Основные функции программного обеспечения

Модульная единица 3.4.

Лекция «Использование дистанционных методов и прецизионной техники для внесения удобрений»

Цели и задачи. Сформировать умение разрабатывать электронные картограммы по обеспеченности элементами питания, кислотности, солонцеватости и карты-задания для дифференциального внесения удобрений в режиме «off line», а также способность разрабатывать агротребования для выполнения операций в режиме «on line».

Аннотация. Рассматриваются различные режимы дифференцированного внесения удобрений и мелиорантов (off line и on line), программное обеспечение, и использование прецизионной техники.

Ключевые слова: карта-задание, чип-карта, почвенный пробоотборник, GPS, бортовой компьютер, программное обеспечение, навигация, карта урожайности, контролер паралельного вождения, распределитель удобрений, дисплей курсоуказатель, оптический сенсор, N-тестер, калибровочные таблицы.

Рассматриваемые вопросы:

1. Режимы внесения удобрений в точных агротехнологиях.

2. Основные функции программного обеспечения.

3.Разработка агрохимических картограмм и карт-заданий.

4. Программное обеспечение для стационарного компьютера.

5. Контролер паралельного вождения трактора по полю.

6. Распределители твердых и жидких минеральных удобрений.

Задание.

По материалам заданных ГИС и агрохимических картограмм разработать карту-задание и процедуры по обеспечению дифференцированного внесения удобрений в режиме off line и агротребования для выполнения операций в режиме on line.

Содержание лекции

Режимы внесения удобрений в точных агротехнологиях

Технологические операции по внесению минеральных удобрений составляют существенную часть себестоимости всей агротехнологии и как следствие - себестоимости конечной продукции. Также и внесение минеральных удобрений существенно влияет на экологическую обстановку и качество конечной продукции. В настоящее время агроном рассчитывает дозу удобрения усреднено, то есть одну на все поле или производственный участок. А на самом деле потребность в удобрении на разных участках поля может значительно отличаться. В результате создается переизбыток удобрений на одних участках поля и нехватка на других, что соответственно влияет на количество и качество урожая, а также экологическую обстановку.

Современные технические и информационные средства позволяют обеспечить дифференцированное внесение удобрений в соответствии с микроструктурой почвенного покрова.

Точное земледелие предполагает два режима внесения удобрений - off- line и on- line. Режим off- line предусматривает предварительную подготовку на стационарном компьютере карты-задания, в которой содержатся пространственно привязанные с помощью GPS дозы удобрений для каждого элементарного участка поля. Для этого осуществляется сбор необходимых данных о поле, на основании которых проводится расчёт дозы для каждого элементарного участка поля, тем самым формируется (в специальной программе) карта-задание. Затем она переносится на чип-карте (носителе информации) на бортовой компьютер сельскохозяйственной техники, оснащённой GPS-приёмником, и выполняется заданная операция. Трактор, оснащенный бортовым компьютером, двигаясь по полю, с помощью GPS определяет свое местонахождение. Компьютер считывает с чип-карты дозу удобрений, соответствующую месту нахождения и посылает сигнал на контроллер распределителя твердых удобрений или опрыскивателя. Контроллер же, получив сигнал, выставляет нужную дозу.

Режим реального времени ( on- line) предполагает предварительное определение агротребований на выполнение операции по внесению удобрений и мелиорантов, а соответствующая доза определяется непосредственно во время выполнения операции. Агротребования в данном случае - это количественная зависимость дозы агрохимикатов от показаний датчика, установленного на сельскохозяйственной технике, выполняющей операцию, и сканирующего посев. Результаты выполнения операции (дозы и координаты, обработанная площадь, время выполнения и фамилия исполнителя) записываются на чип-карту.

Комплектация технического обеспечения реализации агроприемов в системе точного земледелия существенно зависит от режима их выполнения. В этой связи точные (прецизионные) технологии предполагают использование различной информационной и технической базы.

Далее на примере внесения минеральных удобрений рассмотрим две прецизионные технологии, реализация которых осуществляется в режимах off- line и on- line.

Первая технология предусматривает внесение минеральных удобрений в режиме off- line и имеет в качестве информационно-технической базы мобильный автоматизированный комплекс для создания электронных карт полей и агрохимического обследования.

Он состоит из следующих функциональных компонентов:

- движитель,

- автоматический почвенный проботборник

- спутниковая система позиционирования (GPS)

- бортовой компьютер

- программное обеспечение.

Движитель - автомобиль типа «Нива», или любой другой джип, подходящий по критериям мобильности, а именно, возможности перемещаться на расстояния большие, чем сельхозугодья одного хозяйства, грузоподъёмности, стоимости и проходимости. Причём, если автомобиль будет оборудован так называемыми шинами «низкого давления», то проходимость его увеличится. Движитель оснащен специальной оснасткой для крепления автоматического пробоотборника на задней части автомобиля. Специальная оснастка включает в себя, помимо железной рамной конструкции для непосредственной навески пробоотборника, также розетку, соединенную с аккумуляторной батареей автомобиля.

В автомобиле предусмотрено также штатное место внутри кузова для транспортного расположения пробоотборника на случай передвижения на большие расстояния.

Автоматический почвенный пробоотборник представляет собой агрегат, смонтированный как навесное оборудование на задней части рамы движителя; он работает от электрического двигателя, питающегося от аккумуляторной батареи автомобиля. Электрический двигатель приводит в действие гидравлическую систему, непосредственно производящую отбор проб посредством двух спаренных агрохимических буров. Пробоотборник оснащен блоком управления, управляющей электроникой, датчиком и регулятором рабочего давления. Почвенные пробы берутся на глубину 25 см. Почва автоматически собирается в специальный контейнер на пробоотборнике и пересыпается в отдельную маркированную тару по окончании отбора объединённой пробы, то есть пробы с одного элементарного участка поля.

В качестве системы позиционирования на местности используется американская Global Position Sistem (GPS) или глобальная система позиционирования, точнее - ее космический сегмент, представляющий собой созвездие из 24 спутников. Система GPS работает при любых погодных условиях по всему миру 24 часа в сутки. С ее помощью можно с высокой степенью точности определять координаты и скорость подвижных объектов. За пользование услугами системы GPS не взимается ни абонентская плата, ни плата за подключение. Все, что нужно для пользования системой GPS - это приобрести GPS-приемник.

В качестве GPS-приёмника нами был выбран AgGPS-132 фирмы Tpimble ввиду своей многофункциональности, так как он специально предназначен для установки на транспортные средства, обеспечивая субметровый уровень точности в дифференциальном режиме.

GPS-приёмник (на примере AgGPS-132) объединяет приемник GPS сигналов. приемник поправок от морских MSK и приемник поправок от спутникового дифференциального сервиса (Omnistar Rakal), при этом используется одна комбинированная антенна. Такая конфигурация значительно повышает точность (до 0,5м) и надежность определения места, а также упрощает реализацию дифференциального режима.

DGPS приемник оборудован встроенным ЖК дисплеем и клавиатурой, что обеспечивает простоту настроек и интеграцию в существующие программно-аппаратные комплексы. Питание DGPS приёмника осуществляется от бортовой сети питания в диапазоне от 10 до 32 вольт постоянного тока, кроме того, питание может осуществляться от аккумуляторных батарей. AgGPS-132 может быть легко интегрирован и настроен для работы с широким спектром оборудования, таким как судовые навигационные комплексы, сейсмические станции, оборудование сельскохозяйственных машин, полевые компьютеры и контроллеры-накопители.

Встроенный двухканальный цифровой приёмник дифференциальных поправок от MSK маяков с низким уровнем внутренних шумов позволяет принимать сигналы от маяка на удалении в сотни километров. Определение местоположения осуществляется с использованием надёжных методик дифференциальной обработки, что позволяет приступить к работам всего лишь через несколько секунд после включения комплекса.

Бортовой компьютер (например Fujitsu PenCentra 200) соединен с GPS-приёмником кабелем стандарта RS-232 для получения текущей координаты. Он оснащён специальным программным обеспечением.

На испытательном полигоне АФИ выбрано программное обеспечение (ПО) SST FieldRover II by Farm Works производства Site-Specific Technology (SST) Development Group, Inc. Программное обеспечение бортового компьютера позволяет сразу же на поле создавать электронный контур обследуемого участка, определение точек отбора проб и навигацию по этим точкам. Также предусмотрено подключение внешних датчиков для непрерывного (сплошного) обследования экспериментальных участков.

Основные функции программного обеспечения

Создание электронных карт обследуемых полей, с использованием объектов типа «линия», «точка» и «полигон».

- Возможность ведения базы данных с привязкой атрибутов к идентификаторам топографических объектов.

- Поддержка функции увеличения/уменьшения карты.

- Работа в метрической системе измерения.

- Работа с GPS-приемниками через СОМ-порт, поддерживающими стандарт NMEA0183.

- Отображение текущих географических координат.

- Возможность навигации в заданную точку.

- Возможность отображения длины, расстояний, площади геообъектов.

- Работа с несколькими слоями отображения информации.

- Поддержка импорта/экспорта данных в формате ESRI® Shapefile. и MIF MID

- Работа с растровыми слоями JPG, Img, GeoTIFF .

- Наложение сетки на полигон. Сетка может иметь произвольный размер и ориентацию. Каждой ячейке присваивается уникальный идентификатор.

- Ячейка сетки может быть квадратной либо прямоугольной. Ее размер может быть задан как по площади, так и по длине стороны ячейки.

- Сетку, в режиме редактирования, можно вращать, перемещать. При выходе из режима редактирования, сетка преобразуется в слой точек и слой полигонов.

- Отображение текстовых атрибутов полигонов, линий, точек.

- Возможность задания неограниченного количества атрибутов для геообъектов.

- Возможность для создания и отображение легенды для геообъектов на основании атрибутов этих объектов.

Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 230; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!