智能农药喷洒系统

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1、智能农药喷洒系统　　摘要：本智能农药喷洒系统，涉及农药喷洒设备制造技术领域，通过设置移动底盘能够方便在喷洒区域进行移动，设置检测装置能够对喷洒区域的植物和人体进行检测，设置控制装置和喷洒装置，能够自动对植物进行农药喷洒，提高农药喷洒效率和精度。　　关键词：无人车；智能喷洒；红外线传感器　　中图分类号：S768文献标识码：A　　近年来，我国作为一个农业大国，如何提高农业作业的效率，解放劳动力，是一个亟待解决的问题，尤其是精细农业的提出，智能的农业机械尤其重要。西方发达国家在这方面走在前列，如美国的施肥机器人，德国的大田除草机器人等等，但成本高，动辄十几甚至几十万。在农业生产

2、过程中，农作物容易受到病虫害的侵扰，喷洒农药是一种非常有效的手段，现有的农药喷洒方法是通过人工进行喷洒，但这种方式人力消耗大，喷洒不均匀，且工作人员容易受到农药污染。6　　本智能农药喷洒系统（如图1所示）包括移动底盘、检测装置、控制装置和喷洒装置。检测装置、控制装置和喷洒装置设置在所述移动底盘上，控制装置分别与移动底盘、检测装置、喷洒装置连接，检测装置包括红外传感器和人体传感器，红外传感器和人体传感器与所述控制装置连接。移动底盘，用于驱动农药喷洒系统通过小车循迹按照喷洒区域预设的轨迹进行移动；检测装置，用于检测喷洒区域的植物和人体，当检测到植物或人体时，向控制装置发送检测

3、信息；控制装置，用于控制检测装置进行检测，接收检测装置发送的检测信息，控制移动底盘移动，控制喷洒装置进行农药喷洒；喷洒装置，用于根据控制装置控制进行农药喷洒。　　本系统，通过设置移动底盘能够方便在喷洒区域进行移动，设置检测装置能够对喷洒区域的植物和人体进行检测，设置控制装置和喷洒装置，能够自动对植物进行农药喷洒，提高农药喷洒效率和精度。　　本系统，移动底盘可以以飞思卡尔智能车做底盘，通过小车循迹系统，实现小车在农田中按照预设的轨迹运动。其中，移动底盘设置有第一寻线电感和第二寻线电感，第一寻线电感和第二寻线电感与控制装置连接。第一寻线电感和第二寻线电感用于感应预先设置在第一

4、寻线电感和第二寻线电感之间的导线产生的磁场变化，将磁场变化转化为电压值发送给控制装置。　　智能车底盘的舵机按照说明书建议安放位置是在车子的靠中部的地方，调整舵机的位置，并选择长度合适的舵机片，这样可以达到快速转向但又不会出现转向力不足的情况。经长时间验证，此方法可以确保舵机的可靠使用。　　安装红外传感器，用于采用三角测量法采集和检测喷洒区域的植物，确定红外传感器与植物的距离，生成植物检测信息，并将所述植物检测信息发送给控制装置；红外传感器对检测喷洒区域的植物进行检测产生检测电压，利用下式将所述检测电压转换为红外传感器与植物的距离；　　d=（6762/（val-9））-4　

5、　其中，d为红外传感器与植物的距离，val为检测电压。6　　安装人体检测装置，用于利用热释电模块对检测喷洒区域的人体进行检测，生成人体检测信息，并将所述人体检测信息发送给控制装置。　　红外测距传感器的功能是利用采集到的距离信息判断前方是否有树木，如果有则让小车停止并开启农药喷洒系统，可以选用夏普GP2Y0A02YK0F作为红外测距传感器。GP2Y0A02YK0F是夏普的一款距离测量传感器模块。它由PSD（positionsensitivedetector）IRED（infraredemittingdiode）以及信号处理电路3个部分组成。由于采用了三角测量方法，被测物体的

6、材质、环境温度以及测量时间都不会影响传感器的测量精度。传感器输出电压值对应探测的距离，通过测量电压值就可以得出所探测物体的距离，所以这款传感器可以用于距离测量、避障等场合。　　当前方有物体是人而不是树木时，仅用距离传感器就会出现误喷洒，因而还需要加入一个人体检测传感器判断前方物体是否是人，如果是则仅停车而不开启喷洒装置。这里可以选用HC-SR501热释电模块作为人体检测传感器。该模块常应用在防盗报警电路中，也可用在智能探测小车上面。它是全自动感应装置，当人走到探测范围内输出高电平，人离开则延时输出低电平。　　本智能农药喷洒系统包括供电装置，供电装置的电机驱动电路，采用全桥

7、驱动电路作为电机的驱动。主要是因其控制简单，并且驱动能力较强。通过对驱动芯片输出电流、加速、制动时间、稳定性能、发热情况等性能进行比较，最终选择BTS7970作为电机驱动芯片。使用4片BTS7970搭成两个全桥电路对电机进行控制。6　　控制装置包括：寻线控制单元，用于获取第一寻线电感产生的电压值和第二寻线电感产生的电压值，计算第一寻线电感产生的电压值和第二寻线电感产生的电压值之差，得到偏离值，根据所述偏离值控制移动底盘调整行进方向。其中，小车采用电感进行循线，因导线中有交变的电流，电感可以感应到其产生的交变的磁场，并返回相应电