基于PLC的红外对靶自动喷雾装置的研制及试验

【摘要】我国是种植业大国,但植保机械和农药施用技术却严重落后于欧美发达国家,传统大面积、大群体的连续施药方式不但造成了农药浪费,而且对环境生物和人类健康还造成了很大危害。本论文通过对红外探测靶标及喷雾装置自动控制技术研究,研制了红外对靶自动喷雾装置,其研究工作主要包括：(1)针对现有喷雾探测系统中A/D模块工作不稳定、易损坏等问题,选用了可编辑逻辑控制器(PLC)作为探测系统的控制芯片。试验表明,该控制芯片作为红外对靶自动喷雾装置的核心部件,其A/D模块工作运行稳定,且喷雾装置还可实现自动/手动控制两种作业模式。(2)通过对叶片的反射特性以及典型树木的反射光谱曲线分析,完成了红外探测装置的光路设计；对选用的大功率红外LED发射管加装光学透镜,使照射光强进一步得到提高；在对探测装置硬件、电路设计的同时,还对单片机、PLC等控制模块进行了编程。(3)选定波长为850nm的红外发光管作为红外发光源,并与常见的940nm波长红外发光管进行了探测距离和探测间距的对比试验,结果表明,①探测距离的大小与植株靶标的密度有关,也与试验装置选用红外波长有关：同等波长下,密度越小,探测距离越小；密度越大,探测距离越大；同等密度下,850nm波长比940nm的探测距离要大26%左右。②探测间距的大小与试验装置选用红外波长基本无关；试验装置的探测间距平均值不高于0.25m。③装置整体性能稳定,红外对靶探测装置与电磁阀、电动泵、喷头之间的配合迅速,探测到靶标后0.3秒内喷头即可喷出药液,满足果园的喷药作业需求。(4)与常规喷雾相比,红外对靶喷雾在保持靶标获得较高喷雾量的同时,其喷雾总量减少了38.81%,并降低了地面与空中的雾滴流失量,减少了对环境的污染。
【作者】陆江；
【导师】丁为民；
【作者基本信息】南京农业大学，农业工程，2013，硕士
【关键词】靶标探测；红外反射；PLC；对比试验；

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