[發明專利]一種基于物聯網的智能農業機械施肥方法及裝置

在審

• 申請號: 201710553875.8
• 申請日: 2017-07-09
• 公開（公告）號: CN107367933A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 吳苗
• 申請（專利權）人: 長沙善道新材料科技有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及農業機械技術領域，具體為一種基于物聯網的智能農業機械施肥方法及裝置。

背景技術

農業屬于第一產業，是人們賴以生存的基本產業，隨著人口的增加以及時代的發展，對于農產品的需求量逐步加大，農業種植量增多，從而對于農業機械的需求量也隨之越來越多，種類繁多，農業施肥就是其中之一，傳統的肥料均為人工播撒，隨著現代化機械的逐步盛行，在有些地區出現了機械化施肥機器，但是現有的施肥機械大多先配置好相應的肥料，然后推至農作物附近進行灌溉，經過長時間的靜置，肥料的濃度不一，施肥量缺乏科學參考，作業科學性和智能化程度低，影響施肥效果。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于物聯網的智能農業機械施肥方法及裝置，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于物聯網的智能農業機械施肥方法，包括：

步驟一、主控模塊通過讀取設備定位模塊的定位數據并將該定位數據通過無線信號模塊發送至農業信息服務器終端，在農業信息服務器終端實現信息匹配；

步驟二、根據信息匹配結果，農業信息服務器終端通過無線信號模塊向主控模塊發送水肥配比信息及電機轉速推薦信息；

步驟三、水肥配比模塊調取農業信息服務器終端中存儲的土壤及水質信息，構建如下神經元結構模型：

其中，y_i是神經元i的輸出，與其他多個神經元通過權連接起來，，x_j是網絡輸入，j＝1，2，…，n；w_j為輸入權重，j＝1,2,…，n；θ_i是神經元i的閾值，F為激活函數；

并選擇Sigmoid激活函數再進行后向傳播學習，得到基于后向傳播學習的神經元網絡模型；

步驟四、在神經元模型基礎上，主控模塊控制水肥配比模塊、速度控制模塊、液泵并結合環境補償模塊控制農業機械施肥裝置進行施肥作業；

步驟五、監控傳感模塊將感知數據通過無線信號模塊傳送至物理聯網監控終端，物聯網監控終端通過GPS數據終端開關和人機交互單元實現遠程作業監控。

進一步，所述農業機械施肥方法還包括：

步驟一、神經網絡模型結構輸入層神經元為土壤養分的氮、磷、鉀含量和目標產量，模型輸出層神經元分別是施肥的氮、磷、鉀用量；

步驟二、神經元結構模型進行后向傳播學習后得出基于后向傳播學習的神經網絡模型，水肥配比模塊結合農業信息服務器終端中存儲的土壤及水質信息得出氮、磷、鉀組分配比并將該組分配比轉化為控制氮、磷、鉀配入量的開度開關的電壓信號，該電壓信號與開度開關的開度值呈線性關系；

步驟三、根據監控傳感模塊獲取的天氣及溫度參數，對應每一天氣及溫度參數，主控模塊對開度開關的線型電壓信號進行電壓補償，并根據最終補償結果對電機速度調節模塊和液泵做出匹配的控制決策。

本發明的另一目的在于提供一種基于物聯網的智能農業機械施肥裝置，包括箱體，箱體的側壁連接有推把，箱體的下端連接有U型架，U型架的下端安裝有滾輪，U型架的底板上端連接有電源，所述U型架的內側壁通過第一彈簧連接有位于箱體正下方的第一電機，所述第一電機的下端活動連接有偏心輪，偏心輪連接有轉桿，所述轉桿的另一端連接有安裝在U型架內壁上的第二電機，所述箱體的內腔底板通過多個第二彈簧連接有圓盤；

所述第一電機的上端連接有轉軸，轉軸的另一端貫穿箱體和圓盤連接有T型管，T型管橫向一段的兩端連接有噴頭，所述轉軸靠近T型管的一端通過軸承套接有套筒，且T型管位于套筒的內部，所述轉軸位于箱體內腔的一段套接有位于圓盤上方的壓盤，所述轉軸的側壁連接有多個位于壓盤上方的葉輪，且葉輪位于箱體的內腔；

所述箱體的內腔右側內壁連接有液泵，所述液泵的上端連接有伸縮管，伸縮管的另一端連接有L型管，所述L型管的另一端穿過箱體的頂壁與套筒的側壁連通，所述T型管位于套筒內腔的一段側壁開設有第二通孔；

所述箱體頂部設置水肥配比模塊，U型架安裝有主控模塊和與該主控模塊連接的設備定位模塊、監控傳感模塊，主控模塊通過無線信號模塊與農業信息服務器終端和物理聯網監控終端通信；

所述物聯網監控終端通過獨立并聯關系的GPS數據終端開關和人機交互單元的無線遠程控制采用繼電器節點作為遠程控制的終端；