CN104938127A - 一种可移动式智能精准农业系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可移动式智能精准农业系统，属于农业设备技术领域。其包括测土设备、配肥设备、移动设备、多媒体设备和智能叶面喷湿设备，测土设备、配肥设备、多媒体设备和智能叶面喷湿设备均设置于移动设备上，测土设备为土壤养份检测光谱仪，配肥设备包括配肥控制器，土壤养份检测光谱仪与配肥控制器通过RS485通讯接口进行实时通信。本发明以最佳的一种营养组合方式、比例对应特定的作物，以及同一种作物的不同生长期，去合理配合使用肥料，目的是以最小的投入达到最大的收益，最大限度的降低肥料对土壤的污染，使得作物口感效果好，经济效益高，实现科学化农业生产，减少农作物的抗病率、抗虫性，减少毒用农药的使用量。

Description

一种可移动式智能精准农业系统

技术领域

本发明涉及一种可移动式智能精准农业系统，属于农业设备技术领域。

背景技术

精准农业是根据作物生长的土壤性状，调节对作物的投入，即一方面查清田块内部的土壤性状与生产力空间变异，另一方面确定农作物的生产目标，进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”，调动土壤生产力，以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入，并改善环境，高效地利用各类农业资源，取得经济效益和环境效益。

目前，在农业生产上通常具有以下问题：1、农民的知识水平有限，对如何科学合理的使用肥料、如何进行病虫防治等知识了解不够，容易造成过量、错误的使用肥料或农药，造成对土壤环境的污染；2、针对不同田地的养份结构（不同的生长条件）、不同的作物需肥特性、不同作物的产量，需要施加不同的肥料，由于技术水平以及设备的限制，通常直接购买复混肥料直接施肥，而不能科学的使用肥料；3、现有的肥料生产厂家通常会为某种农作物或某块田地生产专门的肥料，农民在种地时需购买不同的肥料，然后根据经验去混合肥料，而农民的传统混合肥料的方法是将所有的肥料按照大概的比列倒入地上或较大的容器内，然后用铁锹不停的搅拌，使其尽量均匀，这种方法虽然简单，但是机械化程度低，费时费力，而且搅拌不均匀，浪费资源；4、在病虫防治以及喷施有机肥料时通常采用人工的方式进行喷洒工作，容易产生喷洒不均匀的情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中所存在的上述不足，而提供一种可移动式智能精准农业系统，其以最佳的一种营养组合方式、比例对应特定的作物，以及同一种作物的不同生长期，去合理配合使用肥料，目的是以最小的投入达到最大的收益，最大限度的降低肥料对土壤的污染，比如负磷化的污染，通过该方法，使得作物口感效果好，经济效益高，实现科学化农业生产，减少农作物的抗病率、抗虫性，减少毒用农药的使用量。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种可移动式智能精准农业系统，包括测土设备、配肥设备和移动设备，其特征在于：还包括多媒体设备和智能叶面喷湿设备，所述测土设备、配肥设备、多媒体设备和智能叶面喷湿设备均设置于所述移动设备上，所述测土设备为土壤养份检测光谱仪，所述配肥设备包括配肥控制器，所述土壤养份检测光谱仪与所述配肥控制器通过RS485通讯接口进行实时通信。

进一步地，本发明的所述多媒体设备包括LED显示屏播放器。

进一步地，本发明的所述智能叶面喷湿设备包括无人机、遥控器、喷洒机和远程控制系统，所述喷洒机固定设置于无人机的下端，通过遥控器控制无人机；所述喷洒机包括喷雾系统、喷雾控制器和无线接收模块，通过远程控制系统将信号以无线方式传送至无线接收模块，喷雾控制器根据无线接收模块接收的信号控制喷雾系统进行施药工作。

进一步地，本发明的所述配肥设备包括运料机构、储料机构、皮带输送机构、配料机构、混料机构、机架、警示器和配肥控制器；所述运料机构包括运料斗、竖直提升装置和水平运料装置，所述竖直提升装置设置于所述机架的侧面，所述水平运料装置设置于所述机架的上端面，通过所述竖直提升装置控制运料斗沿机架的竖直方向移动，通过所述水平运料装置控制运料斗沿机架的水平方向移动，在所述竖直提升装置的顶端设有光电传感器，所述竖直提升装置由电机一控制驱动，所述水平运料装置由电机二控制驱动；在所述水平运料装置的下端依次设有储料机构、皮带输送机构、配料机构和混料机构，所述储料机构、皮带输送机构和混料机构均固定于机架上；所述储料机构包括多个料仓，所述料仓位于所述水平运料装置的轨道正下方，在所述料仓上设有撞杆，所述撞杆采用撞杆驱动装置驱动，所述撞杆与所述料仓转动连接，所述运料斗的底部采用百叶窗下料结构，由连杆装置控制所述百叶窗下料结构的开与关，所述连杆装置包括推杆，所述推杆伸出运料斗的前端部分，在所述撞杆处设有红外线感应器，在所述料仓内部设有料位感应器；在各料仓的出料口处均对应设有皮带输送机构，通过所述皮带输送机构将料仓内的物料运送至配料机构内部，所述皮带输送机构由减速电机驱动；所述配料机构通过计量装置悬挂于机架的下端，所述配料机构的出料口采用出料驱动装置驱动；所述混料机构设有搅拌器，所述搅拌器由搅拌电机驱动，所述混料机构的出料口采用放料驱动装置驱动；所述警示器与料仓的料位感应器相配合对应，所述计量装置采用称重传感器；所述警示器、光电传感器、电机一、电机二、撞杆驱动装置、红外线感应器、料位感应器、减速电机、称重传感器、搅拌电机、出料驱动装置和放料驱动装置均与所述配肥控制器连接。

进一步地，本发明的所述配肥控制器采用用PLC控制器或PC客户端控制。

进一步地，本发明的所述土壤养份检测光谱仪与所述配肥控制器遵循标准MODBUS-RTU协议，通过标准协议后建立信息在线传输链路，完成两机交互工作。

本发明与现有技术对比，具有以下有益效果：1、本发明的测土设备、配肥设备、多媒体设备和智能叶面喷湿设备均设置于所述移动设备上，通过移动设备可提高该智能精准农业系统的机动性与灵活性，可移动至不同的地点进行数据采集、配肥和施肥等工作；2、通过测土设备可对土壤内所含的养份情况进行诊断、检测工作，检测土壤中所缺少的成份；3、根据测土设备采集的土壤内所含养份数据，通过配肥设备可有针对性的配备相应的肥料；4、通过测土设备与配肥设备的信息连接，可完成两机交互工作，并通过配肥控制器控制配肥设备自动化配肥；5、通过智能叶面喷湿设备可实现病虫防治以及喷施有机肥料过程中喷洒均匀，也可以根据测土设备检测处的土壤数据，在该智能叶面喷湿设备上载有农作物叶面所需的液态有机肥料，通过该智能叶面喷湿设备将该液态有机肥料进行喷洒施肥，实现农作物根部和叶面同时施肥的作用，节约农药及有机肥料，提高农作物的产量；5、整体结构设计合理，机械化程度高，自动化控制能力强，操作方便，能大大提高农业生产效率，促进科学化农业生产。

附图说明

图1为本发明的配肥设备结构示意图。

图2为本发明的配肥设备的运料斗结构示意图。

图3为本发明配肥设备的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

本实施例包括测土设备、配肥设备、移动设备、多媒体设备和智能叶面喷湿设备，该移动设备为小车，测土设备、配肥设备、多媒体设备和智能叶面喷湿设备均设置于小车上。

本实施例的测土设备为土壤养份检测光谱仪，该土壤养份检测光谱仪采用近红外光谱的方式对土壤养分进行检测。

本实施例的配肥设备设有配肥控制器，该配肥控制器采用PLC控制系统，土壤养份检测光谱仪与PLC控制系统通过RS485通讯接口进行实时通信，土壤养份检测光谱仪与PLC控制系统间遵循标准MODBUS-RTU协议，通过标准协议后建立信息在线传输链路，完成两机交互工作。

本实施例的多媒体设备设有LED显示屏播放器，通过该LED显示屏播放器，可在农民生产工作开始前对农民进行培训，采用该形象的方式，教农民学如何取土，了解该可移动式智能精准农业系统以及相关的管理知识，还可以向农民普及科技知识，提高农民整体知识水平和规范操作流程。

本实施例的智能叶面喷湿设备包括无人机、遥控器、喷洒机和远程控制系统，喷洒机固定设置于无人机的下端，通过遥控器控制无人机；喷洒机包括喷雾系统、喷雾控制器和无线接收模块，通过远程控制系统将信号以无线方式传送至无线接收模块，喷雾控制器根据无线接收模块接收的信号控制喷雾系统进行施药工作。

本实施例的配肥设备包括运料机构1、储料机构、皮带输送机构3、配料机构5、混料机构6、机架7、警示器和PLC控制系统。运料机构1包括两个运料斗（一号运料斗11和二号运料斗12）、两套竖直提升装置（一号提升装置13和二号提升装置14）、两套水平运料装置16（一号水平运料装置15和二号水平运料装置16），竖直提升装置设置于机架7的侧面，在一号提升装置13的顶端设有一号光电传感器，在二号提升装置14的顶端设有二号光电传感器，一号提升装置13和二号提升装置14分别由电机一131、电机二141控制驱动，通过竖直提升装置控制运料斗沿机架7的竖直方向移动；一号水平运料装置15和二号水平运料装置16平行设置于机架7的上端面，通过水平运料装置16控制运料斗沿机架7的水平方向移动，水一号水平运料装置15和二号水平运料装置16分别由电机三151和电机四161控制驱动。在水平运料装置16的下端依次设有储料机构、皮带输送机构3、配料机构5和混料机构6，储料机构、皮带输送机构3和混料机构6均固定于机架7上。储料机构包括四个料仓，分别为A料仓21、B料仓22、C料仓23和D料仓24，A料仓21和B料仓22位于一号水平运料装置15的下端，C料仓23和D料仓24料仓位于一号水平运料装置15的下端；在A料仓21、B料仓22、C料仓23和D料仓24上分别设有A撞杆、B撞杆、C撞杆和D撞杆，各撞杆25均采用气缸驱动装置驱动，各撞杆25与料仓转动连接，运料斗的底部采用百叶窗111下料结构，由连杆装置112控制百叶窗111下料结构的开与关，连杆装置112包括推杆113，推杆113伸出运料斗的前端部分，在各撞杆25处均设有红外线感应器；在各料仓内部均设有料位感应器，警示器与料仓的料位感应器相配合对应。在各料仓的出料口处均对应设有皮带输送机构3，通过皮带输送机构3将料仓内的肥料运送至配料机构5内部，皮带输送机构3由减速电机31驱动。配料机构5通过称重传感器4悬挂于机架7的下端，配料机构5的出料口采用出料驱动装置51驱动，该出料驱动装置51采用气缸驱动装置。混料机构6设有搅拌器61，搅拌器61由搅拌电机62驱动，混料机构6的出料口采用放料驱动装置63驱动，混料机构6的放料口两侧设置有用于夹持包装袋的夹包器64，夹包器64由夹具驱动装置65驱动，该放料驱动装置63和夹具驱动装置65均采用气缸驱动装置。上述各个警示器、电机、光电传感器、气缸驱动装置、红外线感应器、料位感应器和称重传感器4均与PLC控制系统连接。

本实施例的工作原理为：通过小车将该可移动式智能精准农业系统运送至需要进行农业生产的地块，首先通过LED显示屏播放器对农民进行培训，播放相关的农业知识，对农民进行宣传和培训科学生产的知识，以及该可移动式智能精准农业系统的操作方法及流程管理；然后农民将需要检测的土壤进行采样检测，土壤养份检测光谱仪将检测数据记录下来并计算出该地块需要的固态肥料以及液态肥料，并根据检测数据控制配肥设备的PLC控制系统进行配肥，农民将需要喷洒的液态肥料装入喷洒机内，再将配比生产处的固态肥料进行施肥，以及采用无人机将液态肥料进行喷洒。

以上实施例对本发明作出了较为详细的描述，但是这些描述并非是对本发明的限制，即本发明并不局限于上述实施例的具体结构及描述。本发明的保护范围包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。

Claims (6)

1.一种可移动式智能精准农业系统，包括测土设备、配肥设备和移动设备，其特征在于：还包括多媒体设备和智能叶面喷湿设备，所述测土设备、配肥设备、多媒体设备和智能叶面喷湿设备均设置于所述移动设备上，所述测土设备为土壤养份检测光谱仪，所述配肥设备包括配肥控制器，所述土壤养份检测光谱仪与所述配肥控制器通过RS485通讯接口进行实时通信。

2.根据权利要求1所述的可移动式智能精准农业系统，其特征在于：所述多媒体设备包括LED显示屏播放器。

3.根据权利要求1所述的可移动式智能精准农业系统，其特征在于：所述智能叶面喷湿设备包括无人机、遥控器、喷洒机和远程控制系统，所述喷洒机固定设置于无人机的下端，通过遥控器控制无人机；所述喷洒机包括喷雾系统、喷雾控制器和无线接收模块，通过远程控制系统将信号以无线方式传送至无线接收模块，喷雾控制器根据无线接收模块接收的信号控制喷雾系统进行施药工作。

4.根据权利要求1所述的可移动式智能精准农业系统，其特征在于：所述配肥设备包括运料机构、储料机构、皮带输送机构、配料机构、混料机构、机架、警示器和配肥控制器；所述运料机构包括运料斗、竖直提升装置和水平运料装置，所述竖直提升装置设置于所述机架的侧面，所述水平运料装置设置于所述机架的上端面，通过所述竖直提升装置控制运料斗沿机架的竖直方向移动，通过所述水平运料装置控制运料斗沿机架的水平方向移动，在所述竖直提升装置的顶端设有光电传感器，所述竖直提升装置由电机一控制驱动，所述水平运料装置由电机二控制驱动；在所述水平运料装置的下端依次设有储料机构、皮带输送机构、配料机构和混料机构，所述储料机构、皮带输送机构和混料机构均固定于机架上；所述储料机构包括多个料仓，所述料仓位于所述水平运料装置的轨道正下方，在所述料仓上设有撞杆，所述撞杆采用撞杆驱动装置驱动，所述撞杆与所述料仓转动连接，所述运料斗的底部采用百叶窗下料结构，由连杆装置控制所述百叶窗下料结构的开与关，所述连杆装置包括推杆，所述推杆伸出运料斗的前端部分，在所述撞杆处设有红外线感应器，在所述料仓内部设有料位感应器；在各料仓的出料口处均对应设有皮带输送机构，通过所述皮带输送机构将料仓内的物料运送至配料机构内部，所述皮带输送机构由减速电机驱动；所述配料机构通过计量装置悬挂于机架的下端，所述配料机构的出料口采用出料驱动装置驱动；所述混料机构设有搅拌器，所述搅拌器由搅拌电机驱动，所述混料机构的出料口采用放料驱动装置驱动；所述警示器与料仓的料位感应器相配合对应，所述计量装置采用称重传感器；所述警示器、光电传感器、电机一、电机二、撞杆驱动装置、红外线感应器、料位感应器、减速电机、称重传感器、搅拌电机、出料驱动装置和放料驱动装置均与所述配肥控制器连接。

5.根据权利要求1或4所述的可移动式智能精准农业系统，其特征在于：所述配肥控制器采用用PLC控制器或PC客户端控制。

6.根据权利要求1所述的可移动式智能精准农业系统，其特征在于：所述土壤养份检测光谱仪与所述配肥控制器遵循标准MODBUS-RTU协议，通过标准协议后建立信息在线传输链路，完成两机交互工作。