電子技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

雖然農(nóng)業(yè)是世界上最古老和最原始的行業(yè)，但近年來(lái)它被現(xiàn)代技術(shù)完全改變了，尤其是電子技術(shù)。電子產(chǎn)品幾乎在農(nóng)業(yè)科技過(guò)程的每一步中都扮演重要角色，從氣象監(jiān)測(cè)到灌溉到最后收獲的儲(chǔ)存。新的工藝使得食物變得更加多樣化，這對(duì)于日益增長(zhǎng)的全球人口來(lái)說(shuō)非常重要，而且可以全年以較低的價(jià)格供應(yīng)。農(nóng)業(yè)仍然有不可預(yù)測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)，但是技術(shù)正帶來(lái)更多精確性和成功。

GPS/DGPS

John Deere的星火ITC（綜合地形補(bǔ)償）定位接收機(jī)使用了TE的DEUTSCH DT系列線(xiàn)對(duì)線(xiàn)連接器

農(nóng)業(yè)中最重要的進(jìn)步之一是越來(lái)越多使用全球定位系統(tǒng)（GPS）。GPS在農(nóng)業(yè)中最受歡迎的用途是導(dǎo)航設(shè)備、設(shè)備數(shù)據(jù)檢索和自動(dòng)導(dǎo)航。一種特定類(lèi)型的GPS -差分全球定位系統(tǒng)（DGPS）-可允許農(nóng)民將他們的田地成分成小塊，單獨(dú)管理，以確保最佳的生產(chǎn)。

利用DGPS，農(nóng)民可以延長(zhǎng)他們的工作時(shí)間，在能見(jiàn)度低的情況下工作，使用熟練較弱的勞動(dòng)力，減少轉(zhuǎn)移和重疊，這樣既節(jié)省時(shí)間又節(jié)省燃料。能夠精確地引導(dǎo)拖拉機(jī)在同一區(qū)域有效率地作業(yè)，減少機(jī)器壓實(shí)土壤。通過(guò)將DGPS與地理參考產(chǎn)量圖相結(jié)合，農(nóng)民可以精確使用他們的化肥用量和殺蟲(chóng)劑的數(shù)量，這樣可以節(jié)省資金和減少溫室氣體排放，并確定每輪作物的最佳產(chǎn)量。

對(duì)于電子工業(yè)和互連制造商來(lái)說(shuō)，最重要的是，這些GPS和DGPS單元及其相應(yīng)的天線(xiàn)都配備了各種不同的連接器。對(duì)農(nóng)民來(lái)說(shuō)，最重要的是，由于GPS在其他行業(yè)的廣泛使用，安裝這些系統(tǒng)的價(jià)格大幅下降，即使在小型企業(yè)農(nóng)場(chǎng)也能使用。

用于農(nóng)業(yè)應(yīng)用的DGPS單元上的連接器包括：

*USB連接器：標(biāo)準(zhǔn)USB2.0或者加環(huán)保密封外殼

*RS232連接器：九針D-Sub

*射頻連接器：SMA和TNC連接器

*PCB連接器：板到板和存儲(chǔ)模塊

*線(xiàn)對(duì)線(xiàn)連接器

ISOBUS

在農(nóng)業(yè)上一個(gè)主要問(wèn)題是如何很容易地使用不同公司制造的生產(chǎn)工具，而不用更換夾具，顯示器，控制盒等。ISO 11783標(biāo)準(zhǔn)解決了這一問(wèn)題，俗稱(chēng)：ISOBUS，ISO 11783規(guī)定在農(nóng)業(yè)和林業(yè)設(shè)備的電子系統(tǒng)之間的標(biāo)準(zhǔn)，從而能夠相互兼容。如果拖拉機(jī)和工具（如噴霧器或聯(lián)合收割機(jī)），都符合ISO 11783的話(huà)，ISOBUS系統(tǒng)允許拖拉機(jī)的電子控制單元（ECU）通過(guò)CAN總線(xiàn)與外掛工具進(jìn)行信息交流和分享，好像他們?cè)緦儆谕粋€(gè)機(jī)器。

這種一體化的功能使機(jī)器減少多個(gè)控制盒以及不同連接器、適配器等的需要，此功能通過(guò)一個(gè)虛擬終端，能夠控制每一個(gè)ISOBUS兼容工具的使用，這種工具制造商可以不同。雖然ISO 11783已被歐洲幾乎所有的農(nóng)業(yè)設(shè)備制造商采用，但I(xiàn)SO 11783最近才成為美國(guó)生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)。

前ISO BUS產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理，現(xiàn)就任總部位于新澤西州的鮑威爾電子公司(Powell Electronics)的業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理瑞安·穆利根(Ryan Mulligan)表示，“鮑威爾從2006起，即近12年來(lái)，一直在向歐洲輸送符合ISO11783標(biāo)準(zhǔn)化的連接器”。Deutsch集團(tuán)SAS成立于20世紀(jì)30年代末，2012年4月被TE Connectivity收購(gòu)，是首批通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的連接器制造商之一，自2002以來(lái)，一直在向歐洲農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)和農(nóng)具制造商提供符合ISO-11783認(rèn)證的產(chǎn)品。

除了提供即插即用功能，ISOBUS也可以連接到一個(gè)GPS裝置或監(jiān)控模塊上，允許農(nóng)民不僅利用導(dǎo)航，還可監(jiān)控和控制像種子和肥料的用量。

基于CAN總線(xiàn)，其 ISOBUS通信協(xié)議與SAEJ1939-11和J1939-13兼容，SAEJ1939-11和J1939-13是卡車(chē)，客車(chē)，越野車(chē)，特種車(chē)輛，和海上運(yùn)載工具的全球串行數(shù)據(jù)總線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)。與其他ISO規(guī)范一樣，ISO 11783規(guī)定了：

* 物理特性

* 控制和通信的串行數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（CAN2.0B）

* 數(shù)據(jù)處理和文件傳輸

* 網(wǎng)絡(luò)上某些設(shè)備的最小功能

物理特性指ISO箱和三對(duì)不同的連接器，它們都具有不同的功能。ISO箱，主要指箱的連接接口，可以在拖拉機(jī)和農(nóng)具等農(nóng)業(yè)設(shè)備之間傳輸信號(hào)。三對(duì)連接器中的第一個(gè)是由制造商提供的九針圓形連接器，主要有TE和鮑威爾兩大品牌。這些接口安裝在拖拉機(jī)和其他農(nóng)業(yè)設(shè)備的外部后端，并裝有專(zhuān)有PCB，將九針輸入分成兩組4位的連接器用于與拖拉機(jī)內(nèi)部連接。ISO箱與一個(gè)九針插頭連接，主要特點(diǎn)是在意外發(fā)生使連接脫開(kāi)時(shí)防止損壞設(shè)備和工具。

三對(duì)連接器中的第二個(gè)是總線(xiàn)擴(kuò)展（CAB）連接器。該連接器允許附加ISOBUS設(shè)備可添加到現(xiàn)有的總線(xiàn)系統(tǒng)和延伸到農(nóng)場(chǎng)內(nèi)其他設(shè)備的信號(hào)線(xiàn)。也允許虛擬終端的連接。

三對(duì)ISO連接器中的最后一個(gè)，兼容SAEJ1939-13，是一個(gè)九針圓形連接器，通常位于一個(gè)容易接觸到的區(qū)域的設(shè)備如拖拉機(jī)駕駛室。該連接器提供各種關(guān)鍵安全部件和非關(guān)鍵子系統(tǒng)之間的連接，包括：發(fā)動(dòng)機(jī)、制動(dòng)、傳輸、排放和跟蹤系統(tǒng)、數(shù)據(jù)記錄器以及需要為ISO網(wǎng)絡(luò)故障排除和維護(hù)所需的測(cè)試設(shè)備。

TE的DEUTSCH ISO盒和咬合連接器

農(nóng)業(yè)機(jī)器人

Amphenol Sine系統(tǒng)的AT系列圓形診斷連接器，符合J1939/13標(biāo)準(zhǔn)

農(nóng)業(yè)機(jī)器人是農(nóng)業(yè)的另一個(gè)領(lǐng)域，電子部件在其中起著至關(guān)重要的作用。雖然這是一項(xiàng)相當(dāng)新的技術(shù)，但這些機(jī)器人正在迅速普及。為了適應(yīng)勞動(dòng)密集型的工作，比如臨時(shí)用工，執(zhí)行修剪、除草、噴灑農(nóng)藥、澆水和收獲等人工使用頻率很高的工作，機(jī)器人已經(jīng)應(yīng)用在許多地方。雖然農(nóng)業(yè)機(jī)器人的研究和開(kāi)發(fā)大部分都是與各大學(xué)聯(lián)合進(jìn)行的，但有好幾家公司已經(jīng)生產(chǎn)出正在使用或正在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的原型；比如：Vision Robotics Corporation。

智能葡萄園機(jī)器人

位于圣地亞哥的Vision Robotics Corporation開(kāi)發(fā)了一種智能機(jī)器人應(yīng)用在葡萄園，它使用立體掃描相機(jī)掃描整個(gè)葡萄藤，多個(gè)手臂以每分鐘8英尺的速度精確切割葡萄園。在溫和或惡劣的天氣也能夠日夜操作，據(jù)估計(jì)，一個(gè)機(jī)器人可以在4.4小時(shí)內(nèi)修剪一英畝(取決于葡萄密度)葡萄園，這為生產(chǎn)者節(jié)省了50%以上的手工修剪成本。除了智能葡萄園機(jī)器人之外，Vision Robotics Corporation還開(kāi)發(fā)出了專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用來(lái)摘蘋(píng)果和橘子的機(jī)器人。

Molex的CRC（機(jī)械手連接器）連接器

農(nóng)業(yè)機(jī)器人的使用增加了許多連接器的需求，來(lái)確保多功能農(nóng)業(yè)機(jī)器人的有效工作。例如，包括小型工業(yè)圓形和矩形連接器、I/O連接器、RF連接器、通信連接器和PCB連接器等以及多個(gè)立體掃描相機(jī)接口，用于為機(jī)器臂提供信號(hào)和電源，收集、發(fā)送和接收數(shù)據(jù)等。

從全球定位系統(tǒng)到先進(jìn)拖拉機(jī)再到機(jī)器人，各種農(nóng)業(yè)設(shè)備越來(lái)越依賴(lài)大量的連接器，包括：圓形和矩形連接器用來(lái)傳遞電源和信號(hào)，射頻連接器用于中繼信息，PCB連接器，終端塊，絕緣和非絕緣終繼可執(zhí)行多種功能。因此，我們相信在未來(lái)，農(nóng)民甚至可以在辦公室里經(jīng)營(yíng)整個(gè)農(nóng)場(chǎng)。