Устройство управления химической защитой растений

 

Изобретение относится к сельско му хозяйству, в частности к устройствам для химической защиты растений. Цель изобретения - повышение надежности и расширение функциональных возможностей управления. Устройство содержит микропроцессор 1, оперативное запоминающее устройство, блоки сопряжения 5, интерфейс 6, таймер 8, компаратор с датч11ком 1 1 капельножидкостной влажности листьев, преобразователь аналог-частота, термистор 13, термистор 16, установленный в почве, схемы управления 19. Если ЭВМ устанавливает, что время увлажнения превьш ает доп.стимое, рассчитывается эффективное значение этого времени, производится расчет инкубационного периода и времени оптимальс Q ного срока химической обработки с.-х. культуры. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л to О5 О) 4 СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1266491

А1

aD 4 А О! G 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CA4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3837207/30-15 (22) 07.01.85 (46) 30.10.86. Бюл. Ф 40 (71) Научно-исследовательский институт автоматизации производственных процессов в промышленности (72) Т.А.Гвердцители, Л.А.Надирадзе, А.Т.Гвердцители и Т.Т.Гвердцители (53) 632.934.1(088.8) (56) Электроника. США, 1977, Ф 24, с. 49-52. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ХИ11ИЧЕСКОЙ ЗАЩИТОЙ РАСТЕНИЙ (57) Изобретение относится к сельско му хозяйству, в частности к устройствам для химической защиты растений.

Цель изобретения — повышение надежности и расширение функциональных воэможностей управления. Устройство содержит микропроцессор 1, оперативное запоминающее устройство, блоки сопряжения 5, интерфейс б, таймер 8, компаратор с датчиком 11 капельножидкостной влажности листьев, преобразователь аналог-частота, термистор 13, термистор 16, установленный в почве, схемы управления 19. Если

3ВМ устанавливает, что время увлажнения превышает доп,стимое, рассчитывается эффективнос значение этого времени, производится расчет инкубационного периода и времени оптимальC ного срока химической обработки Cl

c.. -х. культуры. 1 з ° и. ф лы 1 ил.!

266491

Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для автоматизированного измерения, сбора и обработки информации о микроклиматических параметрах окружающей среды, влияющих на сроки развития болезней и вредителей сельскохозяйственных культур в полях, садах и виноградниках. !О

Цель изобретения — повышение надежности и расширение функциональных возможностей управления химической защитой.

На чертеже показана схема устройства управления химической защитой растений.

Устройство включает микропроцессор 1, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), состоящее из энергоэа-ур висимого 2 и энергозависимого 3 блоков, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 4, блоки 5 сопряжения, интерфейс 6,объединяющий перечисленные части в ЭВМ 7, таймер (датчик электронных часов) 8, блоки 9 ввода и 10 вывода в виде клавиатуры для ввода вручную десятичных цифровых данных и дисплея, компаратор с датчиком ll капельно-жидкостной влажности листь0 ев, преобразователь 12 аналог — частота (ПЛЧ), термистор 13, измеряющий температуру окружающего воздуха, гигрометрический преобразователь (гигрометр1 14, дополнительный

35 преобразователь 15 аналог — частота, термистор 16, устанавливаемый в почве, эталонные резисторы 17, ключи

18 для формирования аддитивных и схемы 19 управления для формирова— ния мультипликативных сдвигов функции преобразования сигналов.

Устройство управления химической защиты растений работает следующим образом.

После установки устройства в винограднике или саду ранней весной и включения электропитания в ЭВМ 7 начинает поступать информация о текущем времени, о наличии или отсутствии капельно-жидкостной влаги, 50 о температуре окружающего воздуха и почвы, об относительной влажности воздуха от соответствующих датчиков

8, !!, 13, 16, 14. ЭВИ 7 по результьтам измерений производит следующие

55 операции: фиксирует текущее время нанаблюдения с интервалом 0,5 ч и выдает управляющие импульсы; фиксирует наличие или отсутствие капельно-жидкостной влаги на кондуктометрическом датчике по состоянию компаратора; при наличии влаги на кондуктометрическом датчике подсчитывает интервал времени увлажнения один из важнейших переменных прогнозов; фиксирует текущее значение температуры воздуха и почвы и относительную влажности воздуха и инфор.мацию запоминает в ОЗУ; вычисляет среднесуточные значения измеряемых метеорологических параметров (температура воздуха z» почвы и влажность воздуха) с Получасовыми интервалами.

Датчик ll капельно-жидкостной влажности листьев является кондуктометрическим прибором, реагирующим на наличие капельно-жидкостной влаги на самом датчике (на листьях) и, соответственно, на резкое изменение проводимости, фиксируемое компаратором. Интервал времени измеряется посредством 3ВМ и называется времененем увлажнения. Интервал времени используется для прогноза вредителей и болезней сельскохозяйственных растений. Время увлажнения является одним иэ основных параметров, от которого зависит интенсивность развития болезней растений и инкубационный период. Например, для мильдю винограда или яблоневой парши при времени увлажнения меньше

1-2 ч болезни вообще не развиваются, особенно при малых среднесуточных значениях активных температур. Время увлажнения составляет обычно часы и его определение при помощи компаратора с датчиком 11 капельно-жидкостной влажности в микроэвм является основой прогноза, так как только в случае > производится подсчет и ! суммирование активных среднесуточных температур и расчег инкубационного периода Т„„,.

За значение измеряемых параметров принимаются не одиночные измерения, а результаты вычисления параметров на основе структурных методов повышения точности измерений. Например, при определении температуры воздуха t<, кроме определения основной зависимости частоты от сопротивления термистора Кь или в более общем виде — от темпер .туры 3 = ф (tIl,), аппроксимированной кусочно-линейной функцией

1266491 ао а ь °

)— по командам микроэвм за небольшой промежуток времени проводятся еще два измерения данного параметра в некоторых изменениях условиях, в частности: (2) (3) где 4Тэ, измерение температуры воздуха, соответствующее ь Рзт, сопротивление эталоннбго резистора 17,подключенного последовательно с термистором 13 датчика температуры воздуха; коэффициент усиления преобразователя 12 аналог — частота (при проведении измерения пб формуле (1) коэффициент усиления ПАЧ принят за а,,);

hRgg а,;. К

i=l,2,...m †чис участков кусочнолинейной аппроксимации функции преобразования частота — температура: ЗО а . а ... — свободный член.

Oi 1i

Реализация уравнений (1),(2) и (3) осуществляется управляемыми микроэвм ключами 18 и схемами 19 управления коэффициентами передачи, включающими и выключающими из цепей измерения эталонный резистор 4R, изменяющий коэффициент усиления ПАЧ в

К раз. Все три измерения проводятся эа малый промежуток времени и в пре-. 4g делах одной кусочно-линейной аппроксимации (индекс i не изменился), потому коэффициенты ао; и а,, в принципе зависящие от времени, в формулах (1), (2), (3) останутся одними <5 и теми же (не успеют измениться).

Величина 4Е постоянна в пределах одной кусочно-линейной аппроксимации, так как дt T — температура, соответствующая сопротивлению Р,т 50 эталонного резистора 17, сопротивление которого известно с высокой степеньЮ точности и постоянно во времени. Параметр 4 R включается и выключается в измерительной схеме,. 55 а в формуле (2) участвует косвенно— через свой эквивалент по температуре etq °

Если уравнения (1), (2), (3) рассматривать как систему линейных уравнений с постоянными коэффициентами относительно неизвестных а;, а,;

t, то можно вычислять единственное решение для искомой величины, Которая не содержит а;, а;, и поэтому результат не зависит от Heстабильных параметров а ;, а,; (реализован тестовый метод повышения точности, когда за счет избыточной информации, полученной при втором, третьем и т.д. измерениях, и понижения быстродействия достигается повышение точности измерения за счет искпючения нестабильных за большой, промежуток времени параметров а; и а„, ) .

Измерив за короткий промежуток времени три частоты 1, д1, и 1)2, () микроэвм решает систему из трех уравнений (1), (2) и (3) с тремя неизвестными t1,, а„;, а„ . Полученный результат не зависит от нестабильных параметров а;, а„ и является только функцией измеряемых величин

1) ; и 1),; и постоянных эталонных величин 4Р и К, известных заранее, с высокой степенью точности (li ° >, ... 4Рзт К) (4)

Таким же образом инвариантно определяются температура почвы t„ и относительная влажность воздуха ъ.

Величины 4К„ и К выбираются из требования, чтобы созданные их введением в измерения аддитивные и мультипликативные сдвиги функции преобразования укладывались в один и тот же участок кусочно-линейной аппроксимации.

Проведя с интервалами в 0,5 ч высокоточные измерения метеорологических параметров t>, t<, w, микроэвм определяет, превышает или нет время увлажнения . минимальное заданное значение т., разное для разных культур. Если, подсчет активных температур (превышение среднесуточной температуры воздуха над заданным, например, для милдью винограда 8 C) не производится. Если i > io, то производится подсчет активных температур и расчет инкубационных периодов

Т„„„ заболеваний. B этом случае прогноз проводится в зависимости от сельскохозяйственной культуры (например, по таблице или формулам Мюллера для милдью винограда, по таблице и

1 266 >91 формулам Мильса — для яблоневой паршиитд7..

Как правило, инкубационный период Ти„„ зависит не только от активных температур воздуха, но и от времени увлажнения >., которое, в свою очередь, определяется относительной влажностью воздуха w и температурой почвы t„ . Как это принято при прогнозировании болезней растений, эффективное время увлажнения

1, вычисляется из соотношения

>,5 ) где у, у„ — поправочные коэффициpHты, учитывающие BJIHsl ние повышения относительной влажности воздуха и температуры поч- 20 вы на эффективное вpеMя vBлажнения.

Если ЭВМ устанавливает, что время увлажнения превышает допустимое, и рассчитывает его эффективное. значе- 25 ние, начинается расчет инкубационного периода и времени оптимального срока химической обработки сельскохозяйственной культуры: например, для милдью винограда инкубационный 30 период составляет 61 С, а время химической обработки 31 С (принято инкубационный период выражать временем, которое потребуется, чтобы сумма активных температур воздуха достигла определенного значения). Накаплг,ванне активных температур после зараже— ния (когда превысило > ) происходит в течение нескольких дней, в течение этого врек>ени микроэвм вепре-,10 рывно следит за изменениями температуры воздуха и выдает электрический сигнал при достижении заданной доли инкубационного периода Т „>, соответствующего оптимальному сроку химической обработки.

При наличии соответствующего алгоритма прогноза, разного для разных культур, устройство легко может быть перепрограммировано на другой режим работы, в том числе и на прогноз ак— тивности вредителей, при этом основным параметром является температура почвы С„, .влияющая на жизнедеятельость перезимовавших форм врЕ ителей.

Контрольную (нажну>о) информацию

ЗВМ хранит в энергонезависимом ОЗУ. что гарантирует ее сохранность и контрольнук> распеча гку в необходимых случаях.

Введение нового датчика температуры почвы, замена пс ихометрическоII 11 го необдуваемого мокрого терми— стора более надежным сорбционным или резистивным гигрометрическим.датчиком наряду с введением в измерительные цепи датчиков .>талонных резис— торов, управляемых ключей и изменение коэффициента усиления преобразователя аналог — частота (Г АЧ) повьпнает достовернос..ь определения метеорологических параметров и эксплуатационную надежность устройства, уменьшает влияние побочных факторов.

В результате повьш>ена эффективность краткосрочного про> ноза сроков химическои обраб>отки сельскохозяйственных растений; появляется возможность прогнозирования не только болезней, но и активности вредителей, зимовав— ших в почве. Как следствие появляется возможность рсже проводить химическую обработку, ио одновременно повысить ее эффективность, уменьшить расход химикатов, повысить урожайность садов, виноградников и полей, улучшить качество с.обранного урожая .

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Устройство управления химической ";,à ùèòîé растений,,включающее электронно-вычислительную машину с микропроцессором, с>перативным и nocToëHíûì запоминающими устройс=вами, интерфейсом и блок;:ми >эвода, вывода, индикации и сопряжения а также таймер, кондуктометрический датчик влажности листьев с кок>паратором и датчики температуры и относительной влаж— ности воздуха с преобразователями аналог — частота, 1>одк ппченные к интерфейсу электроннс — вычислительной . машины через блоки сопряжения, о т— л и ч а ю щ е е с 5! >рМ» что с целью повьппения надежности и расширения функциональных возможностей управления, устройство снабжено датчиком температуры к:o.->вы с дополнительным преобразов; телем аналог частота, подкгпочен>:ь.", к интерфейсу через дополнительный блок сопряжения.

2. Устройство пс п, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тсм, что, с целью повьппения точности управления, чувствитель пгй элеменI датчика относи1266491 ния.

Составитель Г.Параев

Редактор Л.Веселовская Техред И.Попович, Корректор Т.Колб

Заказ 5688/1 Тираж 679 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4 тельной влажности воздуха выполнен в виде.сорбционного резисторного гигрометра, а чувствительные элементы датчиков температуры воздуха и почвы — в виде термисторов, причем последовательно резисторному гигрометру и термисторам включены эталонные резисторы, зашунтированные ключами, управляемыми блоками сопряжения, а преобразователи аналог — частота, снабжены схемами управления коэффициентами передачи преобразователей, подключенными к блокам сопряже