[实用新型]一种变量施肥控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及自动控制装置领域，特别涉及一种将手动和自动设计成一体化的变量施肥控制器，能自动接收或通过手动输入施肥量，利用单片机内闭环控制算法精确地实现控制信号的输出。

背景技术

精准农业是近年来国际上农业科学研究的热点领域之一。精确农业的含义就是按照田间每一操作单元的具体条件，精细准确地调整各项土壤和作物管理措施，最大限度地优化各项农业投入，以获取最高产量和最大经济效益，同时保护农业生态环境，保护土地等农业自然资源。精准农业是现有农业生产措施与新近发展的高新技术的有机结合。目前精准农业主要从两个方面进行，一是基于地理信息装置(GIS)、全球卫星定位装置(GPS)、遥感技术(RS)和计算机自动控制装置的精准农业，也就是所谓的基于“3S”的精准农业；二是基于传感器技术的精准农业。目前，基于管理对象的不同，采用的技术基础各异。但无论其基于的技术如何，最终实现的是对农业措施的变量控制。

精准农业的本质就是根据收集到的土壤作物空间变异信息，在生产中针对地块的具体情况确定出相应的农业措施。由于地块的空间变异性，因此一些耕作措施也必须能在操作的过程中做出相应的变化。需要变化的耕作措施内容是很多，主要包括灌溉、农药的施用、除草剂、播种、施肥等等，其中变量施肥是一项重要的措施。精准农业的实施可以说是一项复杂的工程，前期大量工作结果将集中要一张操作指挥装置图上，图上提出地块中不同地点相应农艺措施的要求，而实施措施的变化就需要有能记载这张操作指挥装置图的计算机、需要有相应的设备能知道当前机具所在地块上的位置、又能从操作指挥装置图上读取得当前对农事措施的要求，然后按照要求命令机具去执行。

变量施肥是精准农业技术的重要内容，其基本原理就是根据土壤的养分含量特点，在土壤养分高的地方减少施肥量，而在土壤养分低的地方增加肥料投入量，力求在保证一定产量目标的情况下，提高化肥利用效率。变量施肥机械在GPS的导航下，能够准确实时地获得其所在作业位置的地理坐标，在控制装置的控制下，根据事先生成的施肥处方图进行施肥，自动地在土壤养分低的地方多施肥，在土壤养分高的地方减少施肥，在不需施肥的地方停止施肥。这样的施肥装置大大提高了化肥的利用效率。

目前国内外已有适于精准播种和施肥的机具，实现变量施肥使用的设备是根据现有设备组装起来的。地块图的绘制、土样的采取和测定、根据土样测试结果确定施肥量的变化、最后形成的操作指挥装置图输入到计算机。

计算机可以导入已做好的地块图，可以接收GPS提供的信号，也可以配合导航设备，引导拖拉机按地块图上设定的行驶路线运行，还能够根据GPS提供的当前位置读取操作指挥装置图上当前应采用的农事措施信息，如施用多少肥料的信息等。

计算机可读出当前位置应该施用多少肥料的信息。而阀门驱动电子模块提供控制液压马达变化以控制肥料施用量。

该装置的工作原理是：控制台根据GPS信号和施肥量信号控制阀门驱动电子模块，模块将信号传到液压控制阀改变液压的压力大小，液压的大小变化改变液压马达的转速，转速的改变通过链轨改变转动轴的转速，转速变动施肥量也就得到控制。

目前的变量施肥控制器往往是一些单独的控制模块，或者通过串口与其他模块进行通讯，其扩展性较差，不能形成一个完善的装置。

在我国变量施肥控制器尚处于起步阶段，目前主要依靠引进国外的技术，进行消化吸收，而且引进的设备价格昂贵，结构复杂且操作困难。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的设计一种具单片机控制器的变量施肥控制装置，使得该装置具有处理速度快、可与多种外围设备联接、资源丰富、性能稳定和易于实现许多种控制算法，且结构简单、操作方便。

(二)技术方案

为实现上述发明目的，本实用新型的技术方案是采用一种变量施肥控制装置，包括单片机，用于接收外部存储信息、输入信息、反馈信息、通讯信息，经单片机内部运算处理后输出控制信息、显示信息、存储信息、通讯信息，所述控制信息是对排肥机械排肥量的控制；

所述存储信息是将存储器与单片机连接，用于将预先存储的信息输入到单片机，或将单片机的输出信息予以保存；

所述输入信息是将键盘与单片机连接，用于输入作业参数；

所述通讯信息是单片机通过串行接口或扩展总线接口与其他外围设备的连接，用于单片机接收排肥量信息；

所述显示信息是将液晶显示器与单片机连接，用于装置工作状态或输入作业参数的显示；