一种支持追溯管理和生物量探测的喷雾机

摘要

一种支持追溯管理和生物量探测的喷雾机，包括RFID定位装置、生物量探测装置及喷雾系统；RFID定位装置包括多个RFID读卡器天线及若干RFID卡；生物量探测装置包括多个生物量探测传感器、对应的多个可手动调节高度的移动固定机构、多个信号处理装置及多个保护筒装置，读取的RFID卡信息和探测的生物量信号均传输到上位机，喷雾系统包括喷雾监控系统及喷雾机械系统，喷雾监控系统上设置有电动球阀、流量传感器、压力传感器、速度传感器和电磁阀来实现喷雾过程的动态监控，本发明可采集防治靶标的生物量信息，实现精准变量喷雾，同时依据RFID定位装置、生物量探测装置、速度传感器的信息对喷雾机实现靶标生物量探测及作业过程的可追溯管理。

主权项

一种支持追溯管理和生物量探测的喷雾机，主要包括RFID定位装置、生物量探测装置、喷雾监控系统、喷雾机械系统以及上位机(4)，其特征在于：所述RFID定位装置包括设置于拖拉机(5)前端两侧的若干个连接至上位机(4)的RFID读卡器和设置于每行果树中的RFID卡(47)，RFID读卡器配置有RFID读卡器天线(1)；所述生物量探测装置包括带有定位孔的竖直支架(38)、多个生物量探测传感器(42)及对应的带有数据接口(56)的信号处理装置(52)、多个移动固定机构以及多个保护筒装置，所述生物量探测传感器(42)和信号处理装置(52)安装在保护筒装置中，保护筒装置通过管卡(6)与移动固定机构连接固定，所述移动固定机构固定在竖直支架(38)上，移动固定机构带动保护筒装置与生物量探测传感器(42)上下移动，所述生物量探测传感器(42)连接信号处理装置(52)，信号处理装置(52)通过数据接口(56)与上位机(4)连接；所述喷雾监控系统包括设置在喷雾管道上的电动球阀(22)、流量传感器(20)、压力传感器(21)以及电磁阀(17)，所述电动球阀(22)、流量传感器(20)、压力传感器(21)、电磁阀(17)以及设置在行走轮(27)上的速度传感器(29)的监测或控制信号连接至上位机(4)，上位机(4)实时监测喷雾信息，上位机(4)整合生物量探测传感器(42)的生物量信息，控制电动球阀(22)的开度和电磁阀(17)的开关频率实现变量喷雾；所述RFID定位装置通过RFID读卡器天线(1)读取设置于果园行的RFID卡(47)的信息，通过上位机(4)的分析判断得出喷雾机的位置与运动方向，结合速度传感器(29)实现基于速度的移动位移监测，获得喷雾作业的具体位置；所述多个生物量探测传感器(42)随移动固定机构上下移动，分层探测靶标的生物量，由上位机(4)计算获得靶标的生物量立体分布数据；生物量探测装置与RFID定位装置及速度传感器(29)结合获得整个果园基于位置的生物量空间立体分布数据，所述生物量探测装置探测的生物量包括靶标的立体密度分布、外形、体积及与靶标之间的距离；所述喷雾监控系统与RFID定位装置及速度传感器的结合，同时基于沉积分布实验获得的喷头喷雾流量、风箱旋转角度与沉积分布关系数学模型获得整个果园基于位置的靶标喷雾沉积分布数据；在启动工作时，根据果园的防治靶标的树形手动调整各个生物量探测传感器(42)的分布位置，同时通过上位机(4)界面控制两个喷雾风箱(12)的旋转角度，设置上位机(4)的工作参数，再新建或打开已有的存储数据文件名，点击“开始”，系统开始工作，采集RFID定位装置的信息与速度传感器(29)的信息，计算判断喷雾机的位置与运动方向，采集、存储并显示生物量探测传感器(42)、速度传感器(29)、压力传感器(21)、流量传感器(20)的信息，整合处理后控制电动球阀(22)和电磁阀(17)的动作，实现精准变量施药；对果园每行的喷雾次数、行喷雾量进行计算、显示与存储，上位机(4)同时整合RFID定位装置、生物量探测装置、喷雾监控装置及速度传感器(29)的信息，综合计算并存储整个果园基于位置的生物量空间立体分布数据及整个果园基于位置的靶标喷雾沉积分布数据；喷雾机在作业时上位机软件为操作者提供了作业指导，避免了果园果树行喷雾的重复喷雾与漏喷，喷雾作业结束时点击“退出”按钮，系统结束工作。