基于嵌入式互聯網的遠程智能噴霧控制系統設計

吳亞壘，祁力鈞，張 豪，程湞湞，劉婠婠，謝德盛，Elizabeth Musiu

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基于嵌入式互聯網的遠程智能噴霧控制系統設計

吳亞壘1，祁力鈞1※，張 豪1，程湞湞1，劉婠婠1，謝德盛2，Elizabeth Musiu1

（1. 中國農業大學工學院，北京 100083；2. 深圳市隆瑞科技有限公司，廣州 518108）

為提高設施農業植保作業智能管控能力，該文提出一種基于STM32F101和STM32F103嵌入式技術，結合4G互聯網、局域WIFI通信技術及超聲波靶標檢測算法，能夠便捷地對設施作業裝備遠程視頻與控制的方案，達到人機分離與精準施藥的目的。該系統在Eclipse和Keil-uvision4開發環境下采用Socket和多線程技術實現雙向通信，以TCP通訊協議為媒介，Android端和客戶端通過互聯網或無線網卡轉接移動路由實現遠程智能噴霧控制。試驗結果表明：1）Android端能夠在LAN或Internet中實現智能噴霧裝備的近遠程控制，軟件界面回傳狀態無卡頓、延時發生，能夠準確發射控制指令，實現了對靶標間歇性施藥管控；2）系統建立的雙向心跳包能夠在通信故障情況下迫使噴霧裝備處于休眠狀態，經測試，心跳包設定時間與噴霧裝備休眠響應時間平均相對誤差不超過5.50%；3）采用視頻幀對冠層中線定位，借助超聲檢測算法確定風送距離參數且建立冠層體積模型。試驗發現，冠層密度對體積測量結果有顯著影響，但總體測量準確度可達94.67%。該研究對其他農機裝備的智能化管控研究有參考意義。

噴霧；控制；設計；STM32嵌入技術；無線網絡通信技術；超聲波檢測算法

0 引 言

近年來，隨著中國農業產業結構的不斷優化調整，設施農業種植面積和產量穩步提升[1]。中國已成為世界上設施栽培面積最大的國家，預計2030年中國設施栽培面積可望增至1 70萬hm2。在設施農業快速發展的同時，其施藥設備和技術卻滯于瓶頸期[2]，防治過程中不僅農藥利用率低，且易導致施藥人員中毒等一系列問題[3]。隨著機械化與智能化的發展，將遠程控制[4]與農藥噴施技術[5-6]相結合對確保人員安全、降低勞動強度、克服青壯勞動力短缺及其精確靶標施藥等[7-8]具有重要的實際意義。

國內外學者已經在林木果園[9-11]、田間植株[12-13]、和設施園藝[14-16]上開展了遠程控制和精確靶標施藥研究。姜紅花等[17]將植保機械與電子控制技術及物聯網技術相結合，設計了高通過性履帶自走式果園自動對靶風送噴霧機。徐波等[18]基于Android平臺的平板電腦，對林木進行測試，能在Wi-Fi環境下實現噴霧啟停控制、參數設置等功能。劉雪美等[19]針對大田植株行距、株距較大的作物對行施藥的農藝要求，設計了噴桿噴霧精確對靶施藥系統。Gázquez等[20-22]研究設計了設施園藝智能施藥機器人系統，在預定軌道上行走，按設定噴藥量進行噴霧作業，且自動控制施藥時間，自動施藥避免操作者與農藥過度接觸帶來的危害[3]。祁力鈞等[23]在袁雪等[24]基礎上利用GPRS通信和控制技術初步實現了對設施群內彌霧機遠程控制和操作。總的來說，針對遠程控制與精準施藥技術研究還相對較少，技術還不成熟，系統亟需完備[25]。

本文基于嵌入式開發和4G互聯網技術，旨在設計“互聯網+”設施智能遠程控制系統，并對該系統在北京（中國農業大學植保實驗室）和深圳（深圳市隆瑞科技有限公司）之間進行了通信測試與試驗驗證。該系統以超聲波傳感器為載體，采用檢測算法確定風送距離參數和建立冠層體積方程，從而根據作物需求，在特定環境下確定噴施量與噴施距離，提高農藥噴霧施用效率。

1 系統架構與工作原理

本文研制了一種基于可視化人機交互模式的遠程遙控作業車，整車結構緊湊，可遙控實現其在矮化果園和設施溫室等狹窄場所機動靈活作業，具有響應迅速，動作執行可靠的優點。該遠程施藥控制系統基于C/S架構，施藥系統軟件由Android端、4G互聯網無線網絡和噴霧裝備客戶端組成。該系統設計的創新思想是將華為4G全網通無線網卡與內嵌花生殼服務的蒲公英路由器耦合在一起，擺脫了固定寬帶網絡受地域限制弊端，同時達到內網穿透的目的。用戶能夠借助LAN或Internet實現智能噴霧裝備的近遠程控制，圖1為遠程施藥控制系統原理圖。

圖1 遠程施藥控制系統原理圖

遠程施藥控制系統客戶端主要由行走平臺和施藥系統組成，如圖2所示。

1.軌道 2.行走電機 3.避障傳感器 4.左右搖擺機殼 5.攝像機 6.超聲波模塊 7.按鍵板與WI-FI模塊 8.上下搖擺噴頭

行走平臺在軌道上由大功率無刷電機驅動，平臺前后各裝有紅外傳感器檢測前后方有無障礙物并作出避障動作，此平臺一機多用，可用于果蔬運輸。施藥系統包括檢測裝置與噴霧執行裝置：檢測裝置主要包括攝像機與超聲波模塊，攝像機負責返回視頻幀信息，當視頻幀中檢測裝置運行至冠層中心線位置處，行走電機停止；每個超聲波傳感器進行掃描，借助超聲波檢測算法對測試冠層體積進行反演和風送距離參數確定，初步確定噴施量與噴施距離，繼而實現對單位面積上沉積量改變。噴霧執行裝置通過自適應風機風速調整，改變風機輸送距離，同時通過齒輪的嚙合運動實現上下搖擺，在風力的擾動下對枝葉進行翻轉，實現作物的上下端和葉背、葉面霧滴均勻沉積。該噴霧裝備主要技術參數如表1所示。

表1 噴霧裝備的技術參數

2 Android端系統通信優化與界面監測設計

系統APP開發基于TCP/IP協議，采用Socket和多線程技術，在Eclipse集成開發環境下采用java語言設計完成，生成APK文件，運行平臺為OPPO R11。

2.1 Android端遠程系統通信和IP包優化

2.1.1 Android端遠程通信優化

本文遠程控制基本原理是“端口映射”+“動態域名”。端口映射使得外網對于路由器（蒲公英路由器X5型）上一個特定端口的訪問會被路由器轉到一個指定的客戶端IP（本文IP為192.168.1.107），此時路由器起到“橋”功能，使外網和噴霧裝備上面的WI-FI模塊（物理地址為94:BA:56:00:C9:01）聯通，鑒于路由器上的外網訪問IP不斷被更新，有且通過花生殼動態域名設置解析IP地址，本文動態訪問域名為20220787by.iask.in，可實現局域網轉外網功能，從而操作人員可以通過外網控制噴霧裝備。

2.1.2 Android端系統IP數據包優化

通信協議中單字符通信方式干擾較大，本文Android端與噴霧裝備端數據交換采用IP包形式[26]傳送控制指令，包頭和包尾均為0XFF，解包機制可以對數據包精確接收及終止。IP包的數據交換格式規定為：{包頭，類型位，命令位，數據位，包尾}，如：{FF，溫濕度顯示，溫濕度接收，溫濕度值，FF}和{FF，風速設定，風速發送，風速值，FF}，IP數據包分別采用Input Stream類和Output Stream類從流中讀取與輸出數據包，同時實例化socket Writer對象，以Byte打包方式將數據包發送到路由器，路由器借助花生殼服務端口映射把數據包轉發給客戶端串口。發送至STM32單片機的數據包利用解包機制將該包解開，并控制模塊執行相關操作，最后采用flush和close方法分別刷空輸出流及關閉流以釋放資源。

邱占芝等[27]對數據包接收情況進行了試驗驗證，當試驗環境空曠情況下，數據包被噴霧裝備接收端穩定接收，但是當環境復雜（障礙物遮擋等情況），數據包有可能被屏蔽或遮擋，無法被接收端接收。對此，在程序中定義應答和計時變量，如timer.schedule(new MyTask(), 1000, 150)，當手機端未接收到應答情況下，每隔150 ms循環發射該控制命令，直到接收應答停止。

2.2 Android端系統視頻幀監測

本文在搭載遠程通信的基礎上，通過視頻幀對果樹中心線進行簡單定位，為后續果樹冠層體積測量提供輔助算法。考慮到試驗過程中算法工效及分割難度，本算法截取底部1/8圖像。在eclipse開發環境中架構opencv鏈接庫，首先對該圖像進行Ostu法二值化，算出最優閾值T后可根據式（1）將圖像分成樹干和背景2個部分。其次根據式（2）、（3）求解樹干左右兩側行像素累加平均值，然后對其平均值作比，如果比值為1，完成此次視頻幀定位。

式中為二值化圖像灰度數值，T為自適應最優閾值；=1為背景（白色），=0為樹干（黑色）。

式中(,)為第行第列的像素值；left為第行樹干左側的像素值；right為第行樹干右側的像素值；left為第行樹干左側的寬度；right為第行樹干右側的寬度；為圖像寬度；為圖像高度；為樹干左側像素平均值與右側像素平均值的比。

2.3 Android端系統界面設計

簡潔易用是本文Android端系統界面設計理念。作業界面包括工作參數顯示、指令輸入和消息提示，分別用于顯示和設置噴霧設備的噴霧參數及反饋狀態信息；該系統界面可獲取設施內實時數據并采用數據可視化技術[17]，監測溫濕度實時數據參量變化，若不滿足噴霧環境溫濕度則終止此次作業，同時視頻插件嵌套到控制界面，多線程實時監測作物體積參數及噴霧裝備在線工作狀態等情況[28]；同時考慮到Android端系統視頻幀監測算法對于背景復雜的現場有局限性，為保證噴霧質量，通過代碼在界面生成淺藍色標記線，輔助視頻幀進行中線定位。各個Activity直接用Intent函數進行轉換，主要UI界面設計如圖3所示。

圖3 UI界面設計

Fig.3 UI interface design

3 嵌入式硬件開發與軟件優化設計

3.1 嵌入式硬件開發

本文嵌入式硬件電路以STM32主芯片為核心，主要分為按鍵板（圖4a）和控制板（圖4b）電路，按鍵板與控制板采用RS-485通信協議接口，可實現多點通信且RS-485接口具有良好抗噪干擾性，長距離傳輸等優點[29]。按鍵板較控制板芯片多12個引腳，主要用于連接超聲波傳感器和溫濕度引腳；該按鍵板主要發送和回傳指令，通過矩陣鍵盤掃描，串口中斷等完成對控制板信號發送，通過WIFI模塊完成數據包指令的回傳，包括溫濕度、電壓、風速及超聲波檢測算法等數值。控制板上面包括電源降壓、電機驅動、避障限位、流量及風速設定等功能模塊。電源降壓模塊分別給電機驅動部分和控制部分供電。傳感器模塊主要是避障和限位模塊進行信號反饋，間接調控電機驅動模塊啟停。

1.USB轉WIFI模塊 2.測距1信號線 3.測距2信號線 4.測距3信號線 5.測距4信號線 6.通信信號線 7.STM32F103單片機 8.程序燒錄串口 9.溫濕度信號線 10.RS485信號線

1.USB to WIFI module 2.Ranging 1 signal line 3.Ranging 2 signal line 4.Ranging 3 signal line 5.Ranging 4 signal line 6.Communication signal line 7.STM32F103 MCU 8. Program burning serial port 9. Temperature and humidity signal line 10. RS485 signal line

a. 噴霧裝備系統按鍵板PCB設計

a. Spray equipment system key board PCB design

1.電源線 2.RS485通訊線 3.STM32F101單片機 4.程序燒錄串口 5.上下搖擺信號線 6.風機信號線 7.左右搖擺信號線 8.避障信號線 9.限位信號線 10.行走信號線 11.測距5信號線 12.水泵信號線 13.測距6信號線

1.Power cable 2.RS485 communication cable 3.STM32F101 MCU 4.Program burning serial port 5.Up and down swing signal line 6.Fan signal line 7.Left and right swing signal line 8.Obstacle avoidance signal line 9.Limit signal line 10.Travel signal line 11.Ranging 5 signal line 12.Pump signal line 13.Ranging 6 signal line

b. 噴霧裝備系統控制板PCB設計

b. Spray equipment system control board PCB design

圖4 噴霧裝備系統硬件電路設計

Fig.4 Spray equipment system hardware circuit design

3.2 嵌入式軟件優化設計

3.2.1 軟件心跳包對故障的響應優化設計

軟件系統故障發生較頻繁，如手機APP異常關閉，網絡連接故障，噴霧裝備驟停等事故。為此，大部分采用TCP自身心跳包機制[30]，如SO_KEEPALIVE函數，默認120 min心跳頻率，僅用于保活，但無法判斷噴霧裝備的斷電、故障、網線及邏輯層等斷線事故，對于噴霧裝備的作業安全存在隱患。其次，send或者receive也可判定掉線，但在長連接下，有可能長時間都沒有數據往來，中間節點故障難以預測，僅用于維持長連接，保活。本文自行優化心跳包可以對故障及時處理，提升作業安全水平。心跳檢測步驟如圖5所示：1）Android和噴霧裝備客戶端每隔5 s發送一次無效的IP數據包給服務器，且發包時各啟動一個超時定時器timeAPP-；2）兩端接收到檢測包，應該回復應答指令；3）如果雙方均收到應答包，線路連接正常，超時定時器被reset；4）如果雙方的超時定時器超時，沒有響應應答，表明故障發生，雙方作業終止，并實時在Android界面提示連接故障等反饋信息，通知施藥人員處理。

圖5 心跳包檢測機制原理圖

3.2.2 超聲檢測風送距離參數確定

本文依托超聲波傳感器測量噴頭到冠層的送風距離，根據氣流場攜帶霧滴能力特性的能力對軟件部分進行設計。根據牛頓第二運動定律

式中F為噴頭軸線方向受力，N；air為空氣作用力，N；為霧滴質量，kg；a為霧滴加速度，m/s2。當a趨于0，氣流不再有向前的驅動力，當氣流速度趨于2 m/s[31]，根據行業標準定義為氣流的輸送距離，此段位移定義為風送距離[32]，便于調整設定對應的出風口風速參數。

3.2.3 超聲檢測冠層體積系統設計

人工測量方法采用Wheaton和Albrigo冠層體積測量法[33]。總結前人研究基礎上，本文設計了“圓柱體積求和法”用于測量冠層體積。超聲波傳感器等間距安裝在桅桿上，各傳感器離地面的高度及傳感器間距都可根據實際對象進行調節，所謂圓柱體積求和法是將果樹冠層看成是個圓柱組成，其體積即為個圓柱體積之和（為超聲波傳感器數目），通過公式（5）可計算出果樹冠層體積，其測量原理如圖6所示。

注：Dn第n個超聲波傳感器探測到的傳感器與果樹冠層的距離，m；Dc為超聲波傳感器與果樹中心線（作物行中心線）之間的距離，m；Ds為超聲波傳感器之間的間距，m。

式中V為果樹冠層體積，m3。

傳感器1和測量結果不一定是最低與最高冠層處的半徑，即以下和以上冠層體積將可能會被漏算或多算，但對于冠層來說，漏算和多算的體積在本研究作中忽略處理。本文選取6個超聲波傳感器，等間距25 cm裝配，此外在視頻幀輔助作用下進行冠層模型中心線定位，得到檢測距離，利用本文設計的“圓柱體積求和法”計算果樹冠層體積，測量結束，初步得到施藥量，后續在檢測距離的基礎上實時確定風速。

4 試驗結果與分析

4.1 IP數據包與遠程通信測試試驗

為了驗證IP數據包能夠實現通信，將圖4a中的程序燒錄信號線JTMS，JTCK，GND與ULink2相連接，上電操作，在keil-vision4界面開啟在線調試功能；開啟噴霧裝備，等待啟動燈常亮，手機端點擊按鈕指令，在軟件界面watch窗口中，可以實時查看變量，觀察電腦端IP數據的接收狀態，圖7a中接收到的通信協議為噴頭轉動控制指令，圖7b中接收到的通信協議為風機速度控制指令，結果表明，Android發送的控制指令能被噴霧裝備準確接收。

為了驗證Android和噴霧裝備能夠實現局域網和遠程互聯網通信，利用“Ping”命令可以檢查網絡是否連通，測試網絡時延，可很好地判定網絡故障。“Ping”是Windows下用戶使用的發送ICMP回送請求的命令，在Unix和Linux下也有這個命令；ping也屬于一個通信協議，其應用格式為：Ping空格IP地址。在中國農業大學植保機械實驗室和深圳市隆瑞科技有限公司分別進行通信驗證。在默認情況下，僅發送4個數據包，通過這個命令自定義發送個數，有助于衡量網絡速度，如圖7c和7d分別為局域網和遠程互聯網內Ping 指令結果。本文發送12個數據包，分別ping -n 12 192.168.1.107和ping -n 12 20220787by.iask.in，并未出現丟包問題且平均時間分別為5和79 ms，能實現雙向通信。

圖7 IP數據包與遠程通信測試結果

4.2 心跳包故障檢測試驗

為驗證心跳包機制的穩定性和可控性，采用PC396秒表對Android端和裝備客戶端整個通信系統進行響應時間試驗測試。心跳包的發射頻率不能過高，易造成數據阻塞，同時由表1知，噴霧裝備行進速度過快時要求響應時間較短，防止因速度過快而造成的響應距離延長，其次不同時間段網絡負載情況有差異。基于以上研究，規定不同的時斷開始試驗，設定不同的心跳包故障檢測時間，在雙向通信正常的情況下分別進行響應時間的測試。試驗中異常關閉Android端軟件，開始記錄噴霧裝備到結束運動的時間，系統響應時間試驗結果如表2所示。

表2 系統響應時間試驗結果

注：1，2，3，4分別為08:00，12:00，16:00，20:00時間段測試系統響應時間；為一天內4個時間段系統平均響應時間；相對誤差=|平均響應時間-心跳包故障檢測時間|/心跳包故障檢測時間×100%。

Note:1,2,3and4are the system response time of 8 o'clock, 12 o'clock, 16 o'clock, and 20 o'clock, respectively;is the average system response time of 4 time periods in a day; relative error = | Average response time-Heartbeat packet failure detection time|/heartbeat packet failure detection time×100%.

試驗測試后發現，系統的心跳包機制運行穩定，可保障噴霧裝備與施藥作業安全，系統的響應時間平均相對誤差不超過5.50%，滿足實際作業故障處理要求；在一天內的不同作業時斷，網絡延遲程度不一，主要是傍晚以后，系統響應時間增長，可能的原因是該時斷下網絡負載加大造成的；由表2又知，系統平均響應時間誤差隨心跳包發射時間延長變化不大，表明系統的響應速度較快。

4.3 冠層體積超聲算法檢測試驗

在中國農業大學植保機械實驗室4 m×3 m區域內試驗測試，如圖8所示。

圖8 試驗區示意圖

建立直角坐標系，區域布置在第一象限，坐標點標記（一個單位長度為1 m），矮化果樹坐標點（2,2.4），噴霧機在作業時由坐標點（0,0）作業至（4,0）結束。試驗中，本文選取矮化仿真榕樹冠層模型作為研究對象，榕樹冠層模型枝干數目為5，可進行枝干拆解，按照枝干拆解個數0、1、2用于表征冠層模型的稠密程度，共分為濃密、較密和稀疏3類。將放置好的模型繞坐標點（2,2.4）處等角度旋轉，每60°旋轉1次，共旋轉6次，分別按照該操作將3類模型先后進行試驗測試。試驗結果如圖9所示，試驗現場如圖10所示。

圖9 不同疏密冠層手動與檢測算法自動測量對比

圖10 遠程噴霧控制系統圖

為評估系統測量法和手動測量法對于冠層體積的檢測效果，將不同靶標擺放角度處的系統測量值和手動實測值進行比較（圖9），分析采樣點冠層體積偏差程度和測量準確度[34]，式（6）、（7）分別表述采樣點中最大相對測量誤差max和平均相對誤差ave。

冠層體積超聲算法檢測試驗表明：冠層的稠密程度對冠層檢測系統的準確度影響較大，當冠層為濃密時，6種擺放角度下所測結果與手動測量結果平均誤差不超過5.33%，最大相對誤差僅為6.40%，且各測試結果沒有明顯的差異性；當冠層稠密程度為較密時，6種擺放角度下所測結果與手動測量結果平均誤差不超過10.74%，且各測試結果有明顯的波動，這與冠層不同擺放位置的孔隙度有關系；當冠層稠密程度為稀疏時，6種擺放角度下所測結果與手動測量結果最大相對誤差達到50.57%，且各測試結果差異性顯著，可能是冠層過于稀疏造成超聲波信號丟失。可見冠層濃密程度明顯影響系統測量準確度，還需要試驗中不斷積累經驗。視頻幀如果拍攝到稀疏情況，不宜用本系統進行冠層體積測量，反之樹葉濃密適合用本系統進行冠層體積測量，測量準確度高達94.67%。

5 結 論

1）本文遠程智能噴霧控制系統能夠實現局域網和遠程互聯網通信，利用“Ping”命令檢查網絡對IP數據包的響應情況，并未出現丟包問題且平均響應時間分別為5和79 ms，能實現雙向穩定通信。

2）經過試驗，系統的心跳包機制運行穩定，可保障噴霧裝備與施藥作業安全，且響應時間平均相對誤差不超過5.50%，滿足實際作業故障處理要求；同時噴霧裝備行進速度過快時要求響應時間較短，防止因速度過快而造成的響應距離延長；該裝備系統不宜傍晚作業，系統的響應時間較長。

3）冠層稠密程度對冠層體積測量系統測量結果有顯著影響。稀疏情況下冠層體積手動測量值與自動測量值間有顯著差異；較密情況下次之；濃密情況下冠層體積手動測量值與自動測量值間無顯著差異，適宜用本文冠層體積測量系統，最大相對誤差僅為6.40%，且測量準確度高達94.67%；該方案便于改善噴施量與噴施距離，且冠層覆蓋率和分布均一性將得到明顯改善。

4）該遠程控制與優化施藥系統可實現人機分離與精準施藥。通過試驗可知，針對機身故障的檢測及處理具有較高的可靠性，同時對于傳統生產模式的改造及智能農機的推廣具有潛在的應用價值。本文后續將進行冠層定心，實現精確對靶噴霧方面的研究。

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Design and experiment of remote intelligent spray control system based on embedded internet

Wu Yalei1, Qi Lijun1※, Zhang Hao1, Cheng Zhenzhen1, Liu Wanwan1, Xie Desheng2, Elizabeth Musiu1

(1.100083,; 2.518108,)

In view of the current weak status of intelligent management and control systems for facility of agriculture and dwarfed orchards, high labor intensity and complicated spraying environment, this article proposed an embedded technology, which took STM32F101 and STM32F103 as the core and basis, combined with 4G Internet and ultrasonic target detection algorithm, and was able to remotely control agricultural machinery to achieve the purpose of human-machine separation and precise application of pesticides. The system used Socket and multi-thread technology to implement two-way communication under the Eclipse and Keil-uvision4 development environment. With TCP communication protocol as the medium, the Android and client transferred remote routing through the Internet or wireless network card to achieve remote intelligent spray control. The test results show that: 1) Android can implement near-remote control of smart spray equipment in the LAN or Internet. The software interface returns that no stagnant state or delay occurs and it can accurately transmit control commands and achieve intermittent application of the target. 2) The bidirectional heartbeat package established by the system can force the spray equipment to be dormant in the event of communication failure. After testing, the error rate of the heartbeat packet set-up time and the spray equipment dormancy response time does not exceed 5.50%. 3) Use the video frame to locate the canopy middle line, and use the ultrasonic detection algorithm to determine the wind-distance parameters and establish the canopy volume model. Through experiments, it is found that the degree of canopy denseness has a significant impact on the measured results of the canopy volume measurement system. The text measurement system should be used in dense canopy conditions, and the measurement accuracy is as high as 94.67%. 4) The remote smart spray control system in this article can realize local network and long-distance internet communication. Use “Ping” command to check the network response to IP data packets. There is no packet loss problem and the average response time is 5 and 79 ms, respectively. 5) The degree of canopy density has a significant effect on the measurement of the canopy volume measurement system. There is a significant difference between the manual and automatic measurements of the canopy volume in sparse conditions. On the contrary, there is no significant difference between the manual and automatic measurements of the canopy volume in the dense conditions, which is suitable for measuring the canopy volume in this article. In the system, the maximum relative error is only 6.4%, and the canopy coverage and distribution uniformity will be significantly improved. 6) A remote control and optimized application system available for complete Internet-based spray equipment is designed. The system can realize human-machine separation and precise application of pesticides. Through tests, it can be seen that the detection and processing of the fuselage faults has high reliability. At the same time, it has potential application value for the transformation of traditional production modes and the promotion of smart agricultural machinery. The study can also provide reference for the automation and intellectualization of other agricultural machinery equipment.

spraying; control; design; STM32 embedded technology; wireless network communication technology; ultrasonic detection algorithm

10.11975/j.issn.1002-6819.2018.20.004

TP212.9; S491

A

1002-6819(2018)-20-0028-08

2018-05-01

2018-08-01

科技部國家重點研發計劃項目“現代果園智能化精細生產管理技術裝備研發”（2017YFD0701400）；科技部國家重點研發計劃項目“地面與航空高工效施藥技術及智能化裝備）2016YFD0200700)”。

吳亞壘，博士生，研究方向為主要從事植保機械研究。Email：kevin_wuyalei@cau.edu.cn

祁力鈞，博士，教授，研究方向為從事植保機械研究。Email：qilijun@cau.edu.cn

吳亞壘，祁力鈞，張 豪，程湞湞，劉婠婠，謝德盛，Elizabeth Musiu. 基于嵌入式互聯網的遠程智能噴霧控制系統設計[J]. 農業工程學報，2018，34(20)：28－35. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.20.004 http://www.tcsae.org

Wu Yalei, Qi Lijun, Zhang Hao, Cheng Zhenzhen, Liu Wanwan, Xie Desheng, Elizabeth Musiu. Design and experiment of remote intelligent spray control system based on embedded internet[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(20): 28－35. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.20.004 http://www.tcsae.org