[發明專利]一種基于PID-PLPF控制算法的柑橘園防蟲害系統

在審

• 申請號: 202110274351.1
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113040116A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 王興旺;孫修東;王妍;袁少英;包斌;譚春茂
• 申請（專利權）人: 上海農林職業技術學院
• 主分類號: A01M7/00
• 分類號: A01M7/00;A01C23/04;A01G7/04;A01G25/02;A01G25/16;G05B11/42
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 高迷想

本發明涉及一種基于PID?PLPF控制算法的柑橘園防蟲害系統，其包括控制器、測繪單元、監測單元、環境數據獲取單元、環境改善單元、移動終端、數據庫和噴藥單元，測繪單元測繪出柑橘園的信息，監測單元對柑橘園進行實時監測，環境數據獲取單元用于土壤中的濕度、土壤中的營養成分和光照強度，環境改善單元用于改善土壤中的濕度、土壤中的營養成分和光照強度，移動終端可接收和查看柑橘園的信息；監測單元監測到植株上的害蟲信息以及植株的生長階段，并將數據發送至數據庫內比對，控制器分析出用藥信息和施肥信息。本申請用于解決柑橘園人工防病蟲效率低的問題，且便于實時采集柑橘的生長環境數據，并及時采取相應措施，有效保證了種植戶的經濟效益。

技術領域

本發明涉及智慧農業領域的技術領域，尤其是涉及一種基于PID-PLPF控制算法的柑橘園防蟲害系統。

背景技術

柑橘，屬蕓香科下屬植物，果實營養豐富，所含有的人體保健物質，已分離出30余種，其中主要有：類黃酮、單萜、香豆素、類胡蘿卜素、類丙醇、吖啶酮、甘油糖脂質等，且色香味兼優，又可以加工以果汁為主的各種加工制品。桔子可謂全身是寶，其果肉、皮、核、絡均可入藥。橘子的外果皮曬干后叫“陳皮”。而橘瓤上面的白色網狀絲絡，叫“橘絡”，含有一定量的維生素P，有通絡、化痰、理氣、消滯等功效。橘核性味苦、無毒，有理氣止痛的作用，可以用來治療疝氣、腰痛等癥。就連橘根、橘葉等也可入藥，具有舒肝、健脾、和胃等不同功能。柑橘的產量居百果之首，受廣大消費者的喜愛。柑橘長壽、豐產穩定、經濟效益高，是中國果樹的最主要樹種，對果農脫貧致富，農村經濟的發展起著重大的作用。

現有的柑橘種植管理效率不高，果樹患病不能及時發現，容易造成大范圍感染。

發明內容

本發明的發明目的是提供一種基于PID-PLPF控制算法的柑橘園防蟲害系統，用于解決柑橘園人工防病蟲效率低的問題，且便于實時采集柑橘的生長環境數據，并及時采取相應措施，有效保證了種植戶的經濟效益。

本發明提供的一種基于PID-PLPF控制算法的柑橘園防蟲害系統采用如下的技術方案：

一種基于PID-PLPF控制算法的柑橘園防蟲害系統，包括控制器、測繪單元、監測單元、環境數據獲取單元、環境改善單元和移動終端，所述控制器與測繪單元、監測單元、環境數據獲取單元、環境改善單元和移動終端通過信號連接；

所述測繪單元測繪出柑橘園的地貌信息和植株種植的位置信息，所述監測單元用于對柑橘園進行實時監測，將監測數據發送至所述控制器與對比植株數據做出比較，所述環境數據獲取單元用于土壤中的濕度、土壤中的營養成分和光照強度，所述環境改善單元用于改善土壤中的濕度、土壤中的營養成分和光照強度，所述移動終端可接收和查看柑橘園的信息；

還包括有與控制器信號連接的數據庫和噴藥單元，所述監測單元監測到植株上發生害蟲后，將數據發送至所述數據庫并于庫內的害蟲信息比對，且將害蟲信息以及推薦用藥信息發送至所述控制器和移動終端，所述監測單元監測到植株的生長情況，將數據發送至所述數據庫并于庫內的植株信息比對，且將施肥信息發送至所述控制器和移動終端，所述噴藥單元用于對植株噴灑農藥。

優選的，所述測繪單元設置采用全站儀成圖或航空攝影測量，在所述控制器內繪制出地貌信息和植株信息。

優選的，所述控制器采用PID控制器，所述PID控制器后設置有低通濾波器，提出了后置式低通濾波器PID控算法(簡稱PID-PLPF控制算法)不完全微分結構，其傳遞函數為：

第一步，將公式(1)離散化為：

u(k)＝u_p(k)+u_I(k)+u_D(k) (2)

第二步，將uD(k)進行推導，得到公式(3)