[發明專利]一種變量施藥信息處理系統及方法

在審

• 申請號: 201910398424.0
• 申請日: 2019-05-14
• 公開（公告）號: CN110178817A
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 魏新華;劉子文;李林
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: A01M7/00
• 分類號: A01M7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種變量施藥信息處理系統，其特征在于，包括地理信息處理單元、RTK導航定位單元、電子矢量圖解譯單元和病蟲害專家單元；所述地理信息處理單元將采集到的地理信息經過處理得到病蟲害空間差異性分布圖，病蟲害空間差異性分布圖輸出到電子矢量圖解譯單元，電子矢量圖解譯單元將接收到的病蟲害空間差異性分布圖信息和RTK導航定位單元采集的信息進行處理后得到病蟲害嚴重程度值，并經數據通訊單元將信息傳遞給病蟲害專家單元，病蟲害專家單元根據機組行駛速度及病蟲害嚴重程度值給出對應病蟲害位置的施藥量，并經執行控制器控制噴頭的噴涂從而進行變量作業。

2.根據權利要求1所述的變量施藥信息處理系統，其特征在于，所述地理信息處理單元，包括觸摸顯示屏和工業控制機；所述觸摸顯示屏用來顯示地理信息并進行人機交互，所述工業控制機用來處理地理信息數據；地理信息處理單元將田間采集到的病蟲害數據，通過空間插值算法對病蟲害數據進行插值，轉換成SHP格式的柵格圖形文件，用戶通過人機交互界面對柵格圖形文件進行編輯，從而得到理想的病蟲害空間差異性信息分布圖。

3.根據權利要求1所述的變量施藥信息處理系統，其特征在于，所述電子矢量圖解譯單元，包括病蟲害空間差異性分布圖和RTK導航定位單元，所述RTK導航定位單元包括基準站和移動站。RTK導航定位單元以一個固定頻率實時輸出精確的經緯度信息等數據。通過RTK導航定位單元輸出的實時位置坐標解譯病蟲害空間差異性分布圖，輸出作業機組在該位置對應的田間病蟲害嚴重程度值。

4.根據權利要求3所述的變量施藥信息處理系統，其特征在于，所述電子矢量圖解釋單元根據噴桿的長度和碰頭的個數，將噴桿分為m個控制區；通過移動站天線安裝的位置與噴桿的空間距離反推算出噴桿上各個控制區的定位坐標，每個控制區可以單獨控制施藥量，可實現更合理更精準的施藥。

5.根據權利要求1所述的變量施藥信息處理系統，其特征在于，所述數據通訊單元，包括CAN通訊模塊和數傳模塊；所述CAN通訊模塊為智能協議轉換器用來將工業控制機輸出的信號轉換成CAN信號，執行控制器通過CAN通訊模塊接收工業控制機輸出的執行命令，執行相應的施藥操作；所述數傳模塊用來將機組田間作業狀態發送到遠程數據服中心進行數據存儲和狀態監控。

6.一種變量施藥信息處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：人工攜帶手持式GIS設備去田間采集病蟲害信息，或者采用自動探測設備如工業相機或光譜探測設備結合定位設備去田間采集病蟲害信息，主要包括地理信息、對病蟲害嚴重程度值的評估和屬性信息；

步驟二：通過觸摸顯示屏中的人機交互界面將田間病蟲害信息導入變量施藥信息處理系統中；

步驟三：變量施藥信息處理系統中的地理信息處理單元將采集的帶有地理位置坐標信息的病蟲害信息插值形成病蟲害空間差異性分布圖，然后轉化成可以運用的SHP數據格式并存儲到數據庫中，用戶可通過人機交互界面對該數據進行分析和編輯，最終得到帶有田間病蟲害空間差異性分布圖；

步驟四：田間作業時通過RTK導航定位單元解譯病蟲害空間差異性分布圖，得出噴桿的各個控制區的實時位置所對應的病蟲害空間差異性分布圖上的病蟲害嚴重程度值，并將病蟲害嚴重程度值發送給病蟲害專家系統輸入接口；

步驟五：速度傳感器將機組實時速度信息發送給病蟲害專家系統輸入接口；

步驟六：病蟲害專家單元根據輸入的病蟲害嚴重程度和機組行駛速度通過模糊控制推理出施藥量；

步驟七：通過CAN通訊模塊將施藥量發送給執行控制器，通過數傳模塊將作業狀態發送到遠程數據服中心進行數據存儲和狀態監控；

步驟八：執行控制器通過脈沖寬度調制方法，在不改變PWM方波周期的前提下，改變輸出的頻率和占空比來改變電磁閥通斷時間，實現變量噴施；

步驟九：重復步驟四、五、六、七、八。