一种精准农业喷药控制系统的制作方法

本发明涉及农业植保技术领域，具体来说是一种精准农业喷药控制系统。

背景技术：

在农业植保技术领域，目前农业喷药作业传统的做法是把某一片土地的农作物看作是具有遭受病虫害严重程度相同或杂草分布密度相同的对象进行管理，事实上农田里农作物的病虫害或是杂草分布密度都是不同的，常规的喷雾方法容易造成农药的大量流失，并且只有少量农药能喷洒到靶标上。此外，为了达到对农作物病虫害、杂草的防治目的而采用的传统均匀喷雾作业模式，没有喷洒到靶标上的农药容易造成农业环境污染，从而导致生态环境污染。目前，农产品中农药残留的超标、农业土壤和水体的污染大都是由于农药的过量使用造成。因此为了保证精准有效的施药，减少农业污染，需要对农业喷药控制系统进行改进。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决背景农药滥用，造成农药环境污染问题，提供一种精准农业喷药控制系统来解决上述问题。

为了实现上述目的，本的技术方案如下：本公开了一种精准农业喷药控制系统，包括机器视觉对靶单元、给药单元、施药单元与控制反馈单元，所述的机器视觉对靶单元的输出端与控制反馈单元输入端连接，所述的控制反馈单元输出端与施药单元、给药单元的输入端连接，所述的施药单元的输出端与控制反馈单元的输入端连接，所述的给药单元的输出端与施药单元的输入端连接；所述的机器视觉对靶单元包括图像采集卡的照相机和工控机，所述的给药单元包括药箱、过滤器、液泵，所述的施药单元包括电磁阀、步进机、球阀与喷嘴，所述的控制反馈单元包括单片机、压力/流量传感器。

作为优选，所述的控制反馈单元还包括速度传感器。

作为优选，所述的给药单元还包括喷嘴开关控制阀。

本相比现有技术具有以下优点：实现根据作物的有无确定是否喷雾，根据作物面积的大小确定喷雾量的多少；根据农作物所受病虫害的程度进行，实现对不同程度病虫害的农作物的变量施药、精准有针对性的施药，以达到节约农药、有效防治病虫害、保护生态环境的目的从而使资源得到节约、生态环境得到保护，促进了农业方面的可持续发展。

附图说明

图1为本一种精准农业喷药控制系统的结构示意图；

图2为本一种精准农业喷药控制系统的结构示意图

具体实施方式

为使对本的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

如图1所示，本公开了一种精准农业喷药控制系统，包括机器视觉对靶单元、给药单元、施药单元与控制反馈单元，所述的机器视觉对靶单元的输出端与控制反馈单元输入端连接，所述的控制反馈单元输出端与施药单元、给药单元的输入端连接，所述的施药单元的输出端与控制反馈单元的输入端连接，所述的给药单元的输出端与施药单元的输入端连接；所述的机器视觉对靶单元包括图像采集卡的照相机和工控机，所述的给药单元包括药箱、过滤器、液泵，所述的施药单元包括电磁阀、步进机、球阀与喷嘴，所述的控制反馈单元包括单片机、压力/流量传感器。所述的控制反馈单元还包括速度传感器，所述的给药单元还包括喷嘴开关控制阀。

本发明是这样实施的：机器包括机器视觉对靶单元的照相机采集农田作物、杂草或是病虫害情况，传输给工控机，工控机根据预先制定好的算法，对图像进行处理，分析有无需要喷药的有害作物，进一步如果有有害作物，需要计算出喷药面积与喷药量的多少，结合计算分析结果选择适合的喷雾方案，然后再把这一方案传输给控制反馈单元，控制反馈单元的单片机对这一方案进行存储并传输给药单元与施药单元，给药单元直接启动液泵，药物从药箱抽出到达施药单元，由于喷雾方案已经完成，施药单元在控制反馈单元单片机的控制下启动电磁阀，进入自动模式变量喷洒药物模式，步进机控制步进电机驱动器接收到脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的，来带动球阀，通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而完成对球阀开口的精确控制，同时通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而完成对球阀开闭时间的精确控制，通过调节球阀开口的大小，完成对系统各个支路流量大小的调节，达到变量喷雾的效果。施药单元的施药结果还可以反馈到控制反馈单元，以便后续的跟踪检测施药的结果。所述的压力/流量传感器实时检测系统内部的压力/流量，分析是否产生异常情况，判断喷药装置是否正常有效的运行。

进一步的，所述的控制反馈单元还包括速度传感器，检测控制喷药装置的运行速度，调节在所要喷洒药物的农作物区域停留的时间，进一步调节喷洒量。

进一步的，所述的给药单元还包括喷嘴开关控制阀，由于在制定喷洒面积时，会出现在农田的同一水平位置会间隔式的病虫害情况，此时如果关闭某一喷嘴开关控制阀，打开需要喷洒区域上方的喷嘴开关控制阀就可有针对性的有效施药，节约药物用量，避免药物滥用。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种精准农业喷药控制系统，包括机器视觉对靶单元、给药单元、施药单元与控制反馈单元，所述的机器视觉对靶单元的输出端与控制反馈单元输入端连接，所述的控制反馈单元输出端与施药单元、给药单元的输入端连接，所述的施药单元的输出端与控制反馈单元的输入端连接，所述的给药单元的输出端与施药单元的输入端连接；所述的机器视觉对靶单元包括图像采集卡的照相机和工控机，所述的给药单元包括药箱、过滤器、液泵，所述的施药单元包括电磁阀、步进机、球阀与喷嘴。本发明具有精准有效的施药，减少农业污染等优点。

技术研发人员：曾新华;孙熊伟;郑守国;朱泽德;方静静;鲁炎;王春义;董文功;任建文;陈成锦;吴银秋
受保护的技术使用者：中科院合肥技术创新工程院;合肥中科奔巴科技有限公司;三锋集团有限公司
技术研发日：2017.06.08
技术公布日：2017.09.19