中國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),農(nóng)藥使用量大,隨著精細(xì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展,農(nóng)作物保證高產(chǎn)的同時(shí)生態(tài)與安全也備受關(guān)注。在線混藥技術(shù)具有農(nóng)藥利用率高、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn),由此得到大量學(xué)者的廣泛關(guān)注。針對(duì)一般的混藥系統(tǒng)存在諸如混藥比可調(diào)范圍窄、農(nóng)藥流量小難以控制等問題,本文設(shè)計(jì)了一種實(shí)時(shí)混藥控制系統(tǒng),混藥比調(diào)節(jié)范圍大,誤差較小,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,且混藥均勻性好。為使實(shí)時(shí)混藥控制系統(tǒng)能夠配合變量噴霧機(jī)使用,本文對(duì)激光檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究,設(shè)計(jì)出激光檢測(cè)模塊,用其進(jìn)行靶標(biāo)檢測(cè)并計(jì)算靶標(biāo)體積,進(jìn)而計(jì)算出所需的混藥量,使得實(shí)時(shí)混藥控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)按需混藥,提高農(nóng)藥利用率。對(duì)混藥系統(tǒng)的關(guān)鍵部件混藥器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,使其在適用范圍內(nèi)混藥效率達(dá)到最高。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:1)對(duì)混藥器的混藥效率進(jìn)行研究,將面積比、嘴管距、吸入口角度作為可變參數(shù),基于響應(yīng)面法建立混藥器混的混藥效率數(shù)學(xué)模型,研究三種影響因素的交互作用。通過Design Expert 10.0.7軟件對(duì)數(shù)學(xué)模型的多元回歸方程進(jìn)行求解,在適用范圍內(nèi)對(duì)混藥器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,使其混藥效率達(dá)到最佳。2)設(shè)計(jì)激光檢測(cè)模塊,在微型計(jì)算機(jī)上進(jìn)行激光傳感器數(shù)據(jù)采集、處理等程序的... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

幼樹靶標(biāo)檢測(cè)裝置

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文3刻，并精確控制電磁閥，達(dá)到了良好效果。特別地，當(dāng)噴霧機(jī)的行進(jìn)速度低于0.94m/s時(shí)，系統(tǒng)可對(duì)幼樹的樹干部分實(shí)施精準(zhǔn)檢測(cè)，并據(jù)此精確判定所需施藥寬幅及噴霧時(shí)刻[19]。圖1.1幼樹靶標(biāo)檢測(cè)裝置Fig1.1Targetdetectiondeviceofyoungtree在2012年，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)何雄奎教授團(tuán)隊(duì)在傳統(tǒng)紅外靶標(biāo)檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上，引入顏色傳感器的識(shí)別功能，專門解決紅外靶標(biāo)檢測(cè)裝置無法識(shí)別非作物背景和綠色作物的問題，成功地實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對(duì)靶施藥。如圖1.2所示為檢測(cè)裝置實(shí)物裝備圖，其中，系統(tǒng)檢測(cè)精度受光照強(qiáng)度和葉片覆蓋率兩方面因素影響較大，當(dāng)系統(tǒng)調(diào)整至最佳狀態(tài)時(shí)，檢測(cè)距離最大可達(dá)88cm[20]。圖1.2基于顏色傳感器的靶標(biāo)檢測(cè)裝置Fig1.2Targetdetectiondevicebasedoncolorsensor在2013年，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)丁為民教授等人針對(duì)因農(nóng)作物種植間隙而造成的施藥浪費(fèi)問題，設(shè)計(jì)出一款改進(jìn)型靶標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)，具體工作原理如圖1.3所示。

變量噴霧機(jī)用實(shí)時(shí)混藥控制系統(tǒng)研究4其利用發(fā)光二極管所發(fā)射出的紅外光束，用于感應(yīng)物體表面，判定是否有感應(yīng)光波，并據(jù)此實(shí)現(xiàn)對(duì)噴霧執(zhí)行單元的有效控制，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備對(duì)靶噴霧的自動(dòng)化。需要指出的是，該靶標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)距離受光照因素影響較大，光照條件正常時(shí)，檢測(cè)距離大于4m，正午時(shí)光照過于強(qiáng)烈，檢測(cè)距離約為3.3m[21]。如此一來，不僅避免了連續(xù)施藥引發(fā)的農(nóng)藥浪費(fèi)，也極大地減少了環(huán)境污染。圖1.3基于紅外的靶標(biāo)檢測(cè)裝置原理圖Fig1.3Schematicdiagramofinfrared-basedtargetdetectiondevice2）超聲波檢測(cè)法美國(guó)科研人員GilesDK等人在2011年將超聲波傳感器應(yīng)用于靶標(biāo)檢測(cè)并進(jìn)行智能變量噴霧機(jī)的研發(fā)，美國(guó)商業(yè)化的果樹智能噴霧機(jī)由此問世，如圖1.4所示。由于無法獲得樹冠尺寸等具體信息，該機(jī)器只能通過微處理器控制噴嘴開閉的方式來實(shí)現(xiàn)最基本的變量噴霧[22]。圖1.4基于靶標(biāo)檢測(cè)的商業(yè)噴霧系統(tǒng)Fig1.4Commercialspraysystembasedontargetdetection同樣將超聲波傳感器作為檢測(cè)裝置，SolanellesF等人的研究可以測(cè)量出樹木冠層寬度，探測(cè)原理如圖1.5所示。噴霧機(jī)施藥時(shí)的噴霧大小將根據(jù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。在多個(gè)果園中進(jìn)行場(chǎng)地試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，該噴霧機(jī)的農(nóng)藥噴灑量與一般連續(xù)施藥噴霧機(jī)相比，至少節(jié)約28%[23]。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3619802