CN201130328Y

CN201130328Y - 农药喷洒控制器

Info

Publication number: CN201130328Y
Application number: CNU2007201873000U
Authority: CN
Inventors: 王秀; 李晓光; 赵春江; 马伟; 陈立平; 孟志军
Original assignee: Beijing Research Center for Information Technology in Agriculture
Current assignee: Beijing Research Center for Information Technology in Agriculture
Priority date: 2007-12-20
Filing date: 2007-12-20
Publication date: 2008-10-08
Anticipated expiration: 2017-12-20

Abstract

本实用新型涉及一种农药喷洒控制器，包括：用于采集农药喷洒流量和运动速度的信号采集模块；用于根据农药喷洒流量和运动速度产生控制信息的中央处理器，与信号采集模块相连接；用于根据接收到的控制信息控制电磁阀的控制模块，与中央处理器相连接。本实用新型有效克服了现有技术中农药的有效使用率低，生产成本高和环境污染大的缺陷。

Description

农药喷洒控制器

技术领域

本实用新型涉及一种农药喷洒控制器，特别涉及一种精确喷洒农药的控制器。

背景技术

农药喷洒装置是一种喷洒农药的装置，其结构主要包括：可移动载体、喷洒控制器和输送管。现有的喷洒控制器只能在假定农田病虫草害的发生情况相同的前提下，通过计算并固定输送管的农药喷洒量。但是实际生产中不同农田之间病虫草害的发生情况差别大，所以忽视不同农田之间病虫草害的发生情况，则会导致向病虫草害轻微的农田喷洒的农药过剩，向病虫草害严重的农田喷洒的农药不足。另外，现有的农药喷洒控制器不能考虑可移动载体的速度，所以不能根据可移动载体的速度控制喷洒的量。

由于现有的喷洒控制器只能根据病虫草害预先计算农药喷洒量，然后进行定量喷洒，因此向病虫草害轻微的农田喷洒的农药过剩，向病虫草害严重的农田喷洒的农药不足，从而降低农药的有效使用率、增加生产成本和引起环境污染。同时，由于现有的喷洒控制器不能考虑可移动载体的速度，所以农药喷洒装置的农药喷洒量随意发生变化，从而进一步降低农药的有效使用率和增加生产成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种农药喷洒控制器，通过实时控制农药喷洒量的方法，克服现有技术中农药的有效使用率低，生产成本高和环境污染大的缺陷。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种农药喷洒控制器，包括：用于采集农药喷洒流量和运动速度的信号采集模块；用于根据农药喷洒流量和运动速度产生控制信息的中央处理器，与信号采集模块相连接；用于根据接收到的控制信息控制电磁阀的控制模块，与中央处理器相连接。

其中，用于输入农药喷洒量的输入模块，与中央处理器相连接。输入模块为：键盘或触摸屏。用于显示农药喷洒量的显示模块，与中央处理器相连接。显示模块为液晶显示装置、等离子显示装置、电致发光装置或冷阴极显像管显示装置。电源模块，与中央处理器相连接。用于通信的通信模块，与中央处理器相连接。通信模块为RS232串口。信号采集模块包括：速度传感器和/或流量传感器。控制模块连接有电磁阀。

本实用新型农药喷洒控制器，一方面，通过设定农药喷洒量的方式可以及时地改变农药喷洒量，从而可以克服现有技术只能以固定数值喷洒农药的缺陷；另一方面，通过形成闭环控制***的方式，根据外部环境信息及时地控制电磁阀的状态并改变农药喷洒量，从而克服了现有技术不能充分考虑到可移动载体的运动速度而导致的农药喷洒量随意变化的缺陷，达到了单位面积的农药喷洒量相同的效果，不仅提高了农药的有效使用率，并且降低了生产成本和减少了环境污染。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1a为本实用新型农药喷洒控制器的第一实施例结构示意图；

图1b为本实用新型农药喷洒控制器的第一实施例中信号采集模块的结构示意图；

图1c为本实用新型农药喷洒控制器的第一实施例中控制模块的结构示意图；

图2为本实用新型农药喷洒控制器的第二实施例结构示意图；

图3为本实用新型农药喷洒控制器的第三实施例结构示意图；

图4为本实用新型农药喷洒控制器的第四实施例结构示意图；

图5为本实用新型农药喷洒控制器的第五实施例结构示意图；

图6为本实用新型农药喷洒控制器的第六实施例结构示意图；

图7为本实用新型农药喷洒控制器的第七实施例结构示意图。

附图标记说明

1-中央处理器； 2-信号采集模块； 3-控制模块；

4-输入模块； 5-显示模块； 6-电源模块；

7-通信模块； 201-速度传感器； 202-流量传感器；

301-电磁阀。

具体实施方式

如图1a所示，为本实用新型农药喷洒控制器的第一实施例结构示意图，该农药喷洒控制器结构具体如下：用于采集农药喷洒流量和运动速度的信号采集模块2；用于根据农药喷洒流量和运动速度产生控制信息的中央处理器1，与信号采集模块2相连接；用于根据接收到的控制信息控制电磁阀的控制模块3，与中央处理器1相连接。中央处理器1将信号采集模块2输出的信息进行比例微分积分(Proportion Integral Differential，以下简称为“PID”)算法处理并将处理结果输出到控制模块3；在实际应用中中央处理器1可以是单片机(如Atmega161)或者微处理器。信号采集模块2与所述中央处理器1连接，用于采集外部环境信息，如输送管的农药喷洒量或可移动载体的移动速度，并将采集到的信息输出到中央处理器1。控制模块3与所述中央处理器1连接，对中央处理器输出的信息进行分析，并输出控制电磁阀的信息，以控制电磁阀的多种状态。

本实施例农药喷洒控制器，一方面，通过设定农药喷洒量的方式根据病虫草害发生的情况可以及时地改变农药喷洒量，从而可以克服现有技术只能以固定数值喷洒农药的缺陷，使得农药喷洒控制器可以减少对病虫草害轻微的农田的农药喷洒量，同时还可以增加对病虫草害严重的农田的农药喷洒量；本实施例农药喷洒控制器，另一方面，将信号采集模块采集的外部环境信息，经过中央处理器处理之后，把信息输出到控制模块的方式形成闭环控制***，该闭环控制***根据外部环境信息及时地控制电磁阀的状态并改变农药喷洒量，从而克服了现有技术不能充分考虑到可移动载体的运动速度而导致的农药喷洒量随意发生变化的缺陷，使得农药喷洒控制器的闭环控制***根据可移动载体的运动速度可以改变农药喷洒量，达到了单位面积的农药喷洒量相同的效果，不仅提高了农药的有效使用率，并且降低了生产成本和减少了环境污染。

如图1b所示，为本实用新型农药喷洒控制器的第一实施例中信号采集模块的结构示意图，该信号采集模块结构具体如下：用于采集可移动载体速度的速度传感器201，和用于采集输送管中农药流量信息的流量传感器202，速度传感器201和流量传感器202将采集到的信息输出到中央处理器。这样通过信号采集模块里的速度传感器和流量传感器采集外部环境信息，使得农药喷洒控制器可以根据外部环境的变化及时地改变农药喷洒量，并向单位面积喷洒相同量的农药，从而提高农药的有效使用率。

在这里信号采集模块可以只有速度传感器201或流量传感器202，不仅如此还可以增加用于采集其他信息的传感器，这与具体需求有关。

如图1c所示，为本实用新型农药喷洒控制器的第一实施例中控制模块的结构示意图，该控制模块结构具体如下：用于控制输送管中农药流量的电磁阀301与控制模块3相连接，使得电磁阀301根据控制模块3输出的信息改变输送管中农药流量。

如图2所示，为本实用新型农药喷洒控制器的第二实施例结构示意图，农药喷洒控制器的第二实施例在农药喷洒控制器的第一实施例基础上进行了改进，该农药喷洒控制器结构具体如下：用于采集农药喷洒流量和运动速度的信号采集模块2；用于根据农药喷洒流量和运动速度产生控制信息的中央处理器1，与信号采集模块2相连接；用于根据接收到的控制信息控制电磁阀的控制模块3，与中央处理器1相连接；用于输入农药喷洒量的输入模块4，与所述中央处理器1相连接。

本实施例农药喷洒控制器，通过用输入模块输入农药喷洒量的方式设定农药喷洒控制器的农药喷洒量，从而简化了设定农药喷洒控制器的农药喷洒量的过程。

在本实施例农药喷洒控制器中，输入模块可以为键盘(如4*4键盘)或触摸屏。

如图3所示，为本实用新型农药喷洒控制器的第三实施例结构示意图，农药喷洒控制器的第三实施例在农药喷洒控制器的第一实施例基础上进行了改进，该农药喷洒控制器结构具体如下：用于采集农药喷洒流量和运动速度的信号采集模块2；用于根据农药喷洒流量和运动速度产生控制信息的中央处理器1，与信号采集模块2相连接；用于根据接收到的控制信息控制电磁阀的控制模块3，与中央处理器1相连接；用于显示农药喷洒量的显示模块5，与所述中央处理器1相连接。

本实施例农药喷洒控制器，通过显示模块5显示农药喷洒控制器已设定的农药喷洒量，从而使得用户实时监控农药喷洒控制器的农药喷洒量。

在本实施例农药喷洒控制器中，显示模块可以为液晶显示装置、等离子显示装置、电致发光装置或冷阴极显像管显示装置等平面显示装置。

如图4所示，为本实用新型农药喷洒控制器的第四实施例结构示意图，农药喷洒控制器的第四实施例在农药喷洒控制器的第一实施例基础上进行了改进，该农药喷洒控制器结构具体如下：用于采集农药喷洒流量和运动速度的信号采集模块2；用于根据农药喷洒流量和运动速度产生控制信息的中央处理器1，与信号采集模块2相连接；用于根据接收到的控制信息控制电磁阀的控制模块3，与中央处理器1相连接；用于向农药喷洒控制器提供能源的电源模块6，与所述中央处理器1相连接。

本实施例农药喷洒控制器，通过用电源模块向农药喷洒控制器提供能源，使得农药喷洒控制器能更稳定地、不间断地工作。

如图5所示，为本实用新型农药喷洒控制器的第五实施例结构示意图，农药喷洒控制器的第五实施例在农药喷洒控制器的第一实施例基础上进行了改进，该农药喷洒控制器结构具体如下：用于采集农药喷洒流量和运动速度的信号采集模块2；用于根据农药喷洒流量和运动速度产生控制信息的中央处理器1，与信号采集模块2相连接；用于根据接收到的控制信息控制电磁阀的控制模块3，与中央处理器1相连接；用于通信的通信模块7，与所述中央处理器1相连接。

本实施例农药喷洒控制器，通过通信模块连接外部设备，使得用户通过外部设备直接控制农药喷洒控制器，从而农药喷洒控制器的远程控制变为可能。

在本实施例农药喷洒控制器中，通信模块可以为RS232串口。

如图6所示，为本实用新型农药喷洒控制器的第六实施例结构示意图，农药喷洒控制器的第六实施例在农药喷洒控制器的第一实施例基础上进行了改进，该农药喷洒控制器结构具体如下：用于采集农药喷洒流量和运动速度的信号采集模块2；用于根据农药喷洒流量和运动速度产生控制信息的中央处理器1，与信号采集模块2相连接；用于根据接收到的控制信息控制电磁阀的控制模块3，与中央处理器1相连接；用于输入农药喷洒量的输入模块4，与所述中央处理器1相连接；用于显示农药喷洒量的显示模块5，与所述中央处理器1相连接；用于向农药喷洒控制器提供能源的电源模块6，与所述中央处理器1相连接；用于通信的通信模块7，与所述中央处理器1相连接。

本实施例农药喷洒控制器，可以达到农药喷洒控制器第一实施例～农药喷洒控制器第五实施例提供的技术方案的综合技术效果。

如图7所示，为本实用新型农药喷洒控制器的第七实施例结构示意图，本实用新型农药喷洒控制器的第七实施例在本实用新型农药喷洒控制器的第一实施例的基础上进行了改进，该农药喷洒控制器结构具体如下：中央处理器1，本实施例农药喷洒控制器的中央处理器1用单片机Atmega161实现；L298N组成的控制电路为控制模块3；单片机Atmega161的引脚PC0-7用于连接输入模块4，本实施例农药喷洒控制器的输入模块4用4*4键盘实现；单片机Atmega161的引脚PA0-7、PB0、PB1、PB3、PB4用于连接显示模块5；单片机Atmega161的引脚PD5(OC1A)用于连接控制模块3，并向控制模块3输出脉宽调制(Pulse Width Modulation，以下简称为“PWM”)控制信息；设置在单片机Atmega161的引脚PB2(INT2)用于连接速度传感器201，并接收速度传感器201输出的关于可移动载体移动速度的信息；设置在单片机Atmega161的引脚PD2(INT0)用于连接流量传感器202，并接收接流量传感器202输出的关于输送管中农药流量的信息。

本实施例农药喷洒控制器的使用方法具体如下：

农药喷洒控制器的工作方式有两种，即手动方式或自动方式。

在手动方式下，通过4*4键盘设定农药喷洒量，并把信息输出到单片机Atmega161；单片机Atmega161采用线反转法分析4*4键盘输出的信息，通过改变寄存器OCR1A的数值，改变PWM波的占空比，并把生成的PWM波通过单片机Atmega161引脚PD5输出到控制模块3；控制模块3根据单片机Atmega161输出的信息相应地控制电磁阀301的状态，并最终控制农药喷洒量。若需要改变喷洒量时，通过4*4键盘向单片机Atmega161输出“返回”信息，然后重新设定固定的喷洒量，即可完成操作。

在自动模式下，通过速度传感器201、流量传感器202、单片机Atmega161、控制模块3和电磁阀301构成的环控制***进行控制，具体为：通过4*4键盘设定农药喷洒量后，速度传感器201采集可移动载体的速度信息、流量传感器202采集输送管中的农药流量信息，并把可移动载体的速度信息和农药流量信息输出到单片机Atmega161；单片机Atmega161将可移动载体的速度信息和农药流量信息根据数字PID算法处理之后，输出到控制模块3；控制模块3根据单片机Atmega161输出的信息实时调节电磁阀301的状态。

本实施例农药喷洒控制器，通过上述方法有效控制单位面积的农药喷洒量。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1、一种农药喷洒控制器，其特征在于包括：

用于采集农药喷洒流量和运动速度的信号采集模块；

用于根据农药喷洒流量和运动速度产生控制信息的中央处理器，与所述信号采集模块相连接；

用于根据接收到的控制信息控制电磁阀的控制模块，与所述中央处理器相连接。

2、根据权利要求1所述的农药喷洒控制器，其特征在于还包括：用于输入农药喷洒量的输入模块，与所述中央处理器相连接。

3、根据权利要求2所述的农药喷洒控制器，其特征在于：所述输入模块为：键盘或触摸屏。

4、根据权利要求1所述的农药喷洒控制器，其特征在于还包括：用于显示农药喷洒量的显示模块，与所述中央处理器相连接。

5、根据权利要求4所述的农药喷洒控制器，其特征在于：所述显示模块为液晶显示装置、等离子显示装置、电致发光装置或冷阴极显像管显示装置。

6、根据权利要求1所述的农药喷洒控制器，其特征在于还包括：电源模块，与所述中央处理器相连接。

7、根据权利要求1所述的农药喷洒控制器，其特征在于还包括：用于通信的通信模块，与所述中央处理器相连接。

8、根据权利要求7所述的农药喷洒控制器，其特征在于：所述通信模块为RS232串口。

9、根据权利要求1～8所述的任一农药喷洒控制器，其特征在于：所述信号采集模块包括：速度传感器和/或流量传感器。

10、根据权利要求1～8所述的任一农药喷洒控制器，其特征在于：所述控制模块连接有所述电磁阀。