發(fā)布時間：2022-02-11 05:46

　　中國是一個農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)藥使用量大,隨著精細農(nóng)業(yè)的發(fā)展,農(nóng)作物保證高產(chǎn)的同時生態(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,由此得到大量學者的廣泛關(guān)注。針對一般的混藥系統(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)計了一種實時混藥控制系統(tǒng),混藥比調(diào)節(jié)范圍大,誤差較小,系統(tǒng)運行穩(wěn)定,且混藥均勻性好。為使實時混藥控制系統(tǒng)能夠配合變量噴霧機使用,本文對激光檢測技術(shù)進行研究,設(shè)計出激光檢測模塊,用其進行靶標檢測并計算靶標體積,進而計算出所需的混藥量,使得實時混藥控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)按需混藥,提高農(nóng)藥利用率。對混藥系統(tǒng)的關(guān)鍵部件混藥器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化,使其在適用范圍內(nèi)混藥效率達到最高。本文的主要研究內(nèi)容如下:1)對混藥器的混藥效率進行研究,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軟件對數(shù)學模型的多元回歸方程進行求解,在適用范圍內(nèi)對混藥器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化,使其混藥效率達到最佳。2)設(shè)計激光檢測模塊,在微型計算機上進行激光傳感器數(shù)據(jù)采集、處理等程序的... 

【文章來源】：江蘇大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

幼樹靶標檢測裝置

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

變量噴霧機用實時混藥控制系統(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)此實現(xiàn)對噴霧執(zhí)行單元的有效控制，實現(xiàn)了設(shè)備對靶噴霧的自動化。需要指出的是，該靶標檢測系統(tǒng)的檢測距離受光照因素影響較大，光照條件正常時，檢測距離大于4m，正午時光照過于強烈，檢測距離約為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，也極大地減少了環(huán)境污染。圖1.3基于紅外的靶標檢測裝置原理圖Fig1.3Schematicdiagramofinfrared-basedtargetdetectiondevice2）超聲波檢測法美國科研人員GilesDK等人在2011年將超聲波傳感器應(yīng)用于靶標檢測并進行智能變量噴霧機的研發(fā)，美國商業(yè)化的果樹智能噴霧機由此問世，如圖1.4所示。由于無法獲得樹冠尺寸等具體信息，該機器只能通過微處理器控制噴嘴開閉的方式來實現(xiàn)最基本的變量噴霧[22]。圖1.4基于靶標檢測的商業(yè)噴霧系統(tǒng)Fig1.4Commercialspraysystembasedontargetdetection同樣將超聲波傳感器作為檢測裝置，SolanellesF等人的研究可以測量出樹木冠層寬度，探測原理如圖1.5所示。噴霧機施藥時的噴霧大小將根據(jù)測量結(jié)果進行實時調(diào)節(jié)。在多個果園中進行場地試驗，試驗結(jié)果表明，該噴霧機的農(nóng)藥噴灑量與一般連續(xù)施藥噴霧機相比，至少節(jié)約28%[23]。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3619802