農業工程師論文精選(九篇)

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第1篇：農業工程師論文范文

卓越工程師的人才培養更要偏重于實用性，學生在學校的學習不僅要學習相關的專業知識和專業技能，而且也要與企業保持密切溝能，解決企業的技術難題，要充分考慮行業的多樣性和對工程型人才需求的多樣性，采取多種方式培養工程師后備人，簡單說，是應用型人才，不是學術性人才。

2構建相適應的教學體系

2.1教研活動從單一、被動轉變為自主、合作和分享

教研研究往往以活動為中心，活動的質量和效益是教研工作的生命力之所在，也是教師必須始終關注的問題。以往的教研活動較為普遍的問題是：缺乏專題研究，滿足于茶館式的泛泛而談；缺乏整體規劃，基本是每門學科進行自己的教學研究，缺乏整個專業的群體意識。為此開展教研活動就注意以下幾點問題。

1）力求教研與科研相結合，使教研活動課題化和系列化。教學研究重在“研究”兩字，應確立教研與科研相結合的思路，在廣泛開展調查研究的基礎上，確立每一階段研究的主題，針對學科研究中的重點、難點問題，力求通過專題研究加以突破，并圍繞這些專題，開展一系列的教研活動加以深化，把小型的研討活動與大規模的匯報、交流、推廣活動結合起來。

2）構建資源共享的平臺。教師職業的一個很大特點是單兵作戰，而教師間的相互合作與學習是教師成長最直接的資源之一。教研活動就應該為教師間的合作、研討搭橋鋪路，所以教研活動就可以發揮教研組集體的力量，借助于現代教育技術，把一些優秀的案例放在公共的資源庫中，教師隨時可以瀏覽、調用，從而發揮資源共享的優勢，讓教師能主動、自覺地提升教學實踐中合理的成分。

3）開展專題報告。學院每年對不同年級的學生舉行專題報告，使學生掌握相關的農業機械化與自動化的最新知識，發展趨勢等。使用學生對學科有一定的認識、興趣，進一步加強學生的主動學習的意識。

2.2加強實踐教學

根據農業機械化及其自動化專業的培養特點，以主干課程為重點，確定各門課程的教學范圍和具體內容，合理設置相應的理論教學和實踐教學環節，優化課程結構，整合實踐教學資源。確定實踐教學各環節的具體安排。實踐教學體系是培養學生創新能力和綜合實踐能力的重要手段，是教學過程的重要環節和實現人才培養目標的重要保證。然而,實踐環節并不是零散的教學單元集合，只有將課程實驗、綜合實驗、畢業設計等各環節進行系統設計，構成與理論課程有機結合的實踐教學體系，才能達到培養具有創新精神和實踐能力的高級復合型人才的培養目標。

1）在課程設置中，理論學習時間占1/3，生產實踐占2/3，理論實踐交替進行，更好地培養學生的實用性。學生在校期間，需要完成課程實驗、基本工程能力實習、基本專業設計能力實習等實踐內容。結合課程學習需要完成的實驗內容包括：物理實驗、機械原理實驗、電路測試實驗、電子線路設計測試實驗、微機原理實驗、機械設計實驗、汽車拖拉機測試實驗、機電一體化實驗、農業機械學實驗等?；竟こ棠芰Φ膶嵙晝热莅ǎ航鸸嵙?、電工實習等?；緦I設計能力的實習內容包括：機械設計課程設計、機械制造工藝課程設計、專業方向課程設計等。

2）企業聯合培養環節。在企業聯合培養環節，學生需要完成專業實習、企業實習與專題設計、工程實踐、學位論文等實踐內容。所有內容以企業聯合中的真實科研項目需求為背景，具有極強的實踐性和指導性。通過在企業的不同部門（如售后服務部門、測試部門、研發部門等）分別安排一定的實習時間并定期輪換部門完成實習。專題課程設計題目來自于企業技改項目，學生完成項目設計與試制，并測試技術指標，撰寫專題設計報告。

2.3教學評價

在農業機械專業“卓越工程師教育培養計劃”中實行淘汰制培養，這就要求有恰當的培養效果評價體系。目前高校的評價體系中，形式過于單一，基本上采用閉卷筆試考試，注重應試指標，注重定量檢測，忽視定性評價或分析，這種單一片面的評價體系限制了學生的思維能力和學習能動性的發揮，制約了學生的創新意識和創造能力的培養，這種培養模式對拔尖創新人才尤為不利。因此必須根據“因材施教”的原則，建立靈活的、綜合的評價方式，以保證學生有更寬松的自我發展空間。

1）課程考核成績實行百分制，由平時考核成績和課終考核成績兩部分組成。應提高平時考核成績所占的比重，如核心骨干課程的平時考核成績可占60%以上。

2）理論課程平時考核成績由課程習題、課程論文、課程心得、課程討論、讀書報告、課外實踐等綜合考核成績組成，課帶實驗課程的平時考核成績還包括每次實驗的成績；單列實驗課的平時成績由每一次實驗的考核成績組成。

3）理論課程的課終考核包括閉卷、開卷、抽題答辯、案例分析、上機考核、口試、課程報告、課程論文等形式；單列實驗課程的課終考核包括閉卷考核、實驗設計、實驗操作、實驗報告、課程論文等形式。原則上，課終考核的理論部分以閉卷筆試或上機考核為主。

4）教學實習考核成績由實習周記、實習報告、實結、實習態度、任務完成情況、實習單位鑒定等方面的綜合考核成績組成。

3提高學生綜合實踐能力

3.1綜合實踐可以培養學生的創新能力

隨著網絡的快速發展，學生可以通過網絡獲得各種信息，當對其有用的信息轉換為知識的時候，教師的作用就是教會學生獲取、加工、運用知識的能力，特別是創新能力。而綜合實踐活動是培養學生創新能力有效途徑，合理開發和綜合利用各種課程資源，優化綜合實踐活動的設計。綜合實踐活動是教師針對學生的綜合實踐活動的指導，調動學生的創造性的想象力，鼓勵學生以靈活多樣的、獨特的活動方式進行探究活動；綜合實踐活動既沒有規定的教材，也沒有規定活動場所。因此，綜合實踐活動的實施具有很大的靈活性，能給學生提供一定的創造空間。例如第六屆全國大學生機械創新設計大賽（2014年）的主題為“幻夢課堂”；內容為“教室用設備和教具的設計與制作”；整個比賽的題目貼近生活，都是同學們上課時要用到的工具。所以我們在組織學生參加比賽時，要求學生對日常課堂進行觀察，同時對未來課堂的教學環境和狀態進行想象，設計出使教學課堂更加豐富和實用的機械裝置。實踐性是綜合實踐活動最突出的特點；因為全國大學生機械創新設計大賽要求提供完整的設計說明書和主要設計圖紙以及作品的實物樣機或放縮的實物樣機；這要求學生需要把平時學習到的機械制圖、機械原理、機械設計及制造工藝等多門課程知識進行理解，運用，最后轉換為實際加工的實物。整個過程強調學生通過觀察、調查、選題、學習、制作、反思等一系列的活動，得到體驗，使學生在現實生活和社會實踐的基礎上開發出課題，學生通過親身的實踐探求出問題的結論。

3.2以學生綜合實踐活動為平臺，提高學生的創新能力和綜合素質

學生科技創新活必須有相應的場地、設備等物質條件，也需要一定的資金支持。否則，學生科技創新就是無源之水、無本之木。而我校每年開展“科研興趣小組”和“創新實訓項目”兩項活動。通過學生的組隊，基于自身興趣，選擇和研究問題進行調研，完成申報書，學校組織相關專家教師的答辯，選擇具有創新性和實際性的項目，在實踐經驗豐富的教師和教學輔助人員指導下，給予一定的資金支持。學生在項目完成科研任務的過程中，撰寫論文，申請專利等，使學生具備扎實的理論基礎和專業技能。同時通過這一系列的綜合實踐活動使學生獲得了自信心。

4結束語

第2篇：農業工程師論文范文

關鍵詞：博弈論；本科生；專業實驗室

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）34-0172-03

一、引言

“卓越工程師教育培養計劃”是為了貫徹落實黨的十七大提出的走中國特色新型工業化道路、建設創新型國家、建設人力資源強國等戰略部署，貫徹落實《國家中長期教育改革和和工程實踐能力，培養造就一大批創新能力強、適應企業發展需要的多種類型優秀工發展規劃綱要》而提出的高等教育重大改革計劃?！白吭焦こ處熃逃囵B計劃”對高等教育面向社會需求培養人才，調整人才培養結構，提高人才培養質量，推動教育教學改革，增強畢業生就業能力都具有十分重要的示范和引導作用。

改革開放以來，我國高等教育事業取得了驕人的成績，然而我們更得清楚的認識到我國在高校教學模式上尚存在待改進地方。在知識經濟社會條件下，卓越工程師不僅僅是理論知識儲備的多少，而是對創新、創造能力駕馭的能力。諾貝爾獎得主丁肇中曾說過：“自然科學是實驗的科學，而實驗科學是自然科學中最活躍的部分。我獲得諾貝爾獎就是通過做實驗得到的，希望大家重視實驗教學，不應把實驗教學視為理論教學的附屬，理論是由實踐產生的?！?/p>

二、高校學生與實驗室對接之間存在的問題

據調查，目前高校學生接觸的實驗室普遍為基礎實驗室，并以作為理論課附屬物形式出現在學生面前。大一、大二的整體同學不能清晰了解本專業實驗室位置或功能，80%以上的同學對專業實驗室的目的和工作內容并不了解，56%的同學認為專業實驗室沒有必要對本科生開放。對于高年級同學，僅有30%左右真正進入過實驗室學習，動手操作的更為少數。長期以來，高校專業實驗室尤其是國家級與省級重點實驗室的使用者主要為高校教師、博士、碩士研究生，本科生很難參與到其中來。在當前教學模式下，較理想的行為即帶本科生參觀專業實驗室，講解實驗室構造、設備功能等，本科生很難動手操作，更不可能參與到實驗中來。原因大概存在以下幾點：

1.設備昂貴。對于專業實驗室設備一般在幾萬元以上甚至幾十萬、上百萬。不適合作為教學器材。

2.由于經費與其他條件限制，器材大多為單件。因此如若作為教學器材，無論是修復還是學生實踐限制性較為嚴重。

走進實驗室從宏觀來講更利于本科生發展成為卓越工程師，從微觀來講無論是對自己專業方向的了解或是對專業課的吸收甚至是走向工作崗位還是碩士階段的學習都有某種程度的幫助。然而通過以上數據顯示本科生與實驗室接觸少，對于該問題通過以下博弈論模型分析其具體原因與相關改善方法。

三、建立相關博弈論模型

1.模型假設。利用博弈論理論，本研究進行如下合理的假設：（1）本科生申請走進實驗室時只要其意向實驗室尚未人員飽和，就認為該生有機會進入實驗室。（2）本科生的意向實驗室即所讀專業對口實驗室，不存在本科生所讀專業與實驗室對應專業交叉的情況存在。（3）本科生走進實驗室能給自己帶來一個提升，包括在實踐動手能力及對專業知識的理解，具體體現在以后的三個方面：就業難度降低；對專業課了解清晰可較快進入碩士階段；能清晰把脈專業的發展方向。（4）本科生走進實驗室亦能為學校帶來一些效益，包括增強動手能力加強就業與考研復試的競爭力；發表有影響力論文；未來在科研領域有較大成就。以上幾點均會對學校聲譽產生良性影響，間接為學校帶來效益。（5）本科生與專業課老師都有兩種選擇，是否申請進入實驗室，是否接受該生進入實驗室。唯有兩者均選擇“是”，才能順利進入實驗室。

2.模型建立。就師生雙方而言均有兩種選擇，是否申請進入實驗室，是否批準該生進入實驗室。由于雙方信息不對稱，使得一次博弈后會出現以下四種情況：一是學生申請進入實驗室、老師未接受該生；二是學生申請進入實驗室、老師接受該生；三是老師邀請學生進入實驗室、學生選擇不進入實驗室；四是學生未申請進入實驗室、老師未邀請學生進入實驗室。雖然現實生活中可能存在學生多次申請或老師多次邀請的低概率事件，但本論文暫不討論此種博弈情況。根據實際情況老師并不完全了解未進入實驗室學生的實際個人能力，同樣學生也并不了解老師那兒是否可能接納本科生或更傾向于接納具備哪些特點的本科生。因此本文假設師生之間為不完備信息，且所有間接的能力提高、知識掌握或為學校帶來的聲譽提高等都可量化為一定的利潤指標。

假設每個實驗室的最佳本科生容量為m（m≥0），實際參與申請實驗室的本科生數量n（n≥0），實驗室實際接納本科生數1（0≤1≤m，0≤1≤n）。因此可將理解為實驗室對本科生的需求量，將理解為最多可提供的本科生數量，將理解為最終接納量。假設每個本科生進入實驗室會給實驗室與學校帶來的利潤值為f1（f1≥0），而實驗室需要為之付出的成本（包括器材勞損與其他一些軟件損耗）為c1（c1≥0），而對本科生自身得到的利潤值為f2（f2≥0），本科生自身所需付出的成本（主要為時間與精力耗費等）為c2（c2≥0）。這樣可以理解為如果實驗室需要一名本科生，而并未成功接納或邀請他則平均需付出成本-f1，如果實驗室需要本科生，而學生沒有積極去申請甚至拒絕則需付出成本-f2。據分析博弈模型見下表，為非對稱博弈。

由上表分析可知，（不申請，不接納）情況下必定為此模型的一個Nash均衡，這說明在理論情況下本科生未走進實驗室是一個Nash均衡，而僅當f2-c2≥-f2且f1-c1≥-f1時即f2≥■且f1≥■時滿足另外一個Nash均衡。從上式可看出，本科生走進實驗室是在一定條件下才能達到均衡的。

四、模型分析結果

假設對本科生而言，有p的概率選擇申請進入實驗室，1-p的概率選擇不申請。對于實驗室老師而言，有q的概率選擇接納或邀請學生，1-q的概率選擇不接納或不邀請。

設第i本科生進入第j個實驗室都會對實驗室的發展產生一個影響∝i，j，而mi，j值的正負由本科生的適應能力、個人能力等因素相關。第k個實驗室的老師不僅會關注mi，k（本科生進入本實驗室后對實驗室的影響）的大小，同樣會關注 ∝i，j（j≠k）（其他本科生進入其他實驗室后產生的影響）的大小。即∝i，j的正負及大小，將會對專業老師吸納本科生進入實驗室的決定上有所影響。

這樣即可將此模型視為重復的群體博弈。假設在第 個時期，欲接納本科生的實驗室占總實驗室的比例為x（t），欲進入實驗室的本科生占本科生總數的比例為y（t）。令ur，1表示欲接納本科生的實驗平均所獲利潤值。由上n為本科生數量，實驗室的最佳本科生容量為m，最終接納量為1，則在第t時期指標期望值如下：

ur，1=1（f1-c1）+（m-1）（-f1） n>m時 （2-1）

ur，1=1（f1-c1）+（m-1）（-f1） m>n時 （2-2）

設用ur，2表示不接納本科生的實驗獲得利潤值期望值，即：

ur，2=n（-f1）+m（c2-f2） （2-3）

對于實驗室而言，唯有ur，2≥ur，1時實驗室才會選擇接納本科生，而當ur，2？垌ur，1時有更多的實驗室傾向于接納本科生。即當參與申請人數大于實驗室最佳本科生容量時，在滿足f1≥■的條件下，實驗室選擇接納本科生更利于自身發展；而在參與申請人數小于實驗室最佳本科生容量時，需滿足f1≥■。

通過以上分析，容易發現降低m（c2-f2）+1c1可較易保證滿足以上不等式。有效途徑包括增大本科生走進實驗室所獲得的利潤；降低本科生參與實驗室過程中所耗費的時間、精力成本；降低實驗室在接納本科生時所需提供的物質成本；降低本科生最佳容量與實際接納本科生數量。然而對于后兩者并未達到平衡，在降低本科生容量與實際接納量的過程中，將會使式m（c2-f2）+1c1的值降低，則與之相比本科生帶給實驗室的利潤值f1增大，與此同時實驗室又傾向于增大本科生容量與接納本科生的數量來增大利潤值。因此，對于后兩種方法并不是我們渴望得到。同樣，增大本科生申請量亦可以使不等式成立。同樣的分析對于本科生， 令vr，1表示申請進入實驗室的本科生平均所獲利潤值。則在第t時期指標期望值如下：

vr，1=f2-c2 （2-4）

設用vr，2表示不接納本科生的實驗獲得利潤值期望值，即：

vr，2=c2-f2 （2-5）

而當本科生不去申請時期利潤期望值顯然為

vr，3=0 （2-6）

則易發現，大體方案有兩種：其一，當增大對本科生的接納比例，同時增大本科生參與實驗室的利潤值，降低成本；其二，降低本科生的接納比例，同時降低本科生參與實驗室的利潤值，增大成本值。而第二種方案將會直接導致更少的本科生申請加入實驗室。因此只有第一種方案時可取的。

五、總結

通過以上分析需要從以下幾點進行改進才能使更多本科生走進實驗室，成為新一代的卓越工程師。

1.增大本科生走進實驗室帶給本科生與實驗室的利潤值（可通過學校進行干預）。

2.降低本科生走進實驗室時雙方所需的成本值（可通過學校給予補貼等途徑實現）。

3.增大實驗室的本科生容量（不僅是空間的容量，更是老師給予的關注度與實驗設備數量）。

4.增大申請進入實驗室的本科生數量（需要學校或專業老師講解走進實驗室的優點）。

參考文獻：

[1]王立成.推進專業實驗室開放？搖培養本科生創新能力[J].高等建筑教育，2011，05：128-131.

[2]龔誼，王先甲，李壽貴.校企實習聯盟模式變遷的進化博弈模型與演化路徑[J].系統工程理論與實踐，2012，32（9）：1945-1952.

[3]李巖，李文哲.農業工程專業基礎實驗室建設與實驗教學改革的探討[J].東北農業大學學報（社會科學版），2009.02.

[4]馬丁J奧斯本，阿里爾.魯賓斯坦，博弈論[M].魏玉根譯，中國社會科學出版社，2000：176-180.

第3篇：農業工程師論文范文

關鍵詞：工程任務課程化；卓越工程師；培養方案

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1009-0118（2011）-12-00-02

工程任務課程化是在培養學生的應用能力中將真實的工程任務引入到教學中，涉及到第一、二、三產業的工程任務（農業工程、工業工程、服務工程），并包含生產、經營、管理、服務等各個領域的任務。將這些任務分解細化到各門課程中，讓學生在學中做，在做中學，實際工作完成情況即是對學生的考核結果。

“卓越工程師教育培養計劃”由教育部發起，旨在為未來各行各業培養各種類型的、優秀的工程師后備軍。它要求高校轉變辦學理念、調整人才培養目標定位以及改革人才培養模式。2009年底，教育部計劃在部分高校試點“卓越工程師”培養工作。工程師類性要分為應用型、設計型和研究型3種。應用型工程師建議主要在本科階段培養，設計型工程師建議主要在碩士階段培養，研究型工程師建議主要在博士階段培養。本文主要針對應用型卓越工程師，介紹了齊齊哈爾工程學院人力資源管理專業以工程任務課程化載體，專科層次卓越人力資源管理師人才培養方案的研究情況。

一、人力資源管理專業培養目標與人才培養規格

（一）專業培養目標。人力資源管理專業培養擁護黨的基本路線，適應企業生產、建設、管理、服務第一線需要的，德、智、體、美等方面全面發展的高等技術應用性、職業型的創業者。學生應具有扎實的人力資源管理理論基礎知識，具有較強的學習能力、溝通能力、信息處理能力、分析綜合能力、團隊合作能力和客戶服務能力。具備較快適應人事助理、行政文員、基層經理、客戶服務助理崗位的實際工作能力，具有創業精神和良好的職業道德。

（二）人才使用規格。學生畢業后主要去企業生產第一線，從事人事助理、行政文員、基層經理、客戶服務助理工作，具體業務范圍是進行人力資源預測與規劃、工作分析與設計、人員的甄選與錄用、合理配置和使用、員工培訓、績效考核、薪酬福利、文件管理、會議管理、考勤管理、經費管理、制度管理、客戶信息管理、客戶滿意度管理、客戶投訴的處理、客戶溝通等方面的工作。

二、人才培養方案制定的出發點

（一）專業能力培養與工程任務課程化。根據實施“卓越工程師”的總體方案，結合卓越人力資源管理師培養的上述專業標準，打破傳統的“基礎課―專業課―工程實習”三段分割的教學模式，以如圖1所示的“專業能力進階”培養方式對人力資源管理專業的教學計劃進行科學合理安排，全過程采用“工程任務課程化”教學方法，使學生“學中做”、“做中學”，多維度、交錯融合、螺旋式提升學生的綜合工程實踐能力，通過工程任務的差異來實現因材施教和個性化能力培養。

（二）理論教學課程體系。理論課程體系分為公共學習領域、專業學習領域、拓展學習領域。

（三）實踐教學課程體系。實踐教學課程體系分為理論課程中實訓環節、第三學期實習、畢業實習。這三項實習均以工程任務課程化為載體，以學生完成實際工程任務的情況作為考核學生的標準。

（四）人文與職業素養培養體系。學生的人文與職業素養培養貫穿了整個大學三年，主要通過人文素質選修課、職業生涯發展課程、專業實踐課程等來培養學生的人文與職業素養，使學生由“校園人”變為“職業人”。

三、課程體系

基于“專業能力進階”的培養方式，全過程采用“工程任務課程化”教學方法，現將專業學習領域和拓展學習領域的課程進行介紹：

專業學習領域主要包括以下課程：《管理理論與實務》、《人力資源管理》、《勞動法》、《人事心理學》、《人員招聘與測評》、《人力資源培訓與開發》、《績效管理》、《專業英語》、《薪酬管理》、《社會保障學》、《管理溝通》、《人力軟件操作實訓》、《領導學》、《客戶服務實務》崗位實習、畢業實習畢業設計。這寫課程的理論和實踐技能是企業人力資源管理師必須掌握，通過這些課程的學習，采取“工程任務課程化”的教學方法，讓學生通過完成實際工程任務做到“學中做”、“做中學”“學做合一”。

拓展學習領域包括：《經濟法》、《統計學》、《基礎會計》、《西方經濟學》、《企業文化》、《財務管理》、《商務談判》、《管理咨詢》、《創業管理》。通過這些課程拓展學生的學習面，使學生的知識面更廣，為從事企業人力資源管理工作奠定堅實的基礎。

四、學分要求

對于參加卓越人力資源管理師培養計劃的學生，在3年學習期滿畢業時，至少修滿154學分，具體要求如下：

（一）公共學習領域(含必修和選修)：33.5學分

（二）專業學習領域(含必修和選修)：57.5學分

（三）拓展學習領域（包括校內跨學科和系內跨專業兩種選修課）：至少21學分

（四）企業培養（包括第三學期實習、畢業實習）：28學分

（五）畢業設計：14學分

五、企業培養計劃

（一）企業實習內容。由教師和企業共同設計企業培養計劃，大一、大二主要實習項目有理論課程中的實踐教學環節，如：《人員招聘與測評》課程中設有招聘工作實踐環節，學生需要完成企業的實際招聘任務；第三學期實習，學生在每年的6月中旬到8月中旬到企業實習，以員工的身份工作兩個月，完成企業的實際工程任務。

大三2月中旬到4月中旬為頂崗實習，也就是利用8周時間，完成企業(崗位)的頂崗實習。大三11中旬到次年的6月底主要是畢業設計，也就是在企業或學校完成與企業生產現場實際緊密結合的畢業設計(論文)，題目由企業、學校和學生共同擬定。

（二）企業實習考核要求。企業實習環節是卓越人力資源管理師培養的重要教學環節，關系到整個計劃的成敗。主要學習內容包括：檔案管理崗位實踐操作、人事助理崗位實踐操作、客戶服務助理崗位實踐操作、基層經理崗位實踐操作。

在企業實習過程中的考核以實踐總結報告為主，學生在實習過程中要寫實習周記、撰寫實結、完成教師布置的項目作業，總結實習中的心得及遇到的問題，并分析問題解決問題，把實習周記、總結、項目作業交給企業實習指導教師和校內指導教師評閱。

六、結束語

以上介紹了卓越人力資源管理師人才培養方案，本方案的制定以“工作任務課程化”教學方法為載體，學生的理論學習和實踐操作都以完成實際工程任務為基礎，本方案在后續的實施過程中需要根據實際情況進行修改完善。最終目標是為我國各行業培養大批卓越工程師人才。

參考文獻：

[1]陳希.著力培養卓越工程師后備人才[N].人民日報,2010-07-09.

[2]王天寶.基于CDIO的創新型工程人才培養模式研究與實踐[J].高等工程教育研究,2010,(1).

[3]林健.談實施“卓越工程師培養計劃”引發的若干變革[J].中國高等教育,2010,(17):30-32.

第4篇：農業工程師論文范文

農林英語從屬與科技英語的一種。農林專業的學生在用專業英語獲取各種科技信息的時，以及用英語翻譯和閱讀科技文章時，如科技文獻、科技論文時都需要用到相關專業英 語。本文對農林專業英語詞匯和句子的特點進行初步分析，試從詞匯方面（縮略語、固定搭配等）分析專業詞匯的特點同時分析農林領域英語句子的特點，從句子翻譯方面入手探討如何進行專業領域的翻譯。

關鍵詞：農林英語；詞匯特征；翻譯

作為專業用途英語，農林專業英語以其專業性特點在科技英語中的地位越來越重要。農林英語的特點是專業性強、邏輯結構嚴謹、廣泛應用于農林科技方面。因此，無論是作為高校農林專業的學生還是從事翻譯的專業人員，弄清農林專業英語的特點，正確翻譯此類專業文本是非常重要的。鑒于“詞句”從來都是依附文本而存在的事實，本文試圖從典型句子以及語法方面入手，歸納總結出一些特點。

1.詞匯特征

農林英語詞匯既屬于科技詞匯又屬于專門用途英語詞匯。鑒于其雙從屬性，其構成方法除了固定的專有名詞及縮略語以外，主要是通過合成、復合、派生等構詞手法組成新詞。表現為以下特征：

①主要應用農林專業領域；該類詞匯在日常生活中及公共場合并不常見；如：Carbon sink碳匯；

②主要應用于農業方面研究的專業用語；如：Mulberry Silk桑蠶絲；

③主要應用于林業方面研究的專業用語；如：Allowable Annual Cut年度允許采伐量；

在此基礎上，更多把握農林科技英語的詞匯范圍、常用構詞手法、特有的縮略語表達等，了解各類詞綴含義，了解普通詞匯在農林學英語中的專業含義獲得詞匯科學分析能力和綜合詞匯能力是十分必要的。

1.1縮略語

在農林專業英語文章中，縮略語的應用是非常普遍的，常見的如

LIFDC：（Low Income Food Deficit Countries）低收入缺糧國家；三農：Farmers，Rural Areas，Agriculture Production；一些與農學相關的學位職稱和政策名詞縮寫：AE：（Agricultural Engineer）農業工程師；AD：（Agriculture Decisions）《農業決策》；

林業方面常見的縮略詞匯：SM：Soil Mechanics）土壤力學；API：Air Pollution Index）空氣污染指數；一些與林學相關的學位職稱和政策名詞縮寫：BF：（Bachelor of Forestry）森林學士；AA：Action Area）預定自然保護區等。

1.2構詞

在一些農林英語文章中會遇到一些有常見的名詞構成的新詞匯。這種新詞或是派生出來的或是通過增加前后綴復合而成。以下為具體例子：

派生詞：旱生植物：Xerophyte；水生植物：Hydrophyte耐鹽堿植物saline-alkali tolerant plan；

復合詞如：針葉植物：needle-leaved plant；抗風植物：wind-resistant plant；溫室覆蓋：greenhouse covering；也有一些專業術語是通過詞的曲折變化而形成的新詞，如：混交林：mixed woodland；混合林：mixed forest；花壇植物：Bedding plant等。

1.3一般詞匯的專業用法

有些詞匯在普通的英語文章中用的是常用意義而在專業英語中則需要用專業術語翻譯。比如：infant，常見詞義為“嬰兒的、幼兒的”，其法律術語為“未成年的”，而用在農科和生物學上時則譯為“未成熟的”，如infant fruit 未成熟 的果實）；“canopy” 的普通詞義是“罩蓋、天篷”等，但在林學上的意思是“樹冠、冠層”；“hill 或 hills） ”的普通詞義是 “小山、丘陵、岡巒、土堆”等，但在農科和生物學上則譯為“成堆種植的作物、穴”[1]。

也有一些詞匯在固定搭配中出現時則翻譯成另外一種意思，如：agent常見用法為“，機構”，在“Biological agent”則翻譯為生物因子；Chronic常見用法為“慢性的；慢性病”而在“Chronic hunger”則譯為“長期饑餓”；“Crop failures、Crop residues、Crop rotation”則分別譯為“作物歉收、作物秸稈、作物輪種”；再如conservation agriculture 保護性農業；Breeding cycle 生殖周期等。

2.句子順序的調整

無論是在專業領域英語文章的翻譯還是一般公共英語的翻譯時都會涉及到句序調整的問題。處理這類文章段落的翻譯時，使用的方法包括定語后置、賓語前置、倒裝正譯、主動變被動等，其目的都是為了使譯文既符合專業領域要求又漢語閱讀習慣。

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.

譯文：美國珀杜大學提供的對防止紫外線B輻射的樹木保護的估測方法可能會對社區的建立和皮膚癌的發病率產生影響。

在本句中，Purdue University method 是主語，to estimate 引導的不定時從句在原文是method 的后置定語，翻譯時為了符合漢語習慣，調整順序，將其前置。

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.

譯文：堆肥可以將有機廢物變成一種比較有利于環境的形式并使一些廢棄物免于被焚燒，因此堆肥是廢物處理的一種可選擇的方法。

在后半句中，composting can be adopted as alterative waste management practice原為被動，直譯過來為“堆肥被認為是一種可選擇的方法”；在翻譯時為了是文本更貼近讀者閱讀習慣也為了突出重點將被動翻譯成主動。

3.長句翻譯

在英語文章中長句是經常出現的。長句也分為兩種復雜長句和簡單長句。農林專業英語屬于信息類文本，故較多使用長句，修飾成分復雜多包涵介詞短語、不定式短語以及各種從句。翻譯長句時可采用順譯、倒譯、綜合、拆分等方法。以下案例選自21世紀農業科學專業英語――《農業經濟管理英語》一書中。

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.

該句是復雜長句。句中的主語是the old open field manors、tillage land、commous；were replanned 是謂語；that引導的從句作先行詞size的后置定語；同時該句中將名詞短語with the subjects of譯成動詞短語以達到突出強調的目的。所以在翻譯時劃清句中的斜體部分主謂賓成分之后綜合分析主干詞語后各成分所起的作用，綜合譯出譯文。

譯文：此外，為了增加產量和提高效率，英國東部和中部無籬笆墻的古老莊園及其分散的長條耕地和貧瘠的公地也被重新加以規劃。這些耕地或公地都被圍上了籬笆從而變為規模適合進行經濟生產的農業單位。

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.

該句是簡單長句。在本句中，Ecology是主語；主語的修飾成分雖然很長但其表達順序與漢語表達類似。所以對于這種類型的句子就可以采取拆分法將原文拆分成幾個簡單小句，順序翻譯。

譯文：生態學，從詞義上講就是指對動植物機器所處環境的研究一門學科。它是為了闡明某一群落的所有不同成員之間的這些相互關系和建立對作為這一整體的該群落的理解。

4.結論

科技英語用于自然科學和社會科學的學術著作、論文、研究報告的撰寫，用于報道科技動態、科研成果，描述生產過程、專業產品說明書等，有著語言客觀、嚴謹、規范、語氣正式、文體質樸、專業術語強等特點[2]。

了解專業英語的特點，掌握專業術語對于農林專業的學生來說不但對其進行專業知識的學習能夠提供幫助而且會提高其專業文獻的閱讀能力，同時對其以后研究生階段的科研能力也也是大有裨益。因此，作為專業翻譯人員，在掌握了一定的翻譯理論和足夠量的詞匯之后，充分利用已經掌握的專業知識同時結合公共英語的分析方法、專業領域英語的特點，理解、掌握相關專業詞匯進行準確而地道的翻譯是每個譯員必備的能力。（作者單位：北京林業大學外語學院）

參考文獻：

[1]姚婭萍，徐亞萍.農林院校學生英語翻譯能力培養的研究.浙江林學院學報，200103）：319-321.

第5篇：農業工程師論文范文

關鍵詞 智慧農業；物聯網；物聯網架構；發展現狀；問題

中圖分類號 F49 文獻標識碼 A 文章編號 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

智慧農業是我國近幾年根據農業的發展而新產生的一個概念，就是在傳統農業的基礎上應用物聯網技術，充分利用傳感器和其他平臺軟件對農業生產生活進行監測和控制。由于我國農業已經步入由傳統農業向現代化農業發展的階段，越來越多的現代化智能技術融入到農業中，而物聯網技術則是智慧農業的主要支撐技術，我們越來越多地感受到智慧農業給我們帶來的便捷、高產和優質，這是我國未來農業發展的一個主要趨勢。

1 物聯網與智慧農業

1.1 物聯網

物聯網[1]（internet of things）定義的核心和基礎仍然是互聯網，主要是將物品與物品之間用互聯網進行連接，所使用的技術包括智能感知識別技術、普適計算等通信感知技術，簡而言之，就是利用互聯網等通信技術實現遠程管理控制的智能化網絡，從而更好地將物與物、人與物進行連接，可以說物聯網是互聯網的延伸，在兼容了互聯網所有的應用后，同時又具有自己的私有化和個性化。農業物聯網是將物聯網技術與農業相結合，是將其具體應用在農產品生產、經營、管理、服務的整個產業鏈當中，即將農產品與農產品之間的信息應用現代智能感知技術進行采集測定，然后將收集到的信息數據進行識別處理，再傳到操作終端，實現智能化控制[2]。物聯網在農業生產中的具體應用就是通過在農業生產中安裝各類傳感器，如溫度傳感器、濕度傳感器等，通過數據連接，將無線傳感網絡、電信網、互聯網進行集成，實現農業生產信息在各個環節的傳輸，最后將大量農業生產信息進行整理融合，由操作終端實現對農業生產的過程監控，進而實現現代化農業生產高產、高效、集約的目標。

1.2 智慧農業

智慧農業即在傳統農業的基礎上應用物聯網技術，充分利用傳感器和其他平臺軟件對農業生產生活進行監測和控制，使農業系統不再像傳統農業一樣封閉，而是具有“智慧”，智慧農業不僅可以進行基本的感知、控制和管理，更是擴展到了電子商務、食品溯源防偽、農業休閑旅游、農業信息服務等方面的內容，物聯網技術可以說是智慧農業的基礎[3]。

2 智慧農業物聯網架構

2.1 信息感知層

顧名思義，感知層相對于物聯網而言，類似于人類的感覺器官，主要是用于識別物體并進行信息采集。信息感知層通過采用先進的傳感技術，即利用溫度、濕度、光照、風速等各種傳感器，得到農業生產過程中的精細化信息，如設施內溫度、濕度、光照情況、CO2濃度、土壤濕度、營養液濃度等信息，是對植物生長狀況進行判定的基礎[4]。

2.2 信息傳輸層

信息傳輸層由互聯網、云計算平臺、移動通信網、無線傳感器網絡等組成，主要負責傳遞和處理感知層獲取的信息，也是物聯網的中樞環節。信息傳輸層主要作用就是將信息感知層獲取的數據以多種通信協議向局域網或廣域網。其中應用較多的為無線傳感網絡。無線傳感器網絡[5]通過無線通信方式自行組網，對網絡覆蓋區域中的對象的動態信息進行采集，并進一步計算處理。由于其監控效率高，且具有成本低的有點，因而在農業領域的信息采集工作中應用廣泛。

2.3 信息應用層

信息應用層通過對數據進行科學處理而制定相應的管理決策，從而實現對農業生產過程的控制。例如利用無線傳感器網絡獲取作物生長環境的溫濕度、光照強度等信息，并對各類信息進行分析，依據制定的管理策略，與傳動機構進行通訊，控制傳動機構，進行自動灌溉、施肥、加溫、控光等，同時對異常信息自動報警[6]。

3 智慧農業物聯網技術分析

3.1 信息感知技術

物聯網技術是智慧農業的基礎，而信息感知技術又是物聯網技術的基礎，信息感知技術是整個智慧農業中最基礎的環節。該技術包括射頻識別技術、全球定位系統技術、農業傳感器技術、遙感技術等。

3.1.1 射頻識別技術。射頻識別技術是一種利用射頻通信實現的非接觸式自動識別技術，該技術與互聯網、通訊等技術相結合，可實現全球范圍內的物品跟蹤與信息共享。射頻識別技術在食品行業中主要應用于食品的跟蹤和溯源。應用射頻識別技術系統可確保食品供應鏈的高質量數據交流，可確保食品源的清晰，實現產品追蹤，從而實現質量監控和追溯[7]。同時，射頻識別技術與傳感器技術相結合，可以感知食品加工和儲藏過程中環境的狀態信息，因為環境因素對食品品質影響很大，記錄分析這些因素就顯得十分重要。利用無線通信技術可以方便地把這些狀態信息及其變化傳遞出來。

3.1.2 全球定位系統技術。全球定位系統（global positioning system，GPS）是美國從20世紀70年代開始研制，在1994年全面建成，可以在海陸空的三維空間中進行全方位的導航和定位。全球定位系統技術的定位定時功能能夠實現對農田具體生產狀況的跟蹤與描述，同時輔助農業機械將農作物肥料等定點運送并噴灑到準確的位置[8]。

3.1.3 農業傳感器技術。農業傳感器技術是農業物聯網的核心，主要用于采集各類農業信息，包括空氣溫度、濕度等環境指標參數，畜禽養殖業中的有害氣體含量，種植業中的光、溫、水、肥、氣等參數，以及水產養殖業中的酸堿度、氨氮、溶解氧、濁度、電導率等參數。

3.1.4 遙感技術。遙感技術從不同高度的平臺上，使用不同的傳感器，對地球表層各類地物的電磁波譜信息進行收集，并進行分析處理。遙感技術利用地面目標反射或輻射電磁波的固有特性，通過觀察目標的電磁波信息以達到獲取目標的幾何信息和物理屬性的目的。在智慧農業采集地面空間分布的地物光譜反射或輻射信息，實施全面監測，同時根據光譜信息，進行空間的定性與定位分析，從而提供大量的田間時空變化信息[9]。

3.2 信息傳輸技術

農業信息感知技術在智慧農業中運用最廣泛的是無線傳感網絡。無線傳感網絡[10]采用無線通信方式，由部署在監測區域內大量的傳感器節點組成，負責感知、采集和處理網絡覆蓋區域中被感知對象的信息。藍牙（bluetooth）[11]是一種短距離無線通信技術規范 ，能夠實現數據和語音通信，藍牙通信帶寬為lMb/s，一個“藍牙”主設備最多同時與7個其他的“藍牙”設備通信，支持點對點和點對多的連接，使用靈活的無基站組網方式。目前主要的應用場景有數碼相機圖像傳輸，計算機、手機等的交互會議，耳機、游戲機等的電子娛樂產品等，汽車產品等。Wi-Fi（wireless fidelity）是IEEE定義的無線網絡通信的工業標準（IEEE802.11），主要特點是可靠性高、速度快，在開放的環境通信距離達到300 m以上，在相對封閉的環境里通信距離在100 m。組網靈活、成本低、可移動性好，與現有的有線以太網絡非常容易整合。但是其明顯的缺點是信號強度影響其穩定性，抗干擾性不好，且設備的功耗非常高。目前，Wi-Fi應用在如手機、PAD等的便攜式電子產品中，有效解決校園網或辦公室無線局域網的無線接入問題[12]。

3.3 信息應用技術

信息處理技術是物聯網技術的最后環節，也是智慧農業實現自動控制的基礎，應用的技術有云計算、決策支持系統、專家系統、地理信息系統、智能控制技術等技術。

3.3.1 云計算。云計算指將計算任務分布在資源池上，使應用系統實現根據需要獲取存儲空間及軟件服務。面對智慧農業中的大量數據，云計算可以實現信息存儲資源和計算能力的分布式共享，超級強大的信息處理能力同時也為大量信息提供支撐[13]。

我國近年來開展云計算對于農業生產的應用，在農業相關領域的應用都有研究。目前農業云體驗平臺包括農業信息智能搜索與服務平臺和綠云格平臺，通過這2個平臺能夠實現農業市場信息和實用技術的準確獲取與分析，為農業主管部門、企業及農戶個人提供個性化檢索，同時提供全方位的農業生產環境遠程管理服務[14-18]。

3.3.2 決策支持系統。決策支持系統以人機交互方式進行半結構化或非結構化決策。農業決策支持系統在農業節水灌溉優化、大型養雞廠管理、小麥栽培、飼料配方優化設計、農機化信息管理、土壤信息系統管理上進行了廣泛應用研究[19]。農業決策支持系統可對地方農業生產過程進行分析和模擬，預測不同決策方案的效果與效益， 從而優化農業生產決策。目前決策支持系統技術在農業結構優化、產量預測及潛力分析、確定農業投資規模等方面得到廣泛應用[20]。

3.3.3 專家系統。專家系統模擬人類專家解決各種復雜的實際問題，具有與專家水平解決問題的能力。該系統在利用農業專家多年積累的知識與經驗的基礎上，對需要解決的農業問題進行分析判斷，提出決策，使計算機在農業生產中起到人類農業專家的作用[17]。例如專家系統在榨菜病蟲害防治中的應用，為農戶和科技人員提供了病蟲害信息交流平臺，為菜農提供了病蟲害防治的科學指導，現實意義顯著[18]。

3.3.4 地理信息系統。地理信息系統主要用于建立自然條件、生產條件、土壤數據、作物病蟲草害發展趨勢、作物產量等的空間信息數據庫，為分析差異性和實施調控提供處方決策方案[15]。利用地理信息系統進行土壤適宜性評價就是將土壤質地、類型、氮磷鉀含量、有機質含量等土地數據進行整合，并賦予權重，再進行分析運算，生成土壤適宜性評價圖，也可建立數學模型，實現土地適宜性的分級[16]。

3.3.5 智能控制技術。智能控制技術主要用來解決用傳統方法無法順利解決的復雜問題。目前智能控制技術的主要研究方向包括神經網絡控制、模糊控制、綜合智能控制技術，并在設施園藝、大田種植、畜禽養殖等方面得到初步應用[20]。比如，用神經網絡分析甜瓜質量的物理測量指標與人們感官對甜瓜香味、甜度、酸度、組織結構、水分等質量指標的相關關系，來預測甜瓜質量。將實測物理標與人的感官分類聯系起來，對食品質量進行預測，在食品工業中有很重要的意義。

4 智慧農業物聯網技術應用現狀

4.1 傳感器在溫室中的應用

為了提高農作物的產量和質量，優化作物品種，使作物的生長不受或少受季節的影響，現代化設施農業快速發展，它的主要發展形勢是溫室大棚，相配套的溫室栽培技術也得到了廣泛的關注和應用。該種技術主要是利用對溫度、濕度、光照、噴灌量、通風等影響因素的測量和控制，實現對作物生長的精準控制。

在此過程中，對各類參數的測定采集尤為重要。主要是采用溫度、濕度、光照、CO2、土壤濕度、土壤養分等各類傳感器檢測農業環境中的各項物理量參數，并根據生產控制策略，實現生產自動控制，保證農作物有一個良好的、適宜的生長環境[21]。

4.2 傳感器在自動化農業機械中的應用

由于農業現代化的快速發展，對農業機械精度的要求也越來越高，對于機械各部分強度的測量也就尤為重要。例如，應用傳感器技術測定農機的性能指標及零部件的結構強度；用應變式傳感器測定犁體的阻力，為犁體曲面設計提供科學依據；播種機上安裝的光電傳感器可隨時監測機器是否堵塞，保證農作物出苗率；自動灌溉裝置中土壤溫度、濕度傳感器的使用，在保證農作物灌溉用水的同時實現節約用水[22]。

4.3 遙感技術在農業中的應用

遙感技術是一種現代測量技術，它是通過非接觸、少破壞的方法對農林業等方面信息進行測定獲取，它可以測定農作物品種的分布區域、植物品種的分類、土地肥沃程度、植物生長情況、植物受災情況等，然后通過遙感所獲得的信息來確定最合適的種植和最適度的施肥，這也就在一定程度上控制了農藥化肥的不合理使用，防止了環境污染，從而獲得更高的效益[23]。

5 智慧農業物聯網技術存在的問題

農業物聯網是一項創新型現代化信息集成技術，正在不斷改變著我國傳統農業的面貌，即便如此，農業物聯網也遇到了一定的問題[24]。

5.1 物聯網設備概念性產品多于實際應用性產品

我國農業物聯網設備主要產自高校院所的實驗室，很多都是學生們研究出的概念性產品，實際應用推廣并不高，且實驗室理論研究與農業實際應用差異較大。

5.2 不計成本的示范對農業物聯網的推廣并沒有實際價值

物聯網技術雖然說是在農業中要進行普遍推廣，但更多的注重試點示范而不看重經濟指標，尚無法實現大規模商業化應用，實際價值不大。由于我國農業仍處于弱勢地位，物聯網在我國農業領域的應用受限，發展初期同時受到資金的限制。

5.3 資金投入回報周期長，不利于物聯網推廣

農業物聯網基礎設施建設具有一次性投入大、回報周期長的特點。在農業整體比較效益低、以小農戶分散經營為主的情況下，很多物聯網設備因價格偏高很難大面積推廣。

5.4 傳感器的缺乏

目前我國農用傳感器種類較少，主要集中在溫度和濕度監測方面，對其他農業生產環境因子的監測傳感器嚴重不足，對生物本體的感知傳感器則更少。同時，國產傳感器性能不穩定，監測數據的準確性不足，且器材壽命較短[25]。

6 結語

智慧農業是我國未來農業發展的主要趨勢，是未來農業的發展方向，隨著信息技術的進一步發展，物聯網技術會得到更大范圍的應用。現在，已經可以看到物聯網技術為智慧農業帶來更多智能化和信息化，而現在要做的就是提升農業物聯網的自主創新能力，加快低成本、高可靠性、使用期限長的傳感器開發，加強 Zig-Bee技術等新型無線傳輸技術在農業上的應用研究，提升專家系統等智能決策系統的實用性和可靠性，通過單項技術突破與多項技術集成應用并舉，加快技術研發應用步伐，使基于物聯網的智慧農業可以在農村地區大范圍使用，這是我國未來農業的趨勢和目標。

7 參考文獻

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第6篇：農業工程師論文范文

整個系統結構如圖2.1所示?？刂葡到y選用永磁感應子式步進電機作為自動變量施肥的執行部分。步進電機工作原理是每接收一個脈沖，步進電機就轉過一個角度，在扭矩允許的范圍內，不會因為扭矩的變化而失步；可以避免液壓馬達或直流電機驅動需要使用減速裝置，便于進行控制，簡化了系統，對于控制機構的穩定性和田間作業環境都是有利的。永磁感應子式步進電機同時兼有磁阻式和永磁式兩種步進電機的優點，具有體積小、驅動電流和功耗小、保持力矩大、運行頻率高、在繞組不通電的情況下具有定位轉矩等特點。該電機還具有很好的內部阻尼特性，無低頻共振現象，運行平穩、噪音低、可靠性高、壽命長等優點，是理想的自動控制系統終端執行元件。

SHAPE \* MERGEFORMAT

13　0BYG428永磁感應子式步進電機的主要技術參數：

步距角：

1.50（四相四拍）/0.750（四相八拍）

相數：

4相

每相靜態電流： 8A

最大靜力矩：

28N.m

空載啟動頻率： 1000Hz

空載運行頻率： 7000Hz

步進電機的電源驅動器具有脈沖分配器和功率放大電路，控制器輸出的變頻脈沖信號經過電源驅動器的脈沖分配和功率驅動，控制步進電機的轉速。

自動工作模式下DGPS接收裝置采用美國Trimble公司【47】生產的AgGPS農用全球定位系統，實現對機具位置和速度信息的獲取。

手動工作模式下，機具前進速度通過靜電電容式接近開關傳感器獲得。上海巨龍電子股份有限公司生產的靜電電容式接近開關傳感器，具有定位精度高、防水、耐震、反應速度快，以及抗干擾性強、密封性能好、穩定可靠、安裝方便、使用壽命長，能在濕度大、溫度高及其它惡劣環境下工作等特點。

自動變量施肥控制系統中，步進電機電源驅動器需要80V電壓。將一個12V的蓄電池通過逆變器將電源轉變為220V交流電，然后通過變壓器可以得到80V電壓。也可以將電源線直接連接到拖拉機的發電機上，得到控制系統所需電源。DGPS接收機需要12V的直流電源，直接連接到一個蓄電池即可?？刂破餍枰碾妷簽?V的直流電壓，自動變量施肥機的工作環境屬于田間作業，沒有直接的5V電壓可以利用。在電路中使用變壓模塊可以直接把12V直流電壓轉換為5V，提供給控制器的硬件電路使用。

2.4系統功能

變量施肥機有手動和自動兩種工作方式【4】。

在自動工作方式變量施肥作業時，控制系統實現如下工作：

(1)

單片機初始化時讀取存儲在單片機中或IC卡中的農田參數和排肥器標定參數；

(2)

單片機從RS-232串口讀取DGPS信號，提取施肥機實時位置和速度信息；

(3)

通過對網格的識別計算判斷施肥機所在的施肥網格編號，根據施肥網格編號查詢相應的施肥量；

(4)

根據排肥器標定參數、施肥量及施肥機前進速度計算所需的步進電機轉速；

(5)

計算控制頻率值并輸出，通過控制步進電機轉速來改變排肥軸轉速，達到變量施肥的目的；

(6)

顯示施肥網格和施肥量，報警等。

在手動工作方式變量施肥作業時，控制系統實現如下功能：

(1)

單片機初始化時讀取存儲在單片機中或IC卡中的排肥器標定參數；

(2)

讀取地輪轉速傳感器的脈沖值，計算施肥機前進速度；

(3)

讀取鍵盤輸入的施肥量；

(4)

根據排肥器標定參數、施肥量及施肥機前進速度計算所的需步進電機轉速；

(5)

計算控制頻率值并輸出，通過控制步進電機轉速來改變排肥軸轉速，達到變量施肥的目的；

(6)

顯示拖拉機前進速度和施肥量，報警等。

第三章 硬件設計

3.1 微處理器

控制器中的核心是Atmel公司生產的AT89C55WD單片機。它是一種低功耗、低電壓、高性能的8位單片機，片內帶有一個20K字節的電擦除可編程只讀存儲器和256字節的數據存儲器；有32個可編程I/O口，三個16位定時/計數器，8個中斷源，全雙工串行口，片內振蕩器及時鐘電路。它采用了CMOS工藝和Atmel公司的高密度非易失性存儲器技術，而且其輸出引腳和指令系統都與MCS-51兼容?？蛇M行1000次讀寫和擦除，工作電壓在4~5.5V之間【11】。在系統中AT89C55WD單片機完成的功能主要有：DGPS信號接收、網格識別計算、施肥量查詢、按鍵處理、電機轉速計算和顯示等任務。

在DGPS接收機工作時，因為單片機AT89C55WD能夠接受處理的是TTL電平信號，需要將RS232電平與TTL電平轉換，利用MAX232S芯片實現單片機與DGPS接收機的通訊電平轉換。

3.2 Trimble AgGPS 132 差分接收機

GPS 信號接收機是一種能夠接收、跟蹤、變換和測量GPS 信號的衛星信號節后設備。它對所接收到的GPS 信號進行放大、變換和處理，以便測量出GPS 信號從衛星到接收天線的傳播時間，解譯出GPS 衛星所發送的導航電文，實時地計算出三維位置、速度和時間。在作業過程中，使用者通過GPS信號接收機面板上的控制鍵盤，可以從視屏顯示窗上讀取所要求的數據和信息，數據接口一般均為通用接口，如數據傳輸接口為RS-232C.。

Trimble AgGPS 132 差分接收機具有亞米級差分改正精度，易于安裝，并可以連接包括產量監視器、可調速率播種機、應用控制器及便攜田間計算機在內的多種精確農業機械，是適合精確農業中使用的差分GPS接收機。

Trimble AgGPS 132 差分GPS 接收機采用了The Choice 技術。該技術將一個GPS 接收機、一個信標差分接收機和一個衛星差分接收機集成在同一外殼內。這些接收機通過一根電纜公用一個組合天線。這一配置極大地提高了差分GPS 改正的精度、可靠性和可用性。

這種接收機可輸出工業標準的NMEA- 0183 電文。用戶可選的輸出包括位置、速度、導航和狀態信息。標準配置的接收機每秒輸出一次位置，時延很短。對于在快速運動車輛的應用，AgGPS 132 可選擇每秒輸出十次位置，時延小于100 毫秒。

AgGPS 132 接收機有兩個RS232 串口，利用其中之一可以向本控制系統傳送位置信息。RS-232C 有9 條信號線（DB9 口）。本系統中使MAX232芯片將GPS 串口與89C55WD 連接起來。GPS 信號通過RS-232C 串口，經由MAX232 進行電平轉換，傳送到單片機，再經過單片機內部解碼得到當前機具位置信息。MAX232 與RS-232C 串口和單片機之間是通過MAX232 的引腳8（R2 IN）與RS-232C 的引腳2（接收數據）相連，MAX232 的引腳9（R2OUT）與89C55WD 的RXD 相連，引腳10（T2 IN）與89C52 的TXD 相連引腳，7（T2 OUT）與RS-232C 的引腳3（發送數據）相連。串口通訊設定為：1位起始位，8 位數據位，無奇偶校驗位，1 位停止位，波特率為4800bps。

3.3擴展程序存儲器

AT89C4051也是Atmel公司生產的20引腳8位單片機，具有低功耗、低電壓、高性能等特征，片內帶有一個4K字節的電擦除可編程只讀存儲器和128字節的數據存儲器；有15個可編程I/O口，兩個16位定時/計數器，6個中斷源，用于多機通訊的全雙工串行I/O口，片內振蕩器及時鐘電路，工作電壓在2.7~6V之間【50】。

在系統中，AT89C4051的作用是通過自身的定時/計數器T0每秒接收一次接近開關傳感器或角度—數字編碼器的脈沖信號，經過計算轉化為機具前進速度值并將其通過三態緩沖器74ALS244傳輸給主機。

3.4鍵盤

本系統設計有兩種輸入施肥量信號的方式，一種是由自動控制系統從IC 卡讀取，另一種是由鍵盤輸入。因為鍵盤只需要輸入數字，因此選用了4×4鍵盤，并選用Intel8279 芯片作為與單片機AT89C55WD 的接口芯片。

利用8279的8根數據線直接與AT89C55WD的P0口連接實現鍵盤的接口。8279可實現對鍵盤的自動掃描，并能識別鍵盤上閉合鍵的鍵號。不僅可以節省CPU對鍵盤的操作時間，減輕負擔，而且編程簡單，不會出現誤動作。

在接收不到GPS信號或不需要自動控制的情況下，用于手動施肥控制模式。施肥量通過按鍵輸入，并傳送給主機處理。

Intel8279 是一種通用的可編程序的鍵盤、顯示接口器件，單片器件就能夠完成鍵盤輸入和LED 顯示控制兩種功能。但是，由于本系統的顯示部分是由液晶顯示器件完成，因此只使用Intel8279 通用可編程的鍵盤接口部分。Intel8279 鍵盤部分提供一種掃描的工作方式，可以和具有64 個觸點的鍵控陣列相連接，也可以與傳感器陣列相連。能自動消振（去抖動毛刺）和實現雙鍵同時下按保護或n 鍵同時下按保護。

本系統選用4×4 薄膜開關鍵盤作為人機接口，本系統中Intel8279 掃描計數器設定為內部譯碼方式，SL0～SL3 輸出信號直接作為鍵盤、顯示器的掃描信號。查詢反饋輸入線由RL0～RL4 提供，在8279內部有提升電路，當某一開關沒有閉合時，對應一條引線被拉成高電平，當閉合時，則被開關鎖成低電平。

3.5 IC卡

AT24CXX 系列IC 卡是美國ATMEL 公司生產的存儲式IC 卡，產品型號有AT2401/02/08/16/32/64，卡片存儲容量分別有1kbits/2kbits/4kbits/8kbits/16kbits/32kbits/64kbits，工作頻率為1MHz(5V)，1MHz(2.7V)，400KHz(1.8V)；工作電壓為5V 士10%，根據要求最低可至1.8V；Icc 電流最大為1 mA，寫最大為3mA；雙線串行接口，雙向數據傳送，支持ISO/IEC7816—3 同步協議，寫/擦除次數>1，000，000 次，數據保存期>100 年；工作溫度為0-70℃，它是目前國內使用最多的IC 卡之一。這幾個型號的IC 卡是一種不具備加密功能的EEPROM 卡，它們的使用方法與EEPROM 完全相同，存儲結構簡單，只有讀寫兩種操作功能，主要用于存放一些保密性要求不高的數據。

本系統存儲施肥量選用的存儲器是AT24C16。 單片機對IC 卡進行讀/寫操作，讀取IC 卡存儲的數據。應用設計中，IC 卡的SCL 引腳接到89C55WD 的P1.3引腳，IC 卡的SDA 引腳接AT89C55WD 的P1.4 引腳，將IC 卡座上接有彈簧片的觸點接到AT89C55WD 的外部終端0 引腳上。當插入卡片時，就會產生中斷。也可以直接將決策出來的施肥量存儲到AT89C55WD中。

3.6 脈沖發生器

MSM8253是一種用于微機系統的可編程定時/計數器， 其中包含3個獨立的定時/計數器。用于接收AT89C55WD發出的不同電機轉速對應的頻率設定值，然后按一定的頻率從Out1引腳輸出。由于步進電機驅動電源有脈沖分配器和功率放大電路，所以，控制口的輸出僅為單路脈沖信號。此信號經過步進電機驅動電源的脈沖分配和功率放大，控制步進電機工作。

3.7液晶顯示器

液晶顯示器是一種極低功耗顯示器，其應用特別廣泛。液晶顯示器的驅動方式由電極引線的選擇方式確定，因此，在選擇好液晶顯示器之后，用戶無法改變驅動方式。

本系統選用10 位多功能通用型8 段式液晶顯示模LCM103，可實時顯示施肥網格名稱和該網格的施肥量，也可根據需要顯示速度值和施肥量，以便進行觀察監測。它內含看門狗（WDT）/時鐘發生器，2 種頻率的蜂鳴驅動電路，內置顯示RAM，可顯示任意字段筆劃，3～4 線串行接口，可與任何單片機、接口IC 接口，低功耗特性。顯示狀態50Μa(典型值)，省電模式

“手動/自動”模式的轉換通過對AT89C55WD單片機P3.5引腳高低電平的切換來實現，低電平表示手動控制模式，高電平表示自動控制模式。

為了實現對排肥量的自動監測，系統需要接收檢測排肥量傳感器傳來的反饋信號，修正輸出脈沖。所以還要給檢測電路預留接口，為實現閉環控制做好準備。

系統還需要能使芯片工作起來的晶振電路和復位電路，晶振選擇12MHz頻率。

通過對系統要求的分析和單片機各個部分工作的分配，設計系統硬件電路原理圖。如圖所示。

第四章 軟件設計

在研制單片機應用系統時，匯編語言是一種常用的軟件工具。它能直接操作硬件，指令的執行速度快。但其指令系統的固有格式受硬件結構的限制很大，且難于編寫與調試，可移植性也差。隨著單片機硬件性能的提高，其工作速度越來越快，因此在編寫單片機應用系統程序時，更著重于程序本身的編寫效率。因此在單片機的開發應用中，已逐漸開始引入高級語言，C語言就是其中的一種。

C語言是一種高級程序設計語言，它提供了十分完備的規范化流程控制結構。C語言具有庫函數豐富、運算速度快、可移植性強、較高的編譯效率及可產生較緊湊的代碼等特點。美國Archimedes公司和Franklin Software公司在九十年代初專門為基于51系列的單片機開發了高級語言工具C51。利用該工具編寫的代碼簡單高效，結構清晰，可以直接實現對系統硬件的控制【12】。尤其是后來不同類型的微處理器及其更新產品的開發工具基本上都支持C語言，使得采用C51語言設計的單片機應用程序易于移植和維護，整個程序應用系統易于調試。

4.1 DGPS數據讀取

當系統處于自動工作模式時，需要通過串口接收DGPS傳輸的信息，用于確定當前施肥機具所處的位置和所具有的速度。

DGPS接收機所發送的數據一般都是標準的NEMA-0183格式，NMEA-0183衛星差分數據主要包括UTC_DATE（日期）、UTC_TIME（時間）、GPS_STATUS（衛星狀態）、DOP（DOP值）、ANT_LAT（緯度）、 ANT_LON（經度）、ANT_HAE（高程）和SPEED（速度），等等。數據采用ANSI標準，以串口非同步方式傳送【14】。

AgGPS132的輸出頻率有1Hz、2Hz、5Hz和10Hz四種，根據實際需要選用頻率為1Hz。這里設定RS－232串口數據通訊協議為：接收波特率為4800bit/s，數據為8bit，無奇偶校驗位，1位開始位，1位停止位。接收到的語句如下：

$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

通過截取$GPGGA語句中的第2、4字段，得到當前施肥機位置信息，截取$GPVTG語句中的第7字段得到當前施肥機速度信息。

當通訊端口初始化完成并打開后，將DGPS數據讀入接收緩沖區，然后判斷緩沖區的字符串，提取位置和速度信息并存到存儲器的特定地址中，再進行數據處理。

由于大多數情況下一個地塊通常不足以跨越一度的距離范圍，所以將位置信息中表示“度”的值舍去，只取表示“分”的值，以減小信息存儲量，提高運算速度。如果出現一個地塊跨越了“1度”范圍的情況，則在程序中將讀到的實時位置信息中表示“分”的值加上常量60，再用于計算。

程序中，通過判斷前綴的方法來識別不同的數據信息，用檢測回車換行符的方法進行分行。提取有用信息的過程是：判斷是否接收到$符號，如果是$符號則接收，到第二個逗號時開始將接收到的緯度前兩位舍棄，只截取后九位字符存到F1H～F9H單元中；接著判斷是否接收到第四個逗號，如果是第四個逗號則開始將接收到的經度前三位舍棄，只截取后九位，其中六位存到FAH~FFH單元中，最后三位存到84H～86H單元中；同樣方法截取速度前4位字符存到94H～97H單元中；判斷是否到回車或換行符，若是回車或換行符則接收完畢。串口中斷接收程序流程如圖4.1所示。

讀取到的經緯度數據代入網格識別公式（2－7）和（2－8）中，算出拖拉機當前所在地塊網格的行號N和列號M，分別存入單元CEH和CFH中，用來進行施肥量的查詢。

4.2查表方式/IC卡存儲

自動變量施肥模式下，施肥量Q以表格的形式寫入單片機或IC卡。根據存儲表格，第N行M列個網格的施肥量查詢公式為：

（4－1）

其中，每個地塊有 個施肥決策數據。

如德惠地塊一共有12行6列網格，即有12行6列個施肥決策數據，每個數據分2列寫入單片機或IC卡，則數據表是12行12列，得NM號網格施肥量為：

（4－2）

將施肥量查出，高位存入D2H，低位存入D3H，代入電機轉速控制公式（2－6）中。

4.3鍵盤處理程序

當系統處于手動施肥模式下時，AT89C55WD單片機的P3.5腳處于高電平，施肥量Q由鍵盤給出。施肥量的百位、十位、個位分別放到BBH、BCH和BDH單元中，鍵的個數放到E3H單元中，然后進行顯示和計算。流程圖如圖4.2所示。

4.4機具前進速度處理

手動施肥模式下，使用AT89c4051外部中斷INT0實現機具速度的處理。T0定時/計數器工作于方式1，用來計接收到的脈沖個數。利用接近開關傳感器測地輪轉速得到機具前進速度公式為：

（4－3）

其中：v－機具前進速度（km/h）；

D－地輪直徑（m）；

z－地輪每轉脈沖數（個/轉）；

p－每秒傳感器得到的脈沖數（個/秒）。

把每秒接收到的脈沖數存到4CH單元中，代入公式（4－3），得到機具前進速度值，存到48H單元中。然后主機經過譯碼器讀速度值并存到D1H單元，將其代入式（2－6）中，用于計算控制電機轉速。傳感器子程序流程如圖4.3所示。

通過對整個系統流程和各個功能塊程序的分析，得到主程序流程圖如圖4.4所示。

第五章 調試環境

單片機在應用之前，必須按照相應的硬件對其進行編程后才能使用。編程調試的過程就是開發過程，需要有仿真器和編程器才能進行。仿真器分軟件仿真器和硬件仿真器兩種。硬件仿真器是開發調試的利器，軟件仿真可以起到輔助調試的作用。軟件仿真調試好后，還需固化后才能使用。

軟件開發環境是Windows2000/XP下使用南京偉福E6000軟件仿真器，它是集成了編緝器、編譯器、調試器的調試環境。有眾多強大軟硬件調試手段，包括邏輯分析儀、跟蹤器、邏輯筆、波形發生器、影子存儲器、記時器、程序時效分析、數據時效分析、硬件測試儀、事件觸發器等。支持匯編、C、PL/M源程序混合調試、軟件模擬及項目管理等。

Wave6000編譯器是可以對80C51系列單片機進行C語言編譯，使用它可以縮短開發周期，降低開發成本，而且開發出的系統易于維護，可靠性高，可移植性好，即使在代碼的使用效率上，也完全可以和匯編語言相比。硬件支持包括：南京偉福E6000硬件仿真器、北京潤飛機電公司產的RF-810智能型通用編程器及編程軟件、深圳澳漢R&W讀卡器等。

第六章 總結與展望

變量施肥技術是精確農業技術的重要組成部分，對發展符合我國國情的變量施肥技術和實現農業可持續發展具有重要的理論意義和實用價值。本文在前人的研究基礎上，借鑒國內外發展經驗，結合吉林省科技基金等項目，以實現自動變量施肥作業的控制方法為研究對象，以自動變量施肥控制系統設計與地塊網格識別和施肥機田間工作狀態模擬為研究內容，進行自動變量施肥試驗與示范。論文的主要研究工作和結論可以概括為：

(1)

分析影響施肥的主要因素和施肥控制原理，確定了自動變量施肥步進電機轉速控制模型： ，確定變量施肥控制系統采用手動和自動兩種控制方式。

(2)

分析了控制系統輸入和輸出條件，設計單片機硬件系統作為自動變量施肥執行機構的控制器。硬件電路主要包括DGPS信號接收、速度傳感器信號接收、鍵盤接收、IC卡接口、控制輸出、顯示及報警等部分。經過試驗驗證，系統穩定、可靠，達到使用要求。

(3)

使用單片機開發的高級語言工具C51編寫控制程序，實現了自動模式下對DGPS位置和速度信息的提取，完成對地塊網格的正確識別和施肥量的查詢，控制輸出實現自動變量施肥；手動模式下實現了對地輪轉速傳感器脈沖信號和鍵盤值的讀取與處理，控制輸出頻率，實現手動變量施肥。程序具有簡單高效、結構清晰和一定的通用性等特點。

(4)

通過計算機與控制系統的通信，為控制系統提供地塊和模擬DGPS信號，實現控制系統對地塊網格的識別和控制模擬。縮短系統開發和實驗周期，同時為使用計算機直接控制變量投入等后續研究工作提供了思路，奠定了基礎。

本文研究是基于地圖的自動變量施肥控制，系統的穩定性也有待進一步提高。隨著傳感器技術和算法的進展，實時監測判斷作物長勢及營養需求一定能達到相當高的精度，從而實現真正意義上的實時自動變量作業。

目前，我國在精確農業技術很多方面處于消化吸收階段，變量施肥的部分技術得到試驗或應用。但是，對于如何結合國內的具體情況，進行變量施肥整個作業流程的設計和規劃，如何把分散的變量施肥相關技術有機地整合在一起，在這方面尚缺乏必要的研究和試驗。精確農業技術的普及推廣在很大程度上依賴于與精確農業有關的機械設備研究，它們是傳統的農業工程技術和現代信息技術結合的有機體。我國發展精確農業必須適應我國國情，既不能完全照搬國外的模式，又不能完全排外。在研究的初期采取采取國外與國內技術相結合的方法，根據我國現有技術及研究水平，組裝研制適合我國田間的變量作業機具，在此基礎上實現外購部件的國產化和產業化，這是降低精確農業各項投入成本的有效途徑。

精確農業在中國的推廣應用必將是一個漫長、漸進的過程，需要全社會相關部門的通力合作。

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