果园智能自行走式喷雾系统技术方案

本实用新型专利技术的果园智能自行走式喷雾系统，包括喷雾车、定位基站、手持监控终端和行车控制器，特征在于：行车控制器由微控制器及与其相连接的电源转换电路、电磁阀驱动器、油门控制器、差分GPS接收器、惯性测量单元IMU、显示屏、无线通信电路和车轮角度检测器组成。本实用新型专利技术的果园智能自行走式喷雾系统，行车控制器通过接收定位基站的位置信号，实现喷雾车的精准定位；行车控制器通过所获取的喷雾车当前的位置信息、转向角度信息、速度信息，通过电磁阀驱动器来控制转向角，通过油门控制器来控制速度，以实执行喷药或喷洒叶面肥作业，避免了喷洒的农业对人员健康的危害、避免了人员中暑，提高了喷洒效率，降低了劳动成本。

Intelligent self-propelled spray system for orchard

The orchard intelligent self propelled spray system comprises a spray truck, a positioning base station, a handheld monitoring terminal and a travelling crane controller, which is characterized in that the traveling crane controller is composed of a microcontroller and a power conversion circuit, an electromagnetic valve driver, a throttle controller, a differential GPS receiver, an inertial measurement unit IMU, a display screen, a wireless communication circuit and a wheel angle detector. Composition of the tester. The orchard intelligent self propelled spray system of the utility model realizes the precise positioning of the spray truck by receiving the location signal of the base station, and the traveling crane controls the steering angle through the electromagnetic valve actuator through the current position information, steering angle information and speed information of the spray vehicle obtained, and controls the speed through the throttle controller, so as to effectively execute the spray. The application of medicine or foliar fertilizer can avoid the harm of spraying agriculture to people's health, avoid heatstroke, improve spraying efficiency and reduce labor cost.

【技术实现步骤摘要】
果园智能自行走式喷雾系统
本技术涉及一种果园智能自行走式喷雾系统，更具体的说，尤其涉及一种可自动进行喷药和喷洒叶面肥的果园智能自行走式喷雾系统。
技术介绍
果树是一种经济作物，目前水果种植与销售已成为部分地区农业的支撑性产业。在果园中，每年喷药和喷洒叶面肥的次数不下20次，从春天开花至秋天果实成熟期间平均每2周喷洒一次，在成本投入和劳动量投入中都占有很大的比重。现在高效农业中，虽然近年来有自走式喷雾车投入使用，但其作业方式大都是人工驾驶或遥控驾驶，作业对象以小麦、稻谷等农作物为主。而在果园中大都使用农用三轮车或拖拉机拖曳着喷药机作业，部分自行采用手持遥控器遥控牵引车前进。存在的主要问题有：1）喷洒的农药对作业人员的健康存在着潜在的或直接的危害；2）夏天天气炎热，在高温高湿的环境中容易导致中暑事件；3）在密集种植区，很多喷洒作业需要同时开展，劳动力紧缺；4）配药、运输、喷洒等作业过程需要多人配合完成，效率低，人工成本高；5）遥控式牵引车需要操作人员长时间操作遥控器，且只能在可视范围内操作。
技术实现思路
本技术为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种可自动进行喷药和喷洒叶面肥的果园智能自行走式喷雾系统。本技术的果园智能自行走式喷雾系统，包括喷雾车、定位基站、手持监控终端和行车控制器，喷雾车用于对果树喷药或喷洒叶面肥，定位基站设置于果园的中心位置处，行车控制器设置于喷雾车上；其特征在于：所述行车控制器由微控制器及与其相连接的电源转换电路、电磁阀驱动器、油门控制器、差分GPS接收器、惯性测量单元IMU、显示屏、无线通信电路和车轮角度检测器组成，微控制器经差分GPS接收器获取定位基站的位置信号，以确定喷雾车的位置坐标，经惯性测量单元IMU获取喷雾车的速度、加速度信息，经车轮角度检测器获取喷雾车的转向角，经电磁阀驱动器、油门控制器分别对喷雾车的行驶方向、车速进行控制；微控制器经无线通信电路与云端服务器和手持监控终端相通信。本技术的果园智能自行走式喷雾系统，所述微控制器连接有避碰传感器和液位传感器，微控制器经避碰传感器实现行驶路径上障碍物的检测，经液位传感器检测喷雾车中药液或肥液的液位高度。本技术的有益效果是：本技术的果园智能自行走式喷雾系统，通过在待喷药或喷洒叶面肥的果园中设置定位基站，行车控制器上的差分GPS接收器通过接收定位基站的位置信号，可实现喷雾车的精准定位（定位精度可达1cm），为喷雾车行驶路径的精准控制提供了前提；手持监控终端规划出喷雾车的行驶路径，并将其发送至行车控制器，行车控制器根据规划的路径，通过所获取的喷雾车当前的位置信息、转向角度信息、速度信息，并根据规划的行驶路径，通过电磁阀驱动器来控制喷雾车的转向角，通过油门控制器来控制喷雾车的速度，以实现喷雾车按照规划路径行驶，执行喷药或喷洒叶面肥作业，避免了喷洒的农业对人员健康的危害、避免了人员中暑，提高了喷洒效率，降低了劳动成本。附图说明图1为本技术中喷雾车的工作原理图；图2为本技术的果园智能自行走式喷雾系统的原理图；图3为本技术中行车控制器的电路原理图。图中：1喷雾车，2定位基站，3手持监控终端，4行车控制器，5云端服务器，6果树。具体实施方式下面结合附图与实施例对本技术作进一步说明。如图1所示，给出了本技术中喷雾车的工作原理图，图2给出了本技术的果园智能自行走式喷雾系统的原理图，其由喷雾车1、定位基站2、手持监控终端3、行车控制器4组成，喷雾车1实现对果树的喷药或喷洒叶面肥作业，定位基站2设置于果园的中心位置处，定位基站2的覆盖范围为2km，当果园的面积较小时，设置一个定位基站2即可满足要求，当果园面积较大时，可设置多个。行车控制器4设置于喷雾车1上，用于控制喷雾车1进行自动行走，行车控制器4还可对行驶路径上的关键作业点进行测绘；手持监控终端3用于规划喷雾车1的行驶路径，并将行驶路径、关键作业点和喷雾车1位置信息显示出来，以供操作人员实时监控喷雾车1的工作情况。同时，当作业完毕或出现故障时，还可通过手持监控终端3发出报警信息，以便进行人工干预。如图3所示，给出了本技术中行车控制器的电路原理图，其由微控制器及与其连接的电源转换电路、电磁阀驱动器、油门控制器、差分GPS接收器、惯性测量单元IMU、LCD显示屏、无线通信电路、避碰传感器、车轮角度检测器、液位传感器、存储装置组成，微控制器具有信号采集、数据运算和控制输出的作用，其可采用ARM控制器。外部输入的电源经电源转换电路的处理后，转化为满足要求的电压，以供各模块工作。微控制器经差分GPS接收器获取定位基站2发送的位置信号，以确定喷雾车1的位置坐标，经LCD显示屏用于人机接口界面，显示当前车辆位置、设置的参数以及工作状态等信息。存储装置存储作业点、规划路径以及行驶参数设置等信息。微控制器经无线通信电路与云端服务器5和手持监控终端3相通信，以便将规划的路径上传至云端服务器5以及接收云端服务器发送的控制指令。在采用喷雾车1进行关键作业点采集的过程中，微控制器将无线通信电路将测绘的关键作业点传输至手持监控终端3中。手持监控终端3规划路径后，将喷雾车1的行驶路径发送给行车控制器4。微控制器经车轮角度检测器获取喷雾车1的转向角度，经电磁阀驱动器对喷雾车1的转向角度进行控制，经油门控制器对喷雾车1的行驶速度进行控制，经避碰传感器可实现对障碍物的检测，经液位传感器用于对车载容器内液面高度进行测量，也判断喷雾车1中的药液量。喷雾车1可设计为柴油机驱动的电控液压式前轮驱动及转向机构，通过液压马达带动前轮旋转，从而驱动自走喷雾车前进；通过电磁阀控制液压缸做直线伸缩，从而带动转向轮旋转，实现自走喷雾车转向。车辆转向角度通过安装在前轮转向轴上的角度传感器反馈给行车控制器。人工驾驶方式下，通过方向操纵杆实现电磁阀的控制，自动驾驶方式下，由行车控制器完成对电磁阀的控制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种果园智能自行走式喷雾系统，包括喷雾车（1）、定位基站（2）、手持监控终端（3）和行车控制器（4），喷雾车用于对果树喷药或喷洒叶面肥，定位基站设置于果园的中心位置处，行车控制器设置于喷雾车上；其特征在于：所述行车控制器由微控制器及与其相连接的电源转换电路、电磁阀驱动器、油门控制器、差分GPS接收器、惯性测量单元IMU、显示屏、无线通信电路和车轮角度检测器组成，微控制器经差分GPS接收器获取定位基站的位置信号，以确定喷雾车的位置坐标，经惯性测量单元IMU获取喷雾车的速度、加速度信息，经车轮角度检测器获取喷雾车的转向角，经电磁阀驱动器、油门控制器分别对喷雾车的行驶方向、车速进行控制；微控制器经无线通信电路与云端服务器（5）和手持监控终端相通信。/n

【技术特征摘要】
1.一种果园智能自行走式喷雾系统，包括喷雾车（1）、定位基站（2）、手持监控终端（3）和行车控制器（4），喷雾车用于对果树喷药或喷洒叶面肥，定位基站设置于果园的中心位置处，行车控制器设置于喷雾车上；其特征在于：所述行车控制器由微控制器及与其相连接的电源转换电路、电磁阀驱动器、油门控制器、差分GPS接收器、惯性测量单元IMU、显示屏、无线通信电路和车轮角度检测器组成，微控制器经差分GPS接收器获取定位基站的位置信号，以确定喷雾车的位置坐...

【专利技术属性】
技术研发人员：张煌，王常娥，赵兴贵，王常顺，张广渊，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：新型
国别省市：山东;37