第1个回答 2017-03-14
摘要:
无人机正在为农业提供一种现代化的高效率、低成本的生产方式，渐进地帮助农民改变传统农业事必躬亲，粗放的生产生活方式。适应性广，遥感操纵，空中作业，不受地形环境约束。提高作业安全性，作业人员远离施药区域，不受农药危害，防止效果好，面临突发虫害有很强突击能力。无人机将会是由繁重的体力劳动、高成本、低效益向解放生产力、低成本、高效益转变的重要手段，无人机技术的深入和使用，将使现有的农田耕作变得更高效、更节约资源和环境友好。 关键词：无人机（UAV）；无人固定翼机;嵌入式系统技术;植保无人机
1、无人机在农业上的应用现状 无人机是一种机上无人驾驶的航空器，其具有动力装置和导航模块，在一定范围内靠无线电遥控设备或计算机预编程序自主控制飞行。起飞时不需要跑道, 其独特的飞行能力是其它一些飞行器不具备的。目前, 美国已开展了无人机(UAV)的航空喷洒方面的研究, 日本从20世纪90年代起将遥控直升机用于大田作物、果树和蔬菜的病虫害防治 , 从而实现合理施肥和农作物品质管理, 还可判断作物( 主要是水稻) 的生长状态。1990年,日本山叶公司率先推出世界第一架无人机, 主要用于撒布农药。据2006 年统计数据资料显示, 日本水稻种植面积近1 692khm2, 且经营规模相对较小, 常规的地面装备难以适应, 而无人机因其尺寸小、操控灵活、喷洒效果好等优点, 在日本进行农业生产已成为发展趋势之一。目前, 国内通用轻型无人机主要有蜜蜂16 共轴式无人驾驶直升机, Z- 3 无人直升机, WD100 型无人直升机和天鹰- 3 等。 2、无人机在我国农业上应用发展空间 我国是一个传统的农业大国，随着粮食产量“十连增”，农业生产进入到新的阶段，提 高农产品质量、降低 农产品生产过程中的污染、对各种灾情具有预判能力等问题相对突出。 而当今世界正在进行着绿色农业、有机农业、精准农业的技术革命, 还将实施更先进的数字农业。农业病虫害的防治等问题依然是农业生产的重点内容, 是保证农业高产、高质, 实现农业经济可持续发展的基础。我国丘陵山区占土地总面积的61%, 但丘陵山区是我国水稻、油菜等主要农作物的主产区, 在丘陵山区采用普通的地面装备难度较大。水稻生产在我国处于战略地位, 据资料显示, 我国历年水稻病虫草害的防治面积约占35% 。由于稻田不同于旱地的特殊条件, 使得地面装备行走困难。此外, 湿地、滩涂、林地等特殊地形也不适合地面装备作业。因此, 我国要想在这些丘陵山区仅靠地面喷洒装备实现植保机械化很困难。必
2 须结合现代化的无人驾驶空中作业技术, 才能构成完整的机械化植保体系。
尤其是在解决一
些罕见或者大型的突发自然灾害时，
更起到了不可或缺的作用。人工喷洒农药一直是田间工
作最危险，最累的工作。据中国植保咨询网2009年9月1
日报道，我国每年农药中毒人数有10万之众，致死率约20%。农药残留和污染造成的病死人数至今尚无官方统计，想必更是一个惊人数字。而发达国家近20年来一直都用无人机进行农药喷洒。在我国, 由于缺乏先进的无人机喷洒技术和控制装置, 使我国无人机喷洒的应用水平与我国地区农业的发展需要不适应, 与国外相比差距较大,在20世纪50年代，我国就也开始了农业航空喷洒的研究及应用，主要对森林、农垦区进行大规模的农田喷洒作业。目前，我国拥有农用有人驾驶固 定翼喷洒飞机140余架，直升机60余架。 但是，我国仍有较多的地区不适用于大型 有人喷洒飞机的使用，无人机喷洒成为了 一个新兴的农用设备产业，虽然农业用喷洒无人机在我国仍处于刚刚起步的阶段， 但是喷洒无人机的应用将成为近年来发展最快的一个新兴领域。 3、无人机在植保，喷洒方面的应用 我国农作物防病防虫主要依靠机械和人工手动进行，全国防治病虫害面积2亿hm2，现在大部分仍是使用上亿台的手动喷雾器和地面动力喷雾器，每年需补充喷雾器就达到100万台。且由于人工防治工效低，不能实现大面积的统防统治，加上病虫的蔓延和迁移，防治效果差，且农药的使用不断增加，使农产品残毒量增大，品质降低。 由于农作物株高和密度的限制，机械难以进入地块喷施农药，即使选用先进的农药喷施机械也会对农作物植株造成一定面积的损伤，影响产量。人工手动喷雾器和背负式喷雾器存在的不足，1个人1小时只能喷1亩地左右，不仅作业劳动强度大，作业时间长，长时间在农田里喷施农药，透风透光性差，容易引起作业人员药物中毒，同时作业质量差，受药面积和受药程度不均匀，达不到预期效果，在对高大密集型农作物作业时更是无能为力，导致防病虫或除草失败，这也是目前制约农作物全程机械化的主要技术瓶颈。 无人机越来越多的应用于农林作业，特别是在农业植保方面的应用，以其高效、快速、成本低的优势得到了广大农村集体经济组织和农户的欢迎。农用无人直升机喷洒飞行速度为3m/s，喷洒装置宽度为3-4m，作业宽度为4-8m，并且能够与农作物的距离最低保持在1-2m的固定高度，规模作业能达到每小时80-100亩，其效率要比常规喷洒至少高出100倍。 相对于固定翼飞机，无人机重量轻，体积小，机动性好,不需要专业跑道，在草坪和平地都能起降，非常适合我省地形复杂范围农作物农药喷雾作业。无人机在农业作业中，飞行速度、与农作物距离、喷洒高度等都可以根据农作物的需要进行灵活的调整。专业农用无人机与农作物的距离最低可保持在1-2m的固定高度，规模作也能达到每小时80-100亩，其效率要比常规喷洒至少高出100倍。不会造成农药喷洒过度的现象，精准农业无人机与现有常规施药机械比较，作业效率可提高10倍以上，本回答被提问者采纳