一种基于卷积神经网络的喷雾流量调控系统与方法技术方案

一种基于卷积神经网络的喷雾流量调控系统与方法，系统由声信号测量单元、运算控制单元与流量调控单元三个部分组成。方法包含以下步骤：通过采集不同压力不同工作时长的喷嘴声信号，提取MFCC组合特征，训练卷积神经网络参数，建立喷嘴工作状态识别模型；根据作物生长状况，设定最优喷雾参数，实时采集喷嘴工作时的声音信号，输入识别模型；喷嘴工作状态异常时，调节喷雾系统参数，并在超出限度后报警，提醒生产技术人员更换喷嘴。本发明专利技术的流量调控通过电机驱动板直接调整隔膜泵电机转速与启停，来实现喷嘴流量的补偿与有无，将一维音频信息转化为带有时间维度的二维图像信息，加快了识别的速度与精度，流量预测效果好，精度高。精度高。精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于卷积神经网络的喷雾流量调控系统与方法


[0001]本专利技术涉及精准喷雾与深度学习语音分类领域，具体提出一种基于卷积神经网络的喷雾流量调控系统与方法。

技术介绍

[0002]随着国家环保要求的提高，以及喷雾技术的发展，精准施药已经成为当前的发展趋势。而精准施药技术的核心是获取田间小区域内病虫草害的差异性，采取高效喷雾技术和变量施药技术，按需施药。
[0003]目前，精准施药相关的研究主要集中在田间信息采集与变量喷雾装置两个方面。苗玉彬等人运用机器视觉与超声波测距，提出了一种杂草面积计算与变量喷雾的系统；祁力钧等人设计了一种自动变速摇摆式温室喷雾装置，通过施药时位置可动的喷雾机构实现精准喷雾。但在实际施药过程中，误差较大，同时药物用量的可控性和准确性较差。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在通过对喷嘴工作状态的监测，提出一种基于卷积神经网络的喷雾流量调控系统与方法，实现对喷雾流量异常状况的预警与调控以及喷雾流量的实时监测与反馈，从而提醒生产技术人员及时更换坏损喷嘴，提高喷雾系统的可靠性与稳定性。本专利技术以喷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于卷积神经网络的喷雾流量调控系统，其特征在于：包括：声信号测量单元，用于接收喷嘴在喷雾时发出的声信号，并将模拟音频编码为数字音频；运算控制单元，用于对喷嘴声信号进行音频特征提取和喷嘴工作状态的卷积神经网络识别，获取喷嘴处的喷雾状态，并根据喷雾状态发出相应的控制指令；流量调控单元，用于满足作物要求喷雾的发生及喷雾异常时的调控与报警。2.根据权利要求1所述的一种基于卷积神经网络的喷雾流量调控系统，其特征在于：声信号测量单元包括电容式防水麦克风和立体声音频编解码器。3.根据权利要求2所述的一种基于卷积神经网络的喷雾流量调控系统，其特征在于：运算控制单元包括嵌入式AI计算模组与嵌入式微控制器单片机两部分。4.根据权利要求3所述的一种基于卷积神经网络的喷雾流量调控系统，其特征在于：流量调控单元包括用于产生喷雾的喷雾模块、流量状态异常时发出报警的预警模块和用于喷雾系统调节与启停控制的调控模块；喷雾模块包括隔膜泵、压力表和喷嘴，隔膜泵采用压力开关型高压电动隔膜泵，压力表采用对喷雾压力测量的指针式压力表；预警模块包括蜂鸣器；调控模块包括电机驱动板。5.根据权利要求4所述的一种基于卷积神经网络的喷雾流量调控系统，其特征在于：通过电机驱动板调整隔膜泵电机转速与启停实现喷嘴流量的补偿与有无，实现流量调控。6.根据权利要求5所述的一种基于卷积神经网络的喷雾流量调控系统，其特征在于：声信号测量单元与AI计算模组通过I2C与I2S方式进行通讯，单片机与AI计算模组通过UART串口通讯。7.一种利用权利要求1
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6中任一项所述的基于卷积神经网络的喷雾流量调控系统的调控方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，通过采集不同压力不同工作时长的喷嘴声信号，提取MFCC组合特征，训练卷积神经网络参数，建立喷嘴工作状态识别模型；步骤2，根据作物生长状况，设定最优喷雾参数，实时采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱白晶，颜硕，董晓娅，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：