[发明专利]一种变量喷药系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种变量喷药系统及其控制方法，属于变量喷药技术领域，本发明提出了一种基于截尾均值自适应遗传PID控制算法的变量喷药智能系统，利用图像处理技术采集农田杂草信息，根据快速处理算法得出决策喷药量，变量喷药控制系统采用截尾均值自适应遗传PID控制算法，自适应寻取最优控制参数，根据实际喷药量与决策喷药量的差值输出控制电压，控制电动阀的开度大小，实现对喷药量的精确快速控制，同时还能完成系统压力、液位、流量信息的监测。本发明从图像信息的采集到变量喷药作业的完成，无需人工判断，节省了人力物力，系统响应速度快，喷药控制误差小，精度高，减少了农药的浪费和对生态环境的污染，提高了农产品的安全性。

主权项

1.一种变量喷药系统，其特征在于，包括喷药装置、图像采集与处理系统、变量喷药控制系统、监测系统及供电系统(27)组成；所述喷药装置包括药箱(1)、喷药管路、过滤器(3)、药泵(4)、压力表(5)、安全阀(6)、分配器(10)、电磁阀(11)及喷头(12)；所述药箱(1)通过过滤器(3)与药泵(4)相连，所述药泵(4)的出水口分为两路，一路依次经过压力表(5)及安全阀(6)回流至药箱(1)，另一路注入喷药管路一端，喷药管路的另一端与分配器(10)连接，所述喷药管路上依次设置有压力传感器(7)、电动阀(8)及流量传感器(9)，所述分配器(10)与电磁阀(11)及喷头(12)连接，所述分配器(10)与电磁阀(11)及喷头(12)位于喷药试验台上方；所述图像采集与处理系统，包括安装在喷药装置上的摄像头(14)，用于采集农田图像，并根据判定公式求取决策喷药量Q；其中A为单垄所对应的杂草面积，V为农业机械的行驶速度，W为喷头间距，C＝R/A，R为每公顷所需喷药量；并将决策喷药量Q通过无线通信模块(25)传输至变量喷药控制系统；所述的变量喷药控制系统，采用STM32微控制器(26)，根据图像采集与处理系统发送的决策喷药量和监测系统返回的实际喷药量求取两者的差值，再根据喷药量差值，采用截尾均值自适应遗传PID算法计算当前应该输出的控制电压值，控制电磁阀(11)的开度，实现变量喷药；所述监测系统，用于实时检测变量喷药系统的工作状态并显示在变量喷药控制系统的显示屏上；所述监测系统包括传感器、信号采集电路(23)、显示模块(28)及报警电路(30)；所述传感器用于实时监测变量喷药系统的工作状态，信号采集电路(23)采集传感器信号，经变量喷药控制系统处理后，在显示模块(28)上显示系统的工作状态；所述供电系统(27)用于为图像采集与处理系统和变量喷药控制系统提供电源。