CN105389737A - 一种农药喷洒的决策与控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种农药喷洒的决策与控制***，包括：GPS定位装置，用于获取所在农田的地理位置信息；天气查询服务器，用于获取各农田的天气信息；农情采集装置，包括设置于农田内的捕虫灯和孢子采集器，用于获取虫害的头数及种类信息、孢子种类及长势信息；农情信息终端，用于输入农情信息和农作物信息；中央处理器，将天气信息和农情信息、作物信息分别存入数据库；以天气信息、农情信息和农作物信息为约束条件，构建农药的喷洒判断规则，及判断获得由农药喷洒信息组成的判断结果并发送；喷洒车，用于接收所述中央处理器所得判断结果及执行喷洒。本发明保证了数据的准确性，针对不同病虫害采取的相关的防治工作，比传统方法更具可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种农药喷洒的决策与控制***，属于农药喷洒控制的技术领域。
背景技术
农作物病虫害是我国的主要农业灾害之一，它具有种类多、影响大、并时常暴发成灾的特点。我国农作物常见的病虫害有一下几种：稻飞虱、白粉病、玉米螟、棉铃虫、小麦锈病、棉蚜、稻纹枯病、稻瘟病、麦蚜、麦红蜘蛛、蝗虫、麦类赤霉病等。
对于农作物虫害而言，昆虫由于食性和取食方式不同，口器也不相同，主要有咀嚼式口器和刺吸式口器。咀嚼式口器害虫，如甲虫、蝗虫及蛾蝶类幼虫等。它们都取食固体食物，危害根、茎、叶、花、果实等。使其造成机械性损伤，如缺刻、孔洞、折断、钻蛀茎秆、切断根部等。刺吸式口器害虫，如蚜虫、椿蟓、叶蝉和螨类等。它们是以针状口器刺入植物组织吸食食料，使植物呈现萎缩、皱叶、卷叶、枯死斑、生长点脱落、虫瘿（受唾液刺激而形成）等。此外，还有虹吸式口器（如蛾蝶类）、纸吸式口器（如蝇类）、嚼吸式口器（如蜜蜂）。针对不同的病虫害，农业部门提供了不同的农药进行防治与消灭。
现在一般的农药喷洒的安排都是根据当地植保部门根据历年的情况，结合近几天有无降水这一个指标进行。然而这种判断不仅会随着每年气候不一致而不精确，有无降水这一指标的判断也会随着云层的变化带来突发性的变化。然而，病虫害的发生并不是无迹可寻，可以通过追踪相关参数的前提下，对于可能爆发的大面积病虫害进行处理和预防，从而达到喷洒效果。因此，现有的农药喷洒控制***，无法智能化的结合天气、农田情况进行综合决策治理，自动化程度低下。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种农药喷洒的决策与控制***，解决现有的农药喷洒控制***，无法智能化的结合天气、农田情况进行综合决策治理的问题。
本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种农药喷洒的决策与控制***，包括：
GPS定位装置，设置于经地理区域划分的农田内，用于获取所在农田的地理位置信息；
天气查询服务器，用于根据各农田所在地理位置信息查询和预测天气状况，获取各农田的天气信息，所述天气信息包括温度、湿度和降雨与否信息；
农情采集装置，包括设置于农田内的捕虫灯和孢子采集器，其中捕虫灯用于获取位于捕虫灯上虫害的头数及种类信息；所述孢子采集器，用于采集孢子获取孢子种类及长势信息；
农情信息终端，用于将所述虫害头数及种类信息、孢子种类及长势信息作为农情信息输入，并获取农作物品种、农作物成熟期信息作为农作物信息输入；
中央处理器，用于将天气查询服务器所获取各农田天气信息，及农情信息终端所输入农情信息和农作物信息分别存入数据库；以所述各农田的天气信息、农情信息和农作物信息为约束条件，构建农药的喷洒判断规则，及按照喷洒判断规则进行判断获得由农药喷洒信息组成的判断结果，并将判断结果进行发送；
喷洒车，用于接收所述中央处理器所得判断结果及根据判断结果中的农药喷洒信息执行农药喷洒。
进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述中央处理器所得判断结果中农药喷洒信息包括农药喷洒时间及品种。
进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述喷洒车包括依次相连的通信模块、处理模块和显示模块。
进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述喷洒车包括GPS定位模块，所述GPS定位模块用于实时定位喷洒车所在位置及将其发送至中央处理器。
进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述中央处理器还用于根据喷洒车所发送位置信息判断获得距离各农田最近的喷洒车并向其发送由农药喷洒信息组成的判断结果。
本发明采用上述技术方案，能产生如下技术效果：
本发明所提供的农药喷洒的决策与控制***，获取各农田天气信息和农情信息、农作物信息；再以各农田的天气信息、农情信息和农作物信息为约束条件，构建农药的喷洒判断规则，及按照喷洒判断规则进行判断获得由农药喷洒信息组成的判断结果，并按照判断结果执行农药喷洒。采用物联网联网技术，有效的提高数据的共享性，以及进行综合决策与控制，保证了数据的准确性，且能够针对不同病虫害采取的相关的防治工作，在已经存在待繁殖对象的前提下，在判断了适宜繁殖对象大量繁殖的温湿度后，进行农药喷洒活动指导，比传统方法更具可靠性。
以及***降低了对人工喷洒方式的依赖，能及时的进行突发性的人为的农药喷洒活动，提高机器的能动性。
附图说明
图1为本发明提供的农药喷洒的决策与控制***的示意图。
图2为本发明中构建的喷洒判断规则的流程示意图。
图3为本发明喷洒判断规则中水稻病虫害的农药喷洒判断流程示意图。
图4为本发明喷洒判断规则中小麦病害的农药喷洒判断流程示意图。
图5为本发明喷洒判断规则中小麦虫害的农药喷洒判断流程示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的实施方式进行描述。
如图1所示，本发明设计了一种农药喷洒的决策与控制***，主要包括：
GPS定位装置，设置于经地理区域划分的农田内，用于获取所在农田的地理位置信息；
天气查询服务器，用于根据各农田所在地理位置信息查询和预测天气状况，获取各农田的天气信息，所述天气信息包括温度、湿度和降雨与否信息；
农情采集装置，包括设置于农田内的捕虫灯和孢子采集器，其中捕虫灯用于获取位于捕虫灯上虫害的头数及种类信息；所述孢子采集器，用于采集孢子获取孢子种类及长势信息；
农情信息终端，用于将所述虫害头数及种类信息、孢子种类及长势信息作为农情信息输入，并获取农作物品种、农作物成熟期信息作为农作物信息输入；
中央处理器，用于将天气查询服务器所获取各农田天气信息和农情信息终端所输入农情信息和农作物信息分别存入数据库；以所述各农田的天气信息、农情信息和农作物信息为约束条件，构建农药的喷洒判断规则，及按照喷洒判断规则进行判断获得由农药喷洒信息组成的判断结果，并将判断结果进行发送；
喷洒车，用于接收所述中央处理器所得判断结果及根据判断结果中的农药喷洒信息执行农药喷洒。
由此，本发明获取各农田天气信息和农情信息、农作物信息；再以各农田的天气信息、农情信息和农作物信息为约束条件，构建农药的喷洒判断规则，及按照喷洒判断规则进行判断获得由农药喷洒信息组成的判断结果，并按照判断结果执行农药喷洒。
为了验证本发明农药喷洒的决策与控制***能够实现天气信息、农情信息、农作物新消息的获取，以及综合决策和控制功能，特列举一实施例进行说明。
本实施例中，一共存在若干个待测农田，对农田可以按照地理区域进行划分，如在农田面积较大时一块农田分为一个区域，或在农田面积较小时，将处于同一区域的一个或多个农田分为一个区域；在任意一个或多个区域中设置GPS定位装置，用于获取装置所在农田的地理位置信息，地理位置信息包括经纬度信息，并将获得的地理位置信息传送给天气查询服务器。
天气查询服务器，根据各农田所在地理位置信息查询和预测天气状况，获取各农田的天气信息，所述天气信息包括温度和湿度、及是否降雨；该天气信息可以包括当地的每小时段的温度，相对湿度以及天气状况如降雨、与非降雨等，最后返回GPS定位装置所在地地理区域的天气信息，由此使得每一个区域可以形成一个天气信息数据表。
同时，***在GPS定位装置所在农田内设置农情采集装置，包括设置于农田内的捕虫灯和孢子采集器，其中捕虫灯用于获取位于捕虫灯上虫害的头数及种类信息；所述孢子采集器，用于采集孢子获取孢子种类及长势信息。这些信息可由人工识别方式获取，或由传感器自动获取。获取后，由农情信息终端将所述虫害头数及种类信息、孢子种类及长势信息作为农情信息输入，随后向中央处理器传送。并且，农情信息终端也可以通过人工或手动方获取农作物品种、农作物成熟期信息，但不限于该些信息，以及将其作为农作物信息输入；农情信息终端与中央处理器建立连接后，也可直接查询中央处理器上存储的信息。
对于中央处理器，天气查询服务器所获取各农田天气信息，及农情信息终端所输入农情信息和农作物信息分别存入数据库；以所述各农田的天气信息、农情信息和农作物信息为约束条件，构建农药的喷洒判断规则。如图2所示为本发明实施例所列举的一种喷洒判断规则，但本发明在实施中不仅限于该种规则，本实施例所列举的喷洒判断规则构建过程如下：
步骤1：首先，根据天气查询服务器访问GPS定位装置所在农田的往年的天气信息数据，并将获得的温度、湿度和是否降雨三个数据存入数据库的数据表中。中央处理器中的喷洒判断规则则从中提取是否降雨这一条件进行构建规则，如图2所示，判定是否降雨。
若不降雨，进入***的判断过程，即开始进入病虫害推测的一系列规则中进行判断，即实施步骤2。若发生降雨，则再判断其是否同时有台风存在，如果有，则进入步骤6,如果没有台风，只存在单纯的降雨，则进入步骤7。步骤6和步骤7中的任一判断条件不成立，判断规则执行自动结束。
步骤2：确定GPS定位装置所在农田的农作物品种，若是水稻，则实施步骤3；若是小麦，则实施步骤4。
步骤3：当确定GPS定位装置所在位置的农作物品种是水稻后，根据水稻病虫害的情况，形成农药喷洒判断规则流程，如图3所示，其设定的农药喷洒判断结果的获得过程为：根据GPS对应田块的虫害信息，包括虫害的种类和头数，根据GPS对应田块的作物生长周期，并根据天气查询服务器中的天气，包括温度和湿度，有水稻多发的病虫害有6种情况。
当水稻病虫害为稻飞虱，每亩稻飞虱的数量N大于1500头时，农药喷洒判断结果为应喷洒稻飞虱农药；如在稻飞虱大量存在的田块内发现腐病孢子，此时稻黑色菌核秆腐病孢子会大量爆发，农药喷洒判断结果为应喷洒稻黑色菌核秆腐病农药。
当水稻病虫害为稻苞米，稻苞米N数量达10头时，农药喷洒判断结果为应喷洒稻苞米农药。
当水稻病虫害为卷叶螟，卷叶螟数量N达到15头时，农药喷洒判断结果为应当喷洒卷叶螟农药。
当水稻处于抽穗期，并且田间存在稻黑色菌核秆腐病孢子，在温度达到25度以上，湿度大于50%时，极易爆发稻黑色菌核秆腐病，农药喷洒判断结果为需要喷洒稻黑色菌核秆腐病农药，并且判断天数T，T>5时循环检验，每隔5天需要复检一次。
当水稻处于苗期或分蘖期时，并且含有白叶枯病孢子，而且温度持续在25度到30度时，极易爆发白叶枯病，需喷洒白叶枯农药，并且判断天数T，T>7时循环检验，在每7天需要检查一次。
当含有矮缩病孢子，并且田间存在水稻病虫害为黑尾叶蝉，电光叶蝉和大斑黑尾叶蝉时，极易产生矮缩病，农药喷洒判断结果为需喷洒矮缩病农药。并且判断天数T，T>7时循环检验，在每7天复检一次。
如果存在以上的任一问题，则确定其农药喷洒判断结果，若均不存在上述引起病虫害爆发的条件，则不进行农药喷洒，判断规则结束。
步骤4：当确定GPS定位装置所在位置的农作物品种是小麦后，根据小麦病害情况，形成农药喷洒判断规则流程，如图4所示，判断小麦的病害类型及分配农药喷洒判断结果；根据GPS对应田块的虫害信息，包括虫害的种类和头数，根据GPS对应田块的作物生长周期，并根据天气查询服务器中的天气，包括温度和湿度，小麦病害大致有一下四种:赤霉病、纹枯病、白粉病、锈病。
小麦在抽穗期时，如发现有赤霉病孢子且连续降雨以及大于2天，容易产生赤霉病，农药喷洒判断结果为应当喷洒赤霉病农药。
若在小麦拔节期，发现纹枯病孢子，并且3月的气温比历年平均气温低，即今年3月份气温低于往年3月平均气温且降水高于历年平均，即今年3月份降水比往年3月平均降水多，则极易发生纹枯病，农药喷洒判断结果为应喷洒纹枯病农药。
当发现白粉病孢子并且三月气温高于历年平均，即今年3月份气温高于往年3月平均气温，降水低于历年即今年3月份降水比往年3月平均降水少，则易发生白粉病，农药喷洒判断结果为应当喷洒白粉病农药。
当发现锈病孢子时，如果喷洒田块经度处于西部，则冬季平均气温高于历年，即冬季温度比往年平均温度高，并且3月气温偏高，即今年3月份气温高于往年3月平均气温，降雨量偏大，也就是今年3月份降水比往年3月平均降水多时；或田块经度处于东部，4月中下旬气温升高至16度以上，即4月中下旬平均温度高于16度时，有可能发生锈病。农药喷洒判断结果为应当喷洒锈病农药。
若上述其一发生，则获得对应的喷洒农药结果，若没有，则结束。若要判断小麦虫害情况，转至步骤5。
步骤5：当需要将小麦虫害情况作为判断条件时，再根据小麦虫害情况，形成农药喷洒判断规则流程，如图5所示，确定小麦虫害情况配置农药喷洒判断结果。根据GPS对应田块的虫害信息，包括虫害的种类和头数，根据GPS对应田块的作物生长周期，并根据天气查询服务器中的天气，包括温度和湿度，根据GPS信息包含的经纬度信息，小麦的虫害大致有一下四种：吸浆虫、麦蜘蛛、麦蚜虫以及粘虫。每一种虫害都又有小的分支。
当纬度在27到42度以内，经度大于100度时，如发现麦红吸浆虫并且四月中下旬雨量比往年大，即四月中下旬降水量大于往年平均降水量时，农药喷洒判断结果为应当喷洒麦红吸浆虫农药。
当纬度在29到35度以内，并且发现麦圆蜘蛛时，如若气温达到8-15度并且相对湿度大于70%，或者纬度在33度到55度以内，发现麦长腿蜘蛛，如若气温达到15-20度并且相对大于湿度50%时，农药喷洒判断结果为应喷洒麦蜘蛛农药。
当气温达到15-22度以内，相对湿度在35%到67%以内并且发现麦二叉蚜，或温度达到12-20度以内，相对湿度在40%-80%之间并且发现麦长管蚜，或者温度高于30度并且发现禾谷缢管蚜时，农药喷洒判断结果为应当喷洒针对麦蚜虫农药。
如发生上述其一情况虫害，将确定需要使用的农药的信息；若没有，则结束判断过程。
步骤6：根据GPS定位装置所在农田种植作物的名称，获得该种作物的农情信息；
如果是小麦，则获取农情信息中虫害信息，如果存在粘虫，则农药喷洒判断结果为直接喷洒粘虫农药；获取农情信息中病害信息，如果存在赤霉病孢子，则获取近3天的降水信息，如果都为降水大于两天，此时容易大面积染病，则农药喷洒判断结果为应喷洒赤霉病农药。
如果是水稻，则获取农情信息中虫害信息，如果存在稻飞虱，则农药喷洒判断结果为应当喷赛稻飞虱农药。
步骤7：根据GPS定位装置所在农田种植作物的名称，获得该种作物的农情信息；如果是小麦，获取农情信息中病害信息，如果存在赤霉病孢子，则获取近3天的降水信息，如果都为降水，即降水>2天，此时容易大面积染病，则农药喷洒判断结果为应喷洒赤霉病农药。
按照上述步骤1至7的过程进行判断，获得农药喷洒判断结果，在判断结果有农药喷洒信息时，中央处理器获得农药喷洒信息，农药喷洒信息包括农药喷洒时间及品种并将其发送至喷洒车。
最后，喷洒车接收所述中央处理器发送的农药喷洒信息及根据农药喷洒信息对对应田块执行喷洒过程。所述喷洒车优选包括依次相连的通信模块、处理模块和显示模块，由通信模块与中央处理器建立通信连接，然后处理模块可以接收和处理及反馈数据，显示模块则可以将处理模块的数据直接显示。
进一步地，所述喷洒车包括GPS定位模块，所述GPS定位模块用于实时定位喷洒车所在位置及向中央处理器发送位置信息。中央处理器还用于根据喷洒车所发送位置信息判断获得距离各农田最近的喷洒车并向其发送对应农田的由农药喷洒信息组成的判断结果。喷洒车每天在不同的服务点联网后将自己的位置信息传给中央服务器，中央服务器在分配喷洒任务时也依照此位置为分配。
由此，***分别针对不同天气，不同作物的不同病虫害和作物的情况，给与不同的农药喷洒判断结果，以由农药喷洒信息组成的判断结果合理进行农药喷洒活动。***采用物联网联网技术，有效的提高数据的共享性，保证了数据的准确性，且能够针对不同病虫害采取的相关的防治工作，比传统方法更具可靠性。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (5)
1.一种农药喷洒的决策与控制***，其特征在于，包括：
GPS定位装置，设置于经地理区域划分的农田内，用于获取所在农田的地理位置信息；
天气查询服务器，用于根据各农田所在地理位置信息查询和预测天气状况，获取各农田的天气信息，所述天气信息包括温度、湿度和降雨与否信息；
农情采集装置，包括设置于农田内的捕虫灯和孢子采集器，其中捕虫灯用于获取位于捕虫灯上虫害的头数及种类信息；所述孢子采集器，用于采集孢子获取孢子种类及长势信息；
农情信息终端，用于将所述虫害头数及种类信息、孢子种类及长势信息作为农情信息输入，并获取农作物品种、农作物成熟期信息作为农作物信息输入；
中央处理器，用于将天气查询服务器所获取各农田天气信息，及农情信息终端所输入农情信息和农作物信息分别存入数据库；以所述各农田的天气信息、农情信息和农作物信息为约束条件，构建农药的喷洒判断规则，及按照喷洒判断规则进行判断获得由农药喷洒信息组成的判断结果，并将判断结果进行发送；
喷洒车，用于接收所述中央处理器所得判断结果及根据判断结果中的农药喷洒信息执行农药喷洒。
2.根据权利要求1所述农药喷洒的决策与控制***，其特征在于：所述中央处理器所得判断结果中农药喷洒信息包括农药喷洒时间及品种。
3.根据权利要求1所述农药喷洒的决策与控制***，其特征在于：所述喷洒车包括依次相连的通信模块、处理模块和显示模块。
4.根据权利要求1所述农药喷洒的决策与控制***，其特征在于：所述喷洒车包括GPS定位模块，所述GPS定位模块用于实时定位喷洒车所在位置及将其发送至中央处理器。
5.根据权利要求4所述农药喷洒的决策与控制***，其特征在于：所述中央处理器还用于根据喷洒车所发送位置信息判断获得距离各农田最近的喷洒车并向其发送判断结果。
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