CN113016286A - 一种变量播种施肥方法和施肥系统及装置 - Google Patents

Abstract

一种变量播种施肥方法和施肥系统及装置，该方法包括：建立土壤肥力与产量值对应关系模型；获取管控地块的土壤肥力值与产量值，并根据所述土壤肥力与产量值对应关系模型确定与所述管控地块的肥力值对应的地块生产管控模式；根据所述地块生产管控模式生成与所述管控地块的目标生产模式相对应的生产管控指令，并发送至播种机的对应执行机构，所述生产管控指令用于指示所述执行机构调整相应的工作参数；所述执行机构根据所述生产管控指令，将相应的所述工作参数调整至与所述生产管控指令匹配；以及所述播种机根据所述工作参数进行播种施肥。本发明还提供了采用上述方法进行地块生产管控的变量播种施肥系统和装置。

Description

一种变量播种施肥方法和施肥系统及装置

技术领域

本发明涉及农业智能机械技术，特别是一种基于终端设备与变量播种施肥系统的地块变量播种施肥方法和施肥系统及装置。

背景技术

随着农业物联网和农机信息化的发展，本领域在农机作业关键参数在线感知和精播精施智能控制决策方法等方面取得了一定成果，但尚未实现运用现代大数据实现多源数据融合决策精量精施作业，在农业生产中亟需解决精播精施智能控制决策方法、装置及系统等的研究及应用问题，可以使农田生产者根据土壤肥力和地块产量选择合适的生产参数，从而实现对地块生产资源精准管控与利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述问题，提供一种变量播种施肥方法和施肥系统及装置。

为了实现上述目的，本发明提供了一种变量播种施肥方法，其中，包括如下步骤：

S100、建立土壤肥力与产量值对应关系模型；

S200、获取管控地块的土壤肥力值与产量值，并根据所述土壤肥力与产量值对应关系模型确定与所述管控地块的肥力值对应的地块生产管控模式；

S300、根据所述地块生产管控模式生成与所述管控地块的目标生产模式相对应的生产管控指令，并发送至播种机的对应执行机构，所述生产管控指令用于指示所述执行机构调整相应的工作参数；

S400、所述执行机构根据所述生产管控指令，将相应的所述工作参数调整至与所述生产管控指令匹配；以及

S500、所述播种机根据所述工作参数进行播种施肥。

上述的变量播种施肥方法，其中，步骤S100进一步包括：

S101、将农田划分为多个管控地块，采集播种前期所述管控地块的土壤样本，获取土壤肥力分析数据；以及

S102、根据所述土壤样本的肥力检测值与对应的所述管控地块产量，得到基准肥力与产量占比，建立所述土壤肥力与产量值对应关系模型。

上述的变量播种施肥方法，其中，步骤S200中，还包括：

判断当前所述管控地块是否处于所述地块生产管控模式的预设期间内，若是，则执行步骤S300；若否，则执行所述播种机的当前工作参数。

上述的变量播种施肥方法，其中，所述步骤S200还包括：

在所述预设期间内输出变量播施决策建议提示信息并接收反馈，若反馈接受所述变量播施决策建议，则执行步骤S300；若反馈不接受所述变量播施决策建议，则执行所述播种机的当前工作参数。

上述的变量播种施肥方法，其中，步骤S100中，还包括：

S103、获取所述播种机在工作时段内的工作参数，并将使用最多的所述工作参数作为第一年度初始工作参数；

S104、如果检测到超过所述预设期间，则重新统计新的初始工作参数，并获取所述管控地块的土壤肥力值与产量值，更新所述土壤肥力与产量值对应关系模型。

上述的变量播种施肥方法，其中，步骤S200中，还包括：

判断第二年播种前获取的土壤肥力是否小于标准肥力值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则所述地块生产管控模式为控制所述播施机增加施肥量；若所述第一判断结果为否，所述地块生产管控模式为减小所述播施机的播种间距。

上述的变量播种施肥方法，其中，步骤S200中，还包括：

判断第二年收获后的地块产量占比是否小于第一年的地块产量占比，得到第二判断结果；若所述第一判断结果为是，所述第二判断结果为是时，则所述地块生产管控模式为控制所述播施机减小播种间距；若所述第一判断结果为是，所述第二判断结果为否时，则所述地块生产管控模式为控制所述播施机增加施肥量；若所述第一判定结果为否，所述第二判断结果为是时，则所述地块生产管控模式为保持第一年的播施参数；若所述第一判定结果为否，所述第二判断结果为否时，则所述地块生产管控模式为控制所述播施机继续减小播种间距。

上述的变量播种施肥方法，其中，还包括：每年收获后重复判断第二判定结果，并执行对应所述地块生产管控模式的生产管控指令。

为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种变量播种施肥系统，其中，采用上述的变量播种施肥方法进行地块生产管控，包括：

获取单元，获取播种机的即时位置和所述播种机的当前工作参数；

确定单元，根据预先设定的地块生产管控模块，确认与所述获取单元获取的当前位置信息对应的生产管控模式；

命令生成单元，生成与确定的所述生产管控模式对应的生产管控指令，所述生产管控指令用于指示控制所述播种机的工作参数；

发送单元，将所述生产管控指令发送至播种机的对应执行机构；以及

接收单元，接收所述生产管控指令并将所述播种机的工作参数调整至与所述生产管控指令相匹配。

为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种变量播种施肥装置，其中，采用上述的变量播种施肥方法进行地块生产管控，包括：

车载终端，安装在播种机上；

主板，安装在所述车载终端内；

工作模块，集成存储、通信、显示、输入输出、GPS定位、CAN总线和DTU单元模块；

驱动电机，安装在所述播种机上，包括播种电机和施肥电机，所述播种电机采用直流电机，直接驱动所述播种机的排种盘，采用测速雷达或GPS获得所述播种机的作业速度，根据所述作业速度结合预设的播种量信息，实时调节所述排种盘的转速，所述车载终端将排种控制指令通过CAN总线发送至所述播种电机，驱动所述排种盘按照设定转速旋转；施肥电机采用光电与电容法测量瞬态流量，采用称重法测量稳态流量，将所述瞬态流量与稳态流量融合实现种肥播施流量的在线测量，采用螺旋式电容和微电容检测控制所述播种机的肥料施用，所述车载终端将施肥控制指令通过CAN总线发送至所述施肥电机，驱动所述施肥电机按照设定参数工作；以及

电机控制单元，根据接收到的生产管控指令，将所述播种电机和施肥电机的工作参数调整至与所述生产管控指令相匹配。

本发明的技术效果在于：

本发明可以通过终端装置获取农机作业当前工作参数，并根据需要选择是否进入农田地块管控模式，该农田地块管控模式管控的地块可预先设置，终端装置根据当前地块定位生成目标管控指令发送给机具安装的驱动电机，从而对播种施肥机的工作参数进行合理的管控。能够根据土壤肥力和地块产量选择合适的生产参数，从而实现对地块生产资源精准控制与利用。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明一实例的变量播种施肥方法流程图；

图2为本发明另一实例的变量播种施肥方法流程图；

图3为本发明一实例的变量播种施肥装置结构示意图。

其中，附图标记

1 车载终端

2 牵引车

3 变量播种施肥装置

31 电机控制单元

32 施肥电机

33 播种电机

34 播种器

S100-S500 步骤

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

参见图1，图1为本发明一实例的变量播种施肥方法流程图。本发明的变量播种施肥方法，包括如下步骤：

步骤S100、变量播种施肥系统获取土壤肥力分析数据，得到基准肥力与产量占比，建立土壤肥力与产量值对应关系模型；

本实施例可以包括：变量播种施肥系统从数据库中获取到与该地块的编号对应的地块信息的农田管理者的个人信息，该信息可以包括农田管理者的姓名、电话、地址、身份证号等个人信息；变量播种施肥系统将该用户的个人信息与查询指令发送给服务器，该指令用于请求服务器获取该用户的农田数据库的访问权限，并查询该用户最新上传的土壤分析数据，该数据可以包括该农田土壤肥力分布数据和产量分布数据等；变量播种施肥系统接受服务器发送的土壤肥力分析数据，建立产量与肥力的对应关系，得到基准肥力和各地块的产量占比。

其中，通过地块的所属用户的方式确定唯一的农田管理者，使管理者可以在任何地点对该用户终端进行管控，可以通过农田管理者授权的方式进行操作，从而使变量播种施肥系统不局限于特定的距离范围对终端进行管控。

步骤S200、获取管控地块的土壤肥力值与产量值，并根据所述土壤肥力与产量值对应关系模型确定与所述管控地块的肥力值对应的地块生产管控模式；

即车载终端1从变量播种施肥系统设定的对应关系中确认当前地块对应的地块管理模式。本实施例中，变量播种施肥系统的预设地块与管控模式的对应关系可以是车载终端1获取的服务器中保存的海量机具作业参数与管控模式的对应关系，并从中选取被使用次数最多的机具作业参数与管控模式的对应关系；或者，管控模式可以是变量播种施肥系统设定的当前土壤肥力与土壤分析数据对应的管控模式，该模式的执行最长周期为5年，可以根据肥力与产量的逻辑关系自动调整管控模式，在执行周期内随时可以停止服务。

例如，用户管理者可以通过变量播种施肥系统设置不同的管控模式，如变量播施管控、自动播施管控、手动管控等，其中变量播施管控依赖于农田的土壤分析数据，其中根据土壤肥力、基准肥力和产量占比变化，调整每年的作业参数，该模式执行周期较长；自动播施管控主要依靠历史作业参数，统计某个时段内该作业时间被使用次数最多的机具参数作为当前管控参数；手动模式不依赖决策系统完全依靠机械化参数设定。

步骤S300、根据所述地块生产管控模式生成与所述管控地块的目标生产模式相对应的生产管控指令，车载终端1将生产管控指令发送至传感器，传感器控制播种机的对应执行机构，所述生产管控指令用于指示所述执行机构调整相应的工作参数，传感器控制的末端执行机构主要包括播种器34和施肥器，分别通过播种电机33和施肥电机32控制播种盘转速和肥料下拨量；

步骤S400、所述执行机构根据所述生产管控指令，将相应的所述工作参数调整至与所述生产管控指令匹配，该生产管控指令包括调整施肥量、播种间距或参数保持不变指令；以及

步骤S500、所述播种机根据所述工作参数进行播种施肥。

本实施例中，传感器对接收到的车载终端1发送的生产管控指令进行解析，获取不同传感装置的控制指令，根据转速与肥力量或播种间距的对应关系，确定驱动电机的工作参数。能够使农田管理者根据当前作业季的工作计划提前选择合适的地块管控模式，从而实现对农田资源的合理利用。此外，可以根据农田管理者信息精确查找该用户管理的所有农田生产信息，从而提高农田监管效率；并使农田的生产管理不局限于特定的距离范围对农田进行管控。

其中，步骤S100进一步包括：

步骤S101、将农田划分为多个管控地块，采集播种前期所述管控地块的土壤样本，获取土壤肥力分析数据；农田管理者可以设定标准地块的大小，并根据农田边界将其分为多个地块，可利用通用的四分法采集土壤样本，并将各地块的检测结果录入农田管理数据库中，样本采集时间可为春播或秋播之前，具体时间不做限定。第一年播种时，变量播种施肥系统获取该地块在当前工作时段内机具历史工作参数，并将使用最多的工作参数作为第一年度初始工作参数，在收获时获取各地块不同的产量分布；

步骤S102、根据所述土壤样本的肥力检测值与对应的所述管控地块产量，得到基准肥力与第一年的产量占比，建立所述土壤肥力与产量值对应关系模型。建立第一年度的土壤肥力检测值和各地块产量的曲线图，根据土壤肥力与产量的对应关系，土壤肥力越高对应的产量值越高，但土壤肥力达到一定肥力后产量达到最高值，并随着肥力的继续增加产量缓慢降低，出现施肥量过多造成的烧苗情况，因此将产量转折点对应的肥力值设为该农田的基准肥力；

步骤S103、获取所述播种机在工作时段内的工作参数，并将使用最多的所述工作参数作为第一年度初始工作参数；

步骤S104、如果检测到超过所述预设期间，则重新统计新的初始工作参数，并获取所述管控地块的土壤肥力值与产量值，更新所述土壤肥力与产量值对应关系模型。

参见图2，图2为本发明另一实例的变量播种施肥方法流程图。本实施例中，步骤S200中，还包括：

判断当前所述管控地块是否处于所述地块生产管控模式的预设期间内，若是，则执行步骤S300；若否，则执行所述播种机的当前工作参数。

其中，所述步骤S200还进一步包括：

在所述预设期间内输出变量播施决策建议提示信息并接收反馈，若反馈接受所述变量播施决策建议，则执行步骤S300；若反馈不接受所述变量播施决策建议，则执行所述播种机的当前工作参数。

步骤S200中，还可进一步包括：

判断第二年播种前获取的土壤肥力是否小于标准肥力值，得到第一判断结果；其中，第二年的播种决策主要依据当前地块第一年测得土壤肥力与基准肥力的比较，若所述第一判断结果为是，则所述地块生产管控模式为控制所述播施机增加施肥量；若所述第一判断结果为否，所述地块生产管控模式为减小所述播施机的播种间距，增加地块植株的种植密度。通过地块土壤肥力情况进而对生产管控模式进行调整，匹配到适合的处方管控模式，可以合理利用土壤肥力资源，针对土壤肥力状况进行模式调整。这是第二年农田播种处方生成方法，根据去年的产量与肥力关系，对肥力较低区域实施增肥处方，肥力过高区域进行密植，进一步提高农田产量。

步骤S200中，还可包括：

判断第二年收获后的地块产量占比是否小于第一年的地块产量占比，得到第二判断结果；若所述第一判断结果为是，所述第二判断结果为是时，为了降低不同年份外界因素带来的干扰，本实施例中产量的度量值可用地块产量占比代替，并主要根据当前地块该年度产量占比与去年相比是否降低比，则所述地块生产管控模式为控制所述播施机减小播种间距，增加地块植株的种植密度；若所述第一判断结果为是，所述第二判断结果为否时，则所述地块生产管控模式为控制所述播施机增加施肥量；若所述第一判定结果为否，所述第二判断结果为是时，则所述地块生产管控模式为保持第一年的播施参数；若所述第一判定结果为否，所述第二判断结果为否时，则所述地块生产管控模式为控制所述播施机继续减小播种间距。本实施例针对该地块土壤肥力低于基准肥力的处方决策，在土壤肥力低于标准肥力的情况下，若产量占比有提高，则继续增加施肥量，若降低，则可能因施肥过多造成烧苗现象，因此适当增加植株数量，可以均衡资源分配，提高单位亩产量。同样为了降低不同年份外界因素带来的干扰，本实施例中产量的度量值同样可用地块产量占比代替，并主要根据当前地块该年度产量占比与去年相比是否降低比。针对该地块土壤肥力高于基准肥力的处方决策，在土壤肥力高于标准肥力的情况下，若产量占比有提高，则继续增加植株数量，若降低，则可能因播种密度过高导致植株营养缺失，因此保持降低之前的播施参数为该地块最有效的处方决策。

本实施例中，默认设定的管理执行周期为5年，该年限可由用户管理者自行设定，在执行周期内，还可包括第3-5年每年收获后重复判断第二判定结果，并执行对应所述地块生产管控模式的生产管控指令，直至周期结束或用户管理者主动停止该生产模式。每五年可重新采集土壤样本，循环上述方法进行。

参见图3，图3为本发明一实例的变量播种施肥装置3结构示意图。本发明的变量播种施肥装置3，可以基于玉米播种施肥机采用上述的变量播种施肥方法进行地块生产管控，该变量播种施肥装置3可与牵引车2连接，包括：车载终端1，安装在播种机上，采用IPCA-7010型工业车载电脑，其基于X86架构的Atom主板作为核心，集成存储、通信、显示以及输入输出模块，并具备良好的兼容性和可扩展性，便于操作与维护，同时能够较好地GPS定位模块、CAN总线模块以及DTU单元，车载终端1可集成GPS定位模块、CAN总线模块以及DTU单元等。其中GPS定位模块采用UBlox-Neo M8模组，支持GPS与北斗双模定位，最大定位误差≤2.5m，满足了在恶劣工作环境中移动数据采集对灵活性，集成性，坚固性和人性化的需求，同样也具有适合在震动环境中操作的最佳配置；主板，安装在所述车载终端1内，基于X86架构的Atom主板作为核心，具备良好的兼容性和可扩展性，便于操作与维护；工作模块，集成存储、通信、显示、输入输出、GPS定位、CAN总线和DTU单元模块，其中GPS定位模块采用UBlox-Neo M8模块，支持GPS与北斗双模定位，最大定位误差≤2.5m；驱动电机，安装在所述播种机上，包括播种电机33和施肥电机32，所述播种电机33采用直流电机替代机械传动结构，直接驱动所述播种机的排种盘，采用测速雷达或GPS等测速装置获得所述播种机的作业速度，根据所述作业速度结合预设的播种量信息，实时调节所述排种盘的转速，所述车载终端1决策后，将排种控制指令通过CAN总线发送至所述播种电机33，驱动所述排种盘按照设定转速旋转；施肥电机32采用光电与电容法测量瞬态流量，采用称重法测量稳态流量，将所述瞬态流量与稳态流量融合实现种肥播施流量的在线测量，采用螺旋式电容辅以微电容检测控制所述播种机的肥料施用，所述车载终端1决策后，将施肥控制指令通过CAN总线发送至所述施肥电机32，驱动所述施肥电机32按照设定参数工作；以及电机控制单元31，根据接收到的生产管控指令，将所述播种电机33和施肥电机32的工作参数调整至与所述生产管控指令相匹配。该电机控制单元31优选采用K8516型CAN总线模拟量输出模块，其主要技术参数如下：输出信号4路；DA分辨率12位，输出信号范围0-10V；供电电压DC9-24V。其通过CAN总线接口与车载终端1通信，根据所述接收单元接收到的所述生产管控指令，将所述驱动电机控制的机具工作参数设置为所述生产管控模式下的工作参数。

现有技术的排种器采用地轮传动形式，随着作业速度的不断提高，车辆打滑成为影响播种质量的重要因素之一。电机直驱技术能够有效消除机械传动的不利影响。电驱式排种系统主要是采用直流电机替代机械传动结构，直接驱动排种盘，采用测速雷达或GPS等测速装置获得播种机的作业速度，根据速度结合所设置的播种量信息，实时调节排种盘的转速，进而实现播种量与作业速度的合理匹配。采用电驱式排种结构不仅能够很好的适应高速播种作业，而且能够进一步实现对每一路播种单元的单独启停控制。优选采用BG45×15SI型一体式直流电机作为排种轴驱动源，该电机内部集成驱动电路，采用直流模拟电压信号实现电机转速的动态调整，信号范围为0-10V。电机输出功率52.5w，工作电压DC12V，最大转速3080rpm，同时配置PLG52行星减速器，减速比为50。车载终端1通过决策后，将控制指令通过CAN总线发送至播种电机33，驱动播种电机33按照设定转速旋转。

其中，变量播种施肥系统可以安装在车载电脑、平板电脑、手机、笔记本电脑等各类终端装置中，并且终端装置可以被农机手、农场管理者等使用。本实施例的变量播种施肥系统优选采用Labwindows/CVI2012平台开发，采用模块化和结构化原则，以Windows7操作系统为系统运行平台。主要用于播种机作业状态信息的采集与显示、GPS定位信息的实时获取、播种施肥变量控制以及系统数据的实时存储与处理。该变量播种施肥系统可包括：获取单元，获取播种机的即时位置和所述播种机的当前工作参数，可包括第一获取单元和第二获取单元，第一获取单元用于获取所述终端装置所管控的驱动电机的即时位置；第二获取单元用于获取所述驱动电机控制的机具当前工作参数；数据采集与控制是玉米播种机变量播种施肥系统软件的关键组成部分，该部分主要完成各路数据信息如播种质量、种肥箱料位、GPS等信息采集，系统外部设备与交互终端的通讯方式主要有RS232串口通信和CAN总线通信两种形式。其中播种质量信息及车辆行进速度信息等通过CAN总线与交互终端实现通讯。测控系统根据载入的处方信息以及车辆当前GPS信息和机具参数等确定期望播种施肥转速，并通过CAN总线发送至控制单元，控制施肥电机32和播种电机33按期望转速运转；确定单元，根据预先设定的地块生产管控模块，确认保存与所述获取单元获取的当前位置信息对应的生产管控模式，数据保存在变量播种施肥系统采集软件在界面上的显示值包括GPS位置信息，播种深度和车辆工况参数(行进速度、种肥箱料位状态等)，同时系统还将完成各路信息的保存，便于后续分析与处理；命令生成单元，生成与确定的所述生产管控模式对应的生产管控指令，所述生产管控指令用于指示控制所述播种机的工作参数；发送单元，将所述生产管控指令发送至播种机的对应执行机构；以及接收单元，接收所述生产管控指令并将所述播种机的工作参数调整至与所述生产管控指令相匹配。还可以包括参数设置模块，用于完成播种施肥工作参数配置以及机具参数设置等，以便于设备能够正常工作。

确定单元可包括：第一判断单元，用于判断当前地块该时间是否处于地块生产管控模式的预设期间内，所述预设期间是农田生产管理用户预先设置的播施时间范围内，且当判断结果为否时，触发所述第二获取单元执行所述的获取所述驱动电机控制的机具当前工作参数；第二判断单元，用于判断当前地块是否提前设置所述生产管控模式；第一设置单元，用于在所述第一判断单元和第二判断单元判断出结果为是时，将地块生产管控模式设置为生产管控模式，并触发命令生成单元执行根据所述确定单元确定的与所述生产管控模式对应的生产管控指令。

该变量播种施肥系统还可包括：提示单元，用于输出建议提示信息，所述建议提示信息用于提示所述农田生产管理用户是否接受所述地块生产管控模式；第一检测单元，用于检测是否接收到所述农田生产管理用户接受建议所述地块生产管控模式的指令，当未接收到所述农田生产管理用户接受建议所述地块生产管控模式的指令时，触发所述第二获取单元执行获取的所述驱动电机控制的机具当前工作参数；第二设置单元，用于当接收到所述农田生产管理用户接受建议时，将所述地块生产管控模式设置为目标管控模式，并触发命令生成单元执行与所述生产管控模式对应的管控指令。

该变量播种施肥系统还可包括：第二检测单元，用于检测当前地块所述生产管控模式的年数，当检测为第一年时，获取所述驱动电机在工作时段内机具历史工作参数，并将所述使用最多的工作参数作为第一年度初始工作参数；第三判断单元，用于判断所述当前地块的土壤肥力是否大于所述标准肥力；第四判断单元，用于判断所述当前地块产量占比是否高于去年的该地块的肥力占比；第一管控指令单元，用于指示所述的施肥电机32控制的机具工作参数，间接控制施肥量；第二管控指令单元，用于指示所述的播种电机33控制的机具工作参数，间接控制播种间距；第三管控指令单元，用于指示所述的播种电机33和施肥电机32保持去年机具工作参数；第三设置单元，用于当第二检测单元检测当前地块所述生产管控模式的年数为第2年时，且当第三判断单元的判断结果为是时，执行第一管控指令，当判断结果为否时，执行第二管控指令；第四设置单元，用于当第二检测单元检测当前地块所述生产管控模式的年数为第3-5年时，当第三判断单元为否，且第四判断单元的判断结果为是时执行第一管控指令，当第三判断单元为否，且第四判断单元的判断结果为否时执行第三管控指令，当第三判断单元为是，且第四判断单元的判断结果为是时执行第二管控指令，当第三判断单元为是，且第四判断单元的判断结果为否时执行第三管控指令。

工作时，变量播种施肥系统获取其所管控地块的土壤肥力值与产量值，并从预先分析的土壤肥力与产量值对应关系中确定出与所在地块肥力值对应的地块生产管控模式；所述变量播种施肥系统通过车载终端1，根据所述地块生产管控模式生成与所述目标生产模式相对应的管控指令，并将所述管控指令发送至对应驱动电机，所述管控指令用于指示所述驱动电机调整所述的驱动电机控制的机具工作参数；所述驱动电机接收到所述车载终端1发送的所述管控指令，并根据所述管控指令，将所述驱动电机安装的机具与所述管控指令匹配的机具工作参数调整为一致。

变量播种施肥系统判断当前地块该时间是否处于地块生产管控模式的预设期间内，所述预设期间是农田生产管理用户预先设置的播施时间范围内；如果否，所述变量播种施肥系统执行所述的获取其所管控的驱动电机的当前工作参数；如果是，所述变量播种施肥系统将执行所属的地块生产管控模式，并执行所述的根据所述的地块生产管控模式生成与所述目标生产模式相对应的管控指令。

变量播种施肥系统还可在设定的播施时间范围内输出变量播施决策建议提示信息，所述建议提示信息用于提示所述农田生产管理用户是否接受所述地块生产管控模式；当系统检测到所述农田生产管理用户不接受所述变量播施决策建议时，所述变量播种施肥系统执行所述的获取其所管控的驱动电机的当前工作参数；当系统检测到所述农田生产管理用户接受所述变量播施决策建议时，所述变量播种施肥系统将进入所述的地块生产管控模式，并执行所述的根据所述的地块生产管控模式生成与所述目标生产模式相对应的管控指令。

所述地块生产管控模式的管理最长期限优选为5年；所述变量播种施肥系统获取所述驱动电机在工作时段内机具工作参数，并将所述使用最多的工作参数作为第一年度初始工作参数；如果检测到所述农田生产管理用户在管理期内终止地块生产管控模式，所述变量播种施肥系统执行所述的获取其所管控的驱动电机的当前工作参数；如果检测到地块生产管控模式管理期超过5年，将重新统计新的初始工作参数，并获取其所管控地块的土壤肥力值与产量值，更新分析的土壤肥力与产量值对应关系。

本发明涉及农业智能机械制造领域，能够使农田生产者根据地块的土壤肥力和地块产量占比自动选择匹配合适的生产参数，从而实现对农田地块生产资源智能化精准管控与利用。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种变量播种施肥方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100、建立土壤肥力与产量值对应关系模型；

S200、获取管控地块的土壤肥力值与产量值，并根据所述土壤肥力与产量值对应关系模型确定与所述管控地块的肥力值对应的地块生产管控模式；

S300、根据所述地块生产管控模式生成与所述管控地块的目标生产模式相对应的生产管控指令，并发送至播种机的对应执行机构，所述生产管控指令用于指示所述执行机构调整相应的工作参数；

S400、所述执行机构根据所述生产管控指令，将相应的所述工作参数调整至与所述生产管控指令匹配；以及

S500、所述播种机根据所述工作参数进行播种施肥。

2.如权利要求1所述的变量播种施肥方法，其特征在于，步骤S100进一步包括：

S101、将农田划分为多个管控地块，采集播种前期所述管控地块的土壤样本，获取土壤肥力分析数据；以及

S102、根据所述土壤样本的肥力检测值与对应的所述管控地块产量，得到基准肥力与产量占比，建立所述土壤肥力与产量值对应关系模型。

3.如权利要求2所述的变量播种施肥方法，其特征在于，步骤S200中，还包括：

判断当前所述管控地块是否处于所述地块生产管控模式的预设期间内，若是，则执行步骤S300；若否，则执行所述播种机的当前工作参数。

4.如权利要求3所述的变量播种施肥方法，其特征在于，所述步骤S200还包括：

在所述预设期间内输出变量播施决策建议提示信息并接收反馈，若反馈接受所述变量播施决策建议，则执行步骤S300；若反馈不接受所述变量播施决策建议，则执行所述播种机的当前工作参数。

5.如权利要求4所述的变量播种施肥方法，其特征在于，步骤S100中，还包括：

S103、获取所述播种机在工作时段内的工作参数，并将使用最多的所述工作参数作为第一年度初始工作参数；

S104、如果检测到超过所述预设期间，则重新统计新的初始工作参数，并获取所述管控地块的土壤肥力值与产量值，更新所述土壤肥力与产量值对应关系模型。

6.如权利要求5所述的变量播种施肥方法，其特征在于，步骤S200中，还包括：

判断第二年播种前获取的土壤肥力是否小于标准肥力值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则所述地块生产管控模式为控制所述播施机增加施肥量；若所述第一判断结果为否，所述地块生产管控模式为减小所述播施机的播种间距。

7.如权利要求6所述的变量播种施肥方法，其特征在于，步骤S200中，还包括：

判断第二年收获后的地块产量占比是否小于第一年的地块产量占比，得到第二判断结果；若所述第一判断结果为是，所述第二判断结果为是时，则所述地块生产管控模式为控制所述播施机减小播种间距；若所述第一判断结果为是，所述第二判断结果为否时，则所述地块生产管控模式为控制所述播施机增加施肥量；若所述第一判定结果为否，所述第二判断结果为是时，则所述地块生产管控模式为保持第一年的播施参数；若所述第一判定结果为否，所述第二判断结果为否时，则所述地块生产管控模式为控制所述播施机继续减小播种间距。

8.如权利要求7所述的变量播种施肥方法，其特征在于，还包括：每年收获后重复判断第二判定结果，并执行对应所述地块生产管控模式的生产管控指令。

9.一种变量播种施肥系统，其特征在于，采用上述权利要求1-8中任意一项所述的变量播种施肥方法进行地块生产管控，包括：

获取单元，获取播种机的即时位置和所述播种机的当前工作参数；

确定单元，根据预先设定的地块生产管控模块，确认与所述获取单元获取的当前位置信息对应的生产管控模式；

命令生成单元，生成与确定的所述生产管控模式对应的生产管控指令，所述生产管控指令用于指示控制所述播种机的工作参数；

发送单元，将所述生产管控指令发送至播种机的对应执行机构；以及

接收单元，接收所述生产管控指令并将所述播种机的工作参数调整至与所述生产管控指令相匹配。

10.一种变量播种施肥装置，其特征在于，采用上述权利要求1-8中任意一项所述的变量播种施肥方法进行地块生产管控，包括：

车载终端，安装在播种机上；

主板，安装在所述车载终端内；

工作模块，集成存储、通信、显示、输入输出、GPS定位、CAN总线和DTU单元模块；

驱动电机，安装在所述播种机上，包括播种电机和施肥电机，所述播种电机采用直流电机，直接驱动所述播种机的排种盘，采用测速雷达或GPS获得所述播种机的作业速度，根据所述作业速度结合预设的播种量信息，实时调节所述排种盘的转速，所述车载终端将排种控制指令通过CAN总线发送至所述播种电机，驱动所述排种盘按照设定转速旋转；施肥电机采用光电与电容法测量瞬态流量，采用称重法测量稳态流量，将所述瞬态流量与稳态流量融合实现种肥播施流量的在线测量，采用螺旋式电容和微电容检测控制所述播种机的肥料施用，所述车载终端将施肥控制指令通过CAN总线发送至所述施肥电机，驱动所述施肥电机按照设定参数工作；以及

电机控制单元，根据接收到的生产管控指令，将所述播种电机和施肥电机的工作参数调整至与所述生产管控指令相匹配。

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