一种智慧农药喷洒管理系统的制作方法

本发明涉及农药喷洒管理，尤其涉及一种智慧农药喷洒管理系统。

背景技术：

1、随着科技的发展，农业种植已经向信息化和智能化方向发展，在农业种植中，农药的使用的有效性决定了农作物的生长情况，这使得需要对农药的使用进行有效的监管，以提高农药喷洒的有效性。

2、中国专利公开号：cn105353689b公开了一种基于物联网的农药喷洒机械管理控制系统，包括基本信息采集模块、农田信息采集模块、中央控制模块、数据发送模块、机械作业装置、数据接收模块及用户终端。所述中央控制模块，用于根据服务区域农情站信息，并以预设农情信息为约束条件为每种预设农情信息配置用药时间和用药品种配比，以形成预设用药时间表和预设用药品种配比表；及映射获取每个实际农情信息所对应的用药品种配比和用药有效时间段；数据发送模块，用于传输；机械作业装置，包括gps定位模块、液面传感模块、处理及执行模块。该发明实现了对农药种类选择和药物有效时间的分析，未实现通过监测植物生长情况和环境对农药喷洒进行管理，存在对农药喷洒管理效率低，管理不准确的问题。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种智慧农药喷洒管理系统，用以克服现有技术中农药喷洒管理效率低，管理不准确的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种智慧农药喷洒管理系统，包括：

3、第一获取模块，用以根据农药的预设喷洒周期周期性获取农场中农作物的植株高度、农作物图像、天气和风速；

4、生长分析模块，用以根据当前预设喷洒周期内植株高度、农作物图像和农药的预设喷洒量对农作物生长参数进行分析；

5、第二获取模块，用以获取农场中当前预设喷洒周期内喷洒农药的农药种类和下一预设喷洒周期的天气；

6、药效分析模块，用以根据农作物生长参数判断农药药效，并根据农药药效和当前预设喷洒周期农药种类对农场中下一预设喷洒周期内喷洒农药的农药种类进行分析，还用以根据当前喷洒周期内的天气对农药药效的判断过程进行调整，还用以根据当前喷洒周期内的风速对农药药效的调整过程进行优化；

7、调整优化模块，用以将当前预设喷洒周期农药种类和下一预设喷洒周期内喷洒农药的农药种类进行比对，并根据比对结果对预设喷洒周期和预设喷洒量进行调整，还用以根据下一预设喷洒周期的天气对预设喷洒量的调整过程进行优化；

8、输出模块，用以对下一预设喷洒周期内农药喷洒的农药种类、预设喷洒量和预设喷洒周期进行输出。

9、进一步地，所述生长分析模块设有高度分析单元，其用以根据预设喷洒周期内每天的植株高度通过第一计算公式计算植株生长参数，所述高度分析单元设有第一计算公式如下：

10、q＝[l2/l1+l3/l2+...+li/l(i-1)]/i

11、其中，q表示植株生长参数，l1表示预设喷洒周期内第一天的植株高度，l2表示预设喷洒周期内第二天的植株高度，l3表示预设喷洒周期内第三天的植株高度，l i表示预设喷洒周期内最后一天的植株高度，l(i-1)表示预设喷洒周期内倒数第二天的植株高度，i表示预设喷洒周期内的天数编号，i表示预设喷洒周期天数。

12、进一步地，所述生长分析模块还设有预设分析单元，其用以将农作物图像左下角像素点作为坐标原点，与坐标原点相邻的两条边作为x轴和y轴建立平面直角坐标系，x轴从左向右依次增大，y轴从下向上依次增大，用坐标点表示农作物图像中各像素点的位置；

13、所述预设分析单元将农作物图像中像素点的灰度值与灰度阈值进行比对，并根据比对结果判断对当前比对像素点的操作方式，其中：

14、当f(x,y)≤f时，所述预设分析单元判定对当前比对像素点进行删除操作，并删除农作物图像中当前比对像素点；

15、当f(x,y)＞f时，所述预设分析单元判定不对当前比对像素点进行删除操作；

16、所述预设分析单元将所有像素点比对完成后的图像作为叶片轮廓，其中，f(x,y)表示像素点的灰度值，f表示灰度阈值，f的取值为与当前比对像素点相邻的8个像素点灰度值的平均值。

17、进一步地，所述图像分析单元将农作物图像和叶片轮廓进行比对，计算叶片轮廓内外两边像素点平均灰度值，并根据计算结果提取农作物图像中的叶片区域，其中：

18、当g1≥g2时，所述图像分析单元不对农作物图像的叶片区域进行提取；

19、当g1＜g2且g2≥g3时，所述图像分析单元不对农作物图像的叶片区域进行提取；

20、当g1＜g2且g2＜g3时，所述图像分析单元提取农作物图像中叶片轮廓内的区域作为叶片区域。

21、进一步地，所述生长分析模块还设有病虫害分析单元，其用以将叶片区域内的各像素点灰度与灰度阈值进行比对，统计叶片区域中大于灰度阈值的像素点数量和叶片区域中的总像素点数量，计算叶片区域中大于灰度阈值的像素点数量和叶片区域中的总像素点数量的比值作为病虫害参数。

22、进一步地，所述生长分析模块还设有生长分析单元，其用以根据植株生长参数、病虫害参数和农药的预设喷洒量通过第二计算公式计算农作物生长参数，所述生长分析单元设有第二计算公式如下：

23、w＝(q-p)×l ogb[b×(1-p)]

24、其中，b表示预设喷洒量，w表示农作物生长参数，p表示病虫害参数。

25、进一步地，所述药效分析模块设有药效判断单元，其用以将农作物生长参数和农作物生长阈值进行比对，并根据比对结果判断农药药效，其中：

26、当w≥w1时，所述药效判断单元判定农药药效为优良；

27、当w2＜w＜w1时，所述药效判断单元判定农药药效为中等；

28、当w≤w2时，所述药效判定单元判定农药药效为低劣。

29、进一步地，所述药效分析模块还设有种类分析单元，其用以根据农药药效和农药种类对农场中下一预设喷洒周期内喷洒农药种类进行分析，其中：

30、当农药药效为优良时，所述种类分析单元判定下一预设喷洒周期内喷洒农药种类为当前喷洒周期中喷洒的农药种类；

31、当农药药效为中等且农药种类为无机农药时，所述种类分析单元判定下一预设喷洒周期内喷洒农药种类为无机农药；

32、当农药药效为中等且农药种类为有机农药时，所述种类分析单元判定下一预设喷洒周期内喷洒农药种类为生物农药；

33、当农药药效为中等且农药种类为生物农药时，所述种类分析单元判定下一预设喷洒周期内喷洒农药种类为有机农药；

34、当农药药效为低劣且农药种类为无机农药时，所述种类分析单元判定下一预设喷洒周期内喷洒农药种类为生物农药；

35、当农药药效为低劣且农药种类为有机农药时，所述种类分析单元判定下一预设喷洒周期内喷洒农药种类为生物农药；

36、当农药药效为低劣且农药种类为生物农药时，所述种类分析单元判定下一预设喷洒周期内喷洒农药种类为有机农药。

37、进一步地，所述药效分析模块还设有药效调整单元，其用以根据当前喷洒周期内的天气对农作物生长阈值进行调整，其中，

38、当当前喷洒周期内的天气为晴天时，所述药效调整单元不对农作物生长阈值进行调整；

39、当当前喷洒周期内的天气为阴雨天时，所述药效调整单元对农作物生长阈值进行调整，调整后的农作物生长阈值为w1＇和w2＇，设定w1＇＝w1×r，w2＇＝w2×r；

40、其中，r表示阴雨天参数，其取值范围为0.8≤r≤1；

41、所述药效分析模块还设有药效优化单元，其用以根据当前喷洒周期内的风速对农作物生长阈值的调整过程进行优化，优化后的农作物生长阈值为w1＂和w2＂，设定w1＂＝w1＇×r/r1，w2＂＝w2＇×r/r1，其中，r表示风速，r1表示风速阈值，其取值范围为1≤r1≤5。

42、进一步地，所述调整优化模块设有调整单元，其用以将当前预设喷洒周期农药种类和下一预设喷洒周期内喷洒农药的农药种类，并根据比对结果和农药药效对预设喷洒周期和预设喷洒量进行调整，其中：

43、当当前预设喷洒周期农药种类和下一预设喷洒周期内喷洒农药的农药种类相同时，所述调整单元根据农药药效对预设喷洒量进行调整，调整后的预设喷洒量b，设定b＝b×sk；

44、当当前预设喷洒周期农药种类和下一预设喷洒周期内喷洒农药的农药种类不同时，所述调整单元根据农药药效对预设喷洒周期进行调整，调整后的预设喷洒周期i＇，设定i＇＝i×sk；

45、其中，b表示预设喷洒量，sk表示农药药效参数，k表示农药药效编号，其取值范围为：k＝{1,2,3},s1表示优良药效参数，s2表示中等药效参数，s3表示低劣药效参数，其取值范围为：0.5≤s3＜0.75≤s2＜0.9≤s1＜1.1，i＇的取值向上取整；

46、所述调整优化模块还设有喷洒量优化单元，其用以根据下一预设喷洒周期的天气对预设喷洒量的调整过程进行优化，其中：

47、当下一预设喷洒周期内的天气全为晴天时，所述喷洒量优化单元不对预设喷洒量的调整过程进行优化；

48、当下一预设喷洒周期内的天气全为阴雨天时，所述喷洒量优化单元对预设喷洒量的调整过程进行优化，优化后的的预设喷洒量为b1，设定b1＝b/ri；

49、当下一预设喷洒周期内的天气不全为晴天或不全为阴雨天时，所述喷洒量优化单元对预设喷洒量的调整过程进行优化，优化后的预设喷洒量为b2，设定b2＝b/[(1+r)/2]i。

50、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过所述第一获取模块对农作物的植株高度、农作物图像、天气和风速的周期获取，以提高对各参数获取的准确度，从而提高系统对农药喷洒的管理效率，提高管理的准确度，通过所述生长分析模块对当前预设喷洒周期内植株高度和农作物图像的分析，以计算出农作物的生长参数，使农作物生长参数与农作物的生长高度和叶片的病虫害程度相关，从而提高系统对农药喷洒的管理效率，提高管理的准确度，通过所述第二获取模块对当前预设喷洒周期内喷洒农药的农药种类和下一预设喷洒周期的天气的获取，以提高对各参数获取的准确度，从而提高系统对农药喷洒的管理效率，提高管理的准确度，通过所述药效分析模块对农作物生长参数的分析，以判断出农药药效，使农药药效与当前周期内植物的生长情况相关，从而提高系统对农药喷洒的管理效率，提高管理的准确度，通过所述药效分析模块对农药药效和农药种类的分析，以分析出下一预设喷洒周期内喷洒农药的种类，从而提高农药喷洒的准确度，保证农作物的生长，进而提高系统对农药喷洒的管理效率，提高管理的准确度，通过所述药效分析模块对当前周期内的天气和风速的分析，以对农药药效的判断过程进行调整，使农药药效随当前周期内天气和风速的变化而变化，从而提高系统对农药喷洒的管理效率，提高管理的准确度，通过所述调整优化模块对当前预设喷洒周期农药种类和下一预设喷洒周期内喷洒农药的农药种类的分析，以对预设喷洒周期和预设喷洒量进行调整，从而提高系统对农药喷洒的管理效率，提高管理的准确度，通过所述调整优化模块对下一预设喷洒周期的天气的分析，以对预设喷洒量的调整过程进行优化，从而提高系统对农药喷洒的管理效率，提高管理的准确度。