[发明专利]用于施肥和播种的变量控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及农业机械，特别涉及施肥和播种农业机械，具体为用于施肥和播种的变量控制装置，属于精细农业智能化农业机械变量投入技术。

背景技术

“精细农业”是近年来国际上农业科学研究的热点领域，它是现有农业生产措施与现代高新技术的有机结合。通过地理信息系统、全球卫星定位系统、遥感等自动化控制技术的应用，按照田间每一操作单元的具体条件，精细准确地调整土壤和作物的各项管理措施，最大限度地优化使用各项农业投入，调动土壤生产力，以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入，改善环境，高效地利用各类农业资源，取得良好的经济效益和环境效益。

目前，国外用于施肥和播种的变量控制装置的执行机构主要有电控、液控、气控和机械变速等控制方式，这些机构控制难度大、价格高，直接引进很难在国内应用。国内一些高校科研院所研制的变量施肥、播种机其变量执行机构主要采用电控机械无级变速器型和电机直接驱动型两种类型。电控机械无级变速器变量执行机构方面，其变速比调节机构采用直流伺服电动机、丝杠副、传动比信号反馈装置、直流伺服电动机控制器等，来实现对机械无级变速器的闭环控制，控制方式较为复杂，且控制成本高。电机直接驱动型变量执行机构由单片计算机、步进电机驱动器、步进电机、地轮转速传感器、排肥（种）器等组成，由于使用电机直接驱动排肥器和排种器轴转动，且车辆电源电力提供有限，驱动数目不能过多，否则驱动力矩过大，同时为了能输出较大的转矩，选用较高额定电压的步进电机，这样无法直接利用拖拉机发电机输出的电力，必须经过逆变升压，这种控制方法经常会由于阻转造成发电机组过载，且性能不稳定，其实现比较复杂，成本高，较难与目前常规地轮驱动的施肥机和播种机结合。

精细农业变量控制的出发点是把大田块细化为小田块，按小田块收集田间状态信息，根据其差异性做出作业决策，即依据当前土壤养分状况和作物生长状况等田间状态信息编制出田间施肥或播种变量作业处方信息，作业处方信息内包括田间不同区域应有的施肥量或播种量、定位信息、步进电机步进值等农事变量作业信息，并有针对性地加以实施。但不同的农田，农田信息分布空间差异较大，导致单位网格作业面积的大小定义差距较大，这样就必须根据网格大小采用不同精度的GPS或DGPS。目前国内外变量控制作业系统GPS信号解译均采用固定格式和波特率的GPS定位信息，适应性较弱，成本高。

在变量作业处方信息存储介质方面，国内外大部分设备采用IC卡，但目前标准配置的微型计算机不支持IC卡，必须增加设备来进行IC卡的读写操作，造成使用不便和成本增加。

精细农业是当今世界农业发展的新潮流，作为支持“精细农业”技术的智能农业机械设备，国内基本是引进国外先进技术设备，进行消化、吸收的跟踪研究。研究和开发适合我国国情的具有自主知识产权的先进的自动变量作业控制技术，具有重要的社会意义。

发明内容

本发明为了解决现有用于施肥和播种的变量控制装置存在的问题，特别是其执行机构所存在的缺陷和问题，以及IC卡作为变量作业处方信息存储介质所造成的使用不便和成本增加的问题，提供一种用于施肥和播种的变量控制装置，该装置特别是其执行机构结构简单、成本低并以USB存储设备作为变量作业处方信息存储介质，能容易地应用于目前常规地轮驱动的施肥机和播种机上，实现变量播种和变量施肥。

本发明是另一个目的是解决目前国内外变量控制作业系统GPS信号解译均采用固定格式和波特率的GPS定位信息，适应性较弱，成本高的问题。