一种基于北斗导航的施肥机智能控制系统

摘要

本发明公开了一种基于北斗导航的施肥机智能控制系统，包括：导航总成，肥料配比输送总成；导航总成包括，主控模块，与主控模块相连的光谱识别模块，GNSS接收机，ECU平衡控制器，ECU平衡控制器连接有移动控制模块和速度控制模块，GNSS接收机还连接有天线；肥料配比输送总成包括与主控模块相连的配比控制模块，配比控制模块与驱动模块和分料模块相连，驱动模块与螺旋搅拌器相连，分料模块连接有多个出料闸口，多个出料闸口均与搅拌箱连接，搅拌箱内设置有螺旋搅拌器。通过无线模块控制操作和发送作业项目，主控模块和配比模块对肥料进行控制，达到精量施肥和变量施肥的目的，通过主控模块配合GNSS接收机、ECU平衡控制器和移动控制模块，达到自动化控制的目的。

说明书

技术领域

本发明涉及智能控制技术领域，更具体的说是涉及一种基于北斗导航的施肥机智能控制系统。

背景技术

目前，果园的管理包括种植、施肥、灌溉、整枝和病虫害的防治等多个生产环节，其中果树的施肥是一项非常重要也是必须进行的果园管理作业工序，目前我国的果树施肥方式主要采用传统的人工施肥，这种施肥方式由于施肥不均且施肥量难以控制，不仅影响果品的质量，造成人力、物力的严重浪费，而且化肥的腐蚀性会对人体健康造成严重伤害，对环境也有一定的污染；近年来，一部分的工作头只能进行机械的开沟或者挖坑操作，还需要果农的辅助才能完成施肥作业，不能实现覆土和施肥量的定点、定量控制，没有实现劳动力的完全解放，施肥效益较低，成本较高。还有一部分的工作头通过激光扫描仪及传感器确定的位置信息，控制施肥装置在果园对果树进行定点定量施肥，虽然解放了劳动力，实现了定点定量的智能施肥，但激光扫描仪和传感器故障率高，且成本投入高，使用可靠性和实用性还有待提高。

因此，一种自动驾驶，精量施肥、变量施肥，不同地块不同需肥量，且可远程调控是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于北斗导航的施肥机智能控制系统，通过无线模块控制操作和发送作业项目，主控模块和配比模块对肥料进行控制，达到精量施肥和变量施肥的目的，通过主控模块配合GNSS接收机、ECU平衡控制器和移动控制模块，达到自动化控制的目的。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于北斗导航的施肥机智能控制系统，包括：导航总成，肥料配比输送总成；

所述导航总成包括，主控模块，与所述主控模块相连的光谱识别模块，GNSS接收机，ECU平衡控制器，所述ECU平衡控制器连接有移动控制模块和速度控制模块，所述GNSS接收机还连接有天线；

所述肥料配比输送总成包括与所述主控模块相连的配比控制模块，所述配比控制模块与驱动模块和分料模块相连，所述驱动模块与螺旋搅拌器相连，所述分料模块连接有多个出料闸口，所述多个出料闸口均与搅拌箱连接，所述搅拌箱内设置有所述螺旋搅拌器。

优选的，所述天线包括车载天线和四系统全频天线。

优选的，所述主控模块还连接有触摸型显示装置和无线模块，所述无线模块包括抗干扰模块，无线信号发射装置，无线信号接收装置，所述无线信号发射装置和无线信号接收装置通过所述抗干扰模块与所述主控模块相连。

优选的，还设置有数模转换模块，所述光谱识别模块通过所述数模转换模块与所述中控模块相连。

优选的，所述速度控制模块连接有转速传感器，所述转速传感器设置在车轮上。

优选的，所述主控模块还连接有步进电机控制模块，所述步进电机控制模块连接有肥料开闭装置，所述肥料开闭装置设置在所述搅拌箱的底部。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种基于北斗导航的施肥机智能控制系统，通过无线模块控制操作和发送作业项目，主控模块和配比模块对肥料进行控制，达到精量施肥和变量施肥的目的，通过主控模块配合GNSS接收机、ECU平衡控制器和移动控制模块，达到自动化控制的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的控制系统结构示意图。

其中，1为主控模块，2为GNSS接收机，3为天线，4为ECU平衡控制器，5为移动控制模块，6为速度控制模块，7为速度传感器，8为配比控制器，10为分料模块，11为驱动模块，12为螺旋搅拌器，13为触摸型显示装置，14为抗干扰模块，15为无线信号发射装置，16为无线信号接收装置，17为模数转换模块，18为光谱识别模块，19为步进电机控制模块，20为肥料开闭装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种基于北斗导航的施肥机智能控制系统，包括：导航总成，肥料配比输送总成；

导航总成包括，主控模块1，与主控模块1相连的光谱识别模块18，GNSS接收机2，ECU平衡控制器4，ECU平衡控制器4连接有移动控制模块5和速度控制模块6，GNSS接收机2还连接有天线3；

肥料配比输送总成包括与主控模块1相连的配比控制模块8，配比控制模块8与驱动模块11和分料模块10相连，驱动模块11与螺旋搅拌器12相连，分料模块10连接有多个出料闸口，多个出料闸口均与搅拌箱连接，搅拌箱内设置有螺旋搅拌器12。

为进一步优化上述技术方案，天线3包括车载天线和四系统全频天线。

为进一步优化上述技术方案，主控模块1还连接有触摸型显示装置13和无线模块，无线模块包括抗干扰模块14，无线信号发射装置15，无线信号接收装置16，无线信号发射装置15和无线信号接收装置16通过抗干扰模块14与主控模块1相连。

为进一步优化上述技术方案，还设置有数模转换模块17，光谱识别模块18通过数模转换模块17与中控模块1相连。

为进一步优化上述技术方案，速度控制模块6连接有转速传感器7，转速传感器设置在车轮上。

为进一步优化上述技术方案，主控模块1还连接有步进电机控制模块19，步进电机控制模块19连接有肥料开闭装置20，肥料开闭装置20设置在搅拌箱的底部。

作业时，将作业区域果园肥料谱数据记录下来，并规划作业路线，输入作业内容和结束点，定位当前位置为开始点，通过触摸型显示装置输入到主控模块中，或通过远端，发送至无线信号接收装置中，无线信号接收将肥料谱数据传输至主控模块；

作业开始后，光谱识别模块识别肥料谱数据，并将数据发送至数模转换模块，数模转换模块将光谱分布图转化为肥料配比数据，完成后将数据传输至主控模块，主控模块将规划好的作业路线发送至ECU平衡控制器，ECU平衡控制器控制移动控制模块进行位移，控制速度控制模块调控移动速度，速度传感器实时监测当前移动速度，并将移动发送至速度控制模块，实时调节移速，确保当前速度在设定范围内，保证精准控制施肥量，主控模块通过抗干扰模块向无线信号发射装置发送当前作业信息，无线信号发射装置通过无线将作业信息发送至远端，供客户实时管理；

主控模块将肥料配比数据发送至配比控制模块，配比控制模块根据肥料配比数据控制分料模块进行分料，分料模块根据肥料配比信息，控制相对应的肥料出料闸口打开，使肥料进入与其连接的搅拌箱，分料完成后，配比控制模块发送信号至驱动模块，驱动模块驱动安装在搅拌箱内的的螺旋搅拌器进行肥料的搅拌，主控模块根据作业任务，发送信号至步进电机驱动模块，步进电机驱动模块控制肥料肥料开闭装置，实现对不同地块的定量施肥和精准施肥，以及通过不同肥料出料闸口的闭合，达到不同种类肥料混合的目的。

天线包括车载电线和四系统全频天线，接收北斗卫星的定位信号，并发送至GNSS接收机进行信号处理，并将定位信号发送至主控模块，使得精准定位施肥机位置，为作业路线提供精准导航。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。