基于LabVIEW农作物变量喷雾算法研究

给农作物实施精确喷射农药,对于保障粮食安全、节约资源、保护环境、提高农产品质量和农民增收意义重大。目前,常量喷雾是农作物喷施的主要方法,此法是对整个地块进行均匀喷施,浪费农药也污染环境。为此,研究了变量喷雾控制算法,使系统能够根据需要自动地调节喷雾量,实现变量施药作业,提高了农药利用率,减少农药残留和环境污染。仿真和田间试验表明,系统稳定可靠,可操作性好,能够满足农业生产的要求。     

农药变量喷施技术的研究现状及发展趋势

农药精确变量喷施技术是智能化植保机械的重要研究内容,一直是精细农业领域的研究热点,它牵涉到农药有效利用率、农产品安全、环境污染和操作者的人身安全等众多问题.如何按照农艺要求快速准确地进行喷施作业,并使其具有良好的雾化特性和均匀性是变量喷施技术的关键.农药变量喷施过程主要包括喷施决策的生成和喷施决策的执行两个阶段.为此,分类阐述了其国内外研究现状和实现方法,并对其现存问题和发展趋势进行了讨论.     

农药静电喷雾研究现状与应用前景

我国植保机械和农药施用技术相对落后,给农业生产造成了较大损失和不良影响。农药静电喷雾是随着低量和超低量喷雾技术发展起来的新型施药技术,近年来已成为我国植保领域的研究热点。为此,阐述了农药静电喷雾的原理与特点,介绍了国内外的研究与发展现状,分析了我国的应用前景,指出了研究和发展方向。     

现代农药喷施技术及装备研究进展

从喷雾器械、喷雾技术、喷雾效果、雾滴分布和沉积等方面介绍了我国在非智能喷雾领域取得的成果;阐述了仿形喷雾、对靶喷雾、变量喷雾和直接施药技术等智能喷雾技术及装备的研究进展;介绍了国外智能喷雾技术和喷雾器械开发情况;最后得出喷施对象生物量的实时检测是目前农药喷施领域的研究难点,基于机器视觉的植物参数检测是研究的热点,自动化、智能化和精确化是现代农药喷施技术及装备的发展趋势的结论.     

红外光电开关在杨树对靶喷雾机中的应用

环境保护和可持续发展是21世纪农业发展优先考虑的问题,对作物的病虫害进行化学防治是植物保护的主要手段。截止目前,我国已有常用农药品种180种以上,但有关植保的研究大多集中在农药本身,对施药机械的研究开发进行得很少,这是我国农药应用效率不高的一个重要因素。由此而造成的环境污染也越来越严重,对农作物对靶喷药是植保机械的重要研究方向。为此,设计了远距离红外光电开关应用于杨树对靶喷雾中,实验结果达到了设计要求,减少了施药成本,降低了对环境的污染程度。     

基于机器视觉的室内农药自动精确喷雾系统

建立了基于机器视觉的室内农药自动精确喷雾系统,对信号采集、图像处理、施药决策、数据交换等主要问题作了较深入的研究,提出了基于相对色彩因子的树木图像分割算法,和传统方法相比,在不影响分割效果的同时大大提高了图像分割的实时性。测试表明该系统运行良好,有很好的户外应用前景。     

对精确农业中变量喷雾控制的研究

为了研究精确农业中精确喷雾的实施，使喷雾的装备能够在确定位置喷施确定量的农药，本文重点探讨了变量喷雾技术体系中的定位、测速等核心技术，并对喷雾精度等问题进行了相关讨论。     

我国植保机械常用喷头的研究现状及发展趋势

植保机械常用喷头的研究与生产跟不上农药的研究发展,是造成我国植保机械性能落后的主要原因之一。开展常用植保喷头的分析研究将为今后植保喷头的研制提供有力依据,对提高喷头的制造质量和研发新产品、尽快实现我国农业机械化等都具有重要意义。为此,详细阐述了植保机械常用喷头的研究现状,重点分析了当前喷头研究与生产中存在的问题,指出了科研条件落后和基础研究不足是我国植保行业面临的共同问题;植保用喷头品种少,规格单一,同型号喷头间性能差异性大,没有标准化、系列化、成套化,故而加工质量得不到保证,这是制约我国植保机械进一步发展的最大障碍;最后,给出了改进我国植保常用喷头的几点建议,同时对未来植保机械常用喷头的发展方向进行了初步探讨。     

喷雾机的喷雾系统设计

目前国内市场所售的用于草坪的喷雾机普遍存在喷雾控制精度低的缺陷。然而为了提高草坪的质量又无法避免在日常养护作业中使用农药,农药的过量使用,对环境造成的污染在不断破坏动物的生存环境及人类的身体健康。这就要求提高喷雾作业精度,以安全可靠的自动喷雾控制系统提高药物的利用率。因此,论述了一款喷雾机的高精度喷雾系统的设计。该喷雾系统采用隔膜泵作为动力源,隔膜泵通过水管与喷雾机尾部喷雾控制系统相联,喷雾控制系统所配置的压力传感器和行驶轮所配置的速度传感器为控制台反馈信号,从而实现高精度喷雾作业。主要对喷雾系统设计、喷雾系统原理及主要零部件选型进行了论述。     

基于DSP喷雾机器人直流电机控制应用与研究

传统的农药喷雾主要依靠人工喷洒完成,工作效率低、耗时耗力,且对作业人员造成了严重的健康威胁。随着农业现代化水平的不断提升,越来越多的高科技手段被应用在农药喷洒过程中。智能农药喷雾机器人通过自动控制技术,可以实现农药喷雾的全自动化作业。为此,设计了智能农药喷雾机器人,并将自动控制技术应用在喷雾直流电机中,完成了系统总体结构设计、硬件模块电路设计及系统软件流程设计,并进行了试验验证。试验结果表明:该直流电机自动控制系统能够提高农药喷雾机器人的作业效率,实现农药喷雾的精准控制,喷雾质量好,有效减少了农药的浪费,防止了对自然环境造成破坏,具有一定的推广价值。     

精准施药技术与装备发展现状分析

精准施药以提高农药利用率、降低农药残留对食品和环境污染为目的,是施药发展的方向。为此,首先介绍了国内外精准施药技术发展现状,包括变量施药控制系统、控制算法、对靶施药控制技术和基于处方图施药技术现状分析。其次,分析了国内外精准施药装备发展现状:普遍应用于果园的风送施药机极大提高了工作效率及喷雾均匀性;风幕式喷杆喷雾机适用于大田喷雾,在减小劳动强度的同时提高了喷雾均匀性,降低了药液漂失量;循环喷雾机以回收利用沉积药液为目的,可提高药液的利用效率,减轻对环境的污染。最后,通过比较国内外相关领域的研究现状,指出国内精准施药技术研究不足,需要利用电子信息和自动化技术进一步提升精准施药装备水平。     

果园自动变距精准施药系统设计与试验

针对我国北方果园施药设备自动化程度不高、农药利用率低、适应性差等问题,设计了基于冠层体积估算的果园自动变距精准施药系统。施药系统的喷施臂在控制系统的控制下可以在水平和垂直方向调整喷雾距离和喷施高度,以适应不同果园的果树特征。为实现精准喷施,利用红外测距传感器组成了传感器阵列,通过该阵列探测冠层,将测得的数据用数学方法构建了冠层体积估算模型,并设计了喷雾参数调整方案,使得喷雾距离与喷雾量可进行相应调整。为验证施药系统的性能,测试了喷施臂在接收到移动指令时的响应时间与运动实际耗时以及冠层体积估算模型的准确率,并选用仿真桃树进行了定距和变距两组自动对靶喷施试验。结果表明,喷施臂的移动可实现瞬间响应,运动实际耗时与理论耗时几乎一致,冠层体积估算模型的相对误差为11.27%;与定距对靶喷雾相比,自动变距对靶喷施的农药附着率提高了18.66%,节约了30.25%的药液。     

基于无人直升机的航空静电喷雾系统研究

航空静电喷雾技术具有防治效率好、可及时控制大面积病虫害的优点。为此,针对AF-811无人直升机设计了一套航空静电喷雾系统,由航空静电喷头、水泵、药箱、摆动悬臂、直流电源、高压静电发生器、流量调节系统和远程控制系统组成。将该静电喷雾系统搭载在AF-811无人机上进行了有效喷幅和雾滴沉积效果试验研究,研究结果表明:无人机静电喷雾不仅施药灵活,而且增加了农药在目标上的附着率,减少了雾滴的飘移,起到更好的保护生态环境的效果。     

压片式微喷带单孔水量分布特性试验研究

试验研究了不同工作压力(0.1MPa和0.15 MPa)、不同喷射角度(43°、65°和79°)和不同喷孔直径(0.5、0.6和0.7mm)对压片式微喷带水量分布的影响。试验结果表明,干燥区宽度、湿润区长度和湿润区面积主要受喷射角度影响,均随喷射角度的增大而减小;湿润区宽度相对稳定,但在0.15MPa下,随着喷孔直径的增大有明显的增加趋势;平均灌水强度随着喷射角度、喷孔直径和工作压力的增大均有增加趋势,其中喷射角度影响最为明显。     

毒饵喷撒机的改进设计与试验研究

草原毒饵喷撒机在灭鼠作业中,经常会出现排毒饵器堵塞及毒饵喷撒分布不均匀的现象。如果此问题不能及时解决,就会严重影响毒饵喷撒机灭鼠的效果和效率。为了提高毒饵喷撒机的灭鼠性能,在原毒饵喷撒机相关研究的基础上,设计了一种排毒饵器排毒饵的自动控制系统和摆动机构摆动频率调节装置,根据风机的转速控制排毒饵器是否排毒饵,根据毒饵喷撒机前进速度调节喷筒摆动的频率。同时,通过试验得到一组最佳的毒饵喷撒机作业性能参数,使毒饵喷撒机在草原灭鼠作业过程中不出现排毒饵器堵塞且使喷撒毒饵均匀,达到最佳的使用效果。     

山地果园管道自动喷雾系统设计与试验

基于管道的自动喷雾技术及设施可以解决山地果园植保作业中喷雾作业效率低、劳动强度大、移动式喷雾机械难以进入的问题。本研究设计了适用于山地果园的管道自动喷雾系统,主要包括喷雾首部、喷雾管道、自动喷雾控制器及喷雾小组等结构,计算了山地果园管道药液压力损失,研制了自动喷雾控制器,并开发了控制程序。喷雾作业时,喷雾首部将药液经管道引入果园,利用自动喷雾控制器控制电磁阀,逐次打开或关闭喷雾小组,实现手动控制或自动控制喷雾。为确定电磁阀持续开通时间,进行了喷雾有效性试验。结果表明,控制喷雾小组的电磁阀持续开通8 s即可保证喷雾的有效性;采用这种管道自动喷雾设施的喷雾作业效率为2.61 hm²/h,与人工喷雾相比,提高了喷雾作业的效率。本研究可为山地果园的喷雾技术及智能施药设施的研发提供参考和思路。     

模拟动态施药喷洒试验车的研制

介绍了模拟动态施药喷洒试验车的总体配置方案、工作原理与各主要组成部分的系统设计计算。该喷洒车为在专用轨道上运行的可模拟植保机械田间试验的台架试验设备,由电力输送系统、移动式自动雾量分布测定仪、喷洒部件升降系统、压力液源供给系统、车体总成、测速系统、微机控制系统和缓冲架等组成。     

薄壁微喷带组合均匀度及铺设间距试验研究

【目的】研究薄壁微喷带组合均匀度及最佳铺设间距。【方法】选取市场常用的N44 mm微喷带,开展不同压力下微喷带喷洒强度、均匀度和喷洒宽度试验,利用Surfer软件克里金插值法按照水量组合原理对数据进行网格化处理,在1.0~2.0 R(喷洒宽度)范围内,分析微喷带组合喷洒强度、组合均匀度,确定微喷带合理组合间距。【结果】发现单管微喷带喷洒强度随喷洒距离增大呈双峰或单峰分布,喷洒宽度也随压力的增大而增大。组合喷洒强度随铺设间距的增大而减小;组合均匀度随铺设间距增大呈"大-小-大-小"的趋势,当微喷带铺设间距为1.6 R时,组合均匀度达到峰值。【结论】针对市场上常用的折径44 mm微喷带,发现当铺设间距为1.8 R与1.9 R时,组合喷洒强度较小,组合均匀度较大,满足规范要求。     

自走式遥控喷药车的设计

设计了自走式遥控喷药车.该车可以在各类农作物整个生长期内不受限制地完成农药喷洒作业,尤其是针对胡麻作物的中后期植保作业,可以做到不伤苗、不压苗,适用于胡麻茎秆同高作物生长期的喷药作业.该喷药车应用单片机技术、红外遥感技术可实现行走、转向、喷杆的升降折叠等远程控制.通过整机性能及田间试验的调试和验证,结果表明,该喷药车转...     

基于CAN总线的喷雾过程监控系统

为了研究果树仿形喷雾试验中仿形喷雾效果,必须对喷雾系统中喷雾压力、喷雾流量、喷雾距离和机车行走速度等因素进行实时准确地监测.为此,提出了一种基于CAN总线的喷雾过程监测系统,阐述了系统的硬件组成,并给出了系统智能节点的软硬件设计.该系统能够实时监控喷雾过程各参数,可以随意扩充节点,具有较强的通用性.