智能施肥器的设计

贾荣丛 滨州学院山东滨州 256603

基金项目：滨州学院服务地方项目专项合同（BZXYFB20140809），滨州学院科研基金项目（BZXYG1520），滨州学院服务地方项目专项合同（BZXYFB20140804）

【文章摘要】

 　　本文以新型智能施肥器为例，对智能施肥过程进行了研究。智能施肥器采用自动变量施肥技术，简称精准施肥，智能施肥技术是精准农业技术的重要组成部分，又是解决上述问题的有效手段。结果表明：这种自动和精准的施肥方法的应用，有力地填补了我国农业施肥智能化空白，解放了劳动力；提高了工作效率；克服农业面源污染，绿色低碳。

【关键词】

自动控制施肥；精准施肥；单片机

0 引言

由于中国人口激增，耕地面积减少，农田复种指数就渐增，作物产量的需求大幅度提高，而由于非科学施肥，有机肥施用量就下降，钾肥投入严重不足，所以土壤缺钾面积日益扩大从而造成无法满足人民日益增长的粮食需求。

智能施肥器采用电能驱动，在满足不同工况施肥条件下，结合相应的智能技术，实现距离及肥量控制，克服农业面源污染，绿色低碳极大的提高了劳动生产率。

1 施肥器机械结构及电气结构组成

1.1 施肥器机械结构

本设计机械结构由四部分组成：主体框架、动力装置、施肥装置、传动装置。主体框架主要起支撑作用，与电动三轮车相仿利用其三角形的稳定性和占空间小的特点。

1.2 电气结构与组成

施肥器电气工作结构包括四大模块，即检测模块、单片机控制模块、电机驱动与调速模块、后续工作辅助设备模块。本设计以51 单片机为硬件控制中心，最后根据光电接近传感器采集的现场信息来决定施肥控制策略以满足对特殊工况的处理需要，键盘为满足人机交互进行的控制。

2 软硬件设计

硬件是整个系统的骨架，是所有是系统所有命令的执行者，硬件的设计一定要使系统的结构、性能和成本达到最优化的组合。本章着力于硬件的设计，完成硬件的最优化配置。主要包括四部分：电磁阀脉冲计数电路的设计、光电检测电路的设计，电机控制驱动电路设计和电机调速方案的设计。

软件设计反映了机器工作过程的先后顺序以及机器自动应付所出现的各种状况的方法，可以使硬件的设计更为简便。在施肥器设计中，机器的重启、电机的调速控制、对采集信号的处理、对无肥料状况的处理都是通过编程配合硬件及机械构件完成的。

3 结论

环保绿色智能施肥器是将颗粒化肥不需要挖坑刨土直接施入到庄稼根下的土壤里的一种自动化与智能化结合的小型机械设备；它有力地填补了我国农业施肥智能化空白，解放了劳动力；提高了工作效率；克服农业面源污染，绿色低碳，有广阔的市场应用前景，这为推进我国农业现代化建设提供了强有力的帮助，对高效率，高产量有较高要求的农民工作者来说是不可缺少的农作工具。

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图1 施肥器机械结构图

图2控制电路

实验研究

Experimental Research

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