[发明专利]一种变量施药信息处理系统及方法

权利要求书

1.一种变量施药信息处理系统，其特征在于，包括地理信息处理单元、RTK导航定位单元、电子矢量图解译单元和病虫害专家单元；所述地理信息处理单元将采集到的地理信息经过处理得到病虫害空间差异性分布图，病虫害空间差异性分布图输出到电子矢量图解译单元，电子矢量图解译单元将接收到的病虫害空间差异性分布图信息和RTK导航定位单元采集的信息进行处理后得到病虫害严重程度值，并经数据通讯单元将信息传递给病虫害专家单元，病虫害专家单元根据机组行驶速度及病虫害严重程度值给出对应病虫害位置的施药量，并经执行控制器控制喷头的喷涂从而进行变量作业。

2.根据权利要求1所述的变量施药信息处理系统，其特征在于，所述地理信息处理单元，包括触摸显示屏和工业控制机；所述触摸显示屏用来显示地理信息并进行人机交互，所述工业控制机用来处理地理信息数据；地理信息处理单元将田间采集到的病虫害数据，通过空间插值算法对病虫害数据进行插值，转换成SHP格式的栅格图形文件，用户通过人机交互界面对栅格图形文件进行编辑，从而得到理想的病虫害空间差异性信息分布图。

3.根据权利要求1所述的变量施药信息处理系统，其特征在于，所述电子矢量图解译单元，包括病虫害空间差异性分布图和RTK导航定位单元，所述RTK导航定位单元包括基准站和移动站。RTK导航定位单元以一个固定频率实时输出精确的经纬度信息等数据。通过RTK导航定位单元输出的实时位置坐标解译病虫害空间差异性分布图，输出作业机组在该位置对应的田间病虫害严重程度值。

4.根据权利要求3所述的变量施药信息处理系统，其特征在于，所述电子矢量图解释单元根据喷杆的长度和碰头的个数，将喷杆分为m个控制区；通过移动站天线安装的位置与喷杆的空间距离反推算出喷杆上各个控制区的定位坐标，每个控制区可以单独控制施药量，可实现更合理更精准的施药。

5.根据权利要求1所述的变量施药信息处理系统，其特征在于，所述数据通讯单元，包括CAN通讯模块和数传模块；所述CAN通讯模块为智能协议转换器用来将工业控制机输出的信号转换成CAN信号，执行控制器通过CAN通讯模块接收工业控制机输出的执行命令，执行相应的施药操作；所述数传模块用来将机组田间作业状态发送到远程数据服中心进行数据存储和状态监控。

6.一种变量施药信息处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：人工携带手持式GIS设备去田间采集病虫害信息，或者采用自动探测设备如工业相机或光谱探测设备结合定位设备去田间采集病虫害信息，主要包括地理信息、对病虫害严重程度值的评估和属性信息；

步骤二：通过触摸显示屏中的人机交互界面将田间病虫害信息导入变量施药信息处理系统中；

步骤三：变量施药信息处理系统中的地理信息处理单元将采集的带有地理位置坐标信息的病虫害信息插值形成病虫害空间差异性分布图，然后转化成可以运用的SHP数据格式并存储到数据库中，用户可通过人机交互界面对该数据进行分析和编辑，最终得到带有田间病虫害空间差异性分布图；

步骤四：田间作业时通过RTK导航定位单元解译病虫害空间差异性分布图，得出喷杆的各个控制区的实时位置所对应的病虫害空间差异性分布图上的病虫害严重程度值，并将病虫害严重程度值发送给病虫害专家系统输入接口；

步骤五：速度传感器将机组实时速度信息发送给病虫害专家系统输入接口；

步骤六：病虫害专家单元根据输入的病虫害严重程度和机组行驶速度通过模糊控制推理出施药量；

步骤七：通过CAN通讯模块将施药量发送给执行控制器，通过数传模块将作业状态发送到远程数据服中心进行数据存储和状态监控；

步骤八：执行控制器通过脉冲宽度调制方法，在不改变PWM方波周期的前提下，改变输出的频率和占空比来改变电磁阀通断时间，实现变量喷施；

步骤九：重复步骤四、五、六、七、八。