一种变量施肥控制系统及方法

本发明涉及农业机械控制，尤其涉及一种变量施肥控制系统及方法。背景技术：1、目前，大田里施肥还是多以普通施肥机为主，施肥功能单一，未能有效满足农户们提高工作效率、提高农业生产和降低投入成本的需求，高效施肥、精准变量施肥依旧是重要的关键技术。目前市场上的诸多施肥装置是通过改变排肥器中排肥轮的工作长度，进而调节施肥量，开关控制排肥电机的启停，该类施肥装置不仅对施肥量的变量性把控不足，还工作效率低。同时也有一些施肥装置，利用变量施肥处方图来实现精准变量施肥，但该技术专业性较强且尚未成熟，再加上技术培训及新增设备会增加成本，导致其推广受限。技术实现思路1、针对以上存在的不足，本发明目的在于提供一种变量施肥控制系统及方法，根据拖拉机前进速度信息、农机具高度信息以及车载显示终端中变量施肥控制程序的项目参数输入信息来确定变量施肥方案，有效控制排肥电机工作，排肥电机转速与前进速度相匹配，进而实现变量施肥控制，另外，该系统操作简单且无需人工干预施肥，提高工作效率和便于推广。2、为解决以上技术问题，本发明采用的具体技术方案如下：3、一种变量施肥控制系统，其特征在于，包括有北斗卫星导航系统、控制开关、车载显示终端、施肥控制器、排肥电机和深度传感器，所述北斗卫星导航系统包括gnss卫星天线和北斗gnss接收机，gnss卫星天线固定在拖拉机蓬顶，北斗gnss接收机安装在拖拉机驾驶室内，该导航系统用于实时获取拖拉机的定位信息和速度信息，通过rs485通讯输出到车载显示终端；4、所述车载显示终端安装在拖拉机驾驶室内，便于观察和操作，该车载显示终端设有变量施肥控制程序，该程序可控制的参数有施肥标定、上升标定、下降标定、作业幅宽以及目标施肥量，并通过can总线将所有信息发送到施肥控制器；5、所述施肥标定，用于获取排肥电机每旋转一周的下肥量；6、所述上升标定和下降标定是根据深度传感器监测到的高度信息判定精准施肥联合整地机作业状态，上升标定和下降标定之间的高度范围设定为非作业状态，下降标定高度值以下设定为作业状态；7、所述深度传感器安装于被拖拉机牵引的精准施肥联合整地机架下方，用于实时监测精准施肥联合整地机的高度变化，并将检测信息并入can总线中；8、所述施肥控制器以stm32f405单片机为控制核心，与车载显示终端和排肥电机相连接，用于接收上机位信息和处理，将接收的信息转化为转速指令，在系统判定为作业状态时，通过rs232通讯将转速指令发送至排肥电机；9、所述控制开关固定在驾驶室方向盘下方，用来通断排肥电机的电源；10、所述排肥电机选用直流无刷电机，其内部集成了三相霍尔传感器，反馈施肥情况，形成闭环控制。11、一种变量施肥控制方法，其特征在于，包括：12、步骤s1：基于北斗导航技术获取拖拉机的定位信息和速度信息，深度传感器获取精准施肥联合整地机位置高度；13、步骤s2：对车载显示终端中变量施肥控制程序的各项目参数输入；14、步骤s3：根据导航信息、深度传感器信息和项目参数信息，制定变量施肥方案，施肥控制器计算排肥电机转速，电机转速指令计算公式为：c=(666.67qv)/(bq)15、其中：c为转速指令；q为每亩目标施肥量（kg）；v为拖拉机前进速度（m/s）；b为农机具幅宽（m）；q为施肥标定值(kg/r)；16、步骤s4：根据整机作业状态判定结果，在作业状态下发送电机转速指令，控制排肥电机处于相应转速。17、上述技术方案与现有技术相比具有以下有益效果：18、本发明可以较好的完成大田施肥作业，自动化变量施肥，操作简单，具有较高实用价值，便于推广；另外，遇到田间掉头时提升农机具高度，便可控制排肥电机工作的通断，减少肥料浪费和人工参与。技术特征：1.一种变量施肥控制系统，其特征在于，包括有北斗卫星导航系统、控制开关、车载显示终端、施肥控制器、排肥电机和深度传感器，所述北斗卫星导航系统包括gnss卫星天线和北斗gnss接收机，gnss卫星天线固定在拖拉机蓬顶，北斗gnss接收机安装在拖拉机驾驶室内，该导航系统用于实时获取拖拉机的定位信息和速度信息，通过rs485通讯输出到车载显示终端；2.一种变量施肥控制方法，其特征在于，包括：技术总结本发明提供了一种变量施肥控制系统及方法，施肥控制系统以精准施肥联合整地机为载体，利用北斗卫星导航系统获取前进速度和利用深度传感器获取精准施肥联合整地机所处的位置高度，施肥控制器以STM32单片机为控制核心，控制排肥电机处于相应转速，实现变量施肥作业。作业前，完成导航调试和车载显示终端中变量施肥控制程序的项目参数输入；作业时，遇到田间掉头，拖拉机升降后悬挂改变精准施肥联合整地机的位置高度，便可控制排肥电机工作的通断，减少肥料浪费和人工参与。这种变量施肥系统具有较高的实用价值，操作简单，解决大田施肥工作效率低、施肥不易控制等问题，达到减少投入、提高效益及作物增产的目的。技术研发人员：韩长杰,刘钊,徐阳,罗燕,郭辉,张学军,王速,毛罕平受保护的技术使用者：新疆农业大学技术研发日：技术公布日：2024/3/24