精准施药技术与装备发展现状分析_张波.pdf

《精准施药技术与装备发展现状分析_张波.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2016年4月农机化研究第4期精准施药技术与装备发展现状分析张波，翟长远，李瀚哲，杨硕(西北农林科技大学机械与电子工程学院，陕西杨凌712100)摘要:精准施药以提高农药利用率、降低农药残留对食品和环境污染为目的，是施药发展的方向。为此，首先介绍了国内外精准施药技术发展现状，包括变量施药控制系统、控制算法、对靶施药控制技术和基于处方图施药技术现状分析。其次，分析了国内外精准施药装备发展现状:普遍应用于果园的风送施药机极大提高了工作效率及喷雾均匀性;风幕式喷杆喷雾机适用于大田喷雾，在减小劳动强度的同时提高了喷雾均匀性，降低了药液漂失量;

2、循环喷雾机以回收利用沉积药液为目的，可提高药液的利用效率，减轻对环境的污染。最后，通过比较国内外相关领域的研究现状，指出国内精准施药技术研究不足，需要利用电子信息和自动化技术进一步提升精准施药装备水平。关键词:精准施药;对靶施药;处方图;施药装备中图分类号:S233．3文献标识码:A文章编号:1003－188X(2016)04－0001－05DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2016.04.0011．1变量施药控制系统及算法0引言变量施药主要基于控制器对实时信号进行采集，目前，在我国的农业生产过程中，农药仍然是防并利用

3、一定控制算法对执行机构进行控制。王利［8］治病虫草害的主要手段。据有关资料显示，农药的使霞等基于AＲM7系列的S3C44B0X微处理器，采集用可使全世界每年挽回20%～25%的农产品产机具作业位置信息、行进速度、喷头入口压力及喷头［1－3］量。但我国植保机械发展落后和传统施药方式不喷药量信息，并根据网格位置对电动调节阀进行控科学造成农药利用率低、农产品农药残留超标、环境制，实现按需施药。变量喷药控制系统结构框图如图［4］污染等问题，成为制约农药使用的“瓶颈”。1所示。随着精准农业的发展，精准施药技术及相关装备成为解决以上问题的有效手段

4、，是施药装备发展的方［5－6］向。精准施药的技术核心点在于获取农田小区域病虫草害信息，并根据其差异性采取变量施药技术，［3，5］。实现按需施药精准施药以显著提高农药利用率、极大减轻环境污染等为优势，已经得到了大力发展与广泛应用。对于施药技术与装备的研究，国外起步较早，发展较成熟。但近年来，随着国内外技术交流越来越频繁，我国精准施药技术及相关装备的研究［6－8］也取得了可喜的成绩。为此，本文就国内外精准图1变量喷药控制系统框图施药技术与装备的发展进行了分析。Fig．1Variable－ratesprayingcontrolsystem［

5、9］1精准施药技术发展现状黄胜等基于AT89S52单片机设计了变量施药机的恒压变量控制系统，并建立了系统总管道药液压力的PID控制和施药量模糊控制模型，实现了施药机收稿日期:2015－03－13［10］基金项目:国家“863计划”项目(2012AA101904);国家自然科学基金的恒压变量控制。张发军等结合深圳隆瑞科技有项目(31201128);西北农林科技大学科技创新项目限公司开发的6WC－30Y－G型车载喷雾机，针对智能(2452013QN070)作者简介:张波(1992－)，男，四川乐山人，硕士研究生，(E－mail)喷雾决策条

6、件的不确定性和模糊性，提出了一种基于zhangbo_609@163．com。模糊控制规则的决策方法模型，较好地满足了车载智通讯作者:翟长远(1982－)，男，河南驻马店人，副教授，硕士生导师，博士，(E－mail)zhaichangyuan@163．com。能喷雾中实时施药控制要求。·1·2016年4月农机化研究第4期1．2对靶变量喷雾控制技术了施药量。传统喷雾方式往往是连续喷雾，造成农药在地面CCD图像传感器成本虽然较高、处理速度较慢，上大量沉积，其甚至多于在靶标上的沉积量。针对果但结合一定图像处理技术也可对作物病虫害信息进［17］

7、园植株种植不连续的情况，对靶变量喷雾控制技术可行探测。饶洪辉等利用CCD图像传感器采集靶标以达到更好的施药效果。对靶技术主要使用传感器信息，经过图像处理之后控制电机移动对靶标进行喷［18］进行靶标探测，如红外传感器、超声波传感器、图像传雾。Moshou等利用CCD及光谱仪作为检测设备，［11］感器(CCD)等。翟长远等针对幼树靶标难以探测采用一定图像处理算法有效判别出感染条锈病的小［19］的问题，基于红外传感器设计了幼树靶标探测器，其麦。Yang等采用高光谱技术，利用主成分分析和系统结构如图2所示。该探测器能同时探测到喷雾ISODAT

8、A技术实现探测棉花根腐病的目的。Ashish［20］器两侧果树树干，并根据用户设置的喷雾宽度和延迟Mishra等研究了一种基于可见光和近红外光谱的距离等参数，准确控制电磁阀的开闭进行对靶喷药，光学传感器，可有效识别柑橘冠