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        果園噴藥機控制系統(tǒng)研究

        2018-03-31 12:22:42張爭剛郭東平
        電腦知識與技術(shù) 2018年6期
        關(guān)鍵詞:GPS定位

        張爭剛 郭東平

        摘要:農(nóng)藥噴灑對果樹病蟲害防治具有積極意義。但目前連續(xù)噴藥方式農(nóng)藥浪費嚴(yán)重,本文通過對GPS定位和紅外傳感器定位的果樹對靶噴藥進行比較,紅外傳感器定位的果樹噴藥系統(tǒng)具有可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、易實現(xiàn)等等優(yōu)點,故適合推廣應(yīng)用。

        關(guān)鍵詞:噴藥機;GPS定位;紅外傳感器定位

        中圖分類號:TP273 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-3044(2018)06-0243-01

        我國是一個水果生產(chǎn)大國,使用化學(xué)農(nóng)藥進行果園病蟲害防治,是保證水果生產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的重要措施之一。目前,我國果園施藥技術(shù)和施藥機械還很落后,在果園農(nóng)藥噴灑中存在很多的問題:

        1)傳統(tǒng)的果園農(nóng)藥噴灑方式都采用連續(xù)噴施,而果樹的生長為非連續(xù)種植,連續(xù)噴施方式致使僅15%~20%的農(nóng)藥落在果樹葉面上,農(nóng)藥利用率極低,為了達(dá)到施藥效果,果農(nóng)往往過量施藥;

        2)絕大部分農(nóng)藥噴灑到空氣、土壤、水體中,不僅沒有起到農(nóng)藥噴施作用反而造成農(nóng)藥污染,甚至人畜中毒;

        3)農(nóng)藥污染會危害果園生態(tài)環(huán)境,致使水果農(nóng)藥殘余量超標(biāo),影響水果品質(zhì);

        因此,研發(fā)高效、安全、環(huán)保型的果園噴藥機械顯得尤其重要和迫切,而對其靈魂——控制系統(tǒng)的研究更是重中之重。

        1果園噴藥機控制系統(tǒng)的要求

        果園噴藥機系統(tǒng)要滿足下列要求:

        1)農(nóng)藥利用率高。能夠根據(jù)果樹位置進行識別并實現(xiàn)只對果樹噴藥,在果樹空檔則自動停止噴霧;

        2)適用性強。能夠滿足不同果園果樹樹冠大小、果樹株距的不同,適用于不同果樹類型的農(nóng)藥噴灑。

        3)結(jié)構(gòu)簡單、易操作。果樹噴藥機系統(tǒng)應(yīng)該結(jié)構(gòu)簡單,便于安裝、維護、操作簡單,方便使用;

        4)安全性好。盡可能減少人與農(nóng)藥的直接接觸,消除潛在威脅。

        2兩種果園噴藥裝置的性能分析

        目前常用的果園噴藥裝置有兩種:基于GPS定位和基于紅外傳感器定位的果樹噴藥裝置。

        2.1基于GPS定位的果樹噴藥裝置

        利用現(xiàn)有的GPS定位系統(tǒng),采集果園每棵果樹的位置坐標(biāo)信息,并根據(jù)果樹樹冠大小設(shè)定以果樹坐標(biāo)點為中心的施藥區(qū)域,將這些信息進行存儲。在施藥時,當(dāng)施藥機行駛到果樹坐標(biāo)施藥區(qū)域時,由控制器控制噴藥機噴頭電磁閥打開,對目標(biāo)果樹進行噴藥作業(yè),當(dāng)施藥機離開該果樹施藥區(qū)域時,控制器控制噴藥機噴頭電磁閥關(guān)閉,停止噴藥。逐一完成對每棵果樹的精準(zhǔn)噴藥。

        2.2基于紅外傳感器定位的果樹噴藥裝置

        紅外傳感器是利用紅外光對物體進行非接觸式檢測,能避免日光等可見光對傳感器的影響,可使用漫反射式紅外光電傳感器檢測果樹位置,當(dāng)施藥機行駛到果樹附近時,紅外傳感器發(fā)射的紅外線被果樹樹冠反射回來,系統(tǒng)檢測到該位置有果樹,則由控制器控制噴藥機噴頭電磁閥打開,對果樹進行噴藥作業(yè),當(dāng)施藥機離開該果樹,到達(dá)兩顆果樹中間的空擋位置,紅外傳感器沒有反射回來的光信號,則控制器控制噴藥機噴頭電磁閥關(guān)閉,停止噴藥。

        3兩種噴藥裝置的比較

        基于GPS定位的果樹噴藥裝置,能夠根據(jù)GPS對果樹進行定位,做到對靶噴藥,對提高農(nóng)藥利用率有積極意義,但是,使用前期需要對整個果園果樹坐標(biāo)進行定位,工作量大,另外,如果果樹樹冠較高大時,可能會阻擋GPS信號,導(dǎo)致定位不可靠。

        基于紅外傳感器定位的果樹噴藥裝置,能夠通過傳感器實時監(jiān)測果樹位置信息,并受外部環(huán)境因素影響較小,可靠性較高,并且裝置簡單,在傳統(tǒng)噴藥機上安裝也方便,易于實現(xiàn)。

        4小結(jié)

        通過對兩種果園噴藥裝置進行比較,基于紅外傳感器的果樹噴藥裝置具有可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、易實現(xiàn)等特點,故適合在實踐中推廣應(yīng)用。

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