CN106962314A - 一种基于机械智能控制技术的农林喷药系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于机械智能控制技术的农林喷药系统，包括农林系统、无人机系统和系统终端，所述农林系统包括农林区域一、农林区域二、农林区域三和农林区域N，农林系统的输出端和反馈单元的输入端电性连接。该基于机械智能控制技术的农林喷药系统，能够根据实际区域需求进行相应的喷药处理，针对性更好，避免了漏喷或多喷现象的发生，喷药更加合理化，有效的保证了植被的正常生长，喷药效率高，更加省时省力，有效的避免了人工喷药的弊端，有效的避免了工人出现药物中毒的现象，符合现代智能农林业的要求，智能化程度高，能够对农林进行有效网络覆盖，保证了农林系统、无人机系统和系统终端的高效配合与作业，协调性能好。

Description

一种基于机械智能控制技术的农林喷药系统

技术领域

本发明涉及机械智能控制技术领域，具体为一种基于机械智能控制技术的农林喷药系统。

背景技术

智能控制是在控制论、信息论、人工智能、仿生学、神经生及计算机科学发展的基础上逐渐形成的一类高级信息与控制技术，智能控制系统是指具备一个智能行为的系统，它利用人工智能的方法能够解决难以用数学的方法精确描述复杂、随机、模糊和柔性的控制问题，具有自学习、自适应和自组织的能力，机械智能控制系统是智能控制系统的重要部分，无人机是机械智能控制系统的常见设备之一，农林即农林业。

在农林养护过程中，植被容易受到病虫的危害，严重影响了植被的正常生长，虽然能够采用人工喷药的方式进行遏制，但是，人工喷药的方式过于繁琐，费时费力，极易出现药物中毒的现象，不符合现代智能农林业的要求，智能化程度低，喷药效率低。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于机械智能控制技术的农林喷药系统，解决了智能化程度低和喷药效率低的问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于机械智能控制技术的农林喷药系统，包括农林系统、无人机系统和系统终端，所述农林系统包括农林区域一、农林区域二、农林区域三和农林区域N，所述农林系统的输出端和反馈单元的输入端电性连接，所述反馈单元的输出端和微处理器的输入端电性连接，所述微处理器的输入端和配电单元的输出端电性连接，所述配电单元的输出端和农林系统的输入端电性连接，所述微处理器和无线传输模块双向电连接，所述无线传输模块和中央处理器双向电连接。

所述无人机系统包括喷药单元、节点单元和存储单元，所述喷药单元包括喷药模块和流量控制仪，所述无人机系统和无线收发模块双向电连接，所述无线收发模块和中央处理器双向电连接，所述中央处理器的输出端和GPRS定位模块的输入端电性连接，所述GPRS定位模块的输出端和飞行记录仪的输入端电性连接，所述飞行记录仪的输出端和中央处理器的输入端电性连接。

所述系统终端包括控制单元和配置单元，所述控制单元和中央处理器双向电连接，所述配置单元的输出端和中央处理器的输入端电性连接。

优选的，所述农林区域一包括光照传感器一、温度传感器一、湿度传感器一和风向传感器一，所述农林区域二包括光照传感器二、温度传感器二、湿度传感器二和风向传感器二。

优选的，所述农林区域三包括光照传感器三、温度传感器三、湿度传感器三和风向传感器三，所述农林区域N包括光照传感器N、温度传感器N、湿度传感器N和风向传感器N。

优选的，所述配电单元包括太阳能电池板、MPPT控制器、逆变器和电源模块二，所述太阳能电池板的输出端和MPPT控制器的输入端电性连接，所述MPPT控制器的输出端和逆变器的输入端电性连接，所述逆变器的输出端和电源模块二的输入端电性连接。

优选的，所述喷药单元的输出端和流量控制仪的输入端电性连接，所述流量控制仪的输出端和节点单元的输入端电性连接。

优选的，所述节点单元包括控制节点一、控制节点二和控制节点三。

优选的，所述存储单元包括农林区域存储模块、农林信息存储模块和喷药信息存储模块。

优选的，所述控制单元包括流量设定模块、数据显示模块和飞行控制模块，所述配置单元包括ZigBee网络和电源模块一。

（三）有益效果

本发明提供了一种基于机械智能控制技术的农林喷药系统，具备以下有益效果：

（1）该基于机械智能控制技术的农林喷药系统，通过对农林进行区域划分，能够对植被进行分区种植，能够根据实际区域需求进行相应的喷药处理，针对性更好，避免了漏喷或多喷现象的发生，通过设置有流量设定模块、流量控制仪和节点单元，能够根据季节和当地实际需求进行相应的喷药处理，喷药更加合理化，有效的保证了植被的正常生长，喷药效率高。

（2）该基于机械智能控制技术的农林喷药系统，通过设置有农林系统，能够对各区域内的光照、温度、湿度和风向进行实时监测，能够对农林进行实时的喷药处理，通过设置有无人机系统，能够携带药物进行飞行式喷药处理，采用无人机系统的方式进行喷药处理，更加省时省力，有效的避免了人工喷药的弊端，有效的避免了工人出现药物中毒的现象，符合现代智能农林业的要求，智能化程度高。

（3）该基于机械智能控制技术的农林喷药系统，通过设置有太阳能电池板、MPPT控制器、逆变器和电源模块二，能够对太阳能源进行有效的利用，能够将太阳能转换成电能并存储使用，资源利用率较高，通过设置有ZigBee网络、无线收发模块和无线传输模块，能够对农林进行有效网络覆盖，保证了农林系统、无人机系统和系统终端的高效配合与作业，协调性能好。

附图说明

图1为本发明农林系统的控制系统图；

图2为本发明无人机系统的控制系统图；

图3为本发明系统终端的控制系统图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种基于机械智能控制技术的农林喷药系统，包括农林系统、无人机系统和系统终端，农林系统包括农林区域一、农林区域二、农林区域三和农林区域N，通过根据实际情况对该农林进行不同区域的划分，能够对植被进行分区种植，能够根据实际区域需求进行相应的喷药处理，针对性更好，避免了漏喷或多喷现象的发生，农林区域一包括光照传感器一、温度传感器一、湿度传感器一和风向传感器一，农林区域二包括光照传感器二、温度传感器二、湿度传感器二和风向传感器二，农林区域三包括光照传感器三、温度传感器三、湿度传感器三和风向传感器三，农林区域N包括光照传感器N、温度传感器N、湿度传感器N和风向传感器N，其中，光照传感器是一种对光照量进行监测的设备，能够对该农林内的光照信息进行有效的监测和记录，温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器，能够对农林的温度情况进行及时的监测和记录，风向传感器是一种以风向箭头的转动探测或感受外界风向信息的设备，能够对该农林的风力状况进行监测，能够事先将风向和喷药阻力的因素进行预算，保证了药液的有效喷洒，湿度传感器是一种对土壤内部水分进行监测的设备，能够对土壤墒情状况进行合理的监测，有效的提高了农林环境的监测力度，光照传感器、温度传感器、湿度传感器和风向传感器均为现有技术所公知的设备，对所属领域的人员来说，其结构和原理是清楚完整的，农林系统的输出端和反馈单元的输入端电性连接，反馈单元的输出端和微处理器的输入端电性连接，微处理器的输入端和配电单元的输出端电性连接，配电单元包括太阳能电池板、MPPT控制器、逆变器和电源模块二，MPPT控制器能够实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值，使系统以最大功率输出对蓄电池充电，能够协调太阳能电池板、蓄电池和负载的工作，MPPT控制器是光伏系统的大脑，逆变器是把直流电能转变成交流电的电力设备，它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成，能够对电能进行有效的转换和利用，MPPT控制器和逆变器均为现有技术所公知的设备，太阳能电池板的输出端和MPPT控制器的输入端电性连接，MPPT控制器的输出端和逆变器的输入端电性连接，逆变器的输出端和电源模块二的输入端电性连接，配电单元的输出端和农林系统的输入端电性连接，微处理器和无线传输模块双向电连接，微处理器的型号为Core-I5，运行速度更快，精确度更高，保证了该农林喷药系统的精确度，喷药效率高，无线传输模块和中央处理器双向电连接，中央处理器是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心和控制核心，中央处理器的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据，中央处理器的型号为Core-I7-Q87，缓存较大，运行更加稳定，能够满足多区域和多状况的农林喷药系统的需求。

无人机系统包括喷药单元、节点单元和存储单元，喷药单元包括喷药模块和流量控制仪，流量控制仪即液体流量计量控制仪，液体流量计量控制仪是一种液体计量设备，能够对液体流量进行检测和控制，保证了该无人机的定量喷洒作业，避免了药物资源的过多浪费，节点单元包括控制节点一、控制节点二和控制节点三，存储单元包括农林区域存储模块、农林信息存储模块和喷药信息存储模块，喷药单元的输出端和流量控制仪的输入端电性连接，流量控制仪的输出端和节点单元的输入端电性连接，无人机系统和无线收发模块双向电连接，无线收发模块和中央处理器双向电连接，中央处理器的输出端和GPRS定位模块的输入端电性连接，GPRS定位模块的输出端和飞行记录仪的输入端电性连接，飞行记录仪是一种记录多种飞行信息的仪器，能够对无人机系统的飞行路线进行有效的追踪和记录，有效的避免了漏喷或多喷现象的发生，有效的避免了资源的浪费，保证了农林植被的正常生长，GPRS定位模块是基于GPRS技术的定位模块，为现有技术所公知的元件，飞行记录仪的输出端和中央处理器的输入端电性连接，该农林喷药系统能够根据季节和当地实际需求进行相应的喷药处理，喷药更加合理化，有效的保证了植被的正常生长，喷药效率高，采用无人机系统的方式进行喷药处理，更加省时省力，有效的避免了人工喷药的弊端，有效的避免了工人出现药物中毒的现象，符合现代智能农林业的要求，智能化程度高，能够对农林进行有效网络覆盖，保证了农林系统、无人机系统和系统终端的高效配合与作业，协调性能好。

系统终端包括控制单元和配置单元，控制单元包括流量设定模块、数据显示模块和飞行控制模块，配置单元包括ZigBee网络和电源模块一，控制单元和中央处理器双向电连接，配置单元的输出端和中央处理器的输入端电性连接。

工作原理：太阳能电池板将太阳能源转换为电能，在MPPT控制器和逆变器的作用下，对电能进行稳压和逆变处理，最终将电能存储在电源模块二内，为农林系统和微处理器进行供电，农林系统对各区域内农林的光照、温度、湿度和风向进行实时监测，通过反馈单元和微处理器进行数据处理，并通过无线传输模块对微处理器和中央处理器进行双向信息传输，当某一区域内的光照、空气温度和土壤湿度不符合当地实际数值时，便能对该区域进行针对性喷药处理，从而预防病虫的危害，通过流量设定模块对喷药量进行设定，并将该喷药量作为流量控制仪的喷药量标准值，结合该喷药时间段的风向，可通过节点单元对药物进行相应的喷洒，能够对药量进行精确控制，避免了药液的浪费，通过设置有存储单元，能够对农林的信息和区域划分情况进行精确记录，保证了无人机系统的精确飞行，通过设置有GPRS定位模块和飞行记录仪，能够对无人机系统的位置进行精确的跟踪，能够对农林进行更加精确的定位和喷洒，通过设置有ZigBee网络、无线收发模块和无线传输模块，能够对农林进行有效网络覆盖，保证了农林系统、无人机系统和系统终端的有效配合作业，协调性能好。

本系统中涉及到的相关模块均为硬件系统模块或者为现有技术中计算机软件程序或协议与硬件相结合的功能模块，该功能模块所涉及到的计算机软件程序或协议的本身均为本领域技术人员公知的技术，其不是本系统的改进之处，本系统的改进为各模块之间的相互作用关系或连接关系，即为对系统的整体的构造进行改进，以解决本系统所要解决的相应技术问题。

综上所述，该基于机械智能控制技术的农林喷药系统，通过对农林进行区域划分，能够对植被进行分区种植，能够根据实际区域需求进行相应的喷药处理，针对性更好，避免了漏喷或多喷现象的发生，通过设置有流量设定模块、流量控制仪和节点单元，能够根据季节和当地实际需求进行相应的喷药处理，喷药更加合理化，有效的保证了植被的正常生长，喷药效率高，通过设置有农林系统，能够对各区域内的光照、温度、湿度和风向进行实时监测，能够对农林进行实时的喷药处理，通过设置有无人机系统，能够携带药物进行飞行式喷药处理，采用无人机系统的方式进行喷药处理，更加省时省力，有效的避免了人工喷药的弊端，有效的避免了工人出现药物中毒的现象，符合现代智能农林业的要求，智能化程度高，通过设置有太阳能电池板、MPPT控制器、逆变器和电源模块二，能够对太阳能源进行有效的利用，能够将太阳能转换成电能并存储使用，资源利用率较高，通过设置有ZigBee网络、无线收发模块和无线传输模块，能够对农林进行有效网络覆盖，保证了农林系统、无人机系统和系统终端的高效配合与作业，协调性能好。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”，该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220V市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种基于机械智能控制技术的农林喷药系统，包括农林系统、无人机系统和系统终端，其特征在于：所述农林系统包括农林区域一、农林区域二、农林区域三和农林区域N，所述农林系统的输出端和反馈单元的输入端电性连接，所述反馈单元的输出端和微处理器的输入端电性连接，所述微处理器的输入端和配电单元的输出端电性连接，所述配电单元的输出端和农林系统的输入端电性连接，所述微处理器和无线传输模块双向电连接，所述无线传输模块和中央处理器双向电连接；

所述无人机系统包括喷药单元、节点单元和存储单元，所述喷药单元包括喷药模块和流量控制仪，所述无人机系统和无线收发模块双向电连接，所述无线收发模块和中央处理器双向电连接，所述中央处理器的输出端和GPRS定位模块的输入端电性连接，所述GPRS定位模块的输出端和飞行记录仪的输入端电性连接，所述飞行记录仪的输出端和中央处理器的输入端电性连接；

所述系统终端包括控制单元和配置单元，所述控制单元和中央处理器双向电连接，所述配置单元的输出端和中央处理器的输入端电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于机械智能控制技术的农林喷药系统，其特征在于：所述农林区域一包括光照传感器一、温度传感器一、湿度传感器一和风向传感器一，所述农林区域二包括光照传感器二、温度传感器二、湿度传感器二和风向传感器二。

3.根据权利要求1所述的一种基于机械智能控制技术的农林喷药系统，其特征在于：所述农林区域三包括光照传感器三、温度传感器三、湿度传感器三和风向传感器三，所述农林区域N包括光照传感器N、温度传感器N、湿度传感器N和风向传感器N。

4.根据权利要求1所述的一种基于机械智能控制技术的农林喷药系统，其特征在于：所述配电单元包括太阳能电池板、MPPT控制器、逆变器和电源模块二，所述太阳能电池板的输出端和MPPT控制器的输入端电性连接，所述MPPT控制器的输出端和逆变器的输入端电性连接，所述逆变器的输出端和电源模块二的输入端电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于机械智能控制技术的农林喷药系统，其特征在于：所述喷药单元的输出端和流量控制仪的输入端电性连接，所述流量控制仪的输出端和节点单元的输入端电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于机械智能控制技术的农林喷药系统，其特征在于：所述节点单元包括控制节点一、控制节点二和控制节点三。

7.根据权利要求1所述的一种基于机械智能控制技术的农林喷药系统，其特征在于：所述存储单元包括农林区域存储模块、农林信息存储模块和喷药信息存储模块。

8.根据权利要求1所述的一种基于机械智能控制技术的农林喷药系统，其特征在于：所述控制单元包括流量设定模块、数据显示模块和飞行控制模块，所述配置单元包括ZigBee网络和电源模块一。