一种基于支持向量机预测模型的实时灌肥装置的制作方法

本实用新型属于农用灌溉机械领域，具体涉及一种基于支持向量机预测模型的实时灌肥装置。

背景技术：

过多肥料则种子可能死亡，生长过快或不然不健康。类似地，过少肥料则种子可能不发芽。传统的实时灌肥装置是利用肥料传感器等单一的检验装置对某一区域进行灌肥，具有灌肥较快的特点，但在实际运行中，由于不同区域、不同时期、不同作物所需灌肥量是变化的，当前的实时灌肥装置不能准确的根据作物的需求调节肥料水平，单一的灌肥量会导致灌溉不合理和不均匀等问题，影响农作物的正常生长。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种基于支持向量机预测模型的实时灌肥装置，克服了单一检验传感器的实时灌肥装置现有的缺点，实现通过对比肥料传感器实时采集的肥料含量和支持向量机预测模型得到的肥料含量，保证了灌肥量的准确性和区域内的作物产量达到最大化。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：

一种基于支持向量机预测模型的实时灌肥装置，包括肥料罐1、灌肥泵2、供电电源3、电磁继电器4、灌肥管道9、pc机5、avrmega16单片机6、红色发光二极管7、肥料传感器8，所述的肥料罐1与灌肥泵2之间通过管路连通，灌肥泵2与供电电源3之间通过电磁继电器4联通，灌肥泵2与灌肥管道9连通，肥料传感器8插入待灌肥区域的土壤中，所述的pc机5装有基于支持向量机的待灌溉区域在不同时期所需肥料含量的预测模型模块，所述的avrmega16单片机6通过第一个i/o口与肥料传感器8连接、通过第二个i/o口与红色发光二极管7连接、通过第三个i/o口控制电磁继电器4连接，所述的avrmega16单片机6与pc机5通过串口连接。

作为本实用新型更优的技术方案：所述的灌肥管道9与位于待灌肥区域的垄台上的两个以上的横管10连通，所述的横管在对应的植物根部开设有灌肥孔。

作为本实用新型更优的技术方案：还包括传感器移动支架11，所述的移动支架包括所述的灌肥管道9的下部的管壁上开设有t型槽，传感器移动支架11下表面开设有t型槽，所述的肥料传感器8上的t型块放置在传感器移动支架11内，传感器移动支架11上表面的中心连接有t型块，所述的t型块放置在灌肥管道9的下部的管壁上开设有t型槽内。

作为本实用新型更优的技术方案：

有益效果如下：

本实用新型提供的灌肥装置作业便捷灵活，实现了精准灌肥，提高了肥料利用率，实现最佳施肥效果，避免了灌肥过多或过少，保证了该区域作物产量的最大化。

附图说明

图1是本实用新型的实时灌肥装置结构示意图；

图2是本实用新型的实时灌肥装置的连接示意图；

图3是本实用新型的实时灌肥装置结构示意图；

图4是本实用新型的实时灌肥装置的传感器移动支架的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细的描述。

如图1所示，本实用新型提供一种基于支持向量机预测模型的实时灌肥装置，包括肥料罐1、灌肥泵2、供电电源3、电磁继电器4、灌肥管道9、pc机5、avrmega16单片机6、红色发光二极管7、肥料传感器8，所述的肥料罐1与灌肥泵2之间通过管路连通，灌肥泵2与供电电源3之间通过电磁继电器4联通，灌肥泵2与灌肥管道9连通，向待灌肥区域实施灌肥，肥料传感器8插入待灌溉区域的土壤中，所述的pc机5装有基于支持向量机的待灌溉区域在不同时期所需肥料含量的预测模型模块，所述的avrmega16单片机6作为灌肥控制器，其通过第一个i/o口与肥料传感器8连接、通过第二个i/o口与红色发光二极管7连接、通过第三个i/o口控制电磁继电器4连接，所述的avrmega16单片机6与pc机5通过串口连接。所述的灌肥管道9与位于待灌肥区域的垄台上的两个以上的横管10连通，所述的横管在对应的植物根部开设有灌肥孔。所述的灌肥管道9与位于待灌肥区域的垄台上的两个以上的横管10连通，所述的横管在对应的植物根部开设有灌肥孔。

本实用新型提供的灌肥装置的还包括传感器移动支架11，所述的移动支架包括所述的灌肥管道9的下部的管壁上开设有t型槽，传感器移动支架11下表面开设有t型槽，所述的肥料传感器8上的t型块放置在传感器移动支架11内，传感器移动支架11上表面的中心连接有t型块，所述的t型块放置在灌肥管道9的下部的管壁上开设有t型槽内。所述的传感器移动支架11的宽度小于两个横管10之间的距离。肥料传感器8在传感器移动支架11内移动，传感器移动支架11在灌肥管道9的下部的管壁上开设有t型槽内移动，可以待灌肥区域的多点的测量，传感器移动支架11和肥料传感器8上连接拉杆，将灌肥装置稍稍抬离底面，操纵拉杆即可实现移动，无需直接进入区域进行操作。传感器移动支架11的内壁粘贴有橡胶垫，用于给肥料传感器8摩擦力。

本实用新型提供的灌肥装置的使用过程如下：将avrmega16单片机与肥料传感器通过i/o口相连接，通过待灌溉区域内插入土壤中的肥料传感器实时采集待灌肥区域内的肥料含量，并将采集到的肥料含量数据进行保存。avrmega16单片机通过串口将实时采集到肥料含量数据传输给上位机，上位机为pc机，调用由支持向量机预测模型得到的该区域该时期所需的肥料含量，将实时采集的肥料含量与预测模型得到的肥料含量做差计算，若计算结果为负数，则表明该区域现有的肥料含量少，avrmega16单片机通过电磁继电器控制灌肥泵开始工作，通过灌肥管道实施灌肥。若计算结果为正数，则表明该区域肥料过剩，通过红色发光二极管报警。若计算结果为零，则表明该区域肥料满足要求，灌肥泵不工作，不作灌肥处理。该装置可以实现通过对比肥料传感器实时采集的肥料含量和支持向量机预测模型得到的肥料含量，保证了灌肥量的准确性，避免了灌肥量的过多或过少，同时，区域内的肥料含量过多时可以进行报警，保证了区域内的作物产量达到最大化。

本领域普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或者联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种基于支持向量机预测模型的实时灌肥装置，包括肥料罐(1)、灌肥泵(2)、供电电源(3)、灌肥管道(9)、电磁继电器(4)，所述的肥料罐(1)与灌肥泵(2)之间通过管路连通，灌肥泵(2)与供电电源(3)之间通过电磁继电器(4)联通，灌肥泵(2)与灌肥管道(9)连通，其特征在于：还包括avrmega16单片机(6)、红色发光二极管(7)、肥料传感器(8)、装有基于支持向量机的待灌溉区域在不同时期所需肥料含量的预测模型模块的pc机(5)，肥料传感器(8)插入待灌肥区域的土壤中，所述的avrmega16单片机(6)通过第一个i/o口与肥料传感器(8)连接、通过第二个i/o口与红色发光二极管(7)连接、通过第三个i/o口控制电磁继电器(4)连接，所述的avrmega16单片机(6)与pc机(5)通过串口连接。

2.如权利要求1所述的一种基于支持向量机预测模型的实时灌肥装置，其特征在于：所述的灌肥管道(9)与位于待灌肥区域的垄台上的两个以上的横管(10)连通，所述的横管在对应的植物根部开设有灌肥孔。

3.如权利要求1所述的一种基于支持向量机预测模型的实时灌肥装置，其特征在于：还包括传感器移动支架(11)，所述的移动支架包括所述的灌肥管道(9)的下部的管壁上开设有t型槽，传感器移动支架(11)下表面开设有t型槽，所述的肥料传感器(8)上的t型块放置在传感器移动支架(11)内，传感器移动支架(11)上表面的中心连接有t型块，所述的t型块放置在灌肥管道(9)的下部的管壁上开设有t型槽内。

技术总结
本实用新型涉及一种基于支持向量机预测模型的实时灌肥装置，肥料罐与灌肥泵之间通过管路连通，灌肥泵与供电电源之间通过电磁继电器联通，灌肥泵与肥管道连通，肥料传感器插入待灌溉区域的土壤中，PC机装有基于支持向量机的待灌溉区域在不同时期所需肥料含量的预测模型模块，AVR Mega单片机通过第一个I/O口与肥料传感器连接、通过第二个I/O口与红色发光二极管连接、通过第三个I/O口控制电磁继电器连接，AVR Mega单片机与PC机通过串口连接。克服了单一检验传感器的实时灌肥装置现有的缺点，保证了灌肥量的准确性和区域内的作物产量达到最大化。

技术研发人员：武海巍;胡俊海;袁月明;朱凤武;滕艳玲;刘博;李华;芦梦妮;王淇;彭亚玲;冯港辉;冯赫
受保护的技术使用者：吉林农业大学
技术研发日：2019.06.14
技术公布日：2020.05.22