專利名稱：農(nóng)藥噴霧控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種農(nóng)藥噴霧控制器，特別是一種能根據(jù)GPS( Global Positioning System ， GPS)和GIS (Geographic Information System, GIS)信息以及農(nóng)藥噴霧機(jī)移動速度的大小自動調(diào)整農(nóng)施藥量的控制器。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，科學(xué)、合理的農(nóng)藥噴灑是保持農(nóng)作物良好生長、 減少病蟲害、保持產(chǎn)量穩(wěn)定的基本保障，并且在農(nóng)藥噴灑的過程中應(yīng)當(dāng)盡 量減少對環(huán)境的污染，對于大面積農(nóng)藥噴灑來說更是如此。由于土地廣闊， 不同的地區(qū)農(nóng)作物品種以及數(shù)量分布不同，病蟲害情況的差別也較大，因 此需要根據(jù)不同地區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行變量農(nóng)藥噴灑。目前，GPS技術(shù)和GIS技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中得到了極大的普及與推 廣，GPS系統(tǒng)可以獲得病蟲害發(fā)生區(qū)的準(zhǔn)確位置以及地形地貌，GIS系統(tǒng) 可以根據(jù)GPS系統(tǒng)的信息分析出病蟲害發(fā)生區(qū)的病蟲害數(shù)量分布，并能計(jì) 算出所需噴灑的農(nóng)藥量?，F(xiàn)有的技術(shù)中，大型噴霧器在噴灑農(nóng)藥時(shí)實(shí)行均勻噴灑，化學(xué)農(nóng)藥噴 灑是農(nóng)作物保護(hù)的有效手段，在病蟲害比較嚴(yán)重、需要噴灑農(nóng)藥的地方， 噴灑適量的農(nóng)藥可以使農(nóng)作物長勢良好，增大產(chǎn)量，但在沒有病蟲害的地 方噴灑相同數(shù)量的農(nóng)藥則會造成人畜中毒，并且會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污 染，同時(shí)由又浪費(fèi)了農(nóng)藥，造成了生產(chǎn)成本的提高。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)均勻噴灑農(nóng)藥的缺點(diǎn)，提供一種基于GPS信息和GIS信息的變量農(nóng)藥噴霧控制器，實(shí)現(xiàn)4艮據(jù)不同地區(qū)病蟲害實(shí) 際情況進(jìn)行變量噴灑農(nóng)藥。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種農(nóng)藥噴霧控制器，包括用 于接收農(nóng)藥噴霧機(jī)移動速度信息的速度傳感器信息接收模塊；用于接收全球 定位系統(tǒng)信息和地理信息系統(tǒng)信息的上位機(jī)信息接收模塊；用于根據(jù)接收到 的上位機(jī)信息和速度傳感器信息計(jì)算控制農(nóng)藥噴霧機(jī)電磁閥所需信息的中心 處理模塊，與所述速度傳感器信息接收模塊、上位機(jī)信息接收模塊相連接； 以及用于根據(jù)接收到的控制農(nóng)藥噴霧機(jī)電磁閥所需信息打開和關(guān)閉電磁閥的 電磁閥執(zhí)行模塊，與所述中心處理模塊相連接。其中，所述電磁閥執(zhí)行模塊包括用于驅(qū)動電磁閥執(zhí)行開合動作的放大 驅(qū)動電路模塊；以及第一光電隔離模塊，與所述放大驅(qū)動電路模塊和中心處 理模塊連接。所述上位機(jī)信息接收模塊包括第一電平轉(zhuǎn)換電路模塊，與所述中心 處理模塊相連接；以及串行接口電路模塊，與所述第一電平轉(zhuǎn)換電路模塊 相連接。所述速度傳感器信息接收模塊包括第二電平轉(zhuǎn)換電路模塊，與所述 光電隔離電路模塊相連接；以及速度傳感器接口電路模塊，與所述第二電 平轉(zhuǎn)換電路模塊相連接。在以上技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還包括液晶顯示電路模塊，與所述中心處 理模塊相連接；液晶顯示屏，與所述液晶顯示電路模塊相連接;鍵盤控制電 路模塊，與所述中心處理模塊相連接；鍵盤，與所述鍵盤控制電路模塊相 連接；電源模塊，與所述中心處理模塊相連接；看門狗電路模塊，與所述 中心處理模塊相連接；存儲模塊，與所述看門狗電路模塊相連接。以上所述中心處理模塊為單片機(jī)。本實(shí)用新型基于GPS系統(tǒng)和GIS系統(tǒng)提供的信息，在農(nóng)藥需要量大的地 方噴灑較多的農(nóng)藥，在農(nóng)藥需要量小的地方噴灑較少的農(nóng)藥，在不需要農(nóng)藥的地方停止噴灑農(nóng)藥，實(shí)現(xiàn)了變量控制農(nóng)藥噴灑，減少了對環(huán)境的污染。下面通過附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1所示為本實(shí)用新型一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2所示為本實(shí)用新型另一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，為本實(shí)用新型一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例農(nóng)藥噴霧控 制器包括與中心處理模塊1相連接的上位機(jī)信息接收模塊2、速度傳感器 信息接收模塊3、電磁閥執(zhí)行模塊4;上位機(jī)信息接收模塊2用于接收上位機(jī) 傳入的農(nóng)藥施藥量信息，上位機(jī)可以是計(jì)算機(jī)等集成了 GPS系統(tǒng)和GIS系統(tǒng) 的設(shè)備，上位機(jī)中的GPS系統(tǒng)獲得病蟲害發(fā)生區(qū)的地理位置信息，然后GIS 系統(tǒng)根據(jù)所述地理位置信息分析出該地區(qū)的農(nóng)藥施藥量；速度傳感器信息接 收模塊3用于接收農(nóng)藥噴霧機(jī)的移動速度信息；電磁閥執(zhí)行模塊4用于控制 農(nóng)藥噴霧機(jī)電石茲閥的打開和關(guān)閉以及閥門打開時(shí)的開口面積，本實(shí)施例中農(nóng) 藥噴霧機(jī)的出藥口由電磁閥控制，電磁閥打開后，農(nóng)藥噴霧機(jī)開始噴灑農(nóng)藥； 中心處理模塊1用于根據(jù)接收到的施藥量信息和農(nóng)藥噴霧機(jī)的移動速度信息 來確定電磁閥的打開時(shí)間以及電磁閥打開時(shí)的開口面積，并控制電磁閥執(zhí)行 模塊進(jìn)行電磁閥的打開和關(guān)閉。該農(nóng)藥噴霧控制器工作原理為中心處理模塊1通過上位機(jī)信息接收模 塊2接收來自上位機(jī)的農(nóng)藥施藥量信息，同時(shí)通過速度傳感器信息接收模塊 3接收農(nóng)藥噴霧機(jī)的移動速度信息，然后中心處理模塊1根據(jù)接收到的農(nóng)藥 施藥量信息以及農(nóng)藥噴霧機(jī)的移動速度信息，確定電磁閥的打開時(shí)間以及電 磁閥打開時(shí)的開口面積；根據(jù)總的施藥量以及單位時(shí)間內(nèi)通過電磁閥的農(nóng)藥 流量大小可以確定電磁閥的打開時(shí)間；如果農(nóng)藥噴霧機(jī)的移動速度較慢，則為了不使本地單位面積的農(nóng)藥噴灑過量，則應(yīng)當(dāng)減小電^茲閥的開口面積， 如果農(nóng)藥噴霧機(jī)的移動速度較快，則為了不使本地單位面積的農(nóng)藥噴灑不足，應(yīng)當(dāng)增大電磁閥的開口面積；中心處理模塊1將電磁閥的打開時(shí)間信 息以及電磁閥門開口面積信息傳輸給電磁閥執(zhí)行模塊4，電磁閥執(zhí)行模塊 控制電磁閥打開，開始噴灑農(nóng)藥；當(dāng)預(yù)先設(shè)定的時(shí)間到達(dá)時(shí)，關(guān)閉電磁閥， 停止噴灑農(nóng)藥。如圖2所示為本實(shí)用新型另一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。與圖1中的實(shí)施例相 比，本實(shí)施例中增加了用于顯示以及手動控制的結(jié)構(gòu)模塊，并增加了抗干擾 的結(jié)構(gòu)模塊。本實(shí)施例中選用AT89C52單片機(jī)作為中心處理模塊。再如圖2所示，其中的上位機(jī)信息接收模塊2具體包括串行接口電路 模塊21和第一電平轉(zhuǎn)換電路模塊22;串行接口電路模塊21用于接收上位機(jī) 傳輸過來的串行數(shù)據(jù)，所述串行數(shù)據(jù)為EIA ( Electronic Industry Association,簡稱EIA)電平格式，第一電平轉(zhuǎn)換電路模塊22將接收到的 所述EIA格式電平轉(zhuǎn)換為TTL (Transistor-Transisitor Logic,簡稱TTL) 格式電平，本實(shí)施例中第一電平轉(zhuǎn)換電路模塊22為MAX232芯片，MAX232芯 片可以完成EIA格式電平與TTL格式電平的互換。速度傳感器信息接收模塊3具體包括第二光電隔離電路模塊33、第二 電平轉(zhuǎn)換電路模塊32、速度傳感器接口電路模塊31;第二電平轉(zhuǎn)換電路模塊 32將速度傳感器接口電路模塊31從速度傳感器接收的12伏的脈沖信號轉(zhuǎn)換 成TTL格式的數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過第二光電隔離模塊33輸入到中心處理模塊1; 本實(shí)施例中第二電平轉(zhuǎn)換電路模塊32為三極管9013,第二光電隔離電路模 塊33為TIL117芯片，該芯片可以使速度傳感器完全與中心處理模塊隔離， 提高了系統(tǒng)的抗干擾性。電磁閥執(zhí)行模塊4具體包括第一光電隔離電路模塊41和放大驅(qū)動電路 模塊42;第一光電隔離電路模塊41將中心處理模塊1傳輸過來的控制電磁 閥開合的信息輸入到放大驅(qū)動電路模塊42,放大驅(qū)動電路模塊42可以控制的電磁閥的開合；本實(shí)施例中，放大驅(qū)動電路模塊42為IRLR2950芯片，該 芯片將中心處理模塊1輸出的5伏的控制信號轉(zhuǎn)換成12伏的輸出信號，驅(qū)動 電磁閥的開合動作，通過改變放大驅(qū)動電路模塊42的輸出信號的占空比即可 改變電磁閥的開口面積；第一光電隔離電路模塊41為TIL117芯片，可以使 中心處理模塊1輸出的信號完全與放大驅(qū)動電路模塊42隔離，減少了放大驅(qū) 動電路模塊42對中心處理模塊1的干擾。又如圖2所示，本實(shí)施例還可以包括鍵盤控制電路模塊9和鍵盤10;這 部分結(jié)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)人工控制的功能，鍵盤控制電路模塊9為HD7279芯片，鍵 盤10采用導(dǎo)電橡膠鍵盤；通過鍵盤10可以實(shí)時(shí)控制串行接口電路模塊21 串口通信的波特率和速度傳感器的系數(shù)，并且能夠通過在鍵盤10上鍵入 不同的值實(shí)現(xiàn)手動控制電磁閥的打開和關(guān)閉；這樣，既可以通過中心處理 模塊1控制電磁閥進(jìn)行自動噴灑農(nóng)藥，有可以根據(jù)實(shí)際需要人工控制噴灑農(nóng) 藥。另外，還如圖2所示本實(shí)施例還包括液晶顯示電路^t塊5和液晶顯示屏 6;中心處理模塊1通過液晶顯示電路模塊5在128X64的液晶顯示屏6上 顯示當(dāng)前農(nóng)藥噴霧機(jī)所在的經(jīng)度和綿度等地理位置信息、農(nóng)藥噴霧機(jī)的移 動速度信息以農(nóng)藥噴霧機(jī)噴灑農(nóng)藥動態(tài)過程等信息，提供了人機(jī)交互的界 面。還包括看門狗電路模塊7和存儲模塊8;看門狗電路模塊7為X5054 芯片，可以實(shí)現(xiàn)中心處理模塊1的上電復(fù)位、看門狗定時(shí)、電壓監(jiān)控，存 儲模塊8為512個(gè)可在線電擦除和電寫入的存儲器E2PROM,用來存儲需要的信息，提高了本實(shí)施例農(nóng)藥噴霧控制器的穩(wěn)定性和可靠性。 電源模塊11為中心處理模塊l供電。本實(shí)施例中的農(nóng)藥噴霧控制器，中心處理模塊根據(jù)上位機(jī)傳輸?shù)腉PS 信息和GIS信息以及速度傳感器傳輸?shù)乃俣刃畔⒖刂齐姶砰y的打開和關(guān)閉 以及電磁閥的開口大小，實(shí)現(xiàn)了不同地點(diǎn)的變量噴灑農(nóng)藥，該農(nóng)藥噴霧控 制器兼具手動控制和自動控制兩種方式，并能在液晶顯示器上顯示相關(guān)信息，為操作人員提供了人機(jī)交互界面。最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限 制，盡管參照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不 脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1、一種農(nóng)藥噴霧控制器，其特征在于包括用于接收農(nóng)藥噴霧機(jī)移動速度信息的速度傳感器信息接收模塊；用于接收全球定位系統(tǒng)信息和地理信息系統(tǒng)信息的上位機(jī)信息接收模塊；用于根據(jù)接收到的上位機(jī)信息和速度傳感器信息計(jì)算控制農(nóng)藥噴霧機(jī)電磁閥所需信息的中心處理模塊，與所述速度傳感器信息接收模塊、上位機(jī)信息接收模塊相連接；用于根據(jù)接收到的控制農(nóng)藥噴霧機(jī)電磁閥所需信息打開和關(guān)閉電磁閥的電磁閥執(zhí)行模塊，與所述中心處理模塊相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)藥噴霧控制器，其特征在于所述電磁閥執(zhí)行 模塊包括用于驅(qū)動電磁閥執(zhí)行開合動作的放大驅(qū)動電路模塊；第一光電隔離電路模塊，與所述放大驅(qū)動電路模塊和中心處理模塊連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的農(nóng)藥噴霧控制器，其特征在于所述上位機(jī)信息 接收模塊包括第一電平轉(zhuǎn)換電鴻4莫塊，與所述中心處理沖莫塊相連接； 串行接口電路模塊，與所述第一電平轉(zhuǎn)換電路模塊相連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的農(nóng)藥噴霧控制器，其特征在于所述速度傳感器 信息接收模塊包括第二光電隔離電3名4莫塊，與所述中心處理模塊相連接；第二電平轉(zhuǎn)換電路模塊，與所述第二光電隔離電路模塊相連接；速度傳感器接口電路模塊，與所述第二電平轉(zhuǎn)換電路才莫塊相連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)藥噴霧控制器，其特征在于還包括 液晶顯示電路模塊，與所述中心處理模塊相連接； 液晶顯示屏，與所述液晶顯示電路模塊相連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的農(nóng)藥噴霧控制器，其特征在于還包括 鍵盤控制電路模塊，與所述中心處理模塊相連接；鍵盤，與所述鍵盤控制電路模塊相連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的農(nóng)藥噴霧控制器，其特征在于還包括電源模 塊，與所述中心處理模塊相連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的農(nóng)藥噴霧控制器，其特征在于還包括看門狗 電路模塊，與所述中心處理模塊相連接。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的農(nóng)藥噴霧控制器，其特征在于還包括存儲模 塊，與所述看門狗電路模塊相連接。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1 9中任一權(quán)利要求所述的農(nóng)藥噴霧控制器，其特征 在于所述中心處理模塊為單片機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種農(nóng)藥噴霧控制器，包括用于接收農(nóng)藥噴霧機(jī)移動速度信息的速度傳感器信息接收模塊；用于接收全球定位系統(tǒng)信息和地理信息系統(tǒng)信息的上位機(jī)信息接收模塊；用于根據(jù)接收到的上位機(jī)信息和速度傳感器信息計(jì)算控制農(nóng)藥噴霧機(jī)電磁閥所需信息的中心處理模塊，與所述速度傳感器信息接收模塊、上位機(jī)信息接收模塊相連接；用于根據(jù)接收到的控制農(nóng)藥噴霧機(jī)電磁閥所需信息打開和關(guān)閉電磁閥的電磁閥執(zhí)行模塊，與所述中心處理模塊相連接。本實(shí)用新型基于GPS和GIS信息，以及農(nóng)藥噴霧機(jī)的速度信息，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)變量調(diào)整農(nóng)藥噴灑量，能夠根據(jù)田間雜草的分布以及病蟲害的分布情況實(shí)施自動變量噴灑農(nóng)藥，既保護(hù)了環(huán)境，又方便了操作。
文檔編號A01M7/00GK201094235SQ200720173520
公開日2008年8月6日 申請日期2007年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月30日
發(fā)明者李曉光, 秀 王, 王俊宏, 偉 馬 申請人:北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心