CN102090172A - 一种借助于轨道用于精准农业的平台系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种借助于轨道用于精准农业的平台系统，属于精准农业生产技术。其系统主要包括用于精准农业平台的机械装置(1)，及设置在机械装置(1)下用于行走的轮轨及驱动装置(2)，及为机械装置(1)行走而设置的轨道(3)，及与机械装置(1)配套的用于农业生产全过程的各类农机具(4)、及用于借助于轨道用于精准农业平台系统的机械设备控制的控制中心(5)，及为机械装置(1)提供动力的动力系统(6)，及为机械装置(1)提供定位的GPS全球定位系统(7)，及为农机具(4)控制提供动力的液压、气动动力源(8)。本发明实现了农业生产的自动化，使整个农业生产过程不需要人力的参与，为社会节约大量的劳动力。

Description

一种借助于轨道用于精准农业的平台系统

技术领域

本发明涉及精准农业生产技术，具体涉及一种借助于轨道用于精准农业的平台系统。

技术背景

随着人类社会的进步，科技技术在人们的生活中起到越来越多的作用，但与人们生活息息相关的农业生产一直以来需要大量的劳动力来实现。为此，人们提出了精准农业生产技术，目前现代精准农业生产技术中有10个子系统，即全球定位系统、农田信息采集系统、农田遥感监测系统、农田地理信息系统、农业专家系统、智能化农机具系统、环境监测系统、系统集成、网络化管理系统和培训系统。但目前这些技术中的关键技术实施在本技术提出之前，一直依赖拖拉机，而将拖拉机用于精准农业生产，目前只能实现犁田、收割的工作，对于施肥、杀虫等农田管理项目，还需要依赖人力介入，这样，即使再好的决策，其决策支持还是要依赖人工介入的系统，其效果也不尽人意。特别对于精准农业生产中的水稻生产来说，依靠拖拉机作为平台是不能承载如此重任。为此本发明提出轨道式农业生产机械系统平台系统，并将该机械平台系统提升为精准农业生产的平台，从根本上解决农业生产中低效率、高损耗现象。本专利的提出可以确保整个农业生产过程自动化控制，实现精准农业生产。精准农业是今后农业生产的发展方向，它不过分地强调产量，主要关注的是农业生产的效率。本发明提出轨道式农业生产机械平台系统将人们从繁重的农业劳动中解放出来，由于采用专用轨道，农业生产设备的工作环境得到改善，因此可以用于农业大规模集约化生产。

发明内容

本发明的目的提供了一种借助于轨道用于精准农业的平台系统。本发明是根据精准农业技术提出来的，其思想是为精准农业生产系统搭建一个支持平台，将精准农业生产的各个子系统依附于这个平台进行农业生产，为精准农业生产技术的发展提供决策支持。

为实现本发明的目的所采用的技术方案如下：

一种借助于轨道用于精准农业的平台系统，其特征在于：其系统包括用于精准农业平台的机械装置(1)，及设置在机械装置(1)下用于行走的轮轨及驱动装置(2)，及为机械装置(1)行走而设置的轨道(3)，及与机械装置(1)配套的用于农业生产全过程的各类农机具(4)、及用于借助于轨道用于精准农业平台系统的机械设备控制的控制中心(5)，及为机械装置(1)提供动力的动力系统(6)，及为机械装置(1)提供定位的GPS全球定位系统(7)，及为农机具(4)控制提供动力的液压、气动动力源(8)。

所述机械装置(1)是一个刚性的、借助于轮轨能在轨道上运行的钢结构装置，其上集成了用于农业生产全过程的各类农机具(4)、控制中心(5)及相关的控制系统、动力系统(6)、GPS全球定位系统(7)、液压、气动动力源(8)及相关的控制系统。

所述轮轨及驱动装置(2)为一般橡胶轮胎或钢制轮轨构成，轮轨位于机械装置(1)下，每端设置至少两个或两个以上轮轨，轮轨及驱动装置(2)在控制中心(5)的控制下，可以在钢轨(3)上运行，(13)为被耕作的农田，轮轨的转动带动机械装置(1)运动。

所述轨道(3)由两边的田埂组成，田埂用于蓄水和机械装置(1)行走，田埂由混凝土(11)构成，轨道(3)则为混凝土路面或混凝土及钢轨构成。

所述与机械装置(1)配套的辅助农机具(4)包括用于精准农业生产全过程的各类农机具机械。

所述的控制中心(5)是整个平台的控制中心，它是由计算机、控制与管理软件、各种用于精准农业生产管理的专家系统及控制系统组成。平台的上所有的设备的控制与管理均由控制中心来实现。

所述动力系统(6)为燃料发动机也可以采用其它动力装置，主要为平台提供动力。

所述的GPS全球定位系统(7)为精准农业平台系统的机械设备(1)提供定位的装置，通过GPS卫星定位系统，获得机械装置(1)的精确地理位置信息。

所述的借助于轨道用于精准农业的平台系统，其特征在于所述动力系统(8)为精准农业的平台系统提供农机具提供动力的液压或气动动力的液压站或空压站。

所述与机械装置(1)配套的辅助农机具(14)用于农田耕作的液压系统及相关的农机具，农机具在液压系统的控制下，进行往返运动，完成农田耕作。农田耕作农机具的配置依机械装置(1)的宽度、土质情况而定。

所述与机械装置(1)配套的辅助农机具(15)用于农田的播种农机具，农田的播种农机具可采用电力、液压或气动驱动，播种农机具的控制类似目前的针式打印机。其行、列的间距按将控制中心设置的尺寸精确的播种于田间。播种农机具宽度及数量依机械装置(1)的宽度而定。

所述与机械装置(1)配套的辅助农机具(16)用于农作物的施肥农机具，该农机具能对农田土壤的肥力进行现场采集，控制中心根据现场采集或离线采集的农田土壤的肥力数据，结合施肥管理专家系统对农田土壤进行精确的施肥，减少化肥的浪费。施肥农机具宽度及数量依机械装置(1)的宽度而定。

所述与机械装置(1)配套的辅助农机具(17)用于农作物的化学杀虫的农药喷洒农机具，该农机具能对农作物病灭虫数据进行现场采集，控制中心根据现场采集或离线采集的病灭虫特征数据，结合杀虫管理专家系统对农作物进行精确的化学杀虫，减少农药过度使用。农药喷洒农机具宽度及数量依机械装置(1)的宽度而定。

所述与机械装置(1)配套的辅助农机具(18)用于农作物的物理灭虫的农机具，该农机具能对农作物病灭虫数据进行现场采集，控制中心根据现场采集或离线采集的病灭虫特征数据，结合物理灭虫管理专家系统对农作物进行精确的物理灭杀虫。对农作物来说，过度地使用农药，将造成农作物的污染，适当地采用物理方式灭虫，能提高农产品的质量。物理灭虫农机具宽度及数量依机械装置(1)的宽度而定。

所述与机械装置(1)配套的辅助农机具(19)用于农作物收割的农机具，该农机具结合播种时农作物的地理位置在控中心的控制下，能对农作物实行精确收割；而控制中心的农作物分类管理系统，能将收获农作物进行自动分类；控制中心的产量监视系统则能对农田的收获的成果信息进行汇总，并报相关部门。

通过本发明，可以提高精准农业技术的推广，提高农业生产的效率：

1)本发明主要为精准农业技术提供一个平台，通过这个平台，为今后的精准农业技术的研究及发展提供基础；

2)本发明能实现农业生产的自动化，使整个农业生产过程不需要人力的参与，为社会节约大量的劳动力；

3)本发明为今后农业生产技术的发展提供了一种参考方向。

附图说明

图1为本发明的平台系统的俯视示意图；

图2为本发明的平台系统的侧视示意图；

图3为本发明的平台系统的运动系统示意图；

图4为本发明的平台系统精准农田耕作系统示意图；

图5为本发明平台系统的精准播种系统示意图；

图6为本发明平台系统的精准施肥系统示意图；

图7为本发明平台系统的精准农药喷洒系统示意图；

图8为本发明平台系统的精准物理灭虫系统示意图；

图9为本发明平台系统的精准收获系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明

结合图1说明：图1为平台系统的俯视示意图，其结构包括机械装置(1)，它是一个刚性的钢结构平台，在这个平台的两端各装配有两个或两个以上的轮轨及驱动装置(2)，轮轨驱动机械装置在轨道(3)上可以往返运动，机械装置的(1)的驱动控制由监控中心(5)中的计算机控制系统根据平台工作性质进行控制的，平台的动力系统(6)为整个平台提供动力，平台的动力系统可由燃油发动机或电力提供。而平台上的GPS定位系统(7)为平台地理位置提供信息。(4)为平台进行不同的农田作业时配置的农机具的位置。其动力可为点电力、液压动力或气动动力。

结合图2说明：图2为平台系统的侧视意图，主要为突出轮轨及农机具，其中轮轨为两个或两个以上的轮轨，主要为平台运动和平台承重。农机具(4)的安装位置在图中的表示不是唯一，其安装位置主要根据功能及实现功能要求的可靠性及相关要求来定。

结合图3说明：图3为平台系统的机械设备运动系统示意图，主要突出轮轨(2)、轨道(3)、田埂(11)及被耕作的农田(13)的组成。

结合图4、5、6、7、8、9说明：图中的(4)泛指用于精准农业生产的各种农机具。所有的农机具的控制与选择由控制中心通过专家系统或数学模型来实现，其控制方式则采用现场控制总线技术。

图4为平台系统的机械设备农田耕作系统示意图；(14)为精准农田耕作农机具，该农具由液压或气动系统构成位置闭环控制系统，控制中心根据农田的地理及种植农作物的种类等信息结合控制中心的专家系统，对耕作农田宽度、深度进行自动控制，实现农田的精准耕作。

图5平台系统的机械设备农田耕作系统示意图，(15)为精准播种农机具，该农具由液压或气动系统构成位置闭环控制系统，其控制过程类似针式打印机。控制中心将精准种子工程与精准播种技术有机结合。在专家系统的指导下，将种子均匀、精量地按深度一致的要求进行精准播种。通过精准播种技术既可节约大量优质种子，又可使作物在田间获得最佳分布，为作物的生长和发育创造最佳环境，从而提高作物对营养和太阳能的利用率。

图6平台系统的机械设备施肥系统示意图，(16)为精准施肥农机具，该农具由液压或气动系统构成位置闭环控制系统，其控制过程类似打印机。精准施肥农机具首先对农田的土壤肥力进行现场采集、现场分析(也可以进行事前采集或分析)。在获得土壤肥力数据后，控制中心从施肥管理专家系统中根据不同地区、不同土壤类型以及土壤中各种养分的盈亏情况，作物类别和产量水平，将N、P、K和多种可促进作物生长的微量元素与有机肥加以科学配方，从而做到有目的地肥，既可减少因过量施肥造成的环境污染和农产品质量下降，又可降低成本。

图7平台系统的机械设备农药喷洒系统示意图，(17)为化学杀虫农机具，该农机具由液压或气动系统构成位置闭环控制系统，其控制过程类似打印机。杀虫农机具根据现场采集农田病虫害的数据或设置在农田中的病虫害采集系统的数据，在控制中心化学杀虫数据库的指导下，选择合理的化学灭虫方式进行灭虫，减少农药的过量使用，使粮食的残留农药降到最低甚至没有。

图8平台系统的机械设备物理灭虫系统示意图，(18)为物理灭虫农机具，该农具由液压或气动系统构成位置闭环控制系统，其控制过程类似打印机。物理灭虫方式有红外、真空等措施，控制中心在专家系统的指导下，对农作物进行物理灭虫。物理灭虫的好处是对农作物无污染。

图9平台系统的机械设备收获系统示意图。(19)为精准收获农机具。在收割过程中，农机具结合播种时农作物的地理位置在控中心的控制下，能对农作物实行精确收割；而控制中心的农作物分类管理系统，能将收获农作物进行自动分类；控制中心的产量监视系统则能对农田的收获的成果信息进行汇总，并报相关部门。

Claims (7)

1.一种借助于轨道用于精准农业的平台系统，其特征在于：其系统包括用于精准农业平台的机械装置(1)，及设置在机械装置(1)下用于行走的轮轨及驱动装置(2)，及为机械装置(1)行走而设置的轨道(3)，及与机械装置(1)配套的用于农业生产全过程的各类农机具(4)、及用于借助于轨道用于精准农业平台系统的机械设备控制的控制中心(5)，及为机械装置(1)提供动力的动力系统(6)，及为机械装置(1)提供定位的GPS全球定位系统(7)，及为农机具(4)控制提供动力的液压、气动动力源(8)。

2.根据权利要求1所述的借助于轨道用于精准农业的平台系统，其特征在于所述机械装置(1)为借助于轮轨能在轨道上运行的钢结构装置。

3.根据权利要求1所述的借助于轨道用于精准农业的平台系统，其特征在于所述轮轨及驱动装置(2)为普通的轮胎或钢制轮轨构成，轮轨位于机械装置(1)下，每端设置至少两个或两个以上轮轨。

4.根据权利要求1所述的借助于轨道用于精准农业的平台系统，其特征在于所述轨道(3)由两边的田埂组成，田埂由混凝土(11)构成，轨道(3)则为混凝土路面或混凝土及钢轨构成。

5.根据权利要求1所述的借助于轨道用于精准农业平台的系统，其特征在于所述与机械装置(1)配套的辅助农机具(4)包括用于精准农业生产全过程的各类农机具机械。

6.根据权利要求1所述的借助于轨道用于精准农业的平台系统，其特征在于所述的控制中心(5)是由计算机、控制与管理软件、专家系统、数据采集系统组成。

7.根据权利要求1所述的借助于轨道用于精准农业的平台系统，其特征在于所述动力系统(6)为燃料发动机。

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