一种支持追溯管理和生物量探测的喷雾机制造技术

一种支持追溯管理和生物量探测的喷雾机，包括RFID定位装置、生物量探测装置及喷雾系统；RFID定位装置包括多个RFID读卡器天线及若干RFID卡；生物量探测装置包括多个生物量探测传感器、对应的多个可手动调节高度的移动固定机构、多个信号处理装置及多个保护筒装置，读取的RFID卡信息和探测的生物量信号均传输到上位机，喷雾系统包括喷雾监控系统及喷雾机械系统，喷雾监控系统上设置有电动球阀、流量传感器、压力传感器、速度传感器和电磁阀来实现喷雾过程的动态监控，本发明专利技术可采集防治靶标的生物量信息，实现精准变量喷雾，同时依据RFID定位装置、生物量探测装置、速度传感器的信息对喷雾机实现靶标生物量探测及作业过程的可追溯管理。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种支持追溯管理和生物量探测的喷雾机，包括RFID定位装置、生物量探测装置及喷雾系统；RFID定位装置包括多个RFID读卡器天线及若干RFID卡；生物量探测装置包括多个生物量探测传感器、对应的多个可手动调节高度的移动固定机构、多个信号处理装置及多个保护筒装置，读取的RFID卡信息和探测的生物量信号均传输到上位机，喷雾系统包括喷雾监控系统及喷雾机械系统，喷雾监控系统上设置有电动球阀、流量传感器、压力传感器、速度传感器和电磁阀来实现喷雾过程的动态监控，本专利技术可采集防治靶标的生物量信息，实现精准变量喷雾，同时依据RFID定位装置、生物量探测装置、速度传感器的信息对喷雾机实现靶标生物量探测及作业过程的可追溯管理。【专利说明】一种支持追溯管理和生物量探测的喷雾机
本专利技术属于农业植保机械领域，涉及喷雾机，特别涉及一种支持追溯管理和生物量探测的喷雾机。
技术介绍
果园果树病虫害多，根据不同的需求多次施药，每年喷药的次数多达数十次。但是目前我国施药技术和自动施药机具严重落后，喷洒的农药只有少部分能附着在要防治的靶标上，农药利用率极低，同时为保证病虫害的防治效果，往往会过量喷施农药，造成了严重的农药浪费和环境污染。我国现有的对靶喷雾机主要依据防治靶标的树形进行喷雾范围的调节实现对靶喷药，但针对防治靶标生物量的大小实现变量喷雾的技术与机具还属起步阶段。而针对喷雾机作业过程的位置管理方面，目前大部分采用GPS进行定位，但是在果园作业的过程中，由于树木等的遮挡等原因，从而使GPS定位精度不高，同时GPS设备成本高，使其不适用于果园喷雾机的定位管理。目前我国农业的可追溯管理程度较低，这是制约整个农业产业链化发展的瓶颈，为农产品的后期跟踪管理带来问题。针对我国植保机械施药技术及农业机械可追溯管理的严重落后现状，急需研究提高农药利用率，减少农药污染，具有作业可追溯管理的技术与机具。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种支持追溯管理和生物量探测的喷雾机，采用生物量探测装置及RFID定位装置，可根据防治靶标的生物量大小控制电动球阀的开度及喷头电磁阀的开关频率实现变量喷雾，提高农药利用率、减少农药污染和化学农药对人身安全的危害，同时根据RFID定位装置对喷雾机的定位实现对喷雾机作业过程的位置式可追溯管理。 为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是: 一种支持追溯管理和生物量探测的喷雾机，主要包括RFID定位装置、生物量探测装置、喷雾监控系统、喷雾机械系统以及上位机4，其特征在于: 所述RFID定位装置包括设置于拖拉机5前端两侧的若干个连接至上位机4的RFID读卡器和设置于每行果树中的RFID卡47，RFID读卡器配置有RFID读卡器天线I ; 所述生物量探测装置包括带有定位孔的竖直支架38、多个生物量探测传感器42及对应的带有数据接口 56的信号处理装置52、多个移动固定机构以及多个保护筒装置，所述生物量探测传感器42和信号处理装置52安装在保护筒装置中，保护筒装置通过管卡6与移动固定机构连接固定，所述移动固定机构固定在竖直支架38上，移动固定机构带动保护筒装置与生物量探测传感器42上下移动，所述生物量探测传感器42连接信号处理装置52，信号处理装置52通过数据接口 56与上位机4连接； 所述喷雾监控系统包括设置在喷雾管道上的电动球阀22、流量传感器20、压力传感器21以及电磁阀17，所述电动球阀22、流量传感器20、压力传感器21、电磁阀17以及设置在行走轮27上的速度传感器29的监测或控制信号连接至上位机4，上位机4实时监测喷雾信息，上位机4整合生物量探测传感器42的生物量信息，控制电动球阀的开度与电磁阀17的开关频率实现变量喷雾。 所述RFID读卡器天线I安装于天线调节装置上，所述天线调节装置包括内管2、外管45、转向调节外套50、转向调节内套49、轴向调节杆44、内外管连接器46以及轴向调节固定螺栓43，所述RFID读卡器天线I设置在转向调节外套50上，转向调节外套50安装在转向调节内套49的托盘上，转向调节内套49安装在内管2上，并用螺丝紧固，通过拧松转向调节外套50上的螺栓，转动天线实现多角度转向调节，所述内管2通过内外管连接器46连接外管45，所述内管2表面两侧有设有卡槽和齿条3，所述轴向调节杆44上固定齿轮，旋转轴向调节杆44通过齿轮与齿条3啮合产生轴向的推力，使内管2沿轴向运动，实现多个RFID读卡器天线I的高度调节。 所述RFID定位装置通过RFID读卡器天线I读取设置于果园行的RFID卡47的信息，通过上位机4的分析判断得出喷雾机的位置与运动方向，结合速度传感器29实现基于速度的移动位移监测，获得喷雾作业的具体位置。 所述生物量探测传感器42通过螺纹连接套管55，所述信号处理装置52设置在固定盒40中，所述固定盒40固定在套管55上，所述套管55穿过内法兰53后与外法兰48通过螺纹连接，所述内法兰53与内保护筒8连接，所述外法兰48与外保护筒7连接，所述内保护筒8通过套管55嵌在外保护筒7中，所述内保护筒8内壁上设置有吸收层9，所述内保护筒8外壁上设置有刻度，外保护筒7的一端有开口槽，通过管卡6固定外保护筒7实现外保护筒7和内保护筒8的固定及整个保护筒装置的固定。 调节内保护筒8在外保护筒7的深度即可调节生物量探测传感器42在保护筒装置中的深度，生物量探测传感器在保护筒装置中的深度可由与保护筒口平齐调整至保护筒中的数据接口 56固定螺栓的限定位置；由于采用了多个生物量探测传感器42，当传感器的间距较小时，生物量探测传感器42发出的信号会相互发生干扰，影响测量精度，因此采用保护筒减小生物量探测传感器42信号的覆盖面积，减少相互的信号干扰，所述内保护筒8中的吸收层9可吸收生物量探测传感器42的信号，防止内保护筒8的信号反射对信号采集的影响，通过调节内保护筒8可实现生物量探测传感器42在保护筒装置的深度调节，内保护筒8外壁上带有刻度可实现深度的精确调节，在生物量探测传感器42信号相互无干扰的情况下，保证信号的强度最大。 所述多个生物量探测传感器42随移动固定机构上下移动，分层探测靶标的生物量，由上位机4计算获得靶标的生物量立体分布数据；生物量探测装置与RFID定位装置及速度传感器29结合获得整个果园基于位置的生物量空间立体分布数据，所述生物量探测装置探测的生物量包括靶标的立体密度分布、外形、体积及与靶标之间的距离。 上位机4集合生物量探测装置获得的生物量立体信息与喷雾机的位置信息，可计算获得整个果园基于位置的生物量空间立体分布数据。 所述喷雾监控系统与RFID定位装置及速度传感器的结合，同时基于沉积分布实验获得的喷头喷雾流量、风箱旋转角度与沉积分布关系数学模型可获得整个果园基于位置的靶标喷雾沉积分布数据。 每行果树中，至少两端各布置一个RFID卡47，所述RFID卡47中至少存储有所属行的行号以及在所属行中的位置信息，其位置信息设置为: 对于非孤立行，RFID卡47在每一行果树中的位置信息是:一行果树的一端端头RFID卡47位置信息为0%，另一端端头RFID卡47位置信息为100%，如果两端之间存在RFID本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种支持追溯管理和生物量探测的喷雾机，主要包括RFID定位装置、生物量探测装置、喷雾监控系统、喷雾机械系统以及上位机(4)，其特征在于：所述RFID定位装置包括设置于拖拉机(5)前端两侧的若干个连接至上位机(4)的RFID读卡器和设置于每行果树中的RFID卡(47)，RFID读卡器配置有RFID读卡器天线(1)；所述生物量探测装置包括带有定位孔的竖直支架(38)、多个生物量探测传感器(42)及对应的带有数据接口(56)的信号处理装置(52)、多个移动固定机构以及多个保护筒装置，所述生物量探测传感器(42)和信号处理装置(52)安装在保护筒装置中，保护筒装置通过管卡(6)与移动固定机构连接固定，所述移动固定机构固定在竖直支架(38)上，移动固定机构带动保护筒装置与生物量探测传感器(42)上下移动，所述生物量探测传感器(42)连接信号处理装置(52)，信号处理装置(52)通过数据接口(56)与上位机(4)连接；所述喷雾监控系统包括设置在喷雾管道上的电动球阀(22)、流量传感器(20)、压力传感器(21)以及电磁阀(17)，所述电动球阀(22)、流量传感器(20)、压力传感器(21)、电磁阀(17)以及设置在行走轮(27)上的速度传感器(29)的监测或控制信号连接至上位机(4)，上位机(4)实时监测喷雾信息，上位机(4)整合生物量探测传感器(42)的生物量信息，控制电动球阀(22)的开度和电磁阀(17)的开关频率实现变量喷雾。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：翟长远，李瀚哲，朱瑞祥，杨硕，张波，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61