基于物联网农业病虫害智能监控的自动喷药机研究

为了实现果园大面积自动化喷药,提高喷药装置智能化选择重点病虫害果树目标的能力,基于物联网和智能监控技术,设计了一种新的果园自动对靶喷药装置。利用新式的自动喷药装置,可以结合病虫害实时监控数据,对果树有选择性地进行自动喷药,利用红外线扫描技术可以精确地喷药对靶,采用AT89S52单片机实现了整个系统的自动化控制。模拟实际果树喷药环境,在实验室对喷药装置的自动对靶功能进行了实验研究,实验过程中分别采用了3种不同颜色的标的物。实验结果表明:在实验10m的范围内,智能喷药装置可以准确地识别3种颜色的盆栽目标,标准差最大仅为0.12,识别精度和效率较高,为果园自动喷药装置的研发提供了技术支持。     

病虫害智能识别喷药装置设计——基于PC图像处理和近红外光谱分析

在自动化喷施农药过程中,为了准确识别病虫害作物、节约农药和降低农业对环境的污染,以及提高药物的去虫效率,提出了一种基于PC图像处理和近红外光谱分析的作物病虫害智能识别喷药装置。该装置分为3个模块,包括近红外病虫害识别模块、喷药自动化调节模块和车载设备,其控制模块为安装在车上的PC机,利用近红外识别装置可以判断作物是否被病虫害污染,并且识别作物污染的等级,采用喷药自动化调节模块可以实现农药的定量调节,利用车载设备实现了全自动化喷药。对装置的性能进行了测试,结果表明:采用近红外识别装置和主成分分析法可有效地识别病虫害污染的作物,识别准确率较高;喷药自动化装置可根据病虫害的等级进行变量化喷药,减少了农药使用量,得到了较高的去虫率,从而验证了装置的可行性和可靠性。     

智能化甘蔗喷药系统的设计

针对甘蔗人工喷洒农药的劳动强度大、以往机动弥雾机自动化程度偏低、喷药杀虫效果不理想的现状,设计了一种智能化甘蔗喷药系统.该系统采用水位传感器、质量检测器和STC89C516单片机,在实现智能化农药对水的基础上,使用CMOS摄像头对喷药质量进行实时监测,在药液中适当加入天然红色素和运用改进型BP神经网络进行模式识别,提高了着药面积的识别效果.甘蔗叶面喷药试验结果表明,该系统的农药对水和图像识别效果理想,只是机器在转弯时灵活性略差,但可以在后续的研究中对其改进.因此,该智能化甘蔗喷药系统具有实际开发价值.     

基于TMS320F28335的变量喷雾控制系统的研制

针对目前国内喷药机具自动化程度低、缺少控制系统的现状,开发了一种基于TMS320F28335的变量喷雾控制系统。通过触摸屏实现了药液液位、喷药压力、喷药流量、作业速度、药液温度和作业面积的显示,以及药液液位过低报警;系统能够根据设定的亩喷量和采集的作业速度自动调节阀门开度,实现了变量喷雾施药的目的。田间试验结果表明:该系统工作稳定可靠,误差率低,对农业生产和提高经济效益具有重大的意义。     

农业激光自动采摘定位机器人控制系统设计——基于PID控制

结合STM32和MSP430单片机设计了一种新的农业果实采摘机器人激光自动瞄准系统,并在系统设计过程中引入了PID算法,大大提高了果实采摘机器人的定位精度和自动化程度。该系统对果实目标区域采用两组控制系统进行图像采集和运动控制。其中,STM32单片机控制图像采集设备,并对图像信息进行分析处理,数据结果经无线通信送MSP430单片机,控制电机带动激光笔移动瞄准目标位置。系统采用Open CV处理图像,实现了人机交互功能,利用PID控制算法调整瞄准误差,提高了瞄准精度,通过对电机的闭环控制,实现了激光自动瞄准功能。实验结果表明:此系统可以成功锁定目标,达到了较高的精度,为激光瞄准系统在农业自动化和现代化中的应用研究提供了理论依据。     

农用喷药机的电控系统功能及技术优化方向

传统的农业生产过程中主要依靠人工进行喷药植保作业,农民背负喷药机在田间进行农药喷施不仅效率低下、防治效果差,而且不利于人身健康。在农业机械化技术的促进下,用于植保生产的专业喷药机在农业生产的应用量逐渐增多,喷药机作为农业生产过程中的重要植保机械,对于提高农作物生长的健康程度,确保粮食高产丰收具有重要意义。随着农机自动化技术的逐渐普及喷药机中应用的电控技术逐渐增多,使喷药机的自动化程度显著增加,喷药机的性能也得到了大幅提升。基于此,对农用喷药机技术特征展开分析,总结了喷药机电控系统的主要功能及技术特点,说明了喷药机电控系统的技术优化方向。     

基于单片机的无人机变量控制系统的设计

针对目前我国喷药系统在速度和喷量方面的不完善,设计了可调节流量的喷药控制系统。采用单片机调节超声波测速,控制电机转速,从而达到速度的变化,进而控制喷药系统的流量,实现速度闭环系统;用算法调节有关控制信号及参数,以实现电机转速变化,并在LED上实时显示速度等。在相同的试验条件下,通过设置不同的速度,进行了针对流量变化的相应试验。结果表明:该系统运行可靠,自动化程度高,有利于速度控制流量的完善,适用于无人机喷施系统。     

基于嵌入式的喷药控制系统的设计

本文以精准农业研究中的变量喷药分支为基础,提出了一种依据处方图自动调节喷药量的控制方案,该系统以ARM9作为核心控制元器件,通过GPS定位获取当前喷药机的位置,借助压力传感器、流量传感器给出的压力及流量信息与处方图中理想的喷药量进行比对,有效的调节电动阀、电磁阀做出开关的动作,进而控制实际喷药量。系统嵌入Linux操作系统,实时快速的控制各个部件协作运转。该系统的设计对提升农业科技自主创新,提升农业资源利用率,保护生态环境具有一定的参考价值。     

自走式玉米去雄喷药机

<正>黑龙江省宁安农场于2007年从法国布光公司引进了一种自走式玉米去雄喷药机。该机还可进行喷药、喷液肥作业。1总体结构该机主要由行走底盘、驾驶室、发动机、液压泵、液压马达、液压管路、操控系统、切刀组合、抽雄穗组合、喷药架组合、液压油缸、药罐、药液喷洒程序设定仪等部件组成。切刀组合由2个支架、6个液压马达、6个圆盘切刀组成,抽雄穗组合由2个支架、6个液压马达、6个夹取抽穗盘组成。     

一种新型温室喷药机器人的研制

近年来,随着机器学习、导航技术、图像识别技术等先进技术的快速发展,机器人在农业生产中发挥着越来越重要的作用。温室喷药机器人作为其中的一项重要应用,以其高效、精准的特点,深受市场青睐。基于此,课题组介绍了一种自主创新的温室喷药机器人,该机器人通过结合先进的技术和智能算法,实现了在复杂的温室环境下高效、精确地喷药作业。该机器人包括联合式底盘、视觉系统、磁道航系统和喷药机构等主要组成部分,可以实现自动导航、植物监测、精准喷药等功能。仿真结果表明：该温室喷药机器人提升了农业生产的效率和质量,减少了资源浪费;通过精准喷药,极大地降低了药液的使用量,减少了农药对环境的负面影响;智能喷药机器人的应用也提高了农作物的产量和品质,增加了农民收入。     

喷药机电气控制系统优化与分析

针对喷药机智能化和自动化程度不高、喷雾均匀性较差的问题,对喷药机结构进行了优化设计,并对电气控制系统进行了改进和分析。该喷药机的主要组成部分为驱动模块、药液管理模块、转向控制模块和电气控制模块。通过对喷药机的电气控制系统进行优化,包括采用混合投影方式确定目标位置及利用RBF神经网络方式对采集的目标点进行路径规划,提高了喷药机的智能化和自动化控制水平。为验证喷药机的性能,对其进行控制性能和喷雾均匀性试验,结果表明:喷药机控制性能良好,喷雾均匀性和喷雾效果均得到有效提高。     

基于无人机技术的水稻精准喷药系统研究

水稻是我国最主要的粮食作物,但每年因病虫害而严重减产。喷洒农药对病虫害防治效果明显,成本也较低。我国适合用无人机进行水稻喷药作业,但采用的是大面积粗放喷洒方式,不利于节约成本和保护环境。精准喷药能够解决上述问题,符合绿色农业的发展趋势。为此,设计了基于无人机的水稻精准喷药系统,由计算机识别作物区域和空缺区域后形成处方图;喷药设备根据处方图控制喷头开启程度,实现精准喷药;单张图片的处理过程耗时50ms,可以满足快速作业的要求。系统能够识别作物区域,在飞行速度为2m/s时的雾滴沉积量与处方图剂量的线性关系较好,具有较高的作业质量和效率。     

我国生态施药技术现状与发展趋势

农业可持续发展已经成为当今世界农业发展的主流趋势,而实现农业可持续发展需要解决的问题之一就是农作物病虫害防治。现阶段防治病虫害的主要手段仍然是化学药剂防治。相比于传统人工地面背负式手动喷雾作业,现代施药机具和技术更加多样化。介绍了国内喷药技术的特点及优势,说明了国内喷药技术发展研究概况,分析了我国喷药技术面临的问题并阐述了未来喷药技术的发展趋势。可持续发展做为当今世界发展的主流思想,我国农业可持续发展已成为农业产业未来发展的主要方向,而限制我国农业可持续发展的制约因素有很多,如施药机械现代化程度不高、喷药技术落后等问题都亟待解决。     

基于单片机控制的自动苹果采摘机设计与应用研究

对以单片机为核心的自动苹果采摘机的设计与应用进行了研究,以期为农业生产的自动化提供启发和参考。     

一种智能喷药车控制部分设计

基于单片机控制的智能喷药车控制系统,对自动控制部分进行设计,分为上位机和下位机两部分。上位机主要功能是进行果树植株图像的采集和处理。下位机主要根据上位机的植株信息,驱动电磁阀调整工作台方位,通过电磁单向阀控制喷药液压系统执行喷雾,从而实现自动对靶喷雾。     

一种混联喷雾机械臂视觉定位系统设计

为实现自动化精准施药,避免对温室中单株作物连续喷药所造成的大量药液浪费,设计了一种基于机器视觉定位的自动化喷雾系统。该系统可自动对目标作物进行大小及位置的检测,由DSP控制喷雾机械臂实现针对目标作物的精准喷雾。机械臂采用了三自由度混联结构,具有结构简单、成本低、刚性好、便于控制解算等优点。实验证明,该系统完全可满足针对单株作物冠层的精准喷雾定位要求。     

基于PWM调速的变流量喷药系统

针对目前便携式和手推式喷药机的不足,设计了可变流量的喷药控制系统.采用控制器调节PWM,控制电机转速,从而控制喷药系统的流量,实现根据实际需要对喷药流量的精确控制.在相同试验条件下,通过设置不同占空比和频率,做了流量的相应试验.试验和实际运行结果表明,该系统运行可靠,自动化程度高,有利于对喷药技术的改进,适用于便携式喷药机和手推式喷药机.     

基于AVR单片机的盆栽自动浇水系统

设计了一种基于AVR单片机的盆栽自动浇水系统。该系统以ATmega16L单片机为主控芯片,利用单片机自带的EEPROM存储器保存浇水的湿度基准阈值,通过按键可调整湿度基准阈值,以适应不同的花卉盆栽生长需要和地域的气候条件;根据温度传感器采集的温度数据自动调整湿度阈值,以保证盆栽在温度变化时的浇水量适中;使用单片机内置的A/D转换器把湿度传感器采集的湿度模拟量转换成当前湿度值,利用单片机内部定时器进行中断计时,以准确调整系统的日期和时间,达到了定时检测浇水及自动调节浇水量的目的。该系统充分利用了ATmega16L单片机资源,简化了系统设计,具有硬件结构简单、成本低、工作稳定等优点。实际测试表明:该系统能根据温湿度对盆栽浇水进行自动控制,实现盆栽浇水无人值守功能,满足了多种条件下盆栽浇水的需求,可有效地用于盆栽浇水的自动化管理。     

自走式自动化农药喷雾塔设计研究

根据市场需求及对试验用农药喷雾塔的发展现状研究,将农药喷雾塔的工艺流程全部纳入PLC自动控制系统,通过对自走式自动化农药喷雾塔的结构设计,实现了喷药全程自动化、喷药量任意调节、喷药罐一次装夹、试验植株适用范围大、喷药过程全密闭等需求。     

基于模糊控制的棉田变量对靶喷药除草系统设计

为实现自动精确去除棉田杂草, 减少除草剂用量,设计了一种以S3C2410处理器为核心,采用模糊控制算法的变量对靶喷药除草系统,实现了自动识别杂草以及根据采集车速、杂草密度信息自动调整流量的功能。设计了双输入、单输出模糊控制器,并对其进行了仿真研究。仿真结果表明,利用该控制器能实现喷药量随车速及杂草密度变化而实时改变。在室内搭建了模拟棉田环境的变量对靶喷药试验台,对喷药系统进行了测试,试验测得在速度0.2m/s时,喷药除草对靶率达90%。