為此針對傳統(tǒng)噴藥機械勞動力大效率低下，均一化施藥程度差以及人員安全性低等諸多問題，采用遠程物聯(lián)網(wǎng)控制技術與電機驅動技術研制了具有遠程控制及查看數(shù)據(jù)，精準化噴藥等功能的大棚噴藥機。
系統(tǒng)集成：
所研制的物聯(lián)網(wǎng)大棚噴藥機主要有行走系統(tǒng)，控制系統(tǒng)和噴藥系統(tǒng)組成，如圖 1 所示。其中，行走系統(tǒng)包括行走控制裝置、三足鼎立式行走底盤、距離反饋裝置；控制系統(tǒng)包括線上物聯(lián)網(wǎng)控制、線下觸屏控制、溫濕度采集反饋；噴藥系統(tǒng)包括液泵控制器、液泵、風機、噴頭、噴筒等。
手機由人工操作向物聯(lián)網(wǎng)大棚噴藥機輸入噴藥距離，噴灑等控制信號；物聯(lián)網(wǎng)模塊通過串口將接收到的信息發(fā)送給主控芯片，經(jīng)由芯片處理將指令輸入行走控制裝置和液泵控制器。機器動力能量來源均來自開關電源。
硬件結構：
2.1 軌道行走機構
行走機構采用三輪式行走機構如圖 2，在 T 型軌道上運行。三輪式行走機構就是一側具有兩個行走輪另一側具有一個行走輪，經(jīng)測試同樣能夠滿足穩(wěn)定性的要求。將具有一個輪子的一側作為行走機構的動力輪。由于輪子的分配不同使得三個輪承受的壓力不同，獨輪側輪子承受的壓力是雙輪側輪子的兩倍，動力輪運行時就不易出現(xiàn)打滑狀況，防滑性能好。機器按預定軌道運行時借鑒傳統(tǒng)噴藥機的限位機構，以耐磨 PU 輪為主體搭建了導向機構如圖3。
導向機構作用：(1)導向；(2)運行底盤分別在四角使用四組限位輪，它們緊貼軌道水平受力，在機器發(fā)生失衡時會因為擠壓 受到垂直方向的摩檫力，保證了機器的穩(wěn)定。為了機器節(jié)省空間主 動輪采用鏈條傳動將電機置于底盤的下方節(jié)省空間。
2.2 精準測距機構
采用了國源工控的 TA-4006-200 型米輪，使用脈沖計數(shù)方式200 脈沖 / 圈，經(jīng)過算法轉換距離，單位為米如圖4。
2.3 噴藥機構
采用 120W 大功率風機與高壓霧化噴頭結合如圖 5，高壓霧化噴頭噴出藥霧經(jīng)由風機鼓動從而產(chǎn)生一種彌霧效果，與傳統(tǒng)燃油式彌霧機相比污染小，并且使彌霧范圍可擴大為 10 到 15 米完全滿足各種棚體橫向噴霧的使用要求。
2.4 溫濕度采集
溫濕度采集模塊采用DHT11，由于溫濕度模塊是搭載在噴藥機上面的。由于這種設計的特殊性，噴藥機運行時會經(jīng)過需要噴灑的地點，所以就能實時采集大棚各個地點的溫濕度，通過物聯(lián)網(wǎng)傳 輸?shù)綉枚?APP)顯示。
2.5 供電方式
本設備考慮在大棚內(nèi)使用所以搭載 300W 開關電源，220V 市 電接入后經(jīng)由開關電源轉為 5V 和 12V，5V 為噴藥機控制器供電，12V 分別為行走電機，噴藥水泵，風機供電。
軟件設計：
3.1 GAgent移植
機智云物聯(lián)網(wǎng)平臺的 GAgent 移植進 wifi 模組，GAgent 是機智云為硬件接入提供的運行于通信模組等環(huán)境的嵌入式固件系統(tǒng)，設備通過GAgent 接入機智云平臺。GAgent 主要作用是數(shù)據(jù)轉發(fā)，用于連接 設備數(shù)據(jù)、機智云、應用端(APP)， GAgent 代碼結構如圖6.
3.2 物聯(lián)網(wǎng)遠程控制協(xié)議處理
在機智云Aiot開發(fā)平臺上添加控制系統(tǒng)外設的設備節(jié)點，平臺會根據(jù)開發(fā)者設置節(jié)點的需求自動生成相應的通信協(xié)議，根據(jù)此通信協(xié)議開發(fā)者即可與機智云平臺進行數(shù)據(jù)交互 。如圖 7 和圖 8 所示。
結語：
當前物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)普及，農(nóng)業(yè)設備的智能化、信息化同樣也需要跟進步伐，該設備是經(jīng)過多次的實地調研后設計產(chǎn)生的，能解決大棚內(nèi)噴藥方面的問題。該設備的設計有效提高了蔬菜大棚內(nèi)的噴藥效率，減少了人工噴藥時大面積噴藥對人體的損害。物聯(lián)網(wǎng)的應用使得設備運行使用方便，對于農(nóng)業(yè)信息采集，數(shù)據(jù)監(jiān)測更加省時省力。
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