农业工程师论文精选(九篇)

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第1篇：农业工程师论文范文

卓越工程师的人才培养更要偏重于实用性，学生在学校的学习不仅要学习相关的专业知识和专业技能，而且也要与企业保持密切沟能，解决企业的技术难题，要充分考虑行业的多样性和对工程型人才需求的多样性，采取多种方式培养工程师后备人，简单说，是应用型人才，不是学术性人才。

2构建相适应的教学体系

2.1教研活动从单一、被动转变为自主、合作和分享

教研研究往往以活动为中心，活动的质量和效益是教研工作的生命力之所在，也是教师必须始终关注的问题。以往的教研活动较为普遍的问题是：缺乏专题研究，满足于茶馆式的泛泛而谈；缺乏整体规划，基本是每门学科进行自己的教学研究，缺乏整个专业的群体意识。为此开展教研活动就注意以下几点问题。

1）力求教研与科研相结合，使教研活动课题化和系列化。教学研究重在“研究”两字，应确立教研与科研相结合的思路，在广泛开展调查研究的基础上，确立每一阶段研究的主题，针对学科研究中的重点、难点问题，力求通过专题研究加以突破，并围绕这些专题，开展一系列的教研活动加以深化，把小型的研讨活动与大规模的汇报、交流、推广活动结合起来。

2）构建资源共享的平台。教师职业的一个很大特点是单兵作战，而教师间的相互合作与学习是教师成长最直接的资源之一。教研活动就应该为教师间的合作、研讨搭桥铺路，所以教研活动就可以发挥教研组集体的力量，借助于现代教育技术，把一些优秀的案例放在公共的资源库中，教师随时可以浏览、调用，从而发挥资源共享的优势，让教师能主动、自觉地提升教学实践中合理的成分。

3）开展专题报告。学院每年对不同年级的学生举行专题报告，使学生掌握相关的农业机械化与自动化的最新知识，发展趋势等。使用学生对学科有一定的认识、兴趣，进一步加强学生的主动学习的意识。

2.2加强实践教学

根据农业机械化及其自动化专业的培养特点，以主干课程为重点，确定各门课程的教学范围和具体内容，合理设置相应的理论教学和实践教学环节，优化课程结构，整合实践教学资源。确定实践教学各环节的具体安排。实践教学体系是培养学生创新能力和综合实践能力的重要手段，是教学过程的重要环节和实现人才培养目标的重要保证。然而,实践环节并不是零散的教学单元集合，只有将课程实验、综合实验、毕业设计等各环节进行系统设计，构成与理论课程有机结合的实践教学体系，才能达到培养具有创新精神和实践能力的高级复合型人才的培养目标。

1）在课程设置中，理论学习时间占1/3，生产实践占2/3，理论实践交替进行，更好地培养学生的实用性。学生在校期间，需要完成课程实验、基本工程能力实习、基本专业设计能力实习等实践内容。结合课程学习需要完成的实验内容包括：物理实验、机械原理实验、电路测试实验、电子线路设计测试实验、微机原理实验、机械设计实验、汽车拖拉机测试实验、机电一体化实验、农业机械学实验等。基本工程能力的实习内容包括：金工实习、电工实习等。基本专业设计能力的实习内容包括：机械设计课程设计、机械制造工艺课程设计、专业方向课程设计等。

2）企业联合培养环节。在企业联合培养环节，学生需要完成专业实习、企业实习与专题设计、工程实践、学位论文等实践内容。所有内容以企业联合中的真实科研项目需求为背景，具有极强的实践性和指导性。通过在企业的不同部门（如售后服务部门、测试部门、研发部门等）分别安排一定的实习时间并定期轮换部门完成实习。专题课程设计题目来自于企业技改项目，学生完成项目设计与试制，并测试技术指标，撰写专题设计报告。

2.3教学评价

在农业机械专业“卓越工程师教育培养计划”中实行淘汰制培养，这就要求有恰当的培养效果评价体系。目前高校的评价体系中，形式过于单一，基本上采用闭卷笔试考试，注重应试指标，注重定量检测，忽视定性评价或分析，这种单一片面的评价体系限制了学生的思维能力和学习能动性的发挥，制约了学生的创新意识和创造能力的培养，这种培养模式对拔尖创新人才尤为不利。因此必须根据“因材施教”的原则，建立灵活的、综合的评价方式，以保证学生有更宽松的自我发展空间。

1）课程考核成绩实行百分制，由平时考核成绩和课终考核成绩两部分组成。应提高平时考核成绩所占的比重，如核心骨干课程的平时考核成绩可占60%以上。

2）理论课程平时考核成绩由课程习题、课程论文、课程心得、课程讨论、读书报告、课外实践等综合考核成绩组成，课带实验课程的平时考核成绩还包括每次实验的成绩；单列实验课的平时成绩由每一次实验的考核成绩组成。

3）理论课程的课终考核包括闭卷、开卷、抽题答辩、案例分析、上机考核、口试、课程报告、课程论文等形式；单列实验课程的课终考核包括闭卷考核、实验设计、实验操作、实验报告、课程论文等形式。原则上，课终考核的理论部分以闭卷笔试或上机考核为主。

4）教学实习考核成绩由实习周记、实习报告、实结、实习态度、任务完成情况、实习单位鉴定等方面的综合考核成绩组成。

3提高学生综合实践能力

3.1综合实践可以培养学生的创新能力

随着网络的快速发展，学生可以通过网络获得各种信息，当对其有用的信息转换为知识的时候，教师的作用就是教会学生获取、加工、运用知识的能力，特别是创新能力。而综合实践活动是培养学生创新能力有效途径，合理开发和综合利用各种课程资源，优化综合实践活动的设计。综合实践活动是教师针对学生的综合实践活动的指导，调动学生的创造性的想象力，鼓励学生以灵活多样的、独特的活动方式进行探究活动；综合实践活动既没有规定的教材，也没有规定活动场所。因此，综合实践活动的实施具有很大的灵活性，能给学生提供一定的创造空间。例如第六届全国大学生机械创新设计大赛（2014年）的主题为“幻梦课堂”；内容为“教室用设备和教具的设计与制作”；整个比赛的题目贴近生活，都是同学们上课时要用到的工具。所以我们在组织学生参加比赛时，要求学生对日常课堂进行观察，同时对未来课堂的教学环境和状态进行想象，设计出使教学课堂更加丰富和实用的机械装置。实践性是综合实践活动最突出的特点；因为全国大学生机械创新设计大赛要求提供完整的设计说明书和主要设计图纸以及作品的实物样机或放缩的实物样机；这要求学生需要把平时学习到的机械制图、机械原理、机械设计及制造工艺等多门课程知识进行理解，运用，最后转换为实际加工的实物。整个过程强调学生通过观察、调查、选题、学习、制作、反思等一系列的活动，得到体验，使学生在现实生活和社会实践的基础上开发出课题，学生通过亲身的实践探求出问题的结论。

3.2以学生综合实践活动为平台，提高学生的创新能力和综合素质

学生科技创新活必须有相应的场地、设备等物质条件，也需要一定的资金支持。否则，学生科技创新就是无源之水、无本之木。而我校每年开展“科研兴趣小组”和“创新实训项目”两项活动。通过学生的组队，基于自身兴趣，选择和研究问题进行调研，完成申报书，学校组织相关专家教师的答辩，选择具有创新性和实际性的项目，在实践经验丰富的教师和教学辅助人员指导下，给予一定的资金支持。学生在项目完成科研任务的过程中，撰写论文，申请专利等，使学生具备扎实的理论基础和专业技能。同时通过这一系列的综合实践活动使学生获得了自信心。

4结束语

第2篇：农业工程师论文范文

关键词：博弈论；本科生；专业实验室

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）34-0172-03

一、引言

“卓越工程师教育培养计划”是为了贯彻落实党的十七大提出的走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家、建设人力资源强国等战略部署，贯彻落实《国家中长期教育改革和和工程实践能力，培养造就一大批创新能力强、适应企业发展需要的多种类型优秀工发展规划纲要》而提出的高等教育重大改革计划。“卓越工程师教育培养计划”对高等教育面向社会需求培养人才，调整人才培养结构，提高人才培养质量，推动教育教学改革，增强毕业生就业能力都具有十分重要的示范和引导作用。

改革开放以来，我国高等教育事业取得了骄人的成绩，然而我们更得清楚的认识到我国在高校教学模式上尚存在待改进地方。在知识经济社会条件下，卓越工程师不仅仅是理论知识储备的多少，而是对创新、创造能力驾驭的能力。诺贝尔奖得主丁肇中曾说过：“自然科学是实验的科学，而实验科学是自然科学中最活跃的部分。我获得诺贝尔奖就是通过做实验得到的，希望大家重视实验教学，不应把实验教学视为理论教学的附属，理论是由实践产生的。”

二、高校学生与实验室对接之间存在的问题

据调查，目前高校学生接触的实验室普遍为基础实验室，并以作为理论课附属物形式出现在学生面前。大一、大二的整体同学不能清晰了解本专业实验室位置或功能，80%以上的同学对专业实验室的目的和工作内容并不了解，56%的同学认为专业实验室没有必要对本科生开放。对于高年级同学，仅有30%左右真正进入过实验室学习，动手操作的更为少数。长期以来，高校专业实验室尤其是国家级与省级重点实验室的使用者主要为高校教师、博士、硕士研究生，本科生很难参与到其中来。在当前教学模式下，较理想的行为即带本科生参观专业实验室，讲解实验室构造、设备功能等，本科生很难动手操作，更不可能参与到实验中来。原因大概存在以下几点：

1.设备昂贵。对于专业实验室设备一般在几万元以上甚至几十万、上百万。不适合作为教学器材。

2.由于经费与其他条件限制，器材大多为单件。因此如若作为教学器材，无论是修复还是学生实践限制性较为严重。

走进实验室从宏观来讲更利于本科生发展成为卓越工程师，从微观来讲无论是对自己专业方向的了解或是对专业课的吸收甚至是走向工作岗位还是硕士阶段的学习都有某种程度的帮助。然而通过以上数据显示本科生与实验室接触少，对于该问题通过以下博弈论模型分析其具体原因与相关改善方法。

三、建立相关博弈论模型

1.模型假设。利用博弈论理论，本研究进行如下合理的假设：（1）本科生申请走进实验室时只要其意向实验室尚未人员饱和，就认为该生有机会进入实验室。（2）本科生的意向实验室即所读专业对口实验室，不存在本科生所读专业与实验室对应专业交叉的情况存在。（3）本科生走进实验室能给自己带来一个提升，包括在实践动手能力及对专业知识的理解，具体体现在以后的三个方面：就业难度降低；对专业课了解清晰可较快进入硕士阶段；能清晰把脉专业的发展方向。（4）本科生走进实验室亦能为学校带来一些效益，包括增强动手能力加强就业与考研复试的竞争力；发表有影响力论文；未来在科研领域有较大成就。以上几点均会对学校声誉产生良性影响，间接为学校带来效益。（5）本科生与专业课老师都有两种选择，是否申请进入实验室，是否接受该生进入实验室。唯有两者均选择“是”，才能顺利进入实验室。

2.模型建立。就师生双方而言均有两种选择，是否申请进入实验室，是否批准该生进入实验室。由于双方信息不对称，使得一次博弈后会出现以下四种情况：一是学生申请进入实验室、老师未接受该生；二是学生申请进入实验室、老师接受该生；三是老师邀请学生进入实验室、学生选择不进入实验室；四是学生未申请进入实验室、老师未邀请学生进入实验室。虽然现实生活中可能存在学生多次申请或老师多次邀请的低概率事件，但本论文暂不讨论此种博弈情况。根据实际情况老师并不完全了解未进入实验室学生的实际个人能力，同样学生也并不了解老师那儿是否可能接纳本科生或更倾向于接纳具备哪些特点的本科生。因此本文假设师生之间为不完备信息，且所有间接的能力提高、知识掌握或为学校带来的声誉提高等都可量化为一定的利润指标。

假设每个实验室的最佳本科生容量为m（m≥0），实际参与申请实验室的本科生数量n（n≥0），实验室实际接纳本科生数1（0≤1≤m，0≤1≤n）。因此可将理解为实验室对本科生的需求量，将理解为最多可提供的本科生数量，将理解为最终接纳量。假设每个本科生进入实验室会给实验室与学校带来的利润值为f1（f1≥0），而实验室需要为之付出的成本（包括器材劳损与其他一些软件损耗）为c1（c1≥0），而对本科生自身得到的利润值为f2（f2≥0），本科生自身所需付出的成本（主要为时间与精力耗费等）为c2（c2≥0）。这样可以理解为如果实验室需要一名本科生，而并未成功接纳或邀请他则平均需付出成本-f1，如果实验室需要本科生，而学生没有积极去申请甚至拒绝则需付出成本-f2。据分析博弈模型见下表，为非对称博弈。

由上表分析可知，（不申请，不接纳）情况下必定为此模型的一个Nash均衡，这说明在理论情况下本科生未走进实验室是一个Nash均衡，而仅当f2-c2≥-f2且f1-c1≥-f1时即f2≥■且f1≥■时满足另外一个Nash均衡。从上式可看出，本科生走进实验室是在一定条件下才能达到均衡的。

四、模型分析结果

假设对本科生而言，有p的概率选择申请进入实验室，1-p的概率选择不申请。对于实验室老师而言，有q的概率选择接纳或邀请学生，1-q的概率选择不接纳或不邀请。

设第i本科生进入第j个实验室都会对实验室的发展产生一个影响∝i，j，而mi，j值的正负由本科生的适应能力、个人能力等因素相关。第k个实验室的老师不仅会关注mi，k（本科生进入本实验室后对实验室的影响）的大小，同样会关注 ∝i，j（j≠k）（其他本科生进入其他实验室后产生的影响）的大小。即∝i，j的正负及大小，将会对专业老师吸纳本科生进入实验室的决定上有所影响。

这样即可将此模型视为重复的群体博弈。假设在第 个时期，欲接纳本科生的实验室占总实验室的比例为x（t），欲进入实验室的本科生占本科生总数的比例为y（t）。令ur，1表示欲接纳本科生的实验平均所获利润值。由上n为本科生数量，实验室的最佳本科生容量为m，最终接纳量为1，则在第t时期指标期望值如下：

ur，1=1（f1-c1）+（m-1）（-f1） n>m时 （2-1）

ur，1=1（f1-c1）+（m-1）（-f1） m>n时 （2-2）

设用ur，2表示不接纳本科生的实验获得利润值期望值，即：

ur，2=n（-f1）+m（c2-f2） （2-3）

对于实验室而言，唯有ur，2≥ur，1时实验室才会选择接纳本科生，而当ur，2？垌ur，1时有更多的实验室倾向于接纳本科生。即当参与申请人数大于实验室最佳本科生容量时，在满足f1≥■的条件下，实验室选择接纳本科生更利于自身发展；而在参与申请人数小于实验室最佳本科生容量时，需满足f1≥■。

通过以上分析，容易发现降低m（c2-f2）+1c1可较易保证满足以上不等式。有效途径包括增大本科生走进实验室所获得的利润；降低本科生参与实验室过程中所耗费的时间、精力成本；降低实验室在接纳本科生时所需提供的物质成本；降低本科生最佳容量与实际接纳本科生数量。然而对于后两者并未达到平衡，在降低本科生容量与实际接纳量的过程中，将会使式m（c2-f2）+1c1的值降低，则与之相比本科生带给实验室的利润值f1增大，与此同时实验室又倾向于增大本科生容量与接纳本科生的数量来增大利润值。因此，对于后两种方法并不是我们渴望得到。同样，增大本科生申请量亦可以使不等式成立。同样的分析对于本科生， 令vr，1表示申请进入实验室的本科生平均所获利润值。则在第t时期指标期望值如下：

vr，1=f2-c2 （2-4）

设用vr，2表示不接纳本科生的实验获得利润值期望值，即：

vr，2=c2-f2 （2-5）

而当本科生不去申请时期利润期望值显然为

vr，3=0 （2-6）

则易发现，大体方案有两种：其一，当增大对本科生的接纳比例，同时增大本科生参与实验室的利润值，降低成本；其二，降低本科生的接纳比例，同时降低本科生参与实验室的利润值，增大成本值。而第二种方案将会直接导致更少的本科生申请加入实验室。因此只有第一种方案时可取的。

五、总结

通过以上分析需要从以下几点进行改进才能使更多本科生走进实验室，成为新一代的卓越工程师。

1.增大本科生走进实验室带给本科生与实验室的利润值（可通过学校进行干预）。

2.降低本科生走进实验室时双方所需的成本值（可通过学校给予补贴等途径实现）。

3.增大实验室的本科生容量（不仅是空间的容量，更是老师给予的关注度与实验设备数量）。

4.增大申请进入实验室的本科生数量（需要学校或专业老师讲解走进实验室的优点）。

参考文献：

[1]王立成.推进专业实验室开放？摇培养本科生创新能力[J].高等建筑教育，2011，05：128-131.

[2]龚谊，王先甲，李寿贵.校企实习联盟模式变迁的进化博弈模型与演化路径[J].系统工程理论与实践，2012，32（9）：1945-1952.

[3]李岩，李文哲.农业工程专业基础实验室建设与实验教学改革的探讨[J].东北农业大学学报（社会科学版），2009.02.

[4]马丁J奥斯本，阿里尔.鲁宾斯坦，博弈论[M].魏玉根译，中国社会科学出版社，2000：176-180.

第3篇：农业工程师论文范文

关键词：工程任务课程化；卓越工程师；培养方案

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1009-0118（2011）-12-00-02

工程任务课程化是在培养学生的应用能力中将真实的工程任务引入到教学中，涉及到第一、二、三产业的工程任务（农业工程、工业工程、服务工程），并包含生产、经营、管理、服务等各个领域的任务。将这些任务分解细化到各门课程中，让学生在学中做，在做中学，实际工作完成情况即是对学生的考核结果。

“卓越工程师教育培养计划”由教育部发起，旨在为未来各行各业培养各种类型的、优秀的工程师后备军。它要求高校转变办学理念、调整人才培养目标定位以及改革人才培养模式。2009年底，教育部计划在部分高校试点“卓越工程师”培养工作。工程师类性要分为应用型、设计型和研究型3种。应用型工程师建议主要在本科阶段培养，设计型工程师建议主要在硕士阶段培养，研究型工程师建议主要在博士阶段培养。本文主要针对应用型卓越工程师，介绍了齐齐哈尔工程学院人力资源管理专业以工程任务课程化载体，专科层次卓越人力资源管理师人才培养方案的研究情况。

一、人力资源管理专业培养目标与人才培养规格

（一）专业培养目标。人力资源管理专业培养拥护党的基本路线，适应企业生产、建设、管理、服务第一线需要的，德、智、体、美等方面全面发展的高等技术应用性、职业型的创业者。学生应具有扎实的人力资源管理理论基础知识，具有较强的学习能力、沟通能力、信息处理能力、分析综合能力、团队合作能力和客户服务能力。具备较快适应人事助理、行政文员、基层经理、客户服务助理岗位的实际工作能力，具有创业精神和良好的职业道德。

（二）人才使用规格。学生毕业后主要去企业生产第一线，从事人事助理、行政文员、基层经理、客户服务助理工作，具体业务范围是进行人力资源预测与规划、工作分析与设计、人员的甄选与录用、合理配置和使用、员工培训、绩效考核、薪酬福利、文件管理、会议管理、考勤管理、经费管理、制度管理、客户信息管理、客户满意度管理、客户投诉的处理、客户沟通等方面的工作。

二、人才培养方案制定的出发点

（一）专业能力培养与工程任务课程化。根据实施“卓越工程师”的总体方案，结合卓越人力资源管理师培养的上述专业标准，打破传统的“基础课―专业课―工程实习”三段分割的教学模式，以如图1所示的“专业能力进阶”培养方式对人力资源管理专业的教学计划进行科学合理安排，全过程采用“工程任务课程化”教学方法，使学生“学中做”、“做中学”，多维度、交错融合、螺旋式提升学生的综合工程实践能力，通过工程任务的差异来实现因材施教和个性化能力培养。

（二）理论教学课程体系。理论课程体系分为公共学习领域、专业学习领域、拓展学习领域。

（三）实践教学课程体系。实践教学课程体系分为理论课程中实训环节、第三学期实习、毕业实习。这三项实习均以工程任务课程化为载体，以学生完成实际工程任务的情况作为考核学生的标准。

（四）人文与职业素养培养体系。学生的人文与职业素养培养贯穿了整个大学三年，主要通过人文素质选修课、职业生涯发展课程、专业实践课程等来培养学生的人文与职业素养，使学生由“校园人”变为“职业人”。

三、课程体系

基于“专业能力进阶”的培养方式，全过程采用“工程任务课程化”教学方法，现将专业学习领域和拓展学习领域的课程进行介绍：

专业学习领域主要包括以下课程：《管理理论与实务》、《人力资源管理》、《劳动法》、《人事心理学》、《人员招聘与测评》、《人力资源培训与开发》、《绩效管理》、《专业英语》、《薪酬管理》、《社会保障学》、《管理沟通》、《人力软件操作实训》、《领导学》、《客户服务实务》岗位实习、毕业实习毕业设计。这写课程的理论和实践技能是企业人力资源管理师必须掌握，通过这些课程的学习，采取“工程任务课程化”的教学方法，让学生通过完成实际工程任务做到“学中做”、“做中学”“学做合一”。

拓展学习领域包括：《经济法》、《统计学》、《基础会计》、《西方经济学》、《企业文化》、《财务管理》、《商务谈判》、《管理咨询》、《创业管理》。通过这些课程拓展学生的学习面，使学生的知识面更广，为从事企业人力资源管理工作奠定坚实的基础。

四、学分要求

对于参加卓越人力资源管理师培养计划的学生，在3年学习期满毕业时，至少修满154学分，具体要求如下：

（一）公共学习领域(含必修和选修)：33.5学分

（二）专业学习领域(含必修和选修)：57.5学分

（三）拓展学习领域（包括校内跨学科和系内跨专业两种选修课）：至少21学分

（四）企业培养（包括第三学期实习、毕业实习）：28学分

（五）毕业设计：14学分

五、企业培养计划

（一）企业实习内容。由教师和企业共同设计企业培养计划，大一、大二主要实习项目有理论课程中的实践教学环节，如：《人员招聘与测评》课程中设有招聘工作实践环节，学生需要完成企业的实际招聘任务；第三学期实习，学生在每年的6月中旬到8月中旬到企业实习，以员工的身份工作两个月，完成企业的实际工程任务。

大三2月中旬到4月中旬为顶岗实习，也就是利用8周时间，完成企业(岗位)的顶岗实习。大三11中旬到次年的6月底主要是毕业设计，也就是在企业或学校完成与企业生产现场实际紧密结合的毕业设计(论文)，题目由企业、学校和学生共同拟定。

（二）企业实习考核要求。企业实习环节是卓越人力资源管理师培养的重要教学环节，关系到整个计划的成败。主要学习内容包括：档案管理岗位实践操作、人事助理岗位实践操作、客户服务助理岗位实践操作、基层经理岗位实践操作。

在企业实习过程中的考核以实践总结报告为主，学生在实习过程中要写实习周记、撰写实结、完成教师布置的项目作业，总结实习中的心得及遇到的问题，并分析问题解决问题，把实习周记、总结、项目作业交给企业实习指导教师和校内指导教师评阅。

六、结束语

以上介绍了卓越人力资源管理师人才培养方案，本方案的制定以“工作任务课程化”教学方法为载体，学生的理论学习和实践操作都以完成实际工程任务为基础，本方案在后续的实施过程中需要根据实际情况进行修改完善。最终目标是为我国各行业培养大批卓越工程师人才。

参考文献：

[1]陈希.着力培养卓越工程师后备人才[N].人民日报,2010-07-09.

[2]王天宝.基于CDIO的创新型工程人才培养模式研究与实践[J].高等工程教育研究,2010,(1).

[3]林健.谈实施“卓越工程师培养计划”引发的若干变革[J].中国高等教育,2010,(17):30-32.

第4篇：农业工程师论文范文

农林英语从属与科技英语的一种。农林专业的学生在用专业英语获取各种科技信息的时，以及用英语翻译和阅读科技文章时，如科技文献、科技论文时都需要用到相关专业英 语。本文对农林专业英语词汇和句子的特点进行初步分析，试从词汇方面（缩略语、固定搭配等）分析专业词汇的特点同时分析农林领域英语句子的特点，从句子翻译方面入手探讨如何进行专业领域的翻译。

关键词：农林英语；词汇特征；翻译

作为专业用途英语，农林专业英语以其专业性特点在科技英语中的地位越来越重要。农林英语的特点是专业性强、逻辑结构严谨、广泛应用于农林科技方面。因此，无论是作为高校农林专业的学生还是从事翻译的专业人员，弄清农林专业英语的特点，正确翻译此类专业文本是非常重要的。鉴于“词句”从来都是依附文本而存在的事实，本文试图从典型句子以及语法方面入手，归纳总结出一些特点。

1.词汇特征

农林英语词汇既属于科技词汇又属于专门用途英语词汇。鉴于其双从属性，其构成方法除了固定的专有名词及缩略语以外，主要是通过合成、复合、派生等构词手法组成新词。表现为以下特征：

①主要应用农林专业领域；该类词汇在日常生活中及公共场合并不常见；如：Carbon sink碳汇；

②主要应用于农业方面研究的专业用语；如：Mulberry Silk桑蚕丝；

③主要应用于林业方面研究的专业用语；如：Allowable Annual Cut年度允许采伐量；

在此基础上，更多把握农林科技英语的词汇范围、常用构词手法、特有的缩略语表达等，了解各类词缀含义，了解普通词汇在农林学英语中的专业含义获得词汇科学分析能力和综合词汇能力是十分必要的。

1.1缩略语

在农林专业英语文章中，缩略语的应用是非常普遍的，常见的如

LIFDC：（Low Income Food Deficit Countries）低收入缺粮国家；三农：Farmers，Rural Areas，Agriculture Production；一些与农学相关的学位职称和政策名词缩写：AE：（Agricultural Engineer）农业工程师；AD：（Agriculture Decisions）《农业决策》；

林业方面常见的缩略词汇：SM：Soil Mechanics）土壤力学；API：Air Pollution Index）空气污染指数；一些与林学相关的学位职称和政策名词缩写：BF：（Bachelor of Forestry）森林学士；AA：Action Area）预定自然保护区等。

1.2构词

在一些农林英语文章中会遇到一些有常见的名词构成的新词汇。这种新词或是派生出来的或是通过增加前后缀复合而成。以下为具体例子：

派生词：旱生植物：Xerophyte；水生植物：Hydrophyte耐盐碱植物saline-alkali tolerant plan；

复合词如：针叶植物：needle-leaved plant；抗风植物：wind-resistant plant；温室覆盖：greenhouse covering；也有一些专业术语是通过词的曲折变化而形成的新词，如：混交林：mixed woodland；混合林：mixed forest；花坛植物：Bedding plant等。

1.3一般词汇的专业用法

有些词汇在普通的英语文章中用的是常用意义而在专业英语中则需要用专业术语翻译。比如：infant，常见词义为“婴儿的、幼儿的”，其法律术语为“未成年的”，而用在农科和生物学上时则译为“未成熟的”，如infant fruit 未成熟 的果实）；“canopy” 的普通词义是“罩盖、天篷”等，但在林学上的意思是“树冠、冠层”；“hill 或 hills） ”的普通词义是 “小山、丘陵、冈峦、土堆”等，但在农科和生物学上则译为“成堆种植的作物、穴”[1]。

也有一些词汇在固定搭配中出现时则翻译成另外一种意思，如：agent常见用法为“，机构”，在“Biological agent”则翻译为生物因子；Chronic常见用法为“慢性的；慢性病”而在“Chronic hunger”则译为“长期饥饿”；“Crop failures、Crop residues、Crop rotation”则分别译为“作物歉收、作物秸秆、作物轮种”；再如conservation agriculture 保护性农业；Breeding cycle 生殖周期等。

2.句子顺序的调整

无论是在专业领域英语文章的翻译还是一般公共英语的翻译时都会涉及到句序调整的问题。处理这类文章段落的翻译时，使用的方法包括定语后置、宾语前置、倒装正译、主动变被动等，其目的都是为了使译文既符合专业领域要求又汉语阅读习惯。

例：A Purdue University（U.S.）method to estimate the amount of protection trees provide against ultraviolet-B may influence how communities are built and the incidence of skin cancer.

译文：美国珀杜大学提供的对防止紫外线B辐射的树木保护的估测方法可能会对社区的建立和皮肤癌的发病率产生影响。

在本句中，Purdue University method 是主语，to estimate 引导的不定时从句在原文是method 的后置定语，翻译时为了符合汉语习惯，调整顺序，将其前置。

例：Since composting can convert organic wastes into a form more beneficial to the environment and divert material from landfills and incinerators，then composting can be adopted as alterative waste management practice.

译文：堆肥可以将有机废物变成一种比较有利于环境的形式并使一些废弃物免于被焚烧，因此堆肥是废物处理的一种可选择的方法。

在后半句中，composting can be adopted as alterative waste management practice原为被动，直译过来为“堆肥被认为是一种可选择的方法”；在翻译时为了是文本更贴近读者阅读习惯也为了突出重点将被动翻译成主动。

3.长句翻译

在英语文章中长句是经常出现的。长句也分为两种复杂长句和简单长句。农林专业英语属于信息类文本，故较多使用长句，修饰成分复杂多包涵介词短语、不定式短语以及各种从句。翻译长句时可采用顺译、倒译、综合、拆分等方法。以下案例选自21世纪农业科学专业英语――《农业经济管理英语》一书中。

例：Also with the subjects of higher production and improved efficiency，the old open field manors of eastern England and the midlands，with their scattered strips of tillage land and their very unproductive commous，were replanned，enclosed and converted into farming units of a size that would admit of economic production.

该句是复杂长句。句中的主语是the old open field manors、tillage land、commous；were replanned 是谓语；that引导的从句作先行词size的后置定语；同时该句中将名词短语with the subjects of译成动词短语以达到突出强调的目的。所以在翻译时划清句中的斜体部分主谓宾成分之后综合分析主干词语后各成分所起的作用，综合译出译文。

译文：此外，为了增加产量和提高效率，英国东部和中部无篱笆墙的古老庄园及其分散的长条耕地和贫瘠的公地也被重新加以规划。这些耕地或公地都被围上了篱笆从而变为规模适合进行经济生产的农业单位。

例：Ecologyliterally the study of plants and animals in their homes） seeks to explain these interrelationships between all different members of a community，and to build up an understanding of the community as a whole.

该句是简单长句。在本句中，Ecology是主语；主语的修饰成分虽然很长但其表达顺序与汉语表达类似。所以对于这种类型的句子就可以采取拆分法将原文拆分成几个简单小句，顺序翻译。

译文：生态学，从词义上讲就是指对动植物机器所处环境的研究一门学科。它是为了阐明某一群落的所有不同成员之间的这些相互关系和建立对作为这一整体的该群落的理解。

4.结论

科技英语用于自然科学和社会科学的学术著作、论文、研究报告的撰写，用于报道科技动态、科研成果，描述生产过程、专业产品说明书等，有着语言客观、严谨、规范、语气正式、文体质朴、专业术语强等特点[2]。

了解专业英语的特点，掌握专业术语对于农林专业的学生来说不但对其进行专业知识的学习能够提供帮助而且会提高其专业文献的阅读能力，同时对其以后研究生阶段的科研能力也也是大有裨益。因此，作为专业翻译人员，在掌握了一定的翻译理论和足够量的词汇之后，充分利用已经掌握的专业知识同时结合公共英语的分析方法、专业领域英语的特点，理解、掌握相关专业词汇进行准确而地道的翻译是每个译员必备的能力。（作者单位：北京林业大学外语学院）

参考文献：

[1]姚娅萍，徐亚萍.农林院校学生英语翻译能力培养的研究.浙江林学院学报，200103）：319-321.

第5篇：农业工程师论文范文

关键词 智慧农业；物联网；物联网架构；发展现状；问题

中图分类号 F49 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）14-0338-03

Discussion Development of Internet of Things and Wisdom Agriculture

DONG Miao HUANG Rong-rong ZHENG Yong ZHAO Shi-jing CHEN Jie *

（Tongji University，Shanghai 201800）

Abstract With the development of internet，wisdom agriculture is a trend of agriculture in our country，and the internet of things is the key technology of wisdom agriculture. This paper mainly introduced the connotation of internet of things and wisdom agriculture，architecture of internet of things，mainly including perception layer，network layer and application layer.At the same time，the paper concretely introduced the internet of things in wisdom agriculture development situation and existing problems.

Key words internet of things；wisdom agriculture；framework of internet of things；development situation； problems

智慧农业是我国近几年根据农业的发展而新产生的一个概念，就是在传统农业的基础上应用物联网技术，充分利用传感器和其他平台软件对农业生产生活进行监测和控制。由于我国农业已经步入由传统农业向现代化农业发展的阶段，越来越多的现代化智能技术融入到农业中，而物联网技术则是智慧农业的主要支撑技术，我们越来越多地感受到智慧农业给我们带来的便捷、高产和优质，这是我国未来农业发展的一个主要趋势。

1 物联网与智慧农业

1.1 物联网

物联网[1]（internet of things）定义的核心和基础仍然是互联网，主要是将物品与物品之间用互联网进行连接，所使用的技术包括智能感知识别技术、普适计算等通信感知技术，简而言之，就是利用互联网等通信技术实现远程管理控制的智能化网络，从而更好地将物与物、人与物进行连接，可以说物联网是互联网的延伸，在兼容了互联网所有的应用后，同时又具有自己的私有化和个性化。农业物联网是将物联网技术与农业相结合，是将其具体应用在农产品生产、经营、管理、服务的整个产业链当中，即将农产品与农产品之间的信息应用现代智能感知技术进行采集测定，然后将收集到的信息数据进行识别处理，再传到操作终端，实现智能化控制[2]。物联网在农业生产中的具体应用就是通过在农业生产中安装各类传感器，如温度传感器、湿度传感器等，通过数据连接，将无线传感网络、电信网、互联网进行集成，实现农业生产信息在各个环节的传输，最后将大量农业生产信息进行整理融合，由操作终端实现对农业生产的过程监控，进而实现现代化农业生产高产、高效、集约的目标。

1.2 智慧农业

智慧农业即在传统农业的基础上应用物联网技术，充分利用传感器和其他平台软件对农业生产生活进行监测和控制，使农业系统不再像传统农业一样封闭，而是具有“智慧”，智慧农业不仅可以进行基本的感知、控制和管理，更是扩展到了电子商务、食品溯源防伪、农业休闲旅游、农业信息服务等方面的内容，物联网技术可以说是智慧农业的基础[3]。

2 智慧农业物联网架构

2.1 信息感知层

顾名思义，感知层相对于物联网而言，类似于人类的感觉器官，主要是用于识别物体并进行信息采集。信息感知层通过采用先进的传感技术，即利用温度、湿度、光照、风速等各种传感器，得到农业生产过程中的精细化信息，如设施内温度、湿度、光照情况、CO2浓度、土壤湿度、营养液浓度等信息，是对植物生长状况进行判定的基础[4]。

2.2 信息传输层

信息传输层由互联网、云计算平台、移动通信网、无线传感器网络等组成，主要负责传递和处理感知层获取的信息，也是物联网的中枢环节。信息传输层主要作用就是将信息感知层获取的数据以多种通信协议向局域网或广域网。其中应用较多的为无线传感网络。无线传感器网络[5]通过无线通信方式自行组网，对网络覆盖区域中的对象的动态信息进行采集，并进一步计算处理。由于其监控效率高，且具有成本低的有点，因而在农业领域的信息采集工作中应用广泛。

2.3 信息应用层

信息应用层通过对数据进行科学处理而制定相应的管理决策，从而实现对农业生产过程的控制。例如利用无线传感器网络获取作物生长环境的温湿度、光照强度等信息，并对各类信息进行分析，依据制定的管理策略，与传动机构进行通讯，控制传动机构，进行自动灌溉、施肥、加温、控光等，同时对异常信息自动报警[6]。

3 智慧农业物联网技术分析

3.1 信息感知技术

物联网技术是智慧农业的基础，而信息感知技术又是物联网技术的基础，信息感知技术是整个智慧农业中最基础的环节。该技术包括射频识别技术、全球定位系统技术、农业传感器技术、遥感技术等。

3.1.1 射频识别技术。射频识别技术是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术，该技术与互联网、通讯等技术相结合，可实现全球范围内的物品跟踪与信息共享。射频识别技术在食品行业中主要应用于食品的跟踪和溯源。应用射频识别技术系统可确保食品供应链的高质量数据交流，可确保食品源的清晰，实现产品追踪，从而实现质量监控和追溯[7]。同时，射频识别技术与传感器技术相结合，可以感知食品加工和储藏过程中环境的状态信息，因为环境因素对食品品质影响很大，记录分析这些因素就显得十分重要。利用无线通信技术可以方便地把这些状态信息及其变化传递出来。

3.1.2 全球定位系统技术。全球定位系统（global positioning system，GPS）是美国从20世纪70年代开始研制，在1994年全面建成，可以在海陆空的三维空间中进行全方位的导航和定位。全球定位系统技术的定位定时功能能够实现对农田具体生产状况的跟踪与描述，同时辅助农业机械将农作物肥料等定点运送并喷洒到准确的位置[8]。

3.1.3 农业传感器技术。农业传感器技术是农业物联网的核心，主要用于采集各类农业信息，包括空气温度、湿度等环境指标参数，畜禽养殖业中的有害气体含量，种植业中的光、温、水、肥、气等参数，以及水产养殖业中的酸碱度、氨氮、溶解氧、浊度、电导率等参数。

3.1.4 遥感技术。遥感技术从不同高度的平台上，使用不同的传感器，对地球表层各类地物的电磁波谱信息进行收集，并进行分析处理。遥感技术利用地面目标反射或辐射电磁波的固有特性，通过观察目标的电磁波信息以达到获取目标的几何信息和物理属性的目的。在智慧农业采集地面空间分布的地物光谱反射或辐射信息，实施全面监测，同时根据光谱信息，进行空间的定性与定位分析，从而提供大量的田间时空变化信息[9]。

3.2 信息传输技术

农业信息感知技术在智慧农业中运用最广泛的是无线传感网络。无线传感网络[10]采用无线通信方式，由部署在监测区域内大量的传感器节点组成，负责感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息。蓝牙（bluetooth）[11]是一种短距离无线通信技术规范 ，能够实现数据和语音通信，蓝牙通信带宽为lMb/s，一个“蓝牙”主设备最多同时与7个其他的“蓝牙”设备通信，支持点对点和点对多的连接，使用灵活的无基站组网方式。目前主要的应用场景有数码相机图像传输，计算机、手机等的交互会议，耳机、游戏机等的电子娱乐产品等，汽车产品等。Wi-Fi（wireless fidelity）是IEEE定义的无线网络通信的工业标准（IEEE802.11），主要特点是可靠性高、速度快，在开放的环境通信距离达到300 m以上，在相对封闭的环境里通信距离在100 m。组网灵活、成本低、可移动性好，与现有的有线以太网络非常容易整合。但是其明显的缺点是信号强度影响其稳定性，抗干扰性不好，且设备的功耗非常高。目前，Wi-Fi应用在如手机、PAD等的便携式电子产品中，有效解决校园网或办公室无线局域网的无线接入问题[12]。

3.3 信息应用技术

信息处理技术是物联网技术的最后环节，也是智慧农业实现自动控制的基础，应用的技术有云计算、决策支持系统、专家系统、地理信息系统、智能控制技术等技术。

3.3.1 云计算。云计算指将计算任务分布在资源池上，使应用系统实现根据需要获取存储空间及软件服务。面对智慧农业中的大量数据，云计算可以实现信息存储资源和计算能力的分布式共享，超级强大的信息处理能力同时也为大量信息提供支撑[13]。

我国近年来开展云计算对于农业生产的应用，在农业相关领域的应用都有研究。目前农业云体验平台包括农业信息智能搜索与服务平台和绿云格平台，通过这2个平台能够实现农业市场信息和实用技术的准确获取与分析，为农业主管部门、企业及农户个人提供个性化检索，同时提供全方位的农业生产环境远程管理服务[14-18]。

3.3.2 决策支持系统。决策支持系统以人机交互方式进行半结构化或非结构化决策。农业决策支持系统在农业节水灌溉优化、大型养鸡厂管理、小麦栽培、饲料配方优化设计、农机化信息管理、土壤信息系统管理上进行了广泛应用研究[19]。农业决策支持系统可对地方农业生产过程进行分析和模拟，预测不同决策方案的效果与效益， 从而优化农业生产决策。目前决策支持系统技术在农业结构优化、产量预测及潜力分析、确定农业投资规模等方面得到广泛应用[20]。

3.3.3 专家系统。专家系统模拟人类专家解决各种复杂的实际问题，具有与专家水平解决问题的能力。该系统在利用农业专家多年积累的知识与经验的基础上，对需要解决的农业问题进行分析判断，提出决策，使计算机在农业生产中起到人类农业专家的作用[17]。例如专家系统在榨菜病虫害防治中的应用，为农户和科技人员提供了病虫害信息交流平台，为菜农提供了病虫害防治的科学指导，现实意义显著[18]。

3.3.4 地理信息系统。地理信息系统主要用于建立自然条件、生产条件、土壤数据、作物病虫草害发展趋势、作物产量等的空间信息数据库，为分析差异性和实施调控提供处方决策方案[15]。利用地理信息系统进行土壤适宜性评价就是将土壤质地、类型、氮磷钾含量、有机质含量等土地数据进行整合，并赋予权重，再进行分析运算，生成土壤适宜性评价图，也可建立数学模型，实现土地适宜性的分级[16]。

3.3.5 智能控制技术。智能控制技术主要用来解决用传统方法无法顺利解决的复杂问题。目前智能控制技术的主要研究方向包括神经网络控制、模糊控制、综合智能控制技术，并在设施园艺、大田种植、畜禽养殖等方面得到初步应用[20]。比如，用神经网络分析甜瓜质量的物理测量指标与人们感官对甜瓜香味、甜度、酸度、组织结构、水分等质量指标的相关关系，来预测甜瓜质量。将实测物理标与人的感官分类联系起来，对食品质量进行预测，在食品工业中有很重要的意义。

4 智慧农业物联网技术应用现状

4.1 传感器在温室中的应用

为了提高农作物的产量和质量，优化作物品种，使作物的生长不受或少受季节的影响，现代化设施农业快速发展，它的主要发展形势是温室大棚，相配套的温室栽培技术也得到了广泛的关注和应用。该种技术主要是利用对温度、湿度、光照、喷灌量、通风等影响因素的测量和控制，实现对作物生长的精准控制。

在此过程中，对各类参数的测定采集尤为重要。主要是采用温度、湿度、光照、CO2、土壤湿度、土壤养分等各类传感器检测农业环境中的各项物理量参数，并根据生产控制策略，实现生产自动控制，保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境[21]。

4.2 传感器在自动化农业机械中的应用

由于农业现代化的快速发展，对农业机械精度的要求也越来越高，对于机械各部分强度的测量也就尤为重要。例如，应用传感器技术测定农机的性能指标及零部件的结构强度；用应变式传感器测定犁体的阻力，为犁体曲面设计提供科学依据；播种机上安装的光电传感器可随时监测机器是否堵塞，保证农作物出苗率；自动灌溉装置中土壤温度、湿度传感器的使用，在保证农作物灌溉用水的同时实现节约用水[22]。

4.3 遥感技术在农业中的应用

遥感技术是一种现代测量技术，它是通过非接触、少破坏的方法对农林业等方面信息进行测定获取，它可以测定农作物品种的分布区域、植物品种的分类、土地肥沃程度、植物生长情况、植物受灾情况等，然后通过遥感所获得的信息来确定最合适的种植和最适度的施肥，这也就在一定程度上控制了农药化肥的不合理使用，防止了环境污染，从而获得更高的效益[23]。

5 智慧农业物联网技术存在的问题

农业物联网是一项创新型现代化信息集成技术，正在不断改变着我国传统农业的面貌，即便如此，农业物联网也遇到了一定的问题[24]。

5.1 物联网设备概念性产品多于实际应用性产品

我国农业物联网设备主要产自高校院所的实验室，很多都是学生们研究出的概念性产品，实际应用推广并不高，且实验室理论研究与农业实际应用差异较大。

5.2 不计成本的示范对农业物联网的推广并没有实际价值

物联网技术虽然说是在农业中要进行普遍推广，但更多的注重试点示范而不看重经济指标，尚无法实现大规模商业化应用，实际价值不大。由于我国农业仍处于弱势地位，物联网在我国农业领域的应用受限，发展初期同时受到资金的限制。

5.3 资金投入回报周期长，不利于物联网推广

农业物联网基础设施建设具有一次性投入大、回报周期长的特点。在农业整体比较效益低、以小农户分散经营为主的情况下，很多物联网设备因价格偏高很难大面积推广。

5.4 传感器的缺乏

目前我国农用传感器种类较少，主要集中在温度和湿度监测方面，对其他农业生产环境因子的监测传感器严重不足，对生物本体的感知传感器则更少。同时，国产传感器性能不稳定，监测数据的准确性不足，且器材寿命较短[25]。

6 结语

智慧农业是我国未来农业发展的主要趋势，是未来农业的发展方向，随着信息技术的进一步发展，物联网技术会得到更大范围的应用。现在，已经可以看到物联网技术为智慧农业带来更多智能化和信息化，而现在要做的就是提升农业物联网的自主创新能力，加快低成本、高可靠性、使用期限长的传感器开发，加强 Zig-Bee技术等新型无线传输技术在农业上的应用研究，提升专家系统等智能决策系统的实用性和可靠性，通过单项技术突破与多项技术集成应用并举，加快技术研发应用步伐，使基于物联网的智慧农业可以在农村地区大范围使用，这是我国未来农业的趋势和目标。

7 参考文献

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第6篇：农业工程师论文范文

整个系统结构如图2.1所示。控制系统选用永磁感应子式步进电机作为自动变量施肥的执行部分。步进电机工作原理是每接收一个脉冲，步进电机就转过一个角度，在扭矩允许的范围内，不会因为扭矩的变化而失步；可以避免液压马达或直流电机驱动需要使用减速装置，便于进行控制，简化了系统，对于控制机构的稳定性和田间作业环境都是有利的。永磁感应子式步进电机同时兼有磁阻式和永磁式两种步进电机的优点，具有体积小、驱动电流和功耗小、保持力矩大、运行频率高、在绕组不通电的情况下具有定位转矩等特点。该电机还具有很好的内部阻尼特性，无低频共振现象，运行平稳、噪音低、可靠性高、寿命长等优点，是理想的自动控制系统终端执行元件。

SHAPE \* MERGEFORMAT

13　0BYG428永磁感应子式步进电机的主要技术参数：

步距角：

1.50（四相四拍）/0.750（四相八拍）

相数：

4相

每相静态电流： 8A

最大静力矩：

28N.m

空载启动频率： 1000Hz

空载运行频率： 7000Hz

步进电机的电源驱动器具有脉冲分配器和功率放大电路，控制器输出的变频脉冲信号经过电源驱动器的脉冲分配和功率驱动，控制步进电机的转速。

自动工作模式下DGPS接收装置采用美国Trimble公司【47】生产的AgGPS农用全球定位系统，实现对机具位置和速度信息的获取。

手动工作模式下，机具前进速度通过静电电容式接近开关传感器获得。上海巨龙电子股份有限公司生产的静电电容式接近开关传感器，具有定位精度高、防水、耐震、反应速度快，以及抗干扰性强、密封性能好、稳定可靠、安装方便、使用寿命长，能在湿度大、温度高及其它恶劣环境下工作等特点。

自动变量施肥控制系统中，步进电机电源驱动器需要80V电压。将一个12V的蓄电池通过逆变器将电源转变为220V交流电，然后通过变压器可以得到80V电压。也可以将电源线直接连接到拖拉机的发电机上，得到控制系统所需电源。DGPS接收机需要12V的直流电源，直接连接到一个蓄电池即可。控制器需要的电压为5V的直流电压，自动变量施肥机的工作环境属于田间作业，没有直接的5V电压可以利用。在电路中使用变压模块可以直接把12V直流电压转换为5V，提供给控制器的硬件电路使用。

2.4系统功能

变量施肥机有手动和自动两种工作方式【4】。

在自动工作方式变量施肥作业时，控制系统实现如下工作：

(1)

单片机初始化时读取存储在单片机中或IC卡中的农田参数和排肥器标定参数；

(2)

单片机从RS-232串口读取DGPS信号，提取施肥机实时位置和速度信息；

(3)

通过对网格的识别计算判断施肥机所在的施肥网格编号，根据施肥网格编号查询相应的施肥量；

(4)

根据排肥器标定参数、施肥量及施肥机前进速度计算所需的步进电机转速；

(5)

计算控制频率值并输出，通过控制步进电机转速来改变排肥轴转速，达到变量施肥的目的；

(6)

显示施肥网格和施肥量，报警等。

在手动工作方式变量施肥作业时，控制系统实现如下功能：

(1)

单片机初始化时读取存储在单片机中或IC卡中的排肥器标定参数；

(2)

读取地轮转速传感器的脉冲值，计算施肥机前进速度；

(3)

读取键盘输入的施肥量；

(4)

根据排肥器标定参数、施肥量及施肥机前进速度计算所的需步进电机转速；

(5)

计算控制频率值并输出，通过控制步进电机转速来改变排肥轴转速，达到变量施肥的目的；

(6)

显示拖拉机前进速度和施肥量，报警等。

第三章 硬件设计

3.1 微处理器

控制器中的核心是Atmel公司生产的AT89C55WD单片机。它是一种低功耗、低电压、高性能的8位单片机，片内带有一个20K字节的电擦除可编程只读存储器和256字节的数据存储器；有32个可编程I/O口，三个16位定时/计数器，8个中断源，全双工串行口，片内振荡器及时钟电路。它采用了CMOS工艺和Atmel公司的高密度非易失性存储器技术，而且其输出引脚和指令系统都与MCS-51兼容。可进行1000次读写和擦除，工作电压在4~5.5V之间【11】。在系统中AT89C55WD单片机完成的功能主要有：DGPS信号接收、网格识别计算、施肥量查询、按键处理、电机转速计算和显示等任务。

在DGPS接收机工作时，因为单片机AT89C55WD能够接受处理的是TTL电平信号，需要将RS232电平与TTL电平转换，利用MAX232S芯片实现单片机与DGPS接收机的通讯电平转换。

3.2 Trimble AgGPS 132 差分接收机

GPS 信号接收机是一种能够接收、跟踪、变换和测量GPS 信号的卫星信号节后设备。它对所接收到的GPS 信号进行放大、变换和处理，以便测量出GPS 信号从卫星到接收天线的传播时间，解译出GPS 卫星所发送的导航电文，实时地计算出三维位置、速度和时间。在作业过程中，使用者通过GPS信号接收机面板上的控制键盘，可以从视屏显示窗上读取所要求的数据和信息，数据接口一般均为通用接口，如数据传输接口为RS-232C.。

Trimble AgGPS 132 差分接收机具有亚米级差分改正精度，易于安装，并可以连接包括产量监视器、可调速率播种机、应用控制器及便携田间计算机在内的多种精确农业机械，是适合精确农业中使用的差分GPS接收机。

Trimble AgGPS 132 差分GPS 接收机采用了The Choice 技术。该技术将一个GPS 接收机、一个信标差分接收机和一个卫星差分接收机集成在同一外壳内。这些接收机通过一根电缆公用一个组合天线。这一配置极大地提高了差分GPS 改正的精度、可靠性和可用性。

这种接收机可输出工业标准的NMEA- 0183 电文。用户可选的输出包括位置、速度、导航和状态信息。标准配置的接收机每秒输出一次位置，时延很短。对于在快速运动车辆的应用，AgGPS 132 可选择每秒输出十次位置，时延小于100 毫秒。

AgGPS 132 接收机有两个RS232 串口，利用其中之一可以向本控制系统传送位置信息。RS-232C 有9 条信号线（DB9 口）。本系统中使MAX232芯片将GPS 串口与89C55WD 连接起来。GPS 信号通过RS-232C 串口，经由MAX232 进行电平转换，传送到单片机，再经过单片机内部解码得到当前机具位置信息。MAX232 与RS-232C 串口和单片机之间是通过MAX232 的引脚8（R2 IN）与RS-232C 的引脚2（接收数据）相连，MAX232 的引脚9（R2OUT）与89C55WD 的RXD 相连，引脚10（T2 IN）与89C52 的TXD 相连引脚，7（T2 OUT）与RS-232C 的引脚3（发送数据）相连。串口通讯设定为：1位起始位，8 位数据位，无奇偶校验位，1 位停止位，波特率为4800bps。

3.3扩展程序存储器

AT89C4051也是Atmel公司生产的20引脚8位单片机，具有低功耗、低电压、高性能等特征，片内带有一个4K字节的电擦除可编程只读存储器和128字节的数据存储器；有15个可编程I/O口，两个16位定时/计数器，6个中断源，用于多机通讯的全双工串行I/O口，片内振荡器及时钟电路，工作电压在2.7~6V之间【50】。

在系统中，AT89C4051的作用是通过自身的定时/计数器T0每秒接收一次接近开关传感器或角度—数字编码器的脉冲信号，经过计算转化为机具前进速度值并将其通过三态缓冲器74ALS244传输给主机。

3.4键盘

本系统设计有两种输入施肥量信号的方式，一种是由自动控制系统从IC 卡读取，另一种是由键盘输入。因为键盘只需要输入数字，因此选用了4×4键盘，并选用Intel8279 芯片作为与单片机AT89C55WD 的接口芯片。

利用8279的8根数据线直接与AT89C55WD的P0口连接实现键盘的接口。8279可实现对键盘的自动扫描，并能识别键盘上闭合键的键号。不仅可以节省CPU对键盘的操作时间，减轻负担，而且编程简单，不会出现误动作。

在接收不到GPS信号或不需要自动控制的情况下，用于手动施肥控制模式。施肥量通过按键输入，并传送给主机处理。

Intel8279 是一种通用的可编程序的键盘、显示接口器件，单片器件就能够完成键盘输入和LED 显示控制两种功能。但是，由于本系统的显示部分是由液晶显示器件完成，因此只使用Intel8279 通用可编程的键盘接口部分。Intel8279 键盘部分提供一种扫描的工作方式，可以和具有64 个触点的键控阵列相连接，也可以与传感器阵列相连。能自动消振（去抖动毛刺）和实现双键同时下按保护或n 键同时下按保护。

本系统选用4×4 薄膜开关键盘作为人机接口，本系统中Intel8279 扫描计数器设定为内部译码方式，SL0～SL3 输出信号直接作为键盘、显示器的扫描信号。查询反馈输入线由RL0～RL4 提供，在8279内部有提升电路，当某一开关没有闭合时，对应一条引线被拉成高电平，当闭合时，则被开关锁成低电平。

3.5 IC卡

AT24CXX 系列IC 卡是美国ATMEL 公司生产的存储式IC 卡，产品型号有AT2401/02/08/16/32/64，卡片存储容量分别有1kbits/2kbits/4kbits/8kbits/16kbits/32kbits/64kbits，工作频率为1MHz(5V)，1MHz(2.7V)，400KHz(1.8V)；工作电压为5V 士10%，根据要求最低可至1.8V；Icc 电流最大为1 mA，写最大为3mA；双线串行接口，双向数据传送，支持ISO/IEC7816—3 同步协议，写/擦除次数>1，000，000 次，数据保存期>100 年；工作温度为0-70℃，它是目前国内使用最多的IC 卡之一。这几个型号的IC 卡是一种不具备加密功能的EEPROM 卡，它们的使用方法与EEPROM 完全相同，存储结构简单，只有读写两种操作功能，主要用于存放一些保密性要求不高的数据。

本系统存储施肥量选用的存储器是AT24C16。 单片机对IC 卡进行读/写操作，读取IC 卡存储的数据。应用设计中，IC 卡的SCL 引脚接到89C55WD 的P1.3引脚，IC 卡的SDA 引脚接AT89C55WD 的P1.4 引脚，将IC 卡座上接有弹簧片的触点接到AT89C55WD 的外部终端0 引脚上。当插入卡片时，就会产生中断。也可以直接将决策出来的施肥量存储到AT89C55WD中。

3.6 脉冲发生器

MSM8253是一种用于微机系统的可编程定时/计数器， 其中包含3个独立的定时/计数器。用于接收AT89C55WD发出的不同电机转速对应的频率设定值，然后按一定的频率从Out1引脚输出。由于步进电机驱动电源有脉冲分配器和功率放大电路，所以，控制口的输出仅为单路脉冲信号。此信号经过步进电机驱动电源的脉冲分配和功率放大，控制步进电机工作。

3.7液晶显示器

液晶显示器是一种极低功耗显示器，其应用特别广泛。液晶显示器的驱动方式由电极引线的选择方式确定，因此，在选择好液晶显示器之后，用户无法改变驱动方式。

本系统选用10 位多功能通用型8 段式液晶显示模LCM103，可实时显示施肥网格名称和该网格的施肥量，也可根据需要显示速度值和施肥量，以便进行观察监测。它内含看门狗（WDT）/时钟发生器，2 种频率的蜂鸣驱动电路，内置显示RAM，可显示任意字段笔划，3～4 线串行接口，可与任何单片机、接口IC 接口，低功耗特性。显示状态50Μa(典型值)，省电模式

“手动/自动”模式的转换通过对AT89C55WD单片机P3.5引脚高低电平的切换来实现，低电平表示手动控制模式，高电平表示自动控制模式。

为了实现对排肥量的自动监测，系统需要接收检测排肥量传感器传来的反馈信号，修正输出脉冲。所以还要给检测电路预留接口，为实现闭环控制做好准备。

系统还需要能使芯片工作起来的晶振电路和复位电路，晶振选择12MHz频率。

通过对系统要求的分析和单片机各个部分工作的分配，设计系统硬件电路原理图。如图所示。

第四章 软件设计

在研制单片机应用系统时，汇编语言是一种常用的软件工具。它能直接操作硬件，指令的执行速度快。但其指令系统的固有格式受硬件结构的限制很大，且难于编写与调试，可移植性也差。随着单片机硬件性能的提高，其工作速度越来越快，因此在编写单片机应用系统程序时，更着重于程序本身的编写效率。因此在单片机的开发应用中，已逐渐开始引入高级语言，C语言就是其中的一种。

C语言是一种高级程序设计语言，它提供了十分完备的规范化流程控制结构。C语言具有库函数丰富、运算速度快、可移植性强、较高的编译效率及可产生较紧凑的代码等特点。美国Archimedes公司和Franklin Software公司在九十年代初专门为基于51系列的单片机开发了高级语言工具C51。利用该工具编写的代码简单高效，结构清晰，可以直接实现对系统硬件的控制【12】。尤其是后来不同类型的微处理器及其更新产品的开发工具基本上都支持C语言，使得采用C51语言设计的单片机应用程序易于移植和维护，整个程序应用系统易于调试。

4.1 DGPS数据读取

当系统处于自动工作模式时，需要通过串口接收DGPS传输的信息，用于确定当前施肥机具所处的位置和所具有的速度。

DGPS接收机所发送的数据一般都是标准的NEMA-0183格式，NMEA-0183卫星差分数据主要包括UTC_DATE（日期）、UTC_TIME（时间）、GPS_STATUS（卫星状态）、DOP（DOP值）、ANT_LAT（纬度）、 ANT_LON（经度）、ANT_HAE（高程）和SPEED（速度），等等。数据采用ANSI标准，以串口非同步方式传送【14】。

AgGPS132的输出频率有1Hz、2Hz、5Hz和10Hz四种，根据实际需要选用频率为1Hz。这里设定RS－232串口数据通讯协议为：接收波特率为4800bit/s，数据为8bit，无奇偶校验位，1位开始位，1位停止位。接收到的语句如下：

$GPGGA，151924350.983182，N，12519.855573，E，1，03，2.9，244.31，M，12.16，M，，*6E

$GPVTG，0，T，，，5.163497，N，5.356732，K，A*33

通过截取$GPGGA语句中的第2、4字段，得到当前施肥机位置信息，截取$GPVTG语句中的第7字段得到当前施肥机速度信息。

当通讯端口初始化完成并打开后，将DGPS数据读入接收缓冲区，然后判断缓冲区的字符串，提取位置和速度信息并存到存储器的特定地址中，再进行数据处理。

由于大多数情况下一个地块通常不足以跨越一度的距离范围，所以将位置信息中表示“度”的值舍去，只取表示“分”的值，以减小信息存储量，提高运算速度。如果出现一个地块跨越了“1度”范围的情况，则在程序中将读到的实时位置信息中表示“分”的值加上常量60，再用于计算。

程序中，通过判断前缀的方法来识别不同的数据信息，用检测回车换行符的方法进行分行。提取有用信息的过程是：判断是否接收到$符号，如果是$符号则接收，到第二个逗号时开始将接收到的纬度前两位舍弃，只截取后九位字符存到F1H～F9H单元中；接着判断是否接收到第四个逗号，如果是第四个逗号则开始将接收到的经度前三位舍弃，只截取后九位，其中六位存到FAH~FFH单元中，最后三位存到84H～86H单元中；同样方法截取速度前4位字符存到94H～97H单元中；判断是否到回车或换行符，若是回车或换行符则接收完毕。串口中断接收程序流程如图4.1所示。

读取到的经纬度数据代入网格识别公式（2－7）和（2－8）中，算出拖拉机当前所在地块网格的行号N和列号M，分别存入单元CEH和CFH中，用来进行施肥量的查询。

4.2查表方式/IC卡存储

自动变量施肥模式下，施肥量Q以表格的形式写入单片机或IC卡。根据存储表格，第N行M列个网格的施肥量查询公式为：

（4－1）

其中，每个地块有 个施肥决策数据。

如德惠地块一共有12行6列网格，即有12行6列个施肥决策数据，每个数据分2列写入单片机或IC卡，则数据表是12行12列，得NM号网格施肥量为：

（4－2）

将施肥量查出，高位存入D2H，低位存入D3H，代入电机转速控制公式（2－6）中。

4.3键盘处理程序

当系统处于手动施肥模式下时，AT89C55WD单片机的P3.5脚处于高电平，施肥量Q由键盘给出。施肥量的百位、十位、个位分别放到BBH、BCH和BDH单元中，键的个数放到E3H单元中，然后进行显示和计算。流程图如图4.2所示。

4.4机具前进速度处理

手动施肥模式下，使用AT89c4051外部中断INT0实现机具速度的处理。T0定时/计数器工作于方式1，用来计接收到的脉冲个数。利用接近开关传感器测地轮转速得到机具前进速度公式为：

（4－3）

其中：v－机具前进速度（km/h）；

D－地轮直径（m）；

z－地轮每转脉冲数（个/转）；

p－每秒传感器得到的脉冲数（个/秒）。

把每秒接收到的脉冲数存到4CH单元中，代入公式（4－3），得到机具前进速度值，存到48H单元中。然后主机经过译码器读速度值并存到D1H单元，将其代入式（2－6）中，用于计算控制电机转速。传感器子程序流程如图4.3所示。

通过对整个系统流程和各个功能块程序的分析，得到主程序流程图如图4.4所示。

第五章 调试环境

单片机在应用之前，必须按照相应的硬件对其进行编程后才能使用。编程调试的过程就是开发过程，需要有仿真器和编程器才能进行。仿真器分软件仿真器和硬件仿真器两种。硬件仿真器是开发调试的利器，软件仿真可以起到辅助调试的作用。软件仿真调试好后，还需固化后才能使用。

软件开发环境是Windows2000/XP下使用南京伟福E6000软件仿真器，它是集成了编缉器、编译器、调试器的调试环境。有众多强大软硬件调试手段，包括逻辑分析仪、跟踪器、逻辑笔、波形发生器、影子存储器、记时器、程序时效分析、数据时效分析、硬件测试仪、事件触发器等。支持汇编、C、PL/M源程序混合调试、软件模拟及项目管理等。

Wave6000编译器是可以对80C51系列单片机进行C语言编译，使用它可以缩短开发周期，降低开发成本，而且开发出的系统易于维护，可靠性高，可移植性好，即使在代码的使用效率上，也完全可以和汇编语言相比。硬件支持包括：南京伟福E6000硬件仿真器、北京润飞机电公司产的RF-810智能型通用编程器及编程软件、深圳澳汉R&W读卡器等。

第六章 总结与展望

变量施肥技术是精确农业技术的重要组成部分，对发展符合我国国情的变量施肥技术和实现农业可持续发展具有重要的理论意义和实用价值。本文在前人的研究基础上，借鉴国内外发展经验，结合吉林省科技基金等项目，以实现自动变量施肥作业的控制方法为研究对象，以自动变量施肥控制系统设计与地块网格识别和施肥机田间工作状态模拟为研究内容，进行自动变量施肥试验与示范。论文的主要研究工作和结论可以概括为：

(1)

分析影响施肥的主要因素和施肥控制原理，确定了自动变量施肥步进电机转速控制模型： ，确定变量施肥控制系统采用手动和自动两种控制方式。

(2)

分析了控制系统输入和输出条件，设计单片机硬件系统作为自动变量施肥执行机构的控制器。硬件电路主要包括DGPS信号接收、速度传感器信号接收、键盘接收、IC卡接口、控制输出、显示及报警等部分。经过试验验证，系统稳定、可靠，达到使用要求。

(3)

使用单片机开发的高级语言工具C51编写控制程序，实现了自动模式下对DGPS位置和速度信息的提取，完成对地块网格的正确识别和施肥量的查询，控制输出实现自动变量施肥；手动模式下实现了对地轮转速传感器脉冲信号和键盘值的读取与处理，控制输出频率，实现手动变量施肥。程序具有简单高效、结构清晰和一定的通用性等特点。

(4)

通过计算机与控制系统的通信，为控制系统提供地块和模拟DGPS信号，实现控制系统对地块网格的识别和控制模拟。缩短系统开发和实验周期，同时为使用计算机直接控制变量投入等后续研究工作提供了思路，奠定了基础。

本文研究是基于地图的自动变量施肥控制，系统的稳定性也有待进一步提高。随着传感器技术和算法的进展，实时监测判断作物长势及营养需求一定能达到相当高的精度，从而实现真正意义上的实时自动变量作业。

目前，我国在精确农业技术很多方面处于消化吸收阶段，变量施肥的部分技术得到试验或应用。但是，对于如何结合国内的具体情况，进行变量施肥整个作业流程的设计和规划，如何把分散的变量施肥相关技术有机地整合在一起，在这方面尚缺乏必要的研究和试验。精确农业技术的普及推广在很大程度上依赖于与精确农业有关的机械设备研究，它们是传统的农业工程技术和现代信息技术结合的有机体。我国发展精确农业必须适应我国国情，既不能完全照搬国外的模式，又不能完全排外。在研究的初期采取采取国外与国内技术相结合的方法，根据我国现有技术及研究水平，组装研制适合我国田间的变量作业机具，在此基础上实现外购部件的国产化和产业化，这是降低精确农业各项投入成本的有效途径。

精确农业在中国的推广应用必将是一个漫长、渐进的过程，需要全社会相关部门的通力合作。

参考文献

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[2] 刘刚. 精细农业的技术组成、决策分析及在我国的应用实践. 农业现代化研究，2000，01：57~60

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[11]韩云霞，张书慧，马成林等. 基于GPS和GIS的精确农业变量施肥空间数据采集与分析研究. 吉林省农业机械学会年会论文集，2002.12

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