[发明专利]手持式变量喷雾机的远程控制装置

说明书

技术领域

本发明属于植物保护机械技术领域，具体涉及一种手持式变量喷雾机的远程控制装置，以适应于构建精确农业系统的变量喷雾的需要。

背景技术

传统的喷雾机在田间作业时，喷洒农药或者除草剂采用的是地毯式喷施，即无论是否发生病虫害或存在田间杂草，都均匀地喷洒农药或除草剂。这样导致农药和除草剂的使用效率下降，农业成本增加。这种条件下，而操作工人一般根据地块的大小可以计算出所需要的农药或除草剂的多少，进行药箱配药。由操作人员将农药与水装入箱中，靠机械力或液力进行混合。由于操作人员直接接触农药，容易引起中毒事故的发生。同时，由于喷施作业结束后的剩余农药通常都倾倒在地头，造成对环境的严重污染。这些农药通过地表水或者渗入地下水，污染了土壤和水源，将直接危害到人类或者牲畜。

变量喷雾机是具有机器视觉系统的智能喷雾机具，该机器根据田间病虫或草害发生的情况决定是否施药。机具带有超声波传感器和单片机系统，超声波采集到作业对象的信息，通过控制程序决定是否喷施农药，然后给电磁阀输出信号，启动喷雾作业。由于田间信息采集的实时性，使操作人员无法事前预知所需要的农药或除草剂的多少。因此，药箱混药具有极大的盲目性，可能引起潜在的浪费。为了降低农林病虫害防治过程中农药的使用成本，提高农药使用效率，保护农林生态环境，保护操作者的人身安全，开展直接注入式变量喷雾机农药施用技术的研究是必要的。

国外的变量喷雾技术的研究开始于上个世纪八十年代。由于欧洲和北美的环境立法和食品安全部门对植物保护产品的使用做出了严格的限制，要求使用者针对靶标作物施药，并且限制对靶标区以外的地区产生环境污染。

Chris Gliever曾利用图像传感器在种子行进行拍照并储存在图象处理计算机上，计算机根据图象处理的结果，决定哪些部分需要喷洒除草剂，这个信息以喷雾处方地图的形式传到喷雾控制器，喷雾处方地图标有数字网格，这些网格说明了喷雾区域。当喷雾机经过标定的区域，相应的阀就会打开，针对杂草区域喷雾(Chris Gliever,David C.Slaughter,2001)。

由于农药残留给农业环境带来的巨大影响，使得人们开始应用变量喷雾技术进行对靶喷雾。包括针对大田作物喷施农药、对果树喷洒杀虫剂以及大田喷洒除草剂等，都需要对靶标进行识别等关键技术来实现。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种手持式变量喷雾机的远程控制装置，该装置即植物靶标识别装置，本发明的关键技术在于将超声波传感器判别靶标技术和果园变量喷雾机的核心控制部分相结合，通过超声波传感器实现对果树的判别，使果园喷雾机具有了机器视觉的能力，通过信号反馈系统和单片机控制单元，控制电磁阀的动作，最终实现对靶植物的喷雾，同时，通过水箱中的液位传感器，将信号发送到手持的控制器终端，并通过手持的控制器终端控制喷雾机的工作参数。

具体地，本发明通过以下技术方案实现:

一种手持式变量喷雾机的远程控制装置，其包括控制单元、主单片机和手持式遥控器；

控制单元包括信号采集单元100、I/V转换单元200、中央处理单元300、信号控制单元400、信息获取模块500以及远程控制模块600，其连接方式为依次连接；

信号采集单元100、I/V转换单元200、单片机300和信号控制单元400依次连接；

信号采集单元100包括超声波探头110、超声波传感器控制器120和距离温度显示装置130；

超声波探头110、超声波传感器控制器120、距离温度显示装置130依次连接；

I/V转换单元200包括模拟输出转换210和光电耦合220；

模拟输出转换210、光电耦合220依次连接；

中央处理单元300包括按键输入模块330、液晶显示模块310和单片机控制模块320；

按键输入模块330、单片机控制模块320、液晶显示模块310依次连接；

信号控制单元400包括光电耦合410、继电器420和电磁阀430；

光电耦合410、继电器420、电磁阀430依次连接；

超声波传感器控制器120、模拟输出转换210、光电耦合220、单片机控制模块320、光电耦合410依次连接；

信息获取模块500包括液位传感器510、计量泵520、光电耦合530和速度传感器540；

远程控制模块600包括无线模块610、触摸屏620、液晶显示模块630、SD卡640以及远程控制主机650。