总 数型的单元数数 FENDT拖拉机5002非屏蔽1600032000 800 900 3 FORD|拖拉机86704屏蔽100004000 8770 8870 8970 4 FIAT拖拉机G1704屏蔽1200048000 G190 G210 G240 4 MF拖拉机61003非屏蔽120003600 8100 New切碎机|FX3005光纤700 3500 Holland FX3755
机器中的控制器数量不断增加，机组自动导向也引入到了大型拖拉机 和自走式农业机械中。 表 11-1 欧洲几家主要农机制造商 1996 年 3 月前在农机产品上应 用 CAN 情况 厂 商 产 品 型号 控制器 数 电缆类 型 田间使用 的单元数 控制器总 数 FENDT 拖拉机 500 800 900 2 2 3 非屏蔽 16000 32000 FORD 拖拉机 8670 8770 8870 8970 4 4 4 4 屏 蔽 10000 40000 FIAT 拖拉机 G170 G190 G210 G240 4 4 4 4 屏 蔽 12000 48000 MF 拖拉机 6100 8100 3 3 非屏蔽 12000 36000 New Holland 切碎机 FX300 FX375 5 5 光 纤 700 3500
FX4505 New|联合收获|TF785光纤70 350 Holland机 CLAAS联合收获| Lexion48非屏蔽50 200 机 总计 50820160050 (来源:文献1,1997) (二).拖拉机与农业机械间的总线通信技术 拖拉机和各种农业机械上应用的智能化电子控制单元(ECU的 发展,使其接口的通用化、标准化设计变得愈益重要。通常都是在拖 拉机和联合收割机的驾驶室安装可用于和不同机型配套的通用型智 能显示终端。采用双绞线或光纤电缆构筑机组内的“信息高速公路”, 即数据通信链路。它是基于CAN( Controller Area Network)现场控 制局域网络的串行总线结构。各种机器部件或不同形式的农业机器电 子控制单元,设计成具有与总线挂接的标准接口,包括硬件芯片和可 编程软件。使得机组上各个相对独立的电子控制单元(ECU)间均可与 中央控制与显示单元交换信息,接受控制指令,也可在各个农机具或 部件ECU之间传输和交换数据信息,实现拖拉机与农业机器间、农 业机器相互间和拖拉机中央控制器与农场计算机之间的串行通信。为 了使农业机器上的电子系统具有通用性、兼容性,建立通用的总线通 信设计标准是十分必要的。这样可使农户在国际市场上选购不同厂商 的机器时,便于拖拉机与各种农业机械的ECU间的配套连接;对制 造商来说,通用标准的建立,使其仅需关注ECU用户一侧与机器控制 相关的设计或建立其闭环控制系统,而不需要去深入了解ECU与其 它设备之间的接口,只要将其插接到总线标准插座上即可,在总线上 的数据信息交换仅以双向开环方式进行。设计农业机械的专用总线接 口、通信协议和开发生产集成物理特性和软件协议的硬件电路,需要 具有高集成度的IC芯片(嵌入式微控制器)。为此,CAN协议被选 用作为农业机械应用的总线标准协议的基础。它是德国 BOSCH公司 开发用于汽车的总线通信协议标准。其工作方式与农业机械上的网络 拓朴结构十分相似,支持CAN协议的接口通信芯片已可由世界各地 IC供应商提供。1986年,德国首先提出了基于CAN20A版本的农
FX450 5 New Holland 联合收获 机 TF78 5 光 纤 70 350 CLAAS 联合收获 机 Lexion 4-8 非屏蔽 50 200 总 计 50820 160050 (来源：文献 1，1997) （二）. 拖拉机与农业机械间的总线通信技术 拖拉机和各种农业机械上应用的智能化电子控制单元（ECU）的 发展，使其接口的通用化、标准化设计变得愈益重要。通常都是在拖 拉机和联合收割机的驾驶室安装可用于和不同机型配套的通用型智 能显示终端。采用双绞线或光纤电缆构筑机组内的“信息高速公路”， 即数据通信链路。它是基于 CAN（Controller Area Network）现场控 制局域网络的串行总线结构。各种机器部件或不同形式的农业机器电 子控制单元，设计成具有与总线挂接的标准接口，包括硬件芯片和可 编程软件。使得机组上各个相对独立的电子控制单元(ECU)间均可与 中央控制与显示单元交换信息，接受控制指令，也可在各个农机具或 部件 ECU 之间传输和交换数据信息，实现拖拉机与农业机器间、农 业机器相互间和拖拉机中央控制器与农场计算机之间的串行通信。为 了使农业机器上的电子系统具有通用性、兼容性，建立通用的总线通 信设计标准是十分必要的。这样可使农户在国际市场上选购不同厂商 的机器时，便于拖拉机与各种农业机械的 ECU 间的配套连接; 对制 造商来说,通用标准的建立，使其仅需关注 ECU 用户一侧与机器控制 相关的设计或建立其闭环控制系统，而不需要去深入了解 ECU 与其 它设备之间的接口，只要将其插接到总线标准插座上即可，在总线上 的数据信息交换仅以双向开环方式进行。设计农业机械的专用总线接 口、通信协议和开发生产集成物理特性和软件协议的硬件电路，需要 具有高集成度的 IC 芯片（嵌入式微控制器）。为此，CAN 协议被选 用作为农业机械应用的总线标准协议的基础。它是德国 BOSCH 公司 开发用于汽车的总线通信协议标准。其工作方式与农业机械上的网络 拓朴结构十分相似，支持 CAN 协议的接口通信芯片已可由世界各地 IC 供应商提供。1986 年，德国首先提出了基于 CAN 2.0A 版本的农
业机械总线标准(DN9694),并从1993年起在欧洲各国的农机制造 厂商普遍采用。90年代中期,以DIN9684为基础,国际标准化组织 (ISO)正在加速制定基于CAN2OB版本基础上的ISO11783作为 正式的农业机组数据通信及其接口设计的国际标准,可望在近两年内 完成。DN9684农业总线标准的应用原理如图11-4,图11-5所示。 数据传输智能卡 接收机 用户智能终端 拖拉机智能终端 数据总线DIN9684 播种机智能终端 气吹式精密播 洒肥机智能终端 喷雾机智能终端 种机智能终端 zA暴A 图11-4拖拉机-农业机械总线系统应用示 总线终端 拖拉机内部监视器 「-数据向管理计算机传输 总线接头 总线终端 CAN V2.0A 「拖拉机农具总线 125kB/ 电子控制单元 ECU 拖拉机内部总线 意图
业机械总线标准（DIN 9694），并从 1993 年起在欧洲各国的农机制造 厂商普遍采用。90 年代中期，以 DIN 9684 为基础，国际标准化组织 （ISO）正在加速制定基于 CAN 2.0B 版本基础上的 ISO 11783 作为 正式的农业机组数据通信及其接口设计的国际标准，可望在近两年内 完成。DIN 9684 农业总线标准的应用原理如图 11-4，图 11-5 所示。 图11-4 拖拉机-农业机械总线系统应用示 意图
图11-5德国DN96842-5农业标准总线系统 (LBS)的应用 DIN9684包括五个组成部分,即: DIN9684-1:它定义了CAN总线与农用设备的连接接头。9针接头 中的4个分别用于60A强电电源和25A电子电路电源;5个用于信 号传输。总线信息交换速率为125kbts;最大传输距离40m;总线 可挂接的最大用户数为16个。(图11-6) DIN%684-2:叙述了根据ISO11898串行数据总线标准定义的数 据格式。系统采用分布式总线结构。用户终端通过总线发出消息,所 有其它用户(ECU)根据各自的识别码检测总线,获取需用的信息和与 总线实现信息交换。图11-7表示了这一农业总线系统的典型消息框 架。数据场可传输包括8个字节的数据。各用户(ECU)接口设置的11 位编码的识别器同时定义了其通向总线的优先级别。 管脚1:60A接地 管脚2:25A接地 管脚3:60A电源 @2 管脚4:25A供电子电路 管脚5:网络控制信号 管脚6:CAN用户终端控制 管脚7:CAN信号地 管脚8:CAN信号传输高电平 管脚9:CAN信号传输低电平 CAN-数据电文格式 别器 数据位2数据位3.数据位4数据位5.数据位6.数据位7数据位8.数据位 MSB LSB AN- IDENTIF LDALⅣTAⅣT中口 11位识别器 8字节8位数据位 图11-6DN-9684/1电缆终端接头 图11-7DIN-9684/2数据标准格式 DIN9684-3定义了系统功能和识别器结构。系统初始化时,借 助于4个农具识别位和3个安装位置识别位进行机器系统的结构识 别;在初始化过程中,最多16个挂接用户中的每一个用户动态地获
图 11-5 德国 DIN9684/2-5 农业标准总线系统 （LBS）的应用 DIN 9684 包括五个组成部分，即： DIN 9684-1: 它定义了 CAN 总线与农用设备的连接接头。9 针接头 中的 4 个分别用于 60A 强电电源和 25A 电子电路电源；5 个用于信 号传输。总线信息交换速率为 125 kbit/s; 最大传输距离 40 m; 总线 可挂接的最大用户数为 16 个。（图 11-6） DIN 9684-2：叙述了根据 ISO 11898 串行数据总线标准定义的数 据格式。系统采用分布式总线结构。用户终端通过总线发出消息，所 有其它用户(ECU)根据各自的识别码检测总线，获取需用的信息和与 总线实现信息交换。图 11-7 表示了这一农业总线系统的典型消息框 架。数据场可传输包括 8 个字节的数据。各用户(ECU)接口设置的 11 位编码的识别器同时定义了其通向总线的优先级别。 图 11-6 DIN-9684/1 电缆终端接头 图 11-7 DIN-9684/2 数据标准格式 DIN 9684-3 定义了系统功能和识别器结构。系统初始化时，借 助于 4 个农具识别位和 3 个安装位置识别位进行机器系统的结构识 别；在初始化过程中，最多 16 个挂接用户中的每一个用户动态地获 C A N - I D E N T I F 1 . D A - B Y T E 2 . D A - B Y T E CAN-识 别器 CAN-数据电文格式 1.数据位 2.数据位 3.数据位 4.数据位 5.数据位 6.数据位 7.数据位 8.数据位 MSB LSB MSB LSB MSB LSB 11位识别器 8字节8位数据位
取向所有用户播发的地址;基本消息作为第2优先级也向所有用户广 播;为了允许用户间直接通信,目标信息定义为第3优先级;其它优 先级用于中央输入输出单元及任务管理。 DIN%684-4定义了农业总线终端的键功能、屏幕功能与总线终 端和农具终端的数据传输。当一个农业机器接入总线系统,一个特定 的表征码即由终端计算机传给总线终端,当这个工作表征码被激活 后,该终端计算机即可控制向总线虚拟终端的输入/输出功能 DIN%6845定义了移动作业机械与农场管理计算机间的接口、 有关语法、语义和实施规则等 (三).人机接口技术 拖拉机和农业机械作业中,都需要人来操纵和控制。传统驾驶室 中的仪表盘正迅速由电子监视仪表取代,并逐步由单一参数显示方式 向智能化信息显示终端过渡,从而大大改善了人机交互界面。这种智 能化显示终端,实际上就是一台带液晶显示屏的计算机。它代表了当 今仪器与控制装置发展的主流方向,又常被称为虚拟化仪器显示终端 ( Virtual Display Terminal )o它可在屏幕上按操作者的需求通过屏幕 菜单任意选择显示机组中不同部分的终端信息,调用数据库信息,显 示数据、图形、语音等多媒体信息。并可将数据信息动态存入类似信 用卡尺寸的高密度智能化数据存储卡( PCMCIA卡),将田间记录的 数据信息通过智能卡带回办公室计算机应用高级软件进行处理。也可 以将管理者的决策和操作指令通过智能卡传送到拖拉机上的智能控 制终端,自动控制农机的操作。图11-8是现代大型拖拉机驾驶室内 带有智能化显示终端和良好人机工程设计的操作环境实例
取向所有用户播发的地址；基本消息作为第 2 优先级也向所有用户广 播；为了允许用户间直接通信，目标信息定义为第 3 优先级；其它优 先级用于中央输入输出单元及任务管理。 DIN 9684-4 定义了农业总线终端的键功能、屏幕功能与总线终 端和农具终端的数据传输。当一个农业机器接入总线系统，一个特定 的表征码即由终端计算机传给总线终端，当这个工作表征码被激活 后，该终端计算机即可控制向总线虚拟终端的输入/输出功能。 DIN 9684-5 定义了移动作业机械与农场管理计算机间的接口、 有关语法、语义和实施规则等。 （三）. 人机接口技术 拖拉机和农业机械作业中，都需要人来操纵和控制。传统驾驶室 中的仪表盘正迅速由电子监视仪表取代，并逐步由单一参数显示方式 向智能化信息显示终端过渡，从而大大改善了人机交互界面。这种智 能化显示终端，实际上就是一台带液晶显示屏的计算机。它代表了当 今仪器与控制装置发展的主流方向，又常被称为虚拟化仪器显示终端 （Virtual Display Terminal）。它可在屏幕上按操作者的需求通过屏幕 菜单任意选择显示机组中不同部分的终端信息，调用数据库信息，显 示数据、图形、语音等多媒体信息。并可将数据信息动态存入类似信 用卡尺寸的高密度智能化数据存储卡（PCMCIA 卡）, 将田间记录的 数据信息通过智能卡带回办公室计算机应用高级软件进行处理。也可 以将管理者的决策和操作指令通过智能卡传送到拖拉机上的智能控 制终端，自动控制农机的操作。图 11-8 是现代大型拖拉机驾驶室内 带有智能化显示终端和良好人机工程设计的操作环境实例
通信 数据输入与液晶显示人机对话单元 菜单控制拖拉机工况液晶显示 喷雾器改值:3501ha 完成积:3.8 报 喷雾机喷杆1 驾驶员座椅 驾驶员用功能键和模拟输入操作杆 菜单控制农机工况液晶显示屏 图11-8现代大型拖拉机驾驶室操作与显示环境设 计实例 (四)农场农机化中的机群调度与管理决策支持技术 欧洲一些大农场,已开始建立和使用农场办公室计算机与移动作 业机械间通过无线通信进行数据交换的管理信息系统。其通信协议及 接口标准已在DN%648-5中加以定义。这可以使农场管理调度中心 计算机可以直接调用读入各个田间作业机械智能终端存储的作业数 据,存入农场计算机的数据库中,由于农场计算机可具有比移动作业 机强大得多的信息存储、处理功能,专家知识库和管理决策支持系统, 通过计算机处理后,制定详细的农事操作方案和导航作业计划后,通 过无线通信数据链路传回到田间移动作业机。机器发生故障,操作者 也可调用具有强大分析功能的办公室计算机诊断处理程序。现代通信 技术革命的成果,已开始应用于农业机械化作业的远程管理中。 三.“精细农业”发展与农业机械化技术创新 近几年来,“精细农业”技术的研究与应用在发达国家得到了迅速 发展,并推动了一系列农业机械相关电子信息装备技术的创新实践与 产业化进程。已经积累起来的经验和应用技术发展趋势,为实现基于 信息和知识的现代农业精细经营和作物生产系统可持续发展提供了 广阔的前景,并被认为是21世纪农业科技革命的一个重要方向
图 11-8 现代大型拖拉机驾驶室操作与显示环境设 计实例 （四）．农场农机化中的机群调度与管理决策支持技术 欧洲一些大农场，已开始建立和使用农场办公室计算机与移动作 业机械间通过无线通信进行数据交换的管理信息系统。其通信协议及 接口标准已在 DIN 9648-5 中加以定义。这可以使农场管理调度中心 计算机可以直接调用读入各个田间作业机械智能终端存储的作业数 据，存入农场计算机的数据库中，由于农场计算机可具有比移动作业 机强大得多的信息存储、处理功能，专家知识库和管理决策支持系统， 通过计算机处理后，制定详细的农事操作方案和导航作业计划后，通 过无线通信数据链路传回到田间移动作业机。机器发生故障，操作者 也可调用具有强大分析功能的办公室计算机诊断处理程序。现代通信 技术革命的成果，已开始应用于农业机械化作业的远程管理中。 三 .“精细农业”发展与农业机械化技术创新 近几年来，“精细农业”技术的研究与应用在发达国家得到了迅速 发展，并推动了一系列农业机械相关电子信息装备技术的创新实践与 产业化进程。已经积累起来的经验和应用技术发展趋势，为实现基于 信息和知识的现代农业精细经营和作物生产系统可持续发展提供了 广阔的前景，并被认为是 21 世纪农业科技革命的一个重要方向