[发明专利]基于RFID的果树个体精准喷药控制方法及设备

说明书

技术领域

本发明属于现代农业技术领域，特别涉及一种基于RFID的果树个体精准喷药控制方法及设备。

背景技术

我国果园种植面积和产量均居世界第一,但由于果树品种、种植模式、个体差异和施药技术等因素的影响和限制,病虫害频繁发生却得不到有效控制,从而造成落果、次果及劣果,严重影响果品品质；同时,频繁粗放的化学药剂防治以及落后的施药机具和施药技术增加了果园运营的经济成本和果农劳动强度。果园施药环节劳动强度大,工作环境恶劣,对植保机械化有着迫切的需求。

目前我国果园的喷药操作主要依靠人工喷洒的方式，存在农药种类混用、任意提高喷洒浓度和剂量、滥用高毒农药、连续多次使用同一种药剂防治同一对象的现象，农户仅凭经验进行喷药，这对果品及环境造成了严重的影响。近年来，果园喷药设施有了长足发展，出现了果园管道喷药设施及对靶喷药静电喷雾机、基于ARM的智能喷药设备、基于激光扫描的可变速喷雾系统等喷药设备，但其没有根据果树个体的差异进行精准细致的操作和管理，存在记录粗放的问题，这对水果品质及果产品信息溯源造成了很大的影响。

RFID的基本原理是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)传输特性，实现对被识别物体的自动识别，其具有非接触、感应距离远、穿透力强、能储存数据并能进行读写、使用寿命长等特点，其对环境要求较低，环境适应性好。目前，RFID技术广泛应用于动物识别与追踪、食品溯源等领域，通过利用RFID技术自动识别、存储数据等特点简化了生产流程，实现了经济利益最大化，这使得该技术成为近年应用方面的研究热点，自动识别的特点为果树的自动识别，实现喷药信息的自动存储提供了技术基础。因此针对不同果树个体建立一个对应的电子档案，对提高果品的产量和质量有重要意义。但是目前并没有相应的技术。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于RFID的果树个体精准喷药控制方法及设备，实现了对果树个体的唯一身份标识，设备通过RFID模块扫描果树标签并查询相应果树的处方信息，喷药机根据处方信息通过ARM处理器打开电磁阀，同时启动流量传感器，通过对比流量传感器反馈的药量与处方量控制电磁阀的通电时间，并存储最终流量传感器采集的药量，实现了精准的喷药操作及喷药参数的自动记录，为提高果品质量安全及溯源奠定了基础。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于RFID的果树个体精准喷药控制方法，利用RFID模块读取设置在果树上的电子标签，处理器根据RFID模块读取编号及匹配处方，控制喷药机的药物流量，实现对不同果树个体的精准喷药。

在喷药过程中，实时采集喷药机的药物流量，并反馈至处理器，与设定的药物流量对比，实现对喷药量的实时调控。

在喷药过程中，处理器对每个电子标签所采取的喷药方案进行记录并存储。

本发明同时提供了一种基于RFID的果树个体精准喷药控制设备，包括：

RFID模块，基于设置在果树上的电子标签，通过无线方式实现果树的个体识别，并将读取的编号传输至核心处理器模块；

核心处理器模块，接收RFID模块的传输信息，并与内存的处方信息进行配对，根据不同处方输出相应的控制信号至喷药控制模块；

喷药控制模块，包括连接核心处理器模块控制信号的喷药机电磁阀和设置于喷药机喷头位置处的涡轮流量传感器，喷药机电磁阀的启闭时间由所述控制信号进行控制，涡轮流量传感器采集喷头位置实时流量，并返回至核心处理器模块与处方信息中的设定药物用量比较，实现对控制信号的实时调控，实现精准操作。

所述RFID模块以超高频读写芯片AS3990为核心，发射信号由超高频读写芯片AS3990发射之后经功率放大器进行放大，再经隔离器由陶瓷天线发送，从而提高读写距离；接收信号由陶瓷天线接收后，经隔离器送至超高频读写芯片AS3990的输入端，经过混频、增益、滤波、数字化后由RS232串口送至核心处理器模块。

所述超高频读写芯片AS3990外接有一个压控振荡器，以降低相位噪声，提高芯片稳定性。

所述核心处理器模块以RISC处理器S3C2440为核心。

所述处方信息包括果树编号、果树品种、药物名称以及药物用量，依据果树编号与来自RFID模块的读取编号进行配对识别。

还包括连接核心处理器模块的用户交互模块，用于设置喷药参数，并显示喷药参数和处方信息。

所述电子标签为无源电子标签，采用跳频工作模式。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：