發(fā)布時(shí)間：2020-11-22 00:43

　　 對(duì)靶噴霧是果樹病蟲害防治與精確施藥的重要實(shí)現(xiàn)方式,對(duì)于提高施藥過程中農(nóng)藥利用率和降低農(nóng)藥污染具有重要意義。本文基于激光傳感器和單片機(jī)控制器,設(shè)計(jì)了自走式對(duì)靶噴霧機(jī)控制系統(tǒng)并試驗(yàn)分析了控制系統(tǒng)的對(duì)靶噴霧性能,同時(shí)基于自走式對(duì)靶噴霧機(jī)就對(duì)靶噴霧參數(shù)對(duì)果樹冠層霧滴沉積分布的影響進(jìn)行了試驗(yàn)與分析。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了低量、精確噴施,也為果園精確施藥技術(shù)研究提供參考。本文主要研究內(nèi)容如下:1.通過研究國內(nèi)外現(xiàn)狀,確定了自走式對(duì)靶噴霧機(jī)對(duì)靶噴霧控制系統(tǒng)的整體方法,即基于單片機(jī)控制器根據(jù)行駛速度動(dòng)態(tài)調(diào)整采樣頻率實(shí)現(xiàn)連續(xù)3次采樣的靶標(biāo)判別法和干擾信號(hào)濾除算法、電磁閥控制噴霧啟閉和基于激光傳感器的對(duì)靶技術(shù)相結(jié)合的方法。2.文中對(duì)自走式對(duì)靶噴霧機(jī)的噴霧藥液回路中的主要元器件進(jìn)行了選型分析,設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的硬件連接電路與軟件處理程序。同時(shí)基于S TC12C5A60S2主控制芯片,設(shè)計(jì)了單片機(jī)主處理模塊、矩陣按鍵模塊、采樣信號(hào)檢測模塊、報(bào)警指示模塊、液晶顯示模塊和串口通訊模塊�；�于C語言編寫了自走式對(duì)靶噴霧機(jī)處理程序和靶標(biāo)判別算法,包括單片機(jī)處理主程序、對(duì)靶采樣信號(hào)檢測子程序、矩陣按鍵與報(bào)警指示子程序。3.基于激光傳感器進(jìn)行了對(duì)靶參數(shù)性能的測試與分析,包括自走式對(duì)靶噴霧機(jī)的建立,并進(jìn)行了激光對(duì)靶靶標(biāo)判別間距測試。激光傳感器對(duì)靶參數(shù)性能試驗(yàn)表明,動(dòng)態(tài)靶標(biāo)判別間距和傳感器到靶標(biāo)的直線距離無關(guān),但受行駛速度的影響。噴霧機(jī)行駛速度保持在0.5 m/s,對(duì)靶檢測的動(dòng)態(tài)最小判別間距介于100mm~150mm之間;速度為1 m/s時(shí),動(dòng)態(tài)靶標(biāo)最小判別間距介于200mm~250mm之間,同時(shí)對(duì)靶檢測判別靶標(biāo)間距的能力隨速度的變大而減弱。4.由于對(duì)靶造成的滯后噴霧會(huì)對(duì)果樹冠層霧滴覆蓋率造成影響,因此設(shè)計(jì)了兩種克服滯后噴霧的方式。噴霧機(jī)工作在0.5m/s速度下,在噴霧有效區(qū)域內(nèi)(靶標(biāo)冠層區(qū)域),連續(xù)噴霧方式下的樹冠層霧滴覆蓋率為64.2%,方式Ⅱ和Ⅲ的樹冠層霧滴覆蓋率分別為47.6%、52.8%;在噴霧無效區(qū)域內(nèi)(非靶標(biāo)區(qū)域),連續(xù)噴霧方式下霧滴覆蓋率為62%,方式Ⅱ和Ⅲ的霧滴覆蓋率分別為19.4%、11.5%。同時(shí)方式Ⅲ在克服噴霧響應(yīng)延遲時(shí),冠層邊緣區(qū)域的霧滴覆蓋率為55%遠(yuǎn)高于方式Ⅱ時(shí)的35%。因此本文選擇方式Ⅲ,即采用提前對(duì)靶和離開靶標(biāo)后延遲一個(gè)采樣周期停止噴霧的對(duì)靶噴霧控制方法,此噴霧方法提高了對(duì)靶噴霧時(shí)樹冠層的霧滴覆蓋率。5.通過試驗(yàn)分析了自走式對(duì)靶噴霧機(jī)噴霧參數(shù)對(duì)樹冠層霧滴沉積分布的影響。分別設(shè)置了4種行駛速度和株距,3種采樣冠層,對(duì)單排仿真樹進(jìn)行了噴霧試驗(yàn)并與連續(xù)噴霧方式進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,行駛速度對(duì)樹冠層霧滴沉積分布影響顯著,且行駛速度對(duì)于對(duì)靶噴霧時(shí)的影響比連續(xù)噴霧時(shí)尤為顯著,行駛速度為0.5m/s時(shí),仿真樹冠層內(nèi)的霧滴覆蓋率最大為48%,冠層內(nèi)霧滴沉積性能最好,霧滴沉積性的變異系數(shù)僅為14.3%;對(duì)靶噴霧時(shí),要確保株距大于對(duì)靶傳感器的最小靶標(biāo)判別間距,株距≤1m時(shí),對(duì)靶傳感器無法準(zhǔn)確判別靶標(biāo),容易造成誤噴;由于對(duì)靶響應(yīng)的延遲,會(huì)造成一定距離的滯后噴霧,使得霧滴沉積在冠層內(nèi)呈現(xiàn)左側(cè)低、中間和右側(cè)高的特點(diǎn)。因此減緩行駛速度、選擇合適的株距、降低對(duì)靶響應(yīng)延遲時(shí)間,是提高對(duì)靶噴霧時(shí)霧滴在樹冠層內(nèi)部沉積性能和霧滴覆蓋率的有效實(shí)現(xiàn)方式。
【學(xué)位單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：S491
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 引言
    1.1 課題研究目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外對(duì)靶噴霧控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)對(duì)靶噴霧控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
    1.3 課題研究主要內(nèi)容
第二章 自走式對(duì)靶噴霧機(jī)控制系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)
    2.1 自走式對(duì)靶噴霧機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)與要求
    2.2 對(duì)靶噴霧控制系統(tǒng)原理
    2.3 對(duì)靶噴霧控制系統(tǒng)整體方案
        2.3.1 對(duì)靶噴霧系統(tǒng)基本組成
        2.3.2 對(duì)靶噴霧控制系統(tǒng)整體方案
    2.4 本章小結(jié)
第三章 對(duì)靶噴霧控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)
    3.1 自走式對(duì)靶噴霧機(jī)主要元器件選型
    3.2 對(duì)靶噴霧控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
        3.2.1 單片機(jī)處理模塊
        3.2.2 信號(hào)檢測模塊
        3.2.3 矩陣按鍵輸入模塊
        3.2.4 液晶顯示模塊
        3.2.5 報(bào)警指示模塊
        3.2.6 串口通信模塊
    3.3 對(duì)靶噴霧控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
        3.3.1 單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)要求
        3.3.2 單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)任務(wù)
        3.3.3 單片機(jī)處理主程序
        3.3.4 對(duì)靶采樣子程序
        3.3.5 檢測與報(bào)警指示子程序
        3.3.6 矩陣按鍵輸入子程序
    3.4 本章小結(jié)
第四章 自走式對(duì)靶噴霧機(jī)構(gòu)建與對(duì)靶探測性能研究
    4.1 自走式對(duì)靶噴霧機(jī)的建立
    4.2 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
    4.3 動(dòng)態(tài)靶間距測試結(jié)果與分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 不同噴霧方式對(duì)霧滴沉積分布影響的試驗(yàn)與分析
    5.1 試驗(yàn)方案與方法
    5.2 不同噴霧方式下霧滴覆蓋率試驗(yàn)結(jié)果與分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 對(duì)靶噴霧參數(shù)對(duì)霧滴沉積分布影響的試驗(yàn)與分析
    6.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
    6.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析
        6.2.1 不同行駛速度對(duì)霧滴覆蓋率的影響
        6.2.2 株距對(duì)霧滴覆蓋率的影響
        6.2.3 霧滴在冠層的霧滴沉積分布
        6.2.4 不同速度和株距下對(duì)霧滴分布均勻性的影響
    6.3 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及申報(bào)的專利
附錄

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本文編號(hào)：2893847