[发明专利]一种基于物联网的智能农业机械施肥方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，具体为一种基于物联网的智能农业机械施肥方法及装置。

背景技术

农业属于第一产业，是人们赖以生存的基本产业，随着人口的增加以及时代的发展，对于农产品的需求量逐步加大，农业种植量增多，从而对于农业机械的需求量也随之越来越多，种类繁多，农业施肥就是其中之一，传统的肥料均为人工播撒，随着现代化机械的逐步盛行，在有些地区出现了机械化施肥机器，但是现有的施肥机械大多先配置好相应的肥料，然后推至农作物附近进行灌溉，经过长时间的静置，肥料的浓度不一，施肥量缺乏科学参考，作业科学性和智能化程度低，影响施肥效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物联网的智能农业机械施肥方法及装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于物联网的智能农业机械施肥方法，包括：

步骤一、主控模块通过读取设备定位模块的定位数据并将该定位数据通过无线信号模块发送至农业信息服务器终端，在农业信息服务器终端实现信息匹配；

步骤二、根据信息匹配结果，农业信息服务器终端通过无线信号模块向主控模块发送水肥配比信息及电机转速推荐信息；

步骤三、水肥配比模块调取农业信息服务器终端中存储的土壤及水质信息，构建如下神经元结构模型：

其中，y_i是神经元i的输出，与其他多个神经元通过权连接起来，，x_j是网络输入，j＝1，2，…，n；w_j为输入权重，j＝1,2,…，n；θ_i是神经元i的阈值，F为激活函数；

并选择Sigmoid激活函数再进行后向传播学习，得到基于后向传播学习的神经元网络模型；

步骤四、在神经元模型基础上，主控模块控制水肥配比模块、速度控制模块、液泵并结合环境补偿模块控制农业机械施肥装置进行施肥作业；

步骤五、监控传感模块将感知数据通过无线信号模块传送至物理联网监控终端，物联网监控终端通过GPS数据终端开关和人机交互单元实现远程作业监控。

进一步，所述农业机械施肥方法还包括：

步骤一、神经网络模型结构输入层神经元为土壤养分的氮、磷、钾含量和目标产量，模型输出层神经元分别是施肥的氮、磷、钾用量；

步骤二、神经元结构模型进行后向传播学习后得出基于后向传播学习的神经网络模型，水肥配比模块结合农业信息服务器终端中存储的土壤及水质信息得出氮、磷、钾组分配比并将该组分配比转化为控制氮、磷、钾配入量的开度开关的电压信号，该电压信号与开度开关的开度值呈线性关系；

步骤三、根据监控传感模块获取的天气及温度参数，对应每一天气及温度参数，主控模块对开度开关的线型电压信号进行电压补偿，并根据最终补偿结果对电机速度调节模块和液泵做出匹配的控制决策。

本发明的另一目的在于提供一种基于物联网的智能农业机械施肥装置，包括箱体，箱体的侧壁连接有推把，箱体的下端连接有U型架，U型架的下端安装有滚轮，U型架的底板上端连接有电源，所述U型架的内侧壁通过第一弹簧连接有位于箱体正下方的第一电机，所述第一电机的下端活动连接有偏心轮，偏心轮连接有转杆，所述转杆的另一端连接有安装在U型架内壁上的第二电机，所述箱体的内腔底板通过多个第二弹簧连接有圆盘；

所述第一电机的上端连接有转轴，转轴的另一端贯穿箱体和圆盘连接有T型管，T型管横向一段的两端连接有喷头，所述转轴靠近T型管的一端通过轴承套接有套筒，且T型管位于套筒的内部，所述转轴位于箱体内腔的一段套接有位于圆盘上方的压盘，所述转轴的侧壁连接有多个位于压盘上方的叶轮，且叶轮位于箱体的内腔；

所述箱体的内腔右侧内壁连接有液泵，所述液泵的上端连接有伸缩管，伸缩管的另一端连接有L型管，所述L型管的另一端穿过箱体的顶壁与套筒的侧壁连通，所述T型管位于套筒内腔的一段侧壁开设有第二通孔；

所述箱体顶部设置水肥配比模块，U型架安装有主控模块和与该主控模块连接的设备定位模块、监控传感模块，主控模块通过无线信号模块与农业信息服务器终端和物理联网监控终端通信；

所述物联网监控终端通过独立并联关系的GPS数据终端开关和人机交互单元的无线远程控制采用继电器节点作为远程控制的终端；