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1、2016年4月農機化研究第4期精準施藥技術與裝備發(fā)展現狀分析張波，翟長遠，李瀚哲，楊碩(西北農林科技大學機械與電子工程學院，陜西楊凌712100)摘要:精準施藥以提高農藥利用率、降低農藥殘留對食品和環(huán)境污染為目的，是施藥發(fā)展的方向。為此，首先介紹了國內外精準施藥技術發(fā)展現狀，包括變量施藥控制系統(tǒng)、控制算法、對靶施藥控制技術和基于處方圖施藥技術現狀分析。其次，分析了國內外精準施藥裝備發(fā)展現狀:普遍應用于果園的風送施藥機極大提高了工作效率及噴霧均勻性;風幕式噴桿噴霧機適用于大田噴霧，在減小勞動強度的同時提高了噴霧均勻性，降低了藥液漂失量;
2、循環(huán)噴霧機以回收利用沉積藥液為目的，可提高藥液的利用效率，減輕對環(huán)境的污染。最后，通過比較國內外相關領域的研究現狀，指出國內精準施藥技術研究不足，需要利用電子信息和自動化技術進一步提升精準施藥裝備水平。關鍵詞:精準施藥;對靶施藥;處方圖;施藥裝備中圖分類號:S233．3文獻標識碼:A文章編號:1003－188X(2016)04－0001－05DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2016.04.0011．1變量施藥控制系統(tǒng)及算法0引言變量施藥主要基于控制器對實時信號進行采集，目前，在我國的農業(yè)生產過程中，農藥仍然是防并利用
3、一定控制算法對執(zhí)行機構進行控制。王利［8］治病蟲草害的主要手段。據有關資料顯示，農藥的使霞等基于AＲM7系列的S3C44B0X微處理器，采集用可使全世界每年挽回20%～25%的農產品產機具作業(yè)位置信息、行進速度、噴頭入口壓力及噴頭［1－3］量。但我國植保機械發(fā)展落后和傳統(tǒng)施藥方式不噴藥量信息，并根據網格位置對電動調節(jié)閥進行控科學造成農藥利用率低、農產品農藥殘留超標、環(huán)境制，實現按需施藥。變量噴藥控制系統(tǒng)結構框圖如圖［4］污染等問題，成為制約農藥使用的“瓶頸”。1所示。隨著精準農業(yè)的發(fā)展，精準施藥技術及相關裝備成為解決以上問題的有效手段
4、，是施藥裝備發(fā)展的方［5－6］向。精準施藥的技術核心點在于獲取農田小區(qū)域病蟲草害信息，并根據其差異性采取變量施藥技術，［3，5］。實現按需施藥精準施藥以顯著提高農藥利用率、極大減輕環(huán)境污染等為優(yōu)勢，已經得到了大力發(fā)展與廣泛應用。對于施藥技術與裝備的研究，國外起步較早，發(fā)展較成熟。但近年來，隨著國內外技術交流越來越頻繁，我國精準施藥技術及相關裝備的研究［6－8］也取得了可喜的成績。為此，本文就國內外精準圖1變量噴藥控制系統(tǒng)框圖施藥技術與裝備的發(fā)展進行了分析。Fig．1Variable－ratesprayingcontrolsystem［
5、9］1精準施藥技術發(fā)展現狀黃勝等基于AT89S52單片機設計了變量施藥機的恒壓變量控制系統(tǒng)，并建立了系統(tǒng)總管道藥液壓力的PID控制和施藥量模糊控制模型，實現了施藥機收稿日期:2015－03－13［10］基金項目:國家“863計劃”項目(2012AA101904);國家自然科學基金的恒壓變量控制。張發(fā)軍等結合深圳隆瑞科技有項目(31201128);西北農林科技大學科技創(chuàng)新項目限公司開發(fā)的6WC－30Y－G型車載噴霧機，針對智能(2452013QN070)作者簡介:張波(1992－)，男，四川樂山人，碩士研究生，(E－mail)噴霧決策條
6、件的不確定性和模糊性，提出了一種基于zhangbo_609@163．com。模糊控制規(guī)則的決策方法模型，較好地滿足了車載智通訊作者:翟長遠(1982－)，男，河南駐馬店人，副教授，碩士生導師，博士，(E－mail)zhaichangyuan@163．com。能噴霧中實時施藥控制要求?！?·2016年4月農機化研究第4期1．2對靶變量噴霧控制技術了施藥量。傳統(tǒng)噴霧方式往往是連續(xù)噴霧，造成農藥在地面CCD圖像傳感器成本雖然較高、處理速度較慢，上大量沉積，其甚至多于在靶標上的沉積量。針對果但結合一定圖像處理技術也可對作物病蟲害信息進［17］
7、園植株種植不連續(xù)的情況，對靶變量噴霧控制技術可行探測。饒洪輝等利用CCD圖像傳感器采集靶標以達到更好的施藥效果。對靶技術主要使用傳感器信息，經過圖像處理之后控制電機移動對靶標進行噴［18］進行靶標探測，如紅外傳感器、超聲波傳感器、圖像傳霧。Moshou等利用CCD及光譜儀作為檢測設備，［11］感器(CCD)等。翟長遠等針對幼樹靶標難以探測采用一定圖像處理算法有效判別出感染條銹病的小［19］的問題，基于紅外傳感器設計了幼樹靶標探測器，其麥。Yang等采用高光譜技術，利用主成分分析和系統(tǒng)結構如圖2所示。該探測器能同時探測到噴霧ISODAT
8、A技術實現探測棉花根腐病的目的。Ashish［20］器兩側果樹樹干，并根據用戶設置的噴霧寬度和延遲Mishra等研究了一種基于可見光和近紅外光譜的距離等參數，準確控制電磁閥的開閉進行對靶噴藥，光學傳感器，可有效識別柑橘冠
