[發明專利]一種肥箱余量監測系統與監測方法

在審

• 申請號: 202011139076.4
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112162298A
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 張凱良;張耀輝;余楊;劉輝;宋玉港
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G01S17/894
• 分類號: G01S17/894;G01S17/08;G01F23/292;G01B11/24;A01C15/16;A01C15/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 冀志華

本發明涉及一種肥箱余量監測系統與監測方法，其包括施肥機，施肥機包括肥箱、排肥機構以及駕駛室，電控系統和主控設備；電控系統包括：激光測距傳感器陣列，用于對肥箱內化肥距離肥箱頂部內側的距離信息進行實時監測并發送到控制器；開度檢測傳感器，用于對排肥機構中排肥軸的開度進行檢測并發送到控制器；轉速檢測傳感器，用于對排肥機構中排肥軸的轉速進行檢測并發送到控制器；控制器用于對接收到的所有信息進行處理并發送到主控設備；5V供電電源，用于為各傳感器和控制器供電；主控設備用于進行肥箱余量計算、施肥時長預測以及排空預警。本發明可以廣泛應用于肥箱余量監測領域。

技術領域

本發明涉及智能農機領域、無人施肥機領域、顆粒化肥儲運設備領域，特別涉及一種肥箱余量監測系統與監測方法。

背景技術

化肥的使用對提高農業生產的產量具有重大貢獻。目前，中國化肥的使用逐年增長，25年間增長了一倍。雖然化肥的施用量大，但是化肥的利用率卻不到40％，未被使用的化肥通過生態循環進入土壤、水體和大氣，對環境造成污染的同時也導致了經濟損失。

變量施肥技術可以減少化肥的施用量，降低化肥對環境的影響。而施肥質量是影響農作物產量的重要因素之一。對于施肥質量的監測是目前施肥機研究的主要方向之一。在變量施肥過程中，由于化肥箱中存儲的化肥余量不足且沒有及時補充，或者化肥流動性差難以流動至排肥口，導致施肥量遠低于目標施肥量，進而造成農作物減產。為了防止由于化肥箱中存儲的化肥余量不足以及沒有及時補充，或者化肥流動性差難以流動至排肥口而導致施肥質量難以保證，較為常用的是人工監測的方法。然而，人工監測方法往往并不精準，且需要耗費大量的人力物力，導致施肥成本上升。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種肥箱余量監測系統與監測方法，用于對化肥箱中化肥余量進行有效監測，可以解決由于化肥箱中化肥余量不足導致的農作物減產問題。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

本發明的第一個方面，是提供一種肥箱余量監測系統，其包括施肥機，所述施肥機包括肥箱、排肥機構以及駕駛室，所述排肥機構設置在所述肥箱側壁的出肥口處；其還包括：電控系統和主控設備；所述電控系統包括激光測距傳感器陣列、開度檢測傳感器、轉速檢測傳感器、5V供電電源以及控制器；所述激光測距傳感器陣列設置在肥箱頂部內側，用于對肥箱內化肥距離肥箱頂部內側的距離信息進行實時監測并發送到所述控制器；所述開度檢測傳感器設置在所述排肥機構中，用于對所述排肥機構中排肥軸的開度進行檢測，并發送到所述控制器；所述轉速檢測傳感器設置在所述排肥機構中，用于對所述排肥機構中排肥軸的轉速進行檢測并發送到所述控制器；所述控制器和5V供電電源均設置在所述肥箱側邊上，且所述控制器用于對接收到的所有信息進行處理并發送到所述主控設備，所述5V供電電源用于為各傳感器和控制器供電；所述主控設備設置在駕駛室中，用于根據接收到的信息對肥箱余量進行監測，并根據肥箱余量以及施肥速率對施肥時長進行預測以及排空預警。

進一步地，所述激光測距傳感器陣列包括若干激光測距傳感器，且各所述激光測距傳感器通過設置在所述肥箱頂部內側同一水平面上的若干固定導軌設置在所述肥箱頂部，構成傳感器平面點陣。

進一步地，所述控制器包括第一～第四子控制器，各所述第一～第四子控制器分別與所述激光測距傳感器陣列中每一列中的激光測距傳感器相連，用于接收各列中激光測距傳感器采集的距離信息，經內置的A/D轉換模塊進行模數轉換后，計算得到實時的距離信息；所述第二子控制器用于接收開度檢測傳感器采集的位移量變化信息，經內置的A/D轉換模塊進行模數轉換后，得到實時的位移信息；所述第三子控制器用于接收轉速傳感器采集的轉速信息，經內置的A/D轉換模塊進行模數轉換后，得到實時的速度值。

進一步地，所述第一～第四子控制器均采用Arduino控制器。