[发明专利]一种变量施药信息处理系统及方法

说明书

本发明公开了一种变量施药信息处理系统及方法，该系统包括地理信息处理单元、RTK导航定位单元、电子矢量图解译单元、病虫害专家单元；该系统能够将采集的田间病虫害数据插值生成病虫害空间差异性分布图；作业机械在田间作业时通过RTK导航定位获取机组实时位置信息，并解译病虫害空间差异性分布图生成该作业位置的病虫害严重程度值。病虫害专家单元根据病虫害严重程度值和测得的机组前进速度得出相应的施药量，通过CAN总线将施药量发送给下位机执行喷施指令；并将作业状态参数通过数据远传模块发送到远程监控中心进行作业状态监控。该系统能够实现自适应变量喷施。提高了药液利用率，减少了农药的浪费以及多余农药对环境的不良影响。

技术领域

本发明属于精准农业技术领域，特别涉及一种变量施药信息处理系统及方法。

背景技术

目前，在我国的农业生产过程中，喷洒农药仍然是治理病虫害的主要手段。传统施药机械普遍采用较大药量对整个地块粗放式的统一喷施，这种不科学的施药方式造成农药的使用过量、利用率低引发的农产品农药残留超标、环境污染、资源压力、生态破环等方面的问题愈加严重。根据相关统计数据显示，我国的农药有效利用率仅为20％～30％。因此，既能有效控制病虫害的为害，又能减少农药用量，是当前农情治理中亟需解决的问题。

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。将植保机械与信息技术和智能控制技术相结合，研制出变量施药控制信息系统，对农田每一个区域的病虫害精分管理。采取最准确定位和最合理的农药投入量，来获取经济和环境上的最大效益。

一种精准农业喷药控制系统,包括机器视觉对靶单元、给药单元、施药单元与控制反馈单元。该控制系统通过机器视觉识别病虫害，并判断病虫害等级，得出施药方案，把施药信息发送给单片机来控制电磁阀实现变量施药。但目前机器视觉受环境影响很大，且识别准确率很低，只是处于实验室研究阶段。一种基于北斗卫星的变量施药自动控制系统。该系统通过北斗卫星对作业农田位置进行定位,并将定位信息传输给控制器,使控制器根据地理信息从存储模块调取对应该农田的喷药方案,通过输出模块控制压力泵和控制阀门,来控制喷药的药量。但该专利仅涉及到田间定位和喷药系统，没有涉及施药决策系统。没有给出病虫害严重程度和作业机械速度与施药量之间的关系或得出这种关系模型的方法。

综上所述，在现有技术中，变量施药没有得到有效的解决，并且实际施药作业时影响施药量的主要因素与施药量之间的关系难以确立。为解决上述问题，本发明提供了一种变量施药信息处理系统及方法。

发明内容

本发明提供一种变量施药信息处理系统及方法，通过系统生成的农情差异性分布图，再结合RTK导航定位设备来指导施药机械完成田间变量喷施。本发明在实际应用中能够实现自适应变量喷施，能够在有效控制病虫害的前提下，合理使用农药量，提高农药有效利用率。

本发明是通过如下技术方案得以实现的：

一种变量施药信息处理系统，包括地理信息处理单元、RTK导航定位单元、电子矢量图解译单元和病虫害专家单元；所述地理信息处理单元将采集到的地理信息经过处理得到病虫害空间差异性分布图，病虫害空间差异性分布图输出到电子矢量图解译单元，电子矢量图解译单元将接收到的病虫害空间差异性分布图信息和RTK导航定位单元采集的信息进行处理后得到病虫害严重程度值，并经数据通讯单元将信息传递给病虫害专家单元，病虫害专家单元根据机组行驶速度及病虫害严重程度值给出对应病虫害位置的施药量，并经执行控制器控制喷头的喷涂从而进行变量作业。

进一步的，所述地理信息处理单元，包括触摸显示屏和工业控制机；所述触摸显示屏用来显示地理信息并进行人机交互，所述工业控制机用来处理地理信息数据；地理信息处理单元将田间采集到的病虫害数据，通过空间插值算法对病虫害数据进行插值，转换成SHP格式的栅格图形文件，用户通过人机交互界面对栅格图形文件进行编辑，从而得到理想的病虫害空间差异性信息分布图。