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基于农药喷施溯源的精准变量喷药监控系统设计与试验
1
作者 翟长远 张焱龙 +3 位作者 邹伟 宋健 韩长杰 窦汉杰 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期160-169,共10页
针对现有大田精准施药系统主要以药量变量控制为主,缺乏农药喷施作业数据远程监测与溯源管理等问题,本文设计了基于农药喷施溯源的精准变量喷药监控系统,可实现农药精准变量喷施,作业地块、作业时间、作业面积、农药种类与配比、喷施药... 针对现有大田精准施药系统主要以药量变量控制为主,缺乏农药喷施作业数据远程监测与溯源管理等问题,本文设计了基于农药喷施溯源的精准变量喷药监控系统,可实现农药精准变量喷施,作业地块、作业时间、作业面积、农药种类与配比、喷施药量、喷雾压力、实时流量和作业速度等信息的在线监测、实时显示和溯源管理。基于该系统分别开展了施药量计算精度、作业面积计算精度、物联网数据传输稳定性、变量调控系统动态响应、变量调控精度和农药喷施均匀性等试验。试验结果表明,北斗定位测速最大误差为1.33%,平均误差为0.82%,施药量计算误差为1.73%,作业面积计算误差为2.61%,数据丢失率为3.51%;速度连续变化下系统稳定调节时间为4~5 s;不同设定施药量和作业速度下,变量调控精度误差为2.45%;雾滴沉积点密度大于20滴/cm^(2)下,在喷雾机行走和喷雾方向上的喷雾覆盖率变异系数均小于10%,满足精准变量作业要求。本研究可在实现药量变量调控下对农药喷施数据进行溯源管理,为后续开展大田作物农药残留风险评估提供支撑。 展开更多
关键词 喷杆喷雾机 精准施药 变量控制 远程监测 溯源管理
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果园风送喷雾风力调控试验台设计及试验
2
作者 李琪 窦汉杰 +3 位作者 翟长远 高原源 杨硕 赵春江 《农机化研究》 北大核心 2024年第2期132-138,共7页
目前,果园风送喷雾技术与装备正在朝着精准化和智能化方向发展。果园喷雾控制对象主要为喷施药量和风力供给量,果树冠层内外药液沉积分布很大程度上取决于风送系统风力供给,只有风力和药量均得到精确控制,才能实现果园对靶精准喷雾。为... 目前,果园风送喷雾技术与装备正在朝着精准化和智能化方向发展。果园喷雾控制对象主要为喷施药量和风力供给量,果树冠层内外药液沉积分布很大程度上取决于风送系统风力供给,只有风力和药量均得到精确控制,才能实现果园对靶精准喷雾。为此,基于轴流风机设计了风机转速、进风口面积和出风口导流板倾斜角度可独立调控的果园风送喷雾风力调控试验台,通过直流电机调速实现风机转速调节;进风口采用百叶结构,通过调节百叶倾斜角度实现进风口开度大小调节;出风口采用塔式结构,通过22路舵机控制出风口不同喷头位置处导流板倾斜角度独立调节,并基于C#语言开发了上位机界面。利用试验平台开展了风机转速、进风口面积和出风口导流板倾斜角度独立调控风力变化特性试验,结果表明:出风口风速风量变化与风机转速和进风口面积调节呈正相关,出风口风速在垂直方向分布位置随导流板倾斜角度增加发生改变,同时分别建立了出风口最大风速与风机转速和进风口面积之间的关系模型。喷药过程中,可通过风机转速与导流板倾斜角度联合调节或进风口面积与导流板倾斜角度联合调节实现出风口风速风量在果树冠层垂直方向分布位置和大小调节。研究结果为实现根据果树冠层体积和枝叶稠密度变化进行风力在线调控提供了一种新方法,对加快果园精准喷雾技术应用具有重要意义。 展开更多
关键词 果园精准施药 风力调控试验台 风送喷雾
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高光谱成像的黄瓜病虫害识别和特征波长提取方法
3
作者 李杨 李翠玲 +3 位作者 王秀 范鹏飞 李余康 翟长远 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期301-309,共9页
黄瓜霜霉病和斑潜蝇是制约黄瓜产业发展的严重病虫害。为实现黄瓜病虫害快速在线识别,采用高光谱成像和机器学习研究快速识别黄瓜霜霉病和斑潜蝇虫害的方法,为开发实用的基于多光谱成像的黄瓜病虫害快速识别设备奠定基础。使用高光谱成... 黄瓜霜霉病和斑潜蝇是制约黄瓜产业发展的严重病虫害。为实现黄瓜病虫害快速在线识别,采用高光谱成像和机器学习研究快速识别黄瓜霜霉病和斑潜蝇虫害的方法,为开发实用的基于多光谱成像的黄瓜病虫害快速识别设备奠定基础。使用高光谱成像系统采集黄瓜无症状叶片、霜霉病叶片、斑潜蝇虫害叶片的高光谱图像,在病斑区域选择若干个感兴趣区域(ROI),计算每个ROI的平均反射率数据作为叶片原始光谱数据。使用Kennard-Stone算法将光谱数据按照3∶1的比例划分为训练集和测试集。使用直接正交信号校正(DOSC)、多元散射校正(MSC)、移动窗口平均平滑(MA)3种方法对原始光谱数据进行预处理。采用空间迭代收缩法(VISSA)、竞争性自适应重加权算法(CARS)、迭代保留信息变量法(IRIV)、随机蛙跳算法(SFLA)对MA预处理后的光谱数据进行特征波长提取,分别提取出53、20、26、10个特征波长。然后使用连续投影算法(SPA)分别对特征波长光谱数据进行二次降维,最终VISSA-SPA提取的特征波长为455、536、615和726 nm;CARS-SPA提取的特征波长为452、501、548和578 nm;IRIV-SPA提取的特征波长为452、513、543和553 nm;SFLA-SPA提取的特征波长为462、484、500和550 nm。分别对全波段光谱数据、一次降维光谱数据、二次降维光谱数据进行支持向量机(SVM)、Elman神经网络、随机森林(RF)建模,结果表明,MA预处理后的全波段光谱数据所建模型识别效果最好,其中MA-RF模型测试集总分类精度(OA)达到97.89%,Kappa系数为0.97。采用一次降维光谱数据所建模型中,MA-VISSA-RF模型效果最好,测试集OA为98.19%,Kappa系数为0.97。采用二次降维光谱数据所建模型中,MA-IRIV-SPA-SVM模型效果最好,测试集OA为96.23%,Kappa系数为0.95。研究结果表明,使用高光谱成像技术识别黄瓜霜霉病和斑潜蝇虫害具有良好的效果,452、513、543和553 nm可以作为识别黄瓜霜霉病和斑潜蝇虫害的特征波长,为开发黄瓜病虫害快速识别设备提供了理论依据。 展开更多
关键词 高光谱成像 机器学习 特征波长 霜霉病 斑潜蝇虫害
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农机装备物联网技术研究现状与展望
4
作者 华明圆 宋健 +3 位作者 王晓平 张春凤 李思 翟长远 《江苏农业科学》 北大核心 2024年第1期17-27,共11页
目前,我国农机装备物联网存在高端传感器国产化程度低、无线传输稳定性差、全局化机群调度难的问题。本文从农机作业智能感知技术、农机装备信息传输技术和农机作业数据处理与决策技术等方面对国内外研究现状进行综述,阐述作物信息、环... 目前,我国农机装备物联网存在高端传感器国产化程度低、无线传输稳定性差、全局化机群调度难的问题。本文从农机作业智能感知技术、农机装备信息传输技术和农机作业数据处理与决策技术等方面对国内外研究现状进行综述,阐述作物信息、环境信息、农机作业状态信息和农机识别等智能感知技术的成果,分析车载物联技术和远程物联技术的研究进展,此外还论述了农机作业智能决策技术在农机作业异常检测、作业质量评价和农机调度方面的技术突破以及农机装备远程监管平台的应用现状并分析各环节待解决的问题。在此基础上提出农机装备物联网技术未来的发展方向及应用前景,即农机高端传感器研发、基于5G的新一代移动互联技术研究、基于大数据和机器学习的智能决策技术、多机协同与智慧农场应用。 展开更多
关键词 农机装备 物联网 远程传输 智能感知 智能决策
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基于深度学习的杂草识别方法研究进展 被引量：2
5
作者 付豪 赵学观 +3 位作者 翟长远 郑康 郑申玉 王秀 《中国农机化学报》 北大核心 2023年第5期198-207,共10页
伴生杂草不仅与作物争夺养分和水分,而且还是多种病虫害的中间寄主,成为困扰作物高效生产的难题。随着深度学习技术的发展,杂草的自动检测和分类识别在清除杂草过程中得到重要应用。首先阐述应用于杂草识别过程中深度学习的硬件需求以... 伴生杂草不仅与作物争夺养分和水分,而且还是多种病虫害的中间寄主,成为困扰作物高效生产的难题。随着深度学习技术的发展,杂草的自动检测和分类识别在清除杂草过程中得到重要应用。首先阐述应用于杂草识别过程中深度学习的硬件需求以及软件实现过程,分析用于深度学习不同硬件的优缺点,阐述深度学习模型建立、训练、模型评估以及模型部署等基本步骤;并重点论述深度学习方法在杂草和作物识别以及杂草分类识别的研究进展。然后指出深度学习数据需求量大,目前无通用数据集,杂草、作物相互遮挡,光照环境复杂,机器作业条件恶劣等情况下识别准确率低的问题。最后提出图像与光谱数据融合、杂草识别模型模块化、杂草长势预测、模型嵌入式部署研究将成为基于深度学习的杂草识别方法未来的研究方向。 展开更多
关键词 杂草识别 深度学习 卷积神经网络 目标检测 语义分割
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蔬菜移栽夹茎式取苗装置设计与试验
6
作者 王秀 刘蒙滋 +3 位作者 翟长远 韩长杰 杨硕 高原源 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期122-132,共11页
针对半自动移栽机作业效率低、作业质量差的问题,设计了一种面向蔬菜移栽机器人的夹茎式自动取苗装置。取苗装置经过整排取苗、等距分苗、精准投苗,可实现高效、高质自动化取投苗作业。建立多级剪叉分苗机构与夹苗装置的运动力学模型,... 针对半自动移栽机作业效率低、作业质量差的问题,设计了一种面向蔬菜移栽机器人的夹茎式自动取苗装置。取苗装置经过整排取苗、等距分苗、精准投苗,可实现高效、高质自动化取投苗作业。建立多级剪叉分苗机构与夹苗装置的运动力学模型,对钵苗下落运动、气动系统进行模型设计及分析计算,搭建取苗试验装置。试验选取穴盘辣椒苗作为研究对象,以钵苗苗龄、基质含水率、取苗频率为试验因素,设计以取苗成功率、基质破碎率为评价指标的单因素试验。根据试验结果,采用Box-Behnken响应曲面分析法设计正交试验,探究了苗龄与基质含水率、苗龄与取苗频率及基质含水率与取苗频率之间的交互作用对取苗效果的影响,优化取苗参数。试验结果表明,当苗龄33 d、钵苗基质含水率46%、取苗频率75株/min时,取苗成功率为97.36%,基质破碎5.07%,可满足大田自动化移栽的取苗及投苗要求。 展开更多
关键词 蔬菜自动移栽机 夹茎式取苗装置 气动夹苗装置
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果园风送喷雾精准控制方法研究进展 被引量：61
7
作者 翟长远 赵春江 +4 位作者 Ning Wang John Long 王 秀 Paul Weckler 张海辉 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期1-15,共15页
果园风送喷雾技术与装备正在朝着精准化和智能化方向发展。果园喷雾控制对象主要为喷施药量和风力供给量,二者需要协同精准调控,其按需调控的前提是果园靶标精准探测。该文从果园靶标探测方法、喷施药量控制方法、风力调控方法 3个方面... 果园风送喷雾技术与装备正在朝着精准化和智能化方向发展。果园喷雾控制对象主要为喷施药量和风力供给量,二者需要协同精准调控,其按需调控的前提是果园靶标精准探测。该文从果园靶标探测方法、喷施药量控制方法、风力调控方法 3个方面对现有研究进展进行综述,阐述了基于光电感知、超声波传感、激光雷达、图像、光谱和电子鼻技术探测果树位置、冠层外形轮廓、冠层体积、冠层内部结构、枝叶稠密程度、病虫害程度等特征信息的技术方法;分析了喷施药量调控方法中管道总药量控制方法在管道设计、混药方式、药液流量控制策略方面技术和产品化上取得的巨大突破,以及喷头药量独立控制方法研究方面获得的大量成果;综述了果园风送喷雾风速风量需求理论原则、风场雾场建模方法、风力调控方法与调控装备研究进展,指出了其基本理论原则、建模调控方法等科学问题还有待深入探索。同时,还分析了目前研究在果园靶标探测方法、喷施药量调控方法和风送喷雾风力调控方法中面临的困难和挑战,主要包括冠层稠密程度和病虫害程度高效感知方法探索、靶标风力需求普适模型构建、风场建模风力按需调控方法研究和精准喷雾技术与系统集成开发。最后指出了果园风送喷雾精准控制方法未来发展方向:1)果园靶标冠层枝叶稠密程度和病虫害程度在线探测方法将成为新的研究热点;2)果园风送喷雾风速风量供给需求理论原则、风场快速模拟仿真和风力调控方法与装备是未来重要研究方向;3)随着高新科技的涌现,科研院所和公司有望在果园喷雾药量和风力调控系统优化设计及精准喷雾机系统集成研发方面获得更大发展。 展开更多
关键词 农业机械 喷雾 果园 靶标探测 变量技术 风力调控
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树型喷洒靶标外形轮廓探测方法 被引量：39
8
作者 翟长远 赵春江 +3 位作者 王秀 邹伟 毛益进 张睿 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期173-177,共5页
为了在线探测靶标外形并为变量喷药提供基础支持,研究了树型喷洒靶标外形轮廓探测方法。该文基于超声传感器搭建了靶标外形轮廓探测试验平台,该平台能够驱动步进电机精确匀速运动,以0.02m为步长密集测量树冠形状,将获得的数据传给计算... 为了在线探测靶标外形并为变量喷药提供基础支持,研究了树型喷洒靶标外形轮廓探测方法。该文基于超声传感器搭建了靶标外形轮廓探测试验平台,该平台能够驱动步进电机精确匀速运动,以0.02m为步长密集测量树冠形状,将获得的数据传给计算机实时显示,并能够在Access数据库中长期存储。使用该测试平台针对自制规则树树冠和花期樱桃树树冠分别进行了试验。试验结果显示规则树冠和樱桃树冠体积探测精度分别为92.8%和90.0%,表明该方法具有较高探测精度。 展开更多
关键词 施药 传感器 超声波 树冠轮廓 数据库
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车载式变量施药机控制系统设计与试验 被引量：41
9
作者 翟长远 朱瑞祥 +2 位作者 随顺涛 薛少平 上官周平 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期105-109,共5页
施药控制是提高作业质量、减少化学污染、降低生产成本的关键技术。该文基于单片机AT89C52,采用滞环控制法,设计了一种车载式变量施药机控制系统。该系统能够根据施药机行走速度自动变更喷药量,实现施药量不变。试验表明:加速度小于0.4m... 施药控制是提高作业质量、减少化学污染、降低生产成本的关键技术。该文基于单片机AT89C52,采用滞环控制法,设计了一种车载式变量施药机控制系统。该系统能够根据施药机行走速度自动变更喷药量,实现施药量不变。试验表明:加速度小于0.4m/s2时,实际施药量与设定施药量之间的误差不超过8%,且雾化效果良好、生产效率高,还可以减少农药的残留和对环境的污染,能够满足农业生产的需要。 展开更多
关键词 控制系统 机械 单片机 变量施药
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幼树靶标探测器设计与试验 被引量：27
10
作者 翟长远 赵春江 +4 位作者 王秀 刘遇哲 葛纪帅 马永兵 薛文斌 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期18-22,共5页
针对果园对靶喷药中幼树靶标难以精准探测的难题,该文基于红外传感器设计了幼树靶标探测器,该探测器能同时探测喷药机两侧果树树干,根据用户设置的喷雾宽度和延迟距离等参数计算出靶标喷雾位置,并准确控制电磁阀开闭以进行对靶喷药。实... 针对果园对靶喷药中幼树靶标难以精准探测的难题,该文基于红外传感器设计了幼树靶标探测器,该探测器能同时探测喷药机两侧果树树干,根据用户设置的喷雾宽度和延迟距离等参数计算出靶标喷雾位置,并准确控制电磁阀开闭以进行对靶喷药。实验室试验表明,在传感器探测范围内探测距离和树干直径对探测器探测准确性几乎没有影响,速度对探测准确性有微小量影响,速度不大于1m/s时喷雾总宽度计算精度不小于96.1%。果园试验表明,行走速度不大于0.94m/s时,幼树靶标探测器能100%探测到树干并准确计算出喷雾位置和喷雾宽度。 展开更多
关键词 喷药 传感器 装置 幼树 探测器
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风送喷雾雾滴粒径测量系统设计与影响因素试验 被引量：11
11
作者 翟长远 王秀 +2 位作者 葛纪帅 郭俊杰 马伟 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第19期33-38,共6页
为方便测量不同喷雾条件下雾滴粒径大小,该文设计了喷头位置、喷雾角度、喷雾压力和风速大小等试验条件可精确调节的风送喷雾雾滴粒径测量系统。该系统喷头xyz三维空间位置调节范围分别为0～0.9、0～0.8和0～0.7m,调整精度为±0.04... 为方便测量不同喷雾条件下雾滴粒径大小,该文设计了喷头位置、喷雾角度、喷雾压力和风速大小等试验条件可精确调节的风送喷雾雾滴粒径测量系统。该系统喷头xyz三维空间位置调节范围分别为0～0.9、0～0.8和0～0.7m,调整精度为±0.04mm;喷雾角度调节范围为0～360°,调整精度为±0.005°;喷雾压力调节范围为0.2～0.5MPa,相对误差不大于1.5%;风速调节范围为0～15m/s,相对误差不大于4.17%。雾滴粒径风速影响特性试验表明,常用的3个粒径统计项D32、D43和DV0.5随风速增加而增大,其平均变化率分别为2.62、3.59和6.83μm·s/m,速度从3m/s增加到15m/s时,三者分别增加46%、26%和71%;雾滴粒径喷雾压力影响特性试验表明,D32、D43和DV0.5随压力增加而减小,其平均变化率分别为90.33、232.3和300.2μm/MPa,喷雾压力从0.2MPa增加到0.5MPa时,三者分别减小31%、36%和56%,表明风速和喷雾压力对雾滴粒径影响较大,在喷雾系统中进行风速和压力选择时需着重考虑其对粒径变化的影响。 展开更多
关键词 喷雾 设计 测量 雾滴粒径 测量系统 粒径变化 影响特性
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PWM变量喷雾喷头流量模型 被引量：23
12
作者 翟长远 王秀 +2 位作者 密雅荣 范鹏飞 马永兵 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期40-44,共5页
基于脉宽调制(PWM)的变量喷雾控制中,尤其对喷头进行独立控制时,喷头流量模型不可或缺。设计了能够精确控制喷雾压力,便捷设定PWM参数的试验平台,并使用该平台进行了二次回归正交试验,针对TEEJET AITXA 8002型、8003型和8004型喷头分别... 基于脉宽调制(PWM)的变量喷雾控制中,尤其对喷头进行独立控制时,喷头流量模型不可或缺。设计了能够精确控制喷雾压力,便捷设定PWM参数的试验平台,并使用该平台进行了二次回归正交试验,针对TEEJET AITXA 8002型、8003型和8004型喷头分别建立了喷头流量模型。参数检验和失拟检验表明喷头流量模型合适。模型普适性试验表明,8002型喷头模型最大相对误差为7.05%,最小相对误差为0.14%;8003型喷头模型最大相对误差为7.27%,最小相对误差为0.31%;8004型喷头模型最大相对误差为7.94%,最小相对误差为0.71%;模型计算流量和实际测量流量具有很好的一致性。 展开更多
关键词 变量喷雾 脉宽调制 喷头流量模型
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果树农药残留消解特性与数学模型研究进展
13
作者 王增磊 宋健 +1 位作者 赵俊芳 翟长远 《江苏农业科学》 北大核心 2023年第2期28-35,共8页
农药残留消解研究的关键是消解特性及数学模型。综述果树农药残留消解特性研究的现状,阐述农药喷施剂量、农药喷施次数、果实套袋处理对农药沉积及农药残留的影响情况,分析多种环境因素对农药残留的影响机制,归纳果树不同部位及不同试... 农药残留消解研究的关键是消解特性及数学模型。综述果树农药残留消解特性研究的现状,阐述农药喷施剂量、农药喷施次数、果实套袋处理对农药沉积及农药残留的影响情况,分析多种环境因素对农药残留的影响机制,归纳果树不同部位及不同试验地域果树农药残留消解的差异。同时,还分析了农药残留预测的一级动力学及改进动力学模型、多项式回归模型、多元回归模型、Rayleigh模型、灰色预测模型及偏最小二乘回归模型的优缺点,归纳了不同数学模型的适用场景,指出建模方法应结合农药残留检测技术对农药残留的消解规律,从而进行更加科学地拟合,进而实现对农药残留变化值的合理预测。对果树农药残留消解特性与数学模型研究提出了3条建议:(1)加强对农药残留多影响因素综合作用机制的研究;(2)提高农药残留消解特性研究设计的综合性和合理性;(3)建模方法适应农药残留检测技术的快速发展。 展开更多
关键词 农药残留 消解特性 数学建模 果树
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农机装备智能测控技术研究现状与展望 被引量：24
14
作者 翟长远 杨硕 +2 位作者 王秀 张春凤 宋健 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1-20,共20页
农机装备正朝着智能化方向发展,智能测控是实现智能农机的核心技术。农机装备智能测控技术以农机装备为载体,包括农机作业相关信息智能感知、精准监控和作业决策与管理等技术。目前,我国农机装备智能测控存在高端装备、核心技术国产化... 农机装备正朝着智能化方向发展,智能测控是实现智能农机的核心技术。农机装备智能测控技术以农机装备为载体,包括农机作业相关信息智能感知、精准监控和作业决策与管理等技术。目前,我国农机装备智能测控存在高端装备、核心技术国产化程度低的问题。本文从农机作业智能感知技术、农机装备精准监控技术和农机作业智能决策与管理技术等方面对国内外研究现状进行综述。阐述了作物生长信息、土壤信息和农机作业状态信息等智能感知技术的大量成果;阐述了耕深、平整地、土壤消毒、播种、植保和收获领域的农机装备精准监控技术的研究进展;阐述了农机作业智能决策与管理技术在农机作业质量监管、农机调度方面的技术突破;重点阐述了农机装备智能测控技术在土地耕整机、土壤消毒机、播种机、施肥机、植保机、收获机及农机作业管理平台的应用现状,分析了各环节待解决的问题。最后,提出了农机装备智能测控技术未来发展方向:农机装备智能测控系统化技术研究;无人农场农机自主作业关键测控技术研究;田间复杂环境农机核心部件及传感器研发;农机大数据支撑的作业决策模型研究。 展开更多
关键词 农业机械 智能测控 农机大数据 智能决策 互联网
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基于单片机的施药监测系统设计与试验 被引量：17
15
作者 翟长远 朱瑞祥 +3 位作者 黄胜 薛文斌 马永兵 刘遇哲 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期70-74,84,共6页
基于STC12C5A60S2单片机,采用串口通信技术、数据库技术、VS2008软件编程技术,设计并实现了施药监测系统。该系统具有可扩展性,可支持8路模拟传感器和2路数字脉冲式传感器,以采集压力、流量和速度等各种施药参量,并通过LCD显示器实时显... 基于STC12C5A60S2单片机,采用串口通信技术、数据库技术、VS2008软件编程技术,设计并实现了施药监测系统。该系统具有可扩展性,可支持8路模拟传感器和2路数字脉冲式传感器,以采集压力、流量和速度等各种施药参量,并通过LCD显示器实时显示;系统可将各施药参量存入SD卡中,同时通过RS232串口传给PC机;PC机将接收到的数据存储于数据库中,并以表格和图形方式向用户显示施药参量。试验表明:采样周期为1 s时,速度经一次校核后测量平均精度达97.7%;测试平台试验和喷药机试验的压力测量平均精度分别为99.3%和98.7%,流量平均测量精度达99.3%。 展开更多
关键词 变量施药 监测系统 单片机
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支持故障报警的果园对靶变量排肥系统 被引量：11
16
作者 翟长远 杨硕 +2 位作者 张波 李瀚哲 朱瑞祥 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期16-23,共8页
针对果园条开沟连续施肥造成肥料浪费,而挖穴施肥作业过程繁琐的问题,基于普通条开沟施肥机具设计了果园对靶变量排肥系统,该系统主要包括果园穴施肥精量排肥器和对靶变量施肥控制器。利用高速摄影技术获得了不同排肥口截面积排肥下落时... 针对果园条开沟连续施肥造成肥料浪费,而挖穴施肥作业过程繁琐的问题,基于普通条开沟施肥机具设计了果园对靶变量排肥系统,该系统主要包括果园穴施肥精量排肥器和对靶变量施肥控制器。利用高速摄影技术获得了不同排肥口截面积排肥下落时间,使用间歇旋转机构实现定量穴排肥,提出了扇叶旋转落肥感知方法并设计了排肥故障监测装置,进而设计了果园穴施肥精量排肥器。使用光电传感器实时感知果树树干以获得排肥位置,利用接近开关感知地轮转速计算行进速度,以STC12C5A60S2单片机为核心设计了对靶变量施肥控制器。搭建了试验平台,进行了实验室试验,结果表明,1～5排肥量挡位下,平均排肥量与理论排肥量最大误差为10 g,最大变异系数为4.6%;平均排肥长度为20.2～40.9 cm;偏移距离绝对值最大为5.5 cm,最小为0.6 cm,偏移距离标准差平均值为4.26 cm;单次排肥故障监测装置最少感知落肥通断信号次数为2次,故障监测准确率达到100%。果园试验表明,针对100棵枸杞树进行对靶施肥,其排肥准确率为97%。该系统实现了果园靶标实时探测、对靶精量排肥控制和排肥故障报警功能,达到了条开沟对靶穴施肥的果园作业要求。 展开更多
关键词 果园施肥 对靶施肥 变量施肥 故障报警 排肥器
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精准施药技术现状分析 被引量：32
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作者 翟长远 朱瑞祥 +2 位作者 张佐经 马亮亮 张启遇 《农机化研究》 北大核心 2010年第5期9-12,共4页
在分析精准施药技术重要性的基础上,从信息获取方式、喷雾技术和控制系统3个环节对国内外精准施药技术进行了分析。首先,详细阐述了基于实时传感器和基于地理信息技术的信息获取方式;其次,分析了风送液力式喷雾技术、静电式喷雾技术、... 在分析精准施药技术重要性的基础上,从信息获取方式、喷雾技术和控制系统3个环节对国内外精准施药技术进行了分析。首先,详细阐述了基于实时传感器和基于地理信息技术的信息获取方式;其次,分析了风送液力式喷雾技术、静电式喷雾技术、超低量和低量喷雾技术和仿形喷雾技术;最后对控制系统进行了阐述和分析,旨在为我国精准施药技术的发展提供借鉴。 展开更多
关键词 精准农业 变量施药 智能控制
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果园风送喷雾机的改进设计与喷雾高度调控模型构建 被引量：9
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作者 翟长远 徐莎 +3 位作者 John Long 李瀚哲 张波 朱瑞祥 《西北农林科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2018年第9期148-154,共7页
【目的】针对第一代果园喷雾机存在的风箱角度不能电动控制且调节精度不高、传动装置设计欠合理和体积偏大等问题进行改进,并建立喷雾高度调控模型,为新一代果园喷雾机的设计提供参考。【方法】对喷雾机导流风箱的固定方式、传动方案和... 【目的】针对第一代果园喷雾机存在的风箱角度不能电动控制且调节精度不高、传动装置设计欠合理和体积偏大等问题进行改进,并建立喷雾高度调控模型,为新一代果园喷雾机的设计提供参考。【方法】对喷雾机导流风箱的固定方式、传动方案和通过性能进行了改进,并通过喷雾沉积分布试验及数学方程拟合,建立沉积分布重心高度、喷雾宽度与风箱角度之间的数学模型。【结果】与改进前相比,该喷雾机不仅支持风箱角度电动精确调控,而且其理论功耗还减少了8%,长度尺寸减小了32.6%。风箱旋转角度对喷雾机尺寸影响的测试结果表明,旋转角度对风箱组宽度有一定的影响,旋转角度为最大值30°时风箱组宽度最大,为0.95m,但仍然小于喷雾机轮距1.0m;风箱旋转角度对喷雾机高度基本没有影响。改进后的喷雾机喷雾沉积分布试验表明,风箱与铅垂线夹角分别为0°,15°和30°时,喷雾沉积分布重心高度分别为1.14,1.55和2.20m,70.7%的药量分别垂直集中分布于0.72~1.56,1.15~1.94和1.71~2.69m,拟合得到的沉积分布重心高度、喷雾宽度和风箱角度之间的数学方程均为线性方程,其R2值分别为0.982和0.996。【结论】改进后喷雾机支持喷雾高度电动精确调节;所建立的喷雾高度智能调控模型可为果园喷雾机的改进完善提供支持。 展开更多
关键词 风送喷雾机 风箱旋转角 喷雾高度 调控模型 果园
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温室蔬菜水肥作业信息自动直报系统设计与试验
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作者 窦汉杰 张焱龙 +2 位作者 翟长远 于艳 吴建伟 《中国农机装备》 2023年第4期12-17,共6页
现有温室蔬菜水肥作业信息主要依靠人工填报,并且温室蔬菜一年可种植多茬且种植环节多,填报过程需要大量人力投入,不利于实现蔬菜种植过程对水肥作业信息的监测与自动直报管理。针对这一问题,研究设计了一种蔬菜水肥作业信息自动直报系... 现有温室蔬菜水肥作业信息主要依靠人工填报,并且温室蔬菜一年可种植多茬且种植环节多,填报过程需要大量人力投入,不利于实现蔬菜种植过程对水肥作业信息的监测与自动直报管理。针对这一问题,研究设计了一种蔬菜水肥作业信息自动直报系统并提出了数据自动直报的方法,可对温室蔬菜水肥作业地块、作业时间、作业面积、肥料种类与配比和肥料投入量等信息进行自动直报。进行了流量传感器校准试验、水肥施用量监测精度试验和水肥作业信息直报系统数据直报试验。试验结果表明,水肥施用量监测平均误差为4.15%,灌溉作业数据直报误差为2.94%,水肥作业数据直报误差为4.6%,系统数据直报精度高,可满足实际应用需求。研究结果可为温室蔬菜生产作业信息自动上报和作业数据的信息化管理提供技术支撑。 展开更多
关键词 蔬菜 水肥作业 在线监测 自动直报 信息化管理
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喷杆喷雾机独立喷嘴控制的实时压力动态研究
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作者 郑申玉 赵学观 +3 位作者 张新伟 郑康 翟长远 易克传 《江汉大学学报（自然科学版）》 2023年第4期57-65,共9页
喷雾压力的变化会引起喷施流量的变化,最终影响喷雾均匀性。以喷杆喷雾机独立喷嘴控制的实时喷嘴尖端压力为研究对象,基于C37控制器搭建了独立喷嘴控制系统和喷嘴尖端压力数据采集系统,采集了5、10、15路喷嘴同时开闭时喷嘴尖端压力动态... 喷雾压力的变化会引起喷施流量的变化,最终影响喷雾均匀性。以喷杆喷雾机独立喷嘴控制的实时喷嘴尖端压力为研究对象,基于C37控制器搭建了独立喷嘴控制系统和喷嘴尖端压力数据采集系统,采集了5、10、15路喷嘴同时开闭时喷嘴尖端压力动态,并分析压力动态特性。独立喷嘴控制的实时压力动态试验结果表明,喷嘴开闭的数目对喷嘴尖端压力有明显影响;喷嘴打开的位置对喷嘴尖端压力变化没有明显影响,所有压力传感器采集的喷嘴尖端压力变化一致;同时开闭5、10、15路电磁阀过程中,喷嘴尖端压力在6.0%~20.0%之间变化,喷施流量在3.20%~10.90%之间变化。所得到的喷杆喷雾机独立喷嘴控制的实时压力动态特性,可为大田喷杆喷雾机独立喷嘴控制的喷雾均匀性研究和对靶喷雾技术提供参考。 展开更多
关键词 喷杆喷雾机 喷雾压力 尖端压力 独立喷嘴控制
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