CN109261060B - 农药自动混配控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种农药自动混配控制系统及控制方法，所述系统包括微控制器、流量传感器组、电磁阀组、搅拌机构、水泵、药泵和人机交互模块，一个流量传感器和一个电磁阀设置在水箱与混药箱的连接管道上，一个流量传感器和一个电磁阀设置在混药箱的药液输送管道上，剩余的流量传感器中的每个流量传感器和该流量传感器对应的电磁阀设置在对应农药盒与混药箱的连接管道上；搅拌机构设置在混药箱上，水泵设置在水箱与混药箱的连接管道上，药泵设置在混药箱的药液输送管道上。本发明能够有效精确控制混药箱中农药的进药量和清水的进水量，使稀释倍数和农药浓度精确计量，同时有效精确控制输入到喷施设备药箱的药液量。

Description

农药自动混配控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种控制系统，尤其是一种农药自动混配控制系统及控制方法，可以用于植保喷施设备喷雾作业时的农药自动混配，属于农药混配领域。

背景技术

现阶段，我国农业、林业的病虫害防治主要依赖于施用农药的化学防治，而大多数农药剂型需要加水稀释，配制成一定浓度或倍数后再使用，尤其是植保无人机飞防作业所需农药的稀释。目前农药在植保作业时都是采用手工混配的方式，由于手工混配不均匀，混配精度不能得到保证，会导致农药在稀释倍数上存在很大的误差，浪费农药，还会影响作业效果，不仅如此手工混配农药操作不当会对环境带来很大的污染，也会对作业人员的人体健康造成危害。

现在植保无人机作业发展迅速、广泛，有些厂家生产出了农药箱，但现有的农药箱只能手工混配，功能单一、精准性较低，满足不了喷施设备喷雾作业要求。因而急需一种应用在农药箱上的控制系统。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足之处，提供一种农药自动混配控制系统，该系统采用以微控制器为核心来控制整个控制系统的方式，能够有效精确控制混药箱中农药的进药量和清水的进水量，使稀释倍数和农药浓度精确计量，同时有效精确控制输入到喷施设备药箱的药液量。

本发明的另一目的在于提供一种农药自动混配控制方法。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种农药自动混配控制系统，所述系统包括微控制器、流量传感器组、电磁阀组、搅拌机构、水泵、药泵和人机交互模块，所述流量传感器组包括至少三个流量传感器，所述电磁阀组包括至少三个电磁阀；

一个流量传感器和一个电磁阀设置在水箱与混药箱的连接管道上，一个流量传感器和一个电磁阀设置在混药箱的药液输送管道上，剩余的流量传感器、剩余的电磁阀和农药盒均为一一对应，且剩余的流量传感器中的每个流量传感器和该流量传感器对应的电磁阀设置在对应农药盒与混药箱的连接管道上；

所述搅拌机构设置在混药箱上，所述水泵设置在水箱与混药箱的连接管道上，所述药泵设置在混药箱的药液输送管道上；

所述微控制器分别与流量传感器组、电磁阀组、搅拌机构、水泵、药泵和人机交互模块连接，用于控制农药盒输送至混药箱的农药量、水箱输送至混药箱的清水量、混药箱的农药混配以及混药箱输送喷施设备药箱的药液量。

进一步的，所述搅拌机构包括搅拌电机和搅拌器，所述搅拌电机设置在混药箱上，所述搅拌器设置在混药箱内，所述搅拌电机通过电机驱动模块与微控制器连接，并与搅拌器连接，用于带动搅拌器转动。

进一步的，所述搅拌器包括搅拌轴和搅拌叶片，所述搅拌轴的一端与搅拌电机的电机轴连接，另一端与搅拌叶片连接。

进一步的，所述系统还包括液位开关组，所述液位开关组与微控制器连接，包括至少三个液位开关，两个液位开关分别设置在混药箱和水箱内，剩余的液位开关与农药盒一一对应，且剩余的液位开关中的每个液位开关设置在对应的农药盒内。

进一步的，所述系统还包括酸碱度传感器，所述酸碱度传感器与微控制器连接，并设置在混药箱内。

进一步的，所述系统还包括水质传感器，所述水质传感器与微控制器连接，并设置在水箱内。

进一步的，所述系统还包括温度传感器，所述温度传感器与微控制器连接，并设置在混药箱内。

进一步的，所述系统还包括报警器，所述报警器与微控制器连接。

进一步的，所述报警器为蜂鸣器。

进一步的，所述人机交互模块为触摸屏。

本发明的另一目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种农药自动混配控制方法，所述方法包括：

抽取清水进入混药箱中，当进入混药箱的清水量到达第一预设值时微控制器发出信号，控制水箱与混药箱的连接管道上的水泵、电磁阀关闭；

按加药顺序添加农药：微控制器发出信号，打开对应农药盒与混药箱的连接管道上的电磁阀，添加农药，若添加农药的农药量达到第二预设值，微控制器发出信号，关闭对应农药盒与混药箱的连接管道上的电磁阀，开始预搅拌，预搅拌时间达到预设搅拌时间后停止，打开下一个对应农药盒与混药箱的连接管道上的电磁阀，重复操作，直至添加所有农药为止；

当添加最后一种农药进入混药箱后，关闭对应农药盒与混药箱的连接管道上的电磁阀，此时混药机构开始搅拌作业，当搅拌时间达到第一预设搅拌时间，停止搅拌，微控制器发出信号，再次打开水箱与混药箱的连接管道上的水泵、电磁阀，抽取清水到混药箱中，当清水量达到第三预设值时微控制器控制水箱与混药箱的连接管道上的水泵、电磁阀关闭，此时搅拌机构再次进行搅拌作业，当搅拌时间到达第二预设搅拌时间时，搅拌停止，完成混药作业；微控制器发出信号，控制混药箱的药液输送管道上的药泵、电磁阀打开，将混药箱混配好的药液注入喷施设备的药箱。

进一步的，当作用对象不同的农药混配时，第二预设值的计算为：当混药箱要混配药液为S升时，设第一农药要稀释a倍，第二农药要稀释b倍，第三农药要稀释c倍……第n农药要稀释x倍，在混药箱中分别添加第一农药的量为S/a，第二农药的量为S/b，第三农药的量为S/c……第n农药的量为S/x，在混药箱中需添加的总药量为(S/a+S/b+S/c+……+S/x)，此总药量为第二预设值；

当作用对象相同的农药混配时，第二预设值的计算为：当混药箱要混配药液为S升时，设第一农药要稀释a倍，第二农药要稀释b倍，第三农药要稀释c倍……第n农药要稀释x倍，在混药箱中分别添加第一农药的量为S/a/n，第二农药的量为S/b/n，第三农药的量为S/c/n……第n农药的量为S/x/n，在混药箱中需添加的总药量为(S/a/n+S/b/n+S/c/n+……+S/x/n)，其中n为添加到混药箱中农药的数量，此总药量为第二预设值。

本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本发明系统通过人机交互模块输入指令，微控制器收到指令后，对整个控制系统进行控制工作，与传统的手工混药相比，能够有效精确控制混药箱中农药的进药量和清水的进水量，使稀释倍数和农药浓度精确计量，同时有效精确控制混配好的药液进入喷施设备药箱的药液量，整个混药过程都是自动化，无人干预，从而也达到了节省人力的效果，混药工作也更加充分，药液均匀性和浓度的精确性都得到提升。

2、本发明系统还设置了液位开关组，可以监测水箱内清水的剩余量、混药箱内混配药液的剩余量以及农药盒内农药的剩余量，如果农药和/或清水没有剩余，通过人机交互模块提醒操作人员添加农药和/或清水。

3、本发明系统还设置了报警器，当农药盒内的农药和/或水箱内清水剩余量过低或没有时，以至于无法正常进行混药作业时，报警器会自动报警，从而提醒操作人员及时添加农药和/或清水。

4、本发明系统还设置了酸碱度传感器、水质传感器和温度传感器，酸碱度传感器可以监测混药箱内混配药液的酸碱度，水质传感器可以监测水箱内清水的浑浊度，温度传感器可以实时监测混药箱内混配药液的温度。

5、本发明系统可以提高农药利用率，减少农药污染，与传统的手工混药相比，由于控制系统能够精确控制使用农药和清水的量，从而使得农药使用量比较适宜，提高了农药的利用率，减少农药污染，对土壤及环境起到保护作用。

附图说明

图1为本发明实施例1的农药自动混配控制系统的结构原理框图。

图2为本发明实施例1的混药箱与水箱、农药盒的关系示意图。

图3为本发明实施例1的混药箱结构图。

图4为本发明实施例1的第一连接管道结构图。

图5为本发明实施例1的药液输送管道结构图。

图6为本发明实施例1的第二连接管道结构图。

图7为本发明实施例1的微控制器与流量传感器组连接的原理图。

图8为本发明实施例1的微控制器与电磁阀组连接的原理图。

图9为本发明实施例1的搅拌机构的结构图。

图10为本发明实施例1的微控制器与电机驱动模块、水泵、药泵连接的原理图。

图11为本发明实施例1的微控制器与触摸屏连接的原理图。

图12为本发明实施例1的微控制器与液位开关组连接的原理图。

图13为本发明实施例1的微控制器与酸碱度传感器、水质传感器和温度传感器连接的原理图。

图14为本发明实施例1的微控制器与报警器连接的原理图。

其中，1-水箱，2-第一连接管道，3-混药箱，4-第一农药盒，5-第二农药盒，6-第三农药盒，7-第二连接管道，8-第三连接管道，9-第四连接管道，10-药液输送管道，11-第一流量传感器，12-第二流量传感器，13-第三流量传感器，14-第四流量传感器，15-第五流量传感器，16-第一电磁阀，17-第二电磁阀，18-第三电磁阀，19-第四电磁阀，20-第五电磁阀，21-搅拌电机，22-搅拌轴，23-搅拌叶片，24-水泵，25-药泵，26-控制设备。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供了一种农药自动混配控制系统，该系统应用于混药箱、水箱和农药盒组成的装置中，其包括微控制器、流量传感器组、电磁阀组、搅拌机构、水泵、药泵和人机交互模块，微控制器分别与流量传感器组、电磁阀组、搅拌机构、水泵、药泵和人机交互模块连接。

如图2～图6所示，为混药箱3与水箱1、农药盒的关系图，水箱1的出水口通过第一连接管道2与混药箱3的进水口连接，用于为混药箱3提供清水，农药盒有三个，由于设置了三个农药盒，因此可以放置三种不同类型的液体农药，三个农药盒分别为第一农药盒4、第二农药盒5和第三农药盒6，第一农药盒4的出药口通过第二连接管道7与混药箱3的进药口连接，第二农药盒5的出药口通过第三连接管道8与混药箱3的进药口连接，第三农药盒6的出药口通过第四连接管道9与混药箱3的进药口连接，混药箱3的出药口通过药液输送管道10与喷施设备的药箱连接。

所述微控制器采用STM32F103ZET6单片机，本实施例将其它不相关的引脚及模块电路省略，例如复位电路、振荡电路等都被省略。整个控制系统非主要电路模块也都被省略。

如图3～图7所示，所述流量传感器组包括五个流量传感器，五个流量传感器分别为第一流量传感器11、第二流量传感器12、第三流量传感器13、第四流量传感器14和第五流量传感器15，第一流量传感器11设置在第一连接管道2上，用于监测从水箱1进入混药箱3的清水流量，第二流量传感器12设置在药液输送管道10上，用于监测从混药箱3输送到喷施设备药箱的药液流量，第三流量传感器13设置在第二连接管道7上，用于监测从第一农药盒4流进混药箱3的农药流量，第四流量传感器14设置在第三连接管道8上，用于监测从第二农药盒5流进混药箱3的农药流量，第五流量传感器15设置在第四连接管道9上，用于监测从第三农药盒6流进混药箱3的农药流量；具体地，每个流量传感器有三个端口，每个流量传感器的端口1接5V电源电压，端口3接地，端口2为OUT端(输出端)，串联4.7K电阻和接地PC817光耦，且并联10K接地电阻后连接单片机引脚，第一流量传感器11、第二流量传感器12、第三流量传感器13、第四流量传感器14和第五流量传感器15分别连接单片机的引脚PB5、PB6、PB7、PB8和PB9。

如图3～图6、图8所示，所述电磁阀组包括五个电磁阀，五个电磁阀分别为第一电磁阀16、第二电磁阀17、第三电磁阀18、第四电磁阀19和第五电磁阀20，第一电磁阀16设置在第一连接管道2上，第二电磁阀17设置在药液输送管道10上，第三电磁阀18设置在第二连接管道7上，第四电磁阀19设置在第三连接管道8上，第五电磁阀20设置在第三连接管道9上；具体地，每个电磁阀具有两个端口，每个电磁阀的端口1并联单开继电器、1N4007二极管、50V 47UF电容，单开继电器上方连接直流12V电压，单开继电器下方连接接地NPN型三极管，NPN型三极管再串联4.7K电阻和1N4148二极管，第一电磁阀16、第二电磁阀17、第三电磁阀18、第四电磁阀19和第五电磁阀20最终连接单片机的引脚分别为PF4、PF5、PF6、PF7、PF8，每个电磁阀的端口2接地，五个电磁阀均由单片机控制。

如图3～图5、图9和图10所示，所述搅拌机构包括搅拌电机21和搅拌器，搅拌电机21设置在混药箱3上，具体设置在混药箱3上部，搅拌器设置在混药箱3内，具体地，搅拌器包括搅拌轴22和搅拌叶片23，搅拌轴22的一端通过联轴器与搅拌电机21的电机轴连接，另一端与搅拌叶片23连接，搅拌电机21通过电机驱动模块与微控制器连接，用于带动搅拌器转动；具体地，电机驱动模块具有两个端口，端口1接正极，端口2接负极，端口2接搅拌电机24V直流电源负极，端口1连接搅拌电机24V直流电源正极，并联单开继电器、1N4007二极管、50V47UF电容，单开继电器上方连接直流12V电压，单开继电器下方连接接地NPN型三极管，NPN型三极管再串联4.7K电阻和1N4148二极管，最后连接单片机的引脚PF1，电机驱动模块由单片机控制；水泵24设置在第一连接管道2上，药泵25设置在药液输送管道10上，水泵24、药泵25与电机驱动模块的电路连接方式一样，但水泵24的端口1最终连接单片机的引脚PF2，药泵25的端口2最终连接单片机的引脚PF3，水泵24、药泵25都由单片机控制。

如图11所示，所述人机交互模块为触摸屏，触摸屏采用的是2.8寸TFTLCD触摸屏，共具有34个端口引脚，这34个端口引脚分别连接单片机的引脚PG0、PG1、PG2、PG3、PG4、PD8、PD9、PD10、PD11、PD12、PD13、PD14、PD15、PE8、PE9、PE10、PE11、PE12、PE13、PE14、PE15、PG5、PG6、PG7、PG8、PG9、PB0、PB1，其中端口25接电压3.3V，端口27接地，端口22和26也接地，端口24和端口26接3.3V电压，触摸屏为人机交互设备，触摸屏上会显示混配药液温度、酸碱度、清水浑浊度等数据，同时，触摸屏上设置有控制系统的操作界面，操作人员可在操作界面上进行点击操作，从而控制整个控制系统的工作；这是整个控制系统的电路连接方式；触摸屏与单片机一起组成控制设备26，该控制设备26设置在混药箱3的外壳上，如图2所示，可以理解，人机交互模块也可以采用按键和显示屏的组合，利用按键输入指令，由单片机根据按键输入的指令对电磁阀组、搅拌机构、水泵、药泵进行控制，流量传感器组监测的数据也可以显示在显示屏上；人机交互模块还可以为上位机，利用上位机发送指令给微控制器，由单片机根据上位机发送的指令对电磁阀组、搅拌机构、水泵、药泵进行控制，流量传感器组监测的数据也可以显示在上位机的显示器上。

为了监测水箱1、混药箱3、第一农药盒4、第二农药盒5和第三农药盒6的液体剩余量，如图12所示，本实施例的控制系统还包括液位开关组，液位开关组包括五个液位开关，五个液位开关分别第一液位开关、第二液位开关、第三液位开关、第四液位开关和第五液位开关，第一液位开关设置在水箱1内，用于监测水箱1内清水的剩余量，第二液位开关设置在混药箱3内，用于监测混药箱3内混配药液的剩余量，第三液位开关设置在第一农药盒4内，用于监测第一农药盒4内农药的剩余量，第四液位开关设置在第二农药盒5内，用于监测第二农药盒5内液体农药的剩余量，第五液位开关设置在第三农药盒6内，用于监测第三农药盒6内农药的剩余量；具体地，每个液位开关有两个端口，其中端口1接地，且与端口2之间接有104电容，端口2并联接3.3V电源、10K电阻，再连接单片机的引脚，第一液位开关、第二液位开关、第三液位开关、第四液位开关和第五液位开关连接单片机引脚分别为PD0、PD1、PD2、PD3、PD4，如果液体农药和/或清水没有剩余，通过单片机会显示在触摸屏上，从而提醒操作人员添加液体农药和/或清水。

可以理解，上述对应农药盒的流量传感器(第三流量传感器13、第四流量传感器14和第五流量传感器15)、电磁阀(第三电磁阀18、第四电磁阀19和第五电磁阀20)和液位开关(第三液位开关、第四液位开关和第五液位开关)的数量，可以根据农药盒的数量进行调整，如果农药盒为一个，则对应的流量传感器、电磁阀和液位开关均为一个，如果农药盒为两个，则对应的流量传感器、电磁阀和液位开关均为两个，如果农药盒为四个，则对应的流量传感器、电磁阀和液位开关均为四个…如果农药盒为N个，则对应的流量传感器、电磁阀和液位开关均为N个。

为了监测水箱1和混药箱3内的液体相关信息，如图1和图13所示，本实施例的控制系统还包括酸碱度传感器、水质传感器和温度传感器，酸碱度传感器设置在混药箱3内，用于监测混药箱3内混配药液的酸碱度，水质传感器设置在水箱1内，用于监测水箱1内清水的浑浊度，温度传感器设置在混药箱3内，用于实时监测混药箱3内混配药液的温度；具体地，酸碱度传感器有六个接线端，端口1为DOUT端，串联1K电阻，且并联一个2K接地电阻，连接单片机的引脚PA1，端口2为t_AOUT端，串联1K电阻，且并联一个2K接地电阻，连接单片机的引脚PA2，端口3为p_AOUT端，串联1K电阻，且并联一个2K接地电阻，连接单片机的引脚PA3，端口4和5为接地端，即端口4和5都接GND，端口6连接电源电压5V，酸碱度传感器在混药作业期间实时将所测得的药液酸碱度通过单片机显示在触摸屏上；采用浊度传感器模块TSW-20MK，其具有4个端口，端口1接地，端口2为A端口，串联1K电阻，且并联一个2K接地电阻，连接单片机的引脚PA5，端口3为D端口，串联1K电阻，且并联一个2K接地电阻，连接单片机的引脚PA4，端口4连接5V电源电压，水质传感器实时将所测得的清水浑浊度通过单片机显示在触摸屏上；温度传感器采用的是PT100热电阻，两线制连接方式，一端引脚连接地线，即连接GND，另一端连接单片机的引脚PA6，而且并联一个104电容并联1K电阻的电路最后连接3.3V的电压，温度传感器在混药作业期间实时将所测得的温度数据通过单片机显示在触摸屏上。

为了提醒操作人员添加农药或清水，如图1和图14所示，本实施例的控制系统还包括报警器，报警器采用蜂鸣器，其具有两个端口，端口1连接NPN型三极管，三极管分别连接接电压3.3V的10K电阻和10K电阻后连接单片机引脚PG10，端口2则接地，报警器由单片机的控制，当农药盒(第一农药盒4、第二农药盒5和第三农药盒6)内的农药和/或水箱1内清水剩余量过低或没有(即没有达到预设阈值)时，以至于无法正常进行混药作业时，报警器会自动报警，从而提醒操作人员及时添加液体农药和/或清水。

本实施例的控制系统工作内容可以分为准备和四个操作，如下：

1)准备：在控制系统启动后随即对水和三种农药的液位进行测量，并在触摸屏界面上进行显示清水和液体农药的液位，从而提醒操作人员是否需要进行添加清水或液体农药；同时，操作人员在触摸屏上的农药配方区域对混药过程的农药配方，即药水混配比例进行设定。

2)四个操作：启动、混药、泵药和自动清洗，在触摸屏上分别设置这四个操作的触摸键，当在触摸屏设定好农药混配比例后，在触摸屏上点击启动键，单片机收到信号后，打开第三电磁阀、第四电磁阀和第五电磁阀，利用第三流量传感器、第四流量传感器和第五流量传感器实时监测从三个农药盒流进混药箱的液体农药量，当按照加药顺序依次(按照加药顺序步骤进药)进入混药箱的液体农药量达到之前所设定的药水混药比后，单片机发出信号关闭电磁阀；接着点击混药键，单片机发出信号，打开水泵和第一电磁阀，进入少量的清水后，关闭水泵和第一电磁阀，同时搅拌电机开始搅拌工作，满5分钟后再次开始加水，第一流量传感器实时监测补足所设定的药水混药比的清水量，补足清水后，再次关闭，同时搅拌电机再次工作，满10分钟后停止作业；在触摸屏上点击泵药键后，打开第二电磁阀和药泵，往喷施设备药箱注入混配好的药液，同时药液输送管道上的第二流量传感器在输送液体的同时产生脉冲，计数器对脉冲进行统计，经过程序把脉冲数经过一定的运算转换为剩余配制药液的体积数，并在触摸屏上显示，即触摸屏上可显示混配药液的剩余量，再次按下泵药键后，便可停止泵药。

本实施例还提供了一种农药自动混配控制方法，该方法包括以下步骤：

S1、本实施例添加农药时遵循加药顺序，例如当使用液体农药时，例如混配30％戊唑醇悬浮剂1/3g/L、4.5％高效氯氰菊酯1/15g/L、45％咪鲜胺1/10g/L这三种液体农药，需加总水量为15L，开始时，若液体农药在农药盒(第一农药盒4、第二农药盒5和第一农药盒6)内的量太少(没有达到预设阈值)和/或清水在水箱内的量太少(没有达到预设阈值)时，触摸屏上会提醒操作人员添加液体农药和/或清水，此外报警器也会鸣响以提醒操作人员添加液体农药或清水，添加完液体农药和/或清水后，所使用液体农药混配比例在触摸屏上显示，操作人员可以选择点击选择该混配比例，再点击启动键启动控制系统，此时，单片机发出信号，控制水泵、第一电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀和第五电磁阀打开，根据混药比例，水泵抽取水箱的清水到混药箱内，待清水抽取量达到第一预设值后，本实施例第一预设值为抽取水箱的清水量达到总水量的1/3，即5L，接着按照加药顺序依次将三个农药盒内的液体农药添加到混药箱内；当添加到混药箱内的液体农药量达到第二预设值，单片机发出信号，控制水泵、第一电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀和第五电磁阀关闭。

当使用粉剂农药时，遵循加药顺序，根据混配比例计算好所需粉剂农药质量，在将粉剂农药加入混药箱之前先称量好粉剂农药的质量，将已称量的粉剂农药添加到混药箱之前，需要选择或输入混药比以确定第一次和第二次要进多少清水，单片机发出信号，控制水泵和第一电磁阀打开，水泵抽取水箱的清水到混药箱内，单片机发出信号，控制水泵和第一电磁阀打开，水泵抽取水箱的清水到混药箱内；根据混配比例，若水泵抽取水箱的清水量达到第一预设值，单片机发出信号，控制水泵和第一电磁阀关闭，接着粉剂农药利用一个进药通道添加到混药箱内，该进药通道设置在混药箱的上部，当进入预先一次加入清水的混药箱中，粉剂农药添加结束。

当使用液体农药和粉剂农药(例如加入混药箱的顺序可以为可湿性粉剂、悬浮剂、乳浊剂、增效剂和/或防飘助剂)时，根据混配比例计算好所需粉剂农药质量，在将粉剂农药加入混药箱之前先称量好粉剂农药的质量，将已称量的粉剂农药添加到混药箱内，选择或输入混药比后，在触摸屏上点击启动键，，此时单片机发出信号，控制水泵、第一电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀和第五电磁阀打开，水泵抽取水箱的清水到混药箱内，并将农药盒内的液体农药添加到混药箱内；若水泵抽取水箱的清水量达到第一预设值，且添加到混药箱内的液体农药量达到第二预设值，单片机发出信号，控制水泵、第一电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀和第五电磁阀关闭。

当作用对象不同的农药混配时，第二预设值的计算为：当混药箱要混配药液为S升时，设第一农药要稀释a倍，第二农药要稀释b倍，第三农药要稀释c倍……第n农药要稀释x倍，在混药箱中分别添加第一农药的量为S/a，第二农药的量为S/b，第三农药的量为S/c……第n农药的量为S/x，在混药箱中需添加的总药量为(S/a+S/b+S/c+……+S/x)，此总药量为第二预设值；

当作用对象相同的农药混配时，第二预设值的计算为：当混药箱要混配药液为S升时，设第一农药要稀释a倍，第二农药要稀释b倍，第三农药要稀释c倍……第n农药要稀释x倍，在混药箱中分别添加第一农药的量为S/a/n，第二农药的量为S/b/n，第三农药的量为S/c/n……第n农药的量为S/x/n，在混药箱中需添加的总药量为(S/a/n+S/b/n+S/c/n+……+S/x/n)，其中n为添加到混药箱中农药的数量，此总药量为第二预设值。

S2、单片机控制搅拌电机，使搅拌器对混药箱内的液体进行搅拌作业，若到达第一预设搅拌时间，本实施例为5分钟，控制搅拌电机停止工作，并控制水泵和第一电磁阀打开，水泵抽取水箱的清水到混药箱内。

S3、若水泵抽取水箱的清水量达到第三预设值时，本实施例为10L，单片机控制水泵和第一电磁阀关闭。

S4、单片机控制搅拌电机，使搅拌器对混药箱内的液体进行搅拌作业，若到达第二预设搅拌时间，本实施例为10分钟，控制搅拌电机停止工作，完成混药作业。

S5、单片机发出信号，控制药泵和第二电磁阀打开，将混药箱混配好的药液注入喷施设备药箱，第二流量传感器在输送液体的同时产生脉冲，计数器对脉冲进行统计，经过程序把脉冲数经过运算转换为剩余配制药液的体积数，并在触摸屏上显示，即触摸屏上可显示配制药液的剩余量，再次按下泵药键后，便可停止泵药，此操作可添加喷施设备实际所需用药量。

S6、点击自动清洗键后，微控制器发出信号，打开水泵和第一电磁阀，往混药箱抽取清水，直到混药箱满为止，抽取完成后，打开搅拌电机，使搅拌器对混药箱内的液体进行搅拌作业，打开药泵和第二电磁阀，将废液排出混药箱。

综上所述，本发明系统通过人机交互模块输入指令，微控制器收到指令后，对整个控制系统进行控制工作，与传统的手工混药相比，能够有效精确控制混药箱中农药的进药量和清水的进水量，使稀释倍数和农药浓度精确计量，同时有效精确控制混配好的药液进入喷施设备药箱的药液量，整个混药过程都是自动化，无人干预，从而也达到了节省人力的效果，混药工作也更加充分，药液均匀性和浓度的精确性都得到提升。

以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。

Claims (6)

1.一种农药自动混配控制方法，基于农药自动混配控制系统实现，其特征在于：所述系统包括微控制器、流量传感器组、电磁阀组、液位开关组、搅拌机构、水泵、药泵和人机交互模块，所述流量传感器组包括五个流量传感器，所述电磁阀组包括五个电磁阀，所述液位开关组包括五个液位开关；

五个流量传感器分别为第一流量传感器、第二流量传感器、第三流量传感器、第四流量传感器和第五流量传感器，第一流量传感器设置在第一连接管道上，用于监测从水箱进入混药箱的清水流量，第二流量传感器设置在药液输送管道上，用于监测从混药箱输送到喷施设备药箱的药液流量，第三流量传感器设置在第二连接管道上，用于监测从第一农药盒流进混药箱的农药流量，第四流量传感器设置在第三连接管道上，用于监测从第二农药盒流进混药箱的农药流量，第五流量传感器设置在第四连接管道上，用于监测从第三农药盒流进混药箱的农药流量，第一农药盒的出药口通过第二连接管道与混药箱的进药口连接，第二农药盒的出药口通过第三连接管道与混药箱的进药口连接，第三农药盒的出药口通过第四连接管道与混药箱的进药口连接；

五个电磁阀分别为第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀和第五电磁阀，第一电磁阀设置在第一连接管道上，第二电磁阀设置在药液输送管道上，第三电磁阀设置在第二连接管道上，第四电磁阀设置在第三连接管道上，第五电磁阀设置在第四连接管道上；

五个液位开关分别第一液位开关、第二液位开关、第三液位开关、第四液位开关和第五液位开关，第一液位开关设置在水箱内，用于监测水箱内清水的剩余量，第二液位开关设置在混药箱内，用于监测混药箱内混配药液的剩余量，第三液位开关设置在第一农药盒内，用于监测第一农药盒内农药的剩余量，第四液位开关设置在第二农药盒内，用于监测第二农药盒内液体农药的剩余量，第五液位开关设置在第三农药盒内，用于监测第三农药盒内农药的剩余量；

所述搅拌机构包括搅拌电机和搅拌器，所述搅拌电机设置在混药箱上，所述搅拌器设置在混药箱内，所述搅拌电机通过电机驱动模块与微控制器连接，并与搅拌器连接，用于带动搅拌器转动，所述水泵设置在水箱与混药箱的连接管道上，所述药泵设置在混药箱的药液输送管道上；

所述微控制器采用单片机，分别与流量传感器组、电磁阀组、液位开关组、搅拌机构、水泵、药泵和人机交互模块连接，用于控制农药盒输送至混药箱的农药量、水箱输送至混药箱的清水量、混药箱的农药混配以及混药箱输送喷施设备药箱的药液量，所述人机交互模块为触摸屏；

所述方法包括：

当使用液体农药时，若液体农药在第一农药盒、第二农药盒、第三农药盒内的量没有达到预设阈值和/或清水在水箱内的量没有达到预设阈值，触摸屏提醒操作人员添加液体农药和/或清水，添加完液体农药和/或清水后，所使用液体农药混配比例在触摸屏上显示，选择点击选择该混配比例，再点击启动键启动控制系统，此时，单片机发出信号，控制水泵、第一电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀和第五电磁阀打开，根据混药比例，水泵抽取水箱的清水到混药箱内，待清水抽取量达到第一预设值后，按照加药顺序依次将三个农药盒内的液体农药添加到混药箱内；当添加到混药箱内的液体农药量达到第二预设值时，单片机发出信号，控制水泵、第一电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀和第五电磁阀关闭；

当作用对象不同的农药混配时，第二预设值的计算为：当混药箱要混配药液为S升时，设第一农药要稀释a倍，第二农药要稀释b倍，第三农药要稀释c倍，在混药箱中分别添加第一农药的量为S/a，第二农药的量为S/b，第三农药的量为S/c，在混药箱中需添加的总药量为（S/a+S/b+S/c），此总药量为第二预设值；

当作用对象相同的农药混配时，第二预设值的计算为：当混药箱要混配药液为S升时，设第一农药要稀释a倍，第二农药要稀释b倍，第三农药要稀释c倍，在混药箱中分别添加第一农药的量为S/a/n，第二农药的量为S/b/n，第三农药的量为S/c/n，在混药箱中需添加的总药量为（S/a/n+S/b/n+S/c/n），其中n为添加到混药箱中农药的数量，此总药量为第二预设值；

单片机控制搅拌电机，使搅拌器对混药箱内的液体进行搅拌作业，若到达第一预设搅拌时间，控制搅拌电机停止工作，并控制水泵和第一电磁阀打开，水泵抽取水箱的清水到混药箱内；若水泵抽取水箱的清水量达到第三预设值，单片机控制水泵和第一电磁阀关闭；单片机控制搅拌电机，使搅拌器对混药箱内的液体进行搅拌作业，若到达第二预设搅拌时间，控制搅拌电机停止工作，完成混药作业。

2.根据权利要求1所述的一种农药自动混配控制方法，其特征在于：所述搅拌器包括搅拌轴和搅拌叶片，所述搅拌轴的一端与搅拌电机的电机轴连接，另一端与搅拌叶片连接。

3.根据权利要求1-2任一项所述的一种农药自动混配控制方法，其特征在于：所述系统还包括酸碱度传感器，所述酸碱度传感器与微控制器连接，并设置在混药箱内。

4.根据权利要求1-2任一项所述的一种农药自动混配控制方法，其特征在于：所述系统还包括水质传感器，所述水质传感器与微控制器连接，并设置在水箱内。

5.根据权利要求1-2任一项所述的一种农药自动混配控制方法，其特征在于：所述系统还包括温度传感器，所述温度传感器与微控制器连接，并设置在混药箱内。

6.根据权利要求1-2任一项所述的一种农药自动混配控制方法，其特征在于：所述系统还包括报警器，所述报警器与微控制器连接。