[实用新型]基于高光谱信息的变量追肥监控系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于高光谱信息的变量追肥监控系统。

背景技术

大量试验研究表明，对作物进行合理科学的追肥，特别是氮肥，可以促进作物生长，提高产量。由于不同地区的土壤特性存在很大的空间差异性，传统的定量施肥容易造成肥料浪费和环境污染，变量施肥可以根据实际的土壤特性，施用相应的肥料，在保障作物养分需求的前提下，能提高肥料的利用率，保持土壤养分充足、均衡。

现有的变量施肥监控系统主要通过两种方式：(1)基于电子处方图方式；(2)基于实时传感器方式。基于电子处方图方法是根据专家决策分析后的电子地图提供的处方施肥信息，通过GPS获取准确位置信息，对田地中肥料的撒施量进行定位调控，实现自动变量施肥。该方法的缺点是前期工作量大，耗时，专业性强，实时性差；由于受前期样本采样量的限制，可靠性差。基于传感器的变量施肥方式是利用动态测定土壤肥力的实时传感器，通过实时测量、分析土壤肥力数据来确定相应施肥量或根据实时监测的作物光谱信息分析调整施肥量。该方法具有实时性好，采样点多等优点，但往往需要对施肥机械配备在线自动检测设备，这些设备通常较复杂，控制难度大，价格高。

随着电子技术的发展，以及高光谱技术应用与农业生产的日益成熟，这使得实时监测作物冠层的信息，并指导变量追肥得以实现。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有变量追肥控制系统的不足，提供了一种基于高光谱信息的变量追肥监控系统，该控制系统实时性好、实用性强，改善了传统施肥和基于处方图变量施肥的不足：解决了肥料浪费、前期土壤成分检测耗时长，专业性要求高、采样量有限等缺点。

为了实现以上目的，本实用新型解决其技术方案是：基于高光谱信息的变量追肥监控系统，包括终端控制器、远端控制器、第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器、第四驱动器、第一直流电机、第二直流电机、第一步进电机、第二步进电机、雷达测速传感器、第一霍尔传感器、第二霍尔传感器、第一位移传感器、第二位移传感器、4G传输模块、采集模块、高光谱传感器和GPS模块；

所述的雷达测速传感器用于施肥机械行进速度的测量，并将测量数据输入到终端控制器；

所述的第一霍尔传感器用于测量第一直流电机的实时转速，输出的数字信号经第一驱动器输入到终端控制器；

所述的第二霍尔传感器用于测量第二直流电机的实时转速，输出的数字信号经第二驱动器输入到终端控制器；

所述的第一位移传感器测量第一丝杆滑轨上滑片的实际位置，间接反映第一外槽轮式排肥器的开度，其输出的模拟信号经过A／D转换为数字信号输入到终端控制器；

所述的第二位移传感器测量第二丝杆滑轨上滑片的实际位置，间接反映第二外槽轮式排肥器的开度，其输出的模拟信号经过A／D转换为数字信号输入到终端控制器；

终端控制器通过第一驱动器控制第一直流电机带动第一外槽轮式排肥器旋转，实现对第一外槽轮式排肥器的转速控制；

终端控制器通过第二驱动器控制第二直流电机带动第二外槽轮式排肥器旋转，实现对第二外槽轮式排肥器的转速控制；

终端控制器通过第三驱动器控制第一步进电机带动第一丝杆滑轨转动，实现第一外槽轮式排肥器开度的控制；

终端控制器通过第四驱动器控制第二步进电机带动第二丝杆滑轨转动，实现第二外槽轮式排肥器开度的控制；

所述的终端控制器与远端控制器通信；

所述的远端控制器与所述的4G传输模块相连接；

所述的高光谱传感器和GPS模块与所述的采集模块相连接；

所述的采集模块与所述的远端控制器相连接。

更加优选技术方案，所述的高光谱传感器为GreenSeeker高光谱传感器。

更加优选技术方案，所述的采集模块是RT200GreenSeeker Interface Module，通过该模块获取前端6个GreenSeeker高光谱传感器采集到的作物冠层高光谱信息。

更加优选技术方案，所述的终端控制器采用STM32嵌入式系统。

更加优选技术方案，所述的远端控制器采用研华工控电脑。

更加优选技术方案，4G传输模块是华为高性能4G LTE EM7355模块卡。

更加优选技术方案，终端控制器与远端控制器通过串口通信。

更加优选技术方案，所述的终端控制器配备有SD存储卡。

更加优选技术方案，所述的采集模块采用Nomad900LC。