一种盐碱地调理剂精准投放混埋控制系统及控制方法

本发明属于农业盐碱地改良领域，更确切的说，本发明涉及一种盐碱地调理剂精准投放混埋控制系统及控制方法。

背景技术：

1、盐碱地占我国土总面积的10％左右，这其中约三分之一具有开发利用潜力，是我国重要的潜在耕地资源。改造改良盐碱地，不但可以提高地面植被覆盖率，改善自然环境；而且能够增加国家耕地面积，对提高粮食产量，保障国家粮食安全都有着积极意义。在盐碱地改良方式中，通过播撒改良剂，可以改善土壤团粒结构从而增加土壤的透气性和土壤有机质，同时能够提高土壤的离子交换率，进而改善盐碱地的性质，是盐碱地改良的主要手段之一。

2、目前受制于调理剂投放播撒设备的缺乏，调理剂播撒工作主要通过人工完成，效率低下，容易出现漏播复播。调理剂的投放量依靠人工经验，无法做到根据土壤盐碱度情况进行精准投放，投放量偏小时，造成土壤改良效果不达标；投放量过大时，造成资源浪费以及环境污染等问题。此外，调理剂通常被播撒在土壤表面，与土壤混合度低，无法充分发挥改良效力。

技术实现思路

1、本发明针对当前盐碱地改良剂投放混埋过程中投放量不可控，缺乏自动投放混埋装置以及控制系统的问题，提供了一种可以根据土壤盐碱度信息，自动调整调理剂投放量以及混埋速度的作业控制系统。

2、一种盐碱地调理剂投放混埋控制系统，包括中央控制器、投料电机驱动单元、投料电机单元、投料单元、混埋电机驱动器、混埋电机、混埋单元和定位信号接收单元。

3、所述的中央控制器固定在料箱前板上；投料电机驱动单元固定在料箱前板上，通过输出总线与中央控制器的输出接口相连；投料电机单元固定在料箱底架上；投料单元安装在料箱底架上，投料电机单元的输出轴与投料单元的输入端相连；混埋电机驱动器固定在料箱的后板上，通过输出总线与中央控制器的输出接口相连；混埋电机固定在料箱的后板上；混埋单元通过轴承安装在料箱底板支架上，混埋单元通过链条与混埋电机相连；定位信号接收单元固定在料箱的顶板上，通过can总线与中央控制器相连。

4、所述的中央控制器为嵌入式微控制器，其时钟频率不低于72mhz，io口不低于4个，can通信端口不低于1个，数模转换通道不低于4个，usb接口不低于1个。

5、所述的投料电机驱动单元包括左投料电机驱动器、中投料电机驱动器和右投料电机驱动器。投料电机单元包括左投料电机、中投料电机和右投料电机。投料单元包括左投料单元、中投料单元和右投料单元。左投料电机驱动器通过输出线缆与左投料电机连接，左投料电机的输出轴与左投料单元的输入轴相连；中投料电机驱动器通过输出线缆与中投料电机连接，中投料电机的输出轴与中投料单元的输入轴相连；右投料电机驱动器通过输出线缆与右投料电机连接，右投料电机的输出轴与左投料单元的输入轴相连。

6、所述的左投料电机驱动器、中投料电机驱动器和右投料电机驱动器为直流无刷电机驱动器；左投料电机、中投料电机和右投料电机为直流无刷电机，转速可调；左投料单元、中投料单元和右投料单元的投料速度可随投料电机转速变化。

7、所述的混埋电机驱动器为直流无刷电机驱动器；混埋电机为直流无刷电机，转速可调；混埋单元转速可变。

8、所述的定位信号接收单元分别固定在料箱顶部的左前端和右前端。

9、一种盐碱地调理剂精准投放混埋控制方法，该方法包括以下步骤：

10、步骤1、中央控制器通过usb接口，读取提前测量完成的土壤盐碱度分布表。

11、步骤2、中央控制器通过can总线，由定位信号接收单元获取当前的定位坐标。

12、步骤3、中央控制器按当前定位坐标，从土壤盐碱度分布表中查询当前坐标的盐碱度数据sa左、sa中和sa右。

13、步骤4、中央控制器按照公式计算出投料电机驱动单元的设定值v左、v中和v右。式中，smax为土壤最大盐碱度处理值，vmax为电机驱动器最大设定转速。

14、步骤5、中央控制器按照计算结果，设定左投料电机驱动器的转速v左、设定中投料电机驱动器的转速v中、设定右投料电机驱动器的转速v右。

15、步骤6、投料电机驱动单元按照设置值控制投料电机单元旋转，并驱动投料单元运转，排出调理剂。

16、步骤7、中央控制器设定混埋电机驱动器速度，混埋电机驱动器控制混埋电机旋转，并驱动混埋单元工作。

17、步骤8、中央控制器判断是否接收到作业全部完成的命令。

18、步骤8.1、若判断作业全部完成的结果为否，重新进入步骤2继续作业。

19、步骤8.2、若判断作业全部完成的结果为是，进入停机过程。

20、步骤9、中央控制器停止投料电机驱动单元工作。

21、步骤10、中央控制器停止混埋电机驱动器工作。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

23、(1)采用全自动的调理剂投放混埋系统，节省了人力物力，并且避免了漏撒复撒问题的发生。

24、(2)通过定位系统获取土壤坐标后，根据定位坐标获取精准的土壤盐碱度数据，以此为依据精量播撒调理剂，避免了调理剂的浪费，同时降低了对土壤的过渡损害。

25、(3)调理剂投放单元分为左、中、右三个区域，进一步提高了播撒精度和均匀度，有利于充分发挥改良剂的效力。

技术特征：

1.一种盐碱地调理剂投放混埋控制系统，其特征在于：包括中央控制器(a)、投料电机驱动单元(b)、投料电机单元(c)、投料单元(d)、混埋电机驱动器(e)、混埋电机(f)、混埋单元(g)和定位信号接收单元(h)；

2.根据权利要求1所述的一种盐碱地调理剂投放混埋控制系统，其特征在于：中央控制器(a)为嵌入式微控制器，其时钟频率不低于72mhz，io口不低于4个，can通信端口不低于1个，数模转换通道不低于4个，usb接口不低于1个。

3.根据权利要求1所述的一种盐碱地调理剂投放混埋控制系统，其特征在于：所述的投料电机驱动单元(b)包括左投料电机驱动器(1)、中投料电机驱动器(4)和右投料电机驱动器(7)；投料电机单元(c)包括左投料电机(2)、中投料电机(5)和右投料电机(8)；投料单元(d)包括左投料单元(3)、中投料单元(6)和右投料单元(9)；左投料电机驱动器(1)通过输出线缆与左投料电机(2)连接，左投料电机(2)的输出轴与左投料单元(3)的输入轴相连；中投料电机驱动器(4)通过输出线缆与中投料电机(5)连接，中投料电机(5)的输出轴与中投料单元(6)的输入轴相连；右投料电机驱动器(7)通过输出线缆与右投料电机(8)连接，右投料电机(8)的输出轴与左投料单元(9)的输入轴相连。

4.根据权利要求3所述的一种盐碱地调理剂投放混埋控制系统，其特征在于：所述的左投料电机驱动器(1)、中投料电机驱动器(4)和右投料电机驱动器(7)为直流无刷电机驱动器；左投料电机(2)、中投料电机(5)和右投料电机(8)为直流无刷电机，转速可调；左投料单元(3)、中投料单元(6)和右投料单元(9)的投料速度可随投料电机转速变化。

5.根据权利要求1所述的一种盐碱地调理剂投放混埋控制系统，其特征在于：所述的混埋电机驱动器(e)为直流无刷电机驱动器；混埋电机(f)为直流无刷电机，转速可调；混埋单元(g)转速可变。

6.根据权利要求1所述的一种盐碱地调理剂投放混埋控制系统，其特征在于：所述的定位信号接收单元(h)分别固定在料箱顶部的左前端和右前端。

7.利用权力1-5任意一项所述的一种盐碱地调理剂精准投放混埋控制方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种盐碱地调理剂精准投放混埋控制系统及控制方法，能够根据土壤盐碱度信息，自动调整调理剂投放量以及混埋速度，克服了人工漏撒复撒问题的发生，避免了调理剂的浪费，同时降低了对土壤的过度损害。该系统包括中央控制器、投料电机驱动单元、投料电机单元、投料单元、混埋电机驱动器、混埋电机、混埋单元和定位信号接收单元。中央控制器从定位信号接收单元获取当前定位信息后，从土壤盐碱度分布表中查询盐碱度，根据土壤盐碱度计算投料单元和混埋单元的作业速度，投料单元采用分区控制的方法进一步提高了调理剂的投放精度和应用效果。技术研发人员：刘大欣,梁正伟,于海业,周德义,张劲松,张强,杨昊谕,张蕾,于春生,胡伟,吴宝广,张成宇受保护的技术使用者：吉林大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18