基于gps和土壤养分图的变量施肥控制软件开发

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1、200年月农机化研究第期基于GPS和土壤养分图的变量施肥控制软件开发庄卫东，汪春，王熙（黑龙江八一农垦大学工程学院，大庆163319）摘要：根据大豆变量施肥播种机自动控制的需要，使用VB6.0编程语言和MO2.2地图控件，开发了基于GPS和土壤养分图的变量施肥控制软件。本软件具有串口通讯、GPS信号接收，输出调试、播种机参数设置、变量施肥作业控制等功能。提出了使用地块平均施肥量、设定变量范围、利用土壤养分图的简易可行实现精准变量施肥控制方法。软件能自动生成作业记录，作业后可根据记录生成施肥记录图，利于农业精准管理和生产信息的积累。关键词：精准农业；GPS；G

2、IS；土壤养分图；变量施肥；软件中图分类号：文献标识码：A文章编号：-97-200年月农机化研究第期0引言变量施肥技术，是精准农业的重要组成部分，它是以不同空间单元的产量数据与土壤理化性质、病虫草害、气候等多层数据的综合分析为依据。以作物生长模型、作物营养专家系统为支持，以高产、优质、环保为目的的施肥技术，要求对农业生态系统进行养分平衡研究，从而可以实现在每一操作单元上因土壤、因作物预计产量的差异而按需施肥，有效控制物质循环中养分的输入和输出，防止农作物品质变坏及化肥对环境的污染和破坏。通过专家决策，制定合理施肥的处方，生成变量施肥处方图，使用变量自动控制施

3、肥播种机实现自动变量控制，做到定点、定量，按需施肥，大大提高了肥料的利用率，降低生产成本，减少了多余肥料对环境的不良影响，增加了农民收入[1～2]。随着上世纪90年代国外精准农业技术研究的兴起，作为精准农业关键技术环节的变量施肥技术引起了许多研究人员的兴趣，并开展了大量有关变量施肥作业系统方面的研究工作[3-7]。黑龙江垦区2003年起开展了大豆变量施肥播种应用试验[8]。变量施肥技术涉及农田信息获取、信息管理与处理、决策分析和田间实施四大主要环节，其中以田间实施发展最快[9]。基于GPS和GIS的自动变量控制施肥播种机是精准农业装备的一个重要组成部分。由于

4、影响作物生长及最终产量的因素很多，很难仅依靠单一的因素科学合理地确定农业施肥处方。为了充分利用近年来我国开展的测土配方施肥的成果，可对开展精准农业变量施肥应用的地块，使用GPS定位多点取样，在化验室进行土壤化验，使用地块土壤养分平均数据及其它相关数据信息进行地块施肥配方及施肥量的决策，根据地块土壤养分值的变异系数设定施肥量的变量范围，在变量施肥播种机在田间工作时使用GPS接收机进行定位、根据土壤养分图进行变量施肥控制，从而实现简易可行的精准变量施肥。根据黑龙江八一农垦大学自行研制的使用了无级变速器的大豆变量施肥播种机自动控制的需要，笔者使用VB6.0编程语言

5、及MO2.2地理信息控件编制了精准农业变量施肥控制软件。本软件可运行于车载触摸屏式电脑或笔记本电脑上，配套高精度的差分GPS接收机，进行田间定位。软件可以接收GPS接收机的定位信号，选择调入地块土壤养分图（一般可选用地块有机质分布图），根据设定的地块平均施肥量和机组在田间的位置及土壤养分图确定的施肥量的大小，自动向变量控制器发送指令，实现精准农业变量施肥功能。1软件功能结构收稿日期：2009-11-06基金项目：国家863项目“大豆精准生产技术系统构建与应用”，课题编号：2006AA10A310作者简介：庄卫东（1970-）,男，江苏邳县人，黑龙江八一农垦大

6、学工程学院副教授，博士生，主要研究方向为精准农业及数字农业技术，(E-mail)81nd@163.com。为了实现变量施肥的自动控制，本软件具备以下基本功能：（1）串口通讯功能；（2）GPS信号接收功能；（3）输出控制调试功能；（4）播种机参数设置功能；（5）土壤养分图显示功能；（6）变量施肥作业控制功能；（7）作业记录功能；（8）作业记录图生成功能等。软件功能结构图如图1所示。-97-200年月农机化研究第期GPS信号调试输出调试播种机设置精准农业变量施肥控制软件变量施肥作业控制记录显示图1软件功能结构图Fig.1ThestructureofSoftwar

7、efunction2软件设计与操作界面2.1GPS调试为了确保应用程序能正常接收GPS接收机的定位信号，设计了GPS调试程序。在进行播种作业前，应检查系统GPS接收机的连接情况，对GPS接收机进行调试，保证系统能正常收到GPS定位信号。在触摸屏计算机上运行变量施肥控制程序，点击GPS调试按钮，调出GPS调试窗体，见图2所示。进行GPS连接端口设置，默认COM端口为1，默认传输参数为9600,N,8,1，即传输速率为9600bps,无奇偶检验，8个数据位，1个停止位。注意此处的设置应与GPS接收机的实际设置相同。点击开始接收后，应在GPS数据流文本框中能观察到

8、数据流的动态显示，并在纬度、经度、时间等对应的文本框