[实用新型]基于单片机的施药监测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于农林业施药技术领域，涉及精准施药技术，具体涉及一种基于单片机的施药监测装置。

背景技术

在现代农业生产中，化学防除发挥着重要的作用。据联合国粮农组织统计，由于使用化学农药，全世界每年挽回20％～25％的农产品，价值1000多亿美元。大体是投入一份农药可收回相当于农药4～5倍价值的农产品。我国每年因各种病虫草害损失粮食约4000万吨，约占全国粮食总产量的8.8％。

而施药技术和施药机械的落后造成农药喷洒量可控性很差，一方面施药量偏少时不能有效控制病虫草害，另一方面施药量偏大时给农产品安全和生态环境带来巨大威胁。近几年由于农药的大量使用对环境造成了极大的破坏。据美国康奈尔大学介绍，全世界每年使用的400余万吨农药，实际发挥效能的仅1％，其余99％都散逸于土壤、空气及水体之中。印第安纳大学对从赤道到高纬度寒冷地区90个地点采集的树皮进行分析，都检出DDT、林丹、艾氏剂等农药残留。散逸于土壤、空气及水体之中的很多农药会长期存在，对生态环境造成极大的破坏。

农药的过量使用也给农副食品和农作物安全带来巨大挑战。首先，农药会通过如下途径污染农副食品：1)直接污染：为防治农作物病虫害使用的农药会残留在作物上，直接污染食用作物；2)根部吸收污染：喷洒农药后有40～60％的农药降落在土壤中，土壤中农药可通过植物的根系吸收转移至植物组织内部和食物中，土壤中农药污染量越高，食物中的农药残留量也越高；3)通过食物链污染：农药对水体造成污染后，使水生生物长期生活在低浓度的农药中，水生生物通过多种途径吸收农药，通过食物链可逐级浓缩，尤其是一些有机氯农药和有机汞农药等，这种食物链的生物浓缩作用，可使水体中微小的污染而导致食物的严重污染。其次，农药的过量使用，会导致作物大面积中毒，甚至造成全面减产。

为了达到精准按需喷药，在达到病虫草害防治目的的同时，大幅度减小农药残留，需要两方面的研究：1)对农药需求量的农艺方面的研究；2)施药技术和机械性能方面的研究。而这两方面的研究均离不开实时监测施药状态并对施药参量数据进行长期记录存储。

施药状态数据实时监测长期记录非常重要，而国内大多数施药机不具有该项功能，严重制约着农艺研究发展、施药技术和施药机性能的改进，也不利于田间施药量的科学管理，致使农产品很难冲出国际上的绿色环保壁垒。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于单片机的施药监测装置，该系统可实时采集、显示并长期存储施药参量，不仅可以为施药机械操作人员提供实时数据，还可以为机械研发人员和农艺研究人员提供长期数据支持，而且具有可扩展性，并可将各施药参量存入SD卡中，同时传给上位机，具有测量精度高，相对误差小的特点。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

基于单片机的施药监测装置，包括安装于施药机主管道中的流量传感器和压力传感器，所述流量传感器和压力传感器的输出连接到单片机的输入，所述单片机通过MAX232模块与上位计算机通信，所述单片机的处理结果通过LCD显示屏显示。

所述的单片机为STC12C5A60S2，通过4*4矩阵键盘实现命令输入，连接SD存储卡实现数据储存，该型号单片机可预留传感器扩展接口，以支持传感器扩展，最多可支持8路模拟传感器和2路数字脉冲式传感器。

所述单片机与LCD显示屏通过串行通信方式进行通信。

该装置安装于携带施药机的拖拉机上，在拖拉机的前轮安装速度传感器，所述速度传感器的输出连接到所述单片机的输入。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

1)可实时采集、显示并长期存储施药参量。

2)预留扩展接口，支持传感器扩展，最多支持8路模拟传感器和2路数字脉冲式传感器，系统中采用的传感器可以根据需要来更换。

3)测量精度高，相对误差小。

4)操作方便，所用的4*4矩阵键盘完全满足常规指令输入。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

图2为本实用新型的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。