基于GPS\GPRS的变量施肥机控制系统研究

精准农业是被广泛承认的可持续发展农业,并在国外已获得了显著的经济和社会效益。变量施肥技术是精确农业体系中的重要组成部分,是解决我国化肥投入不合理、肥料平均利用率低和农业生态环境污染等问题的有效途径,因此作为变量施肥技术的基础和载体,变量施肥机的研究具有重要的理论价值和较高的实际意义。 本文以上海市科委科技攻关项目(03dz19302)为依托,根据变量施肥机控制原理,结合设计要求,提出了一种以田间计算机和槽轮控制器为核心的变量施肥机控制系统方案,并以此为基础,对控制系统的两大核心部分进行了细致深入研究。论文首先在分析田间计算机软硬件组成结构的基础上,重点研究了变量施肥的田间计算机控制策略和GPS信息获取方法,提出并解决了作业处方在田间计算机的储存和解析问题,并将GPRS技术应用到变量施肥机控制系统中,实现了施肥作业的远程数据交互。其次,针对槽轮排肥器的特点,建立了槽轮开度和转速的多变量控制模型,并利用最小二乘法,进行了复合肥的槽轮控制模型参数拟合,提出了基于精度和能量的槽轮控制策略,并成功实现了基于液压和电机两种不同驱动方式的槽轮控制。 为了验证理论分析的正确性以及变量施肥机控制系统的工作性能,对变量施肥机进行了标定试验和田间试验。试验结果表明,研制的变量施肥机控制系统性能可靠、操作方便、具有较高的控制精度、可以在不同作业方式下进行田间作业,满足了系统的设计要求。本文研究的变量施肥机已通过上海市科学技术委员会专家的验收。