浅析智能仪表系统在农业电气自动化中的应用

摘 要：智能仪表系统现已经在农业中得到了应用，尽管目前应用并不广泛，但却足以证明智能仪表在农业中拥有着巨大的潜力。我国现阶段正在进行着新农村建设，智能仪表系统在农业电气自动化中的应用，无疑为新农村建设提供了科技基础。本文首先对智能仪表系统的工作原理进行了介绍，其次对智能仪表系统的功能特点进行了概述，最后探讨了其在农业中的应用，希望能够为我国农业发展提供借鉴。

关键词：智能仪表系统；农业；电气自动化；应用

由于科技的发展进步，仪表系统越来越向着智能化的方向发展，尤其是测量控制仪表系统发展十分突出。现如今，智能化测量控制仪表种类已经非常多，比如流量计、温度仪、调节器等都已经实现了智能化。这些智能化仪表系统的发展，为我国农业的发展起到了积极的作用。农户借助智能仪表系统，可以对农作物进行自动化的控制，以此提高农作物的产量以及质量。

1 智能仪表系统的工作原理

智能仪表系统要想在农业电气自动化中达到彻底的应用，有关人员必须对其工作原理完全了解，依据其工作原理，将其恰当好处的应用在农业中。传感器是智能仪表系统中不可或缺的一部分，其可以说是该系统的心脏。传感器拾取被测参量的信息，并转换成电信号，经滤波去除干扰后送入多路模拟开关。由单片机逐路选通模拟开关，将各输入通道的信号逐一送入程控增益放大器，放大后的信号经A/D转换器转换成相应的脉冲信号后送入单片机中。单片机根据仪器所设定的初值进行相应的数据运算和处理。运算的结果被转换为相应的数据进行显示和打印；同时，单片机把运算结果与存储于片内或EEPROM（电可擦除存贮器）内的设定参数进行运算比较后，根据运算结果和控制要求，输出相应的控制信号。

2 智能仪表系统的功能优势

2.1 能够进行自动化操作。智能仪表系统应用在农业中，使得农业生产逐渐的摆脱了人类劳动，农户可以从土地中解放出来，去从事其他方面的工作。农业自动化是现代化的典型标志，因此智能仪表系统的应用是我国农业走向现代化的重要表现。智能仪表系统每一个测量环节，都是微控制器进行操作，因此每个测量环节都是自动化。

2.2 能够进行自测。智能仪表系统的自测功能有比较多，比如能够自动凋零、自动诊断、自动检验等。如果系统出现了异常情况，系统会进行自动检测，将故障部位查找出来，如果系统十分高级，甚至能够诊断出故障原因。此种功能可以在仪表启动时就发挥作用，在仪表运行过程中也能够发挥作用，因此不必再派专门的人员进行监控。系统运行期间发生故障，自会发出警报，诊断出故障部位，这对检查人员来说，十分方便。

2.3 能够进行数据处理。这是智能仪表系统最为显著的特点。因为绝大多数智能仪表系统应用的是单片机或者是微控制器，这样如果某些问题硬件逻辑难以解决，软件系统可以解决。比如数字万用表基本不具备处理数据功能，只能进行电流、电压测量，而智能仪表系统中的万能表，除了能够测量数据外，还能够对测量结果进行数据处理，比如取平均值、统计分等。这使得用户不必为自己进行数据处理，同时也确保仪器测量精度。

2.4 能够进行人际对话。智能仪表系统能够进行人机对话，这使得人们只要输入相关的数据信息，就能够找到相应的信息，以便能够及时采取对策。智能仪表系统应用的是键盘，其与传统的切换开关相比，更加的方便灵活，工作人员只需要掌握键盘输入命令，即可进行测量。另外，智能仪表系统还能够将数据信息处理结果报告给操作人员，操作人员通过显示屏即可了解数据信息，这样仪表操作不仅方便，还具有直观性。

2.5 能够进行可程控操作。因其具备这一功能，所以才得到了广大农业研究者的欢迎。现代智能仪表系统绝大多数都有通信接口，比如GPIB、RS485等，这样系统能够与PC机或者是其他仪器设备连接起来，构成完整的测量系统，该系统功能更加齐全，能够对复杂任务进行测试。

3 智能仪表系统在农业中的应用

随着智能仪器以及农业现代化的发展，智能仪表系统逐渐走入农业产业化中，更好的为农业产业化做贡献，其中TFW-VIII型智能化农业环境监测仪得到了广泛的应用。TFW-VIII型智能化农业环境监测仪是一种综合性能较全、测量精度较高、操作较简单的一种智能化农业及生态环境实用的测量仪器，可以对土壤、水和空气进行现场监测。该仪器内设置了GPS全球卫星定位装置，可以对测试地点的方位（经纬度）和海拔高度有较准确的测定。在土壤方面，它能较精确地测试土壤内的氮、磷、钾和有机质的含量，可以对土壤中的酸碱度（pH）值、盐分（电导）、其他微量元素和地层温度进行测量，对土壤的容积含水量进行现场速测，还可以对化肥进行检测。在水质测试方面，可以测试水中的溶解氧、水的浊度、温度、pH值和水的电导率。除此以外，还能对测点空气的温度和湿度进行实时在线监测。该仪器是一部数字化的智能型仪器，不仅设制了操作菜单、数据存储和打印，还可以与计算机实现联网，能最大限度满足使用者对被测物数据的测试、记录和存储的要求，是土肥站、农科所及相关农业环境监测部门首选的仪器之一。

4 智能仪表系统的优化

4.1 测量精度的提高

在智能仪表设计时，以测量精度作为主要的参数之一，为了提高仪表的测量精度，一般除了选择性能好和精度高的元器件外，同时也可以利用微处理器对测量数据进行加工与处理，以减少测量过程中产生的随机误差和系统误差。

4.2 系统的低功耗设计

高效率，低耗能是每个仪器的最终目标。智能仪表系统的低功耗设计是系统优化设计的一个重要方面。在低功耗设计时，应重点考虑以下几个方面：一是可选用CMOS集成电路，这是由于CMOS电路具有功耗低、抗干扰能力强和工作温度范围宽等特点；二是系统功耗和系统供电电压存在着一定的关系，一般来说，供电电压越高，系统功耗越大，因此低功耗单片微机系统应尽量采用低电压供电，这样既能减少系统功耗，又有利于电池供电。

结束语

综上所述，可知对智能仪表系统在农业电气自动化中的应用进行研究十分必要。农业作为我国第一大产业，其发展直接关系到我国国民经济的发展，也关系到农民的生活水平。智能仪表系统在农业中的应用，能够促进我国农业尽早的实现现代化，尽管目前，该系统并不完善，甚至有诸多不足之处，但是将其应用在农业电气自动化中是农业发展的必然。随着使得的发展，智能仪表系统会成为农户日常中不可缺少的设备，也是我国农业研究者重点研究的对象。

参考文献

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作者简介：磨善营，身份证号：452123198106075556。

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