吉林大學工程仿生教育部重點實驗室設計出一種新型的農藥噴灑系統(tǒng)。應用這種新系統(tǒng)噴灑農藥，可有效提高農藥投放精確度、降低農藥使用成本，從而保護環(huán)境，保證農產品品質，并且由于新系統(tǒng)對操作者的專業(yè)技能要求低，相對更適應我國國情。該研究為國家“863”高技術研究發(fā)展計劃和“十一五”國家科技支撐計劃資助項目。

　 農藥作為農產品病蟲草害防治最為有效的手段，直接影響著農產品的產量和品質。投入不當，不僅增加農產品生產成本，而且會破壞周圍環(huán)境的生態(tài)平衡。但是，到目前為止，我國大部分農村地區(qū)在農田病蟲草害防治過程中，沒有考慮病蟲草害的空間變異性，仍采用常量噴灑方式。隨著生活水平的提高，農藥過量使用對人體和環(huán)境造成的危害日漸引起人們的關注。因此，為了有效防治農田病蟲草害，提高農產品品質，國內外農學專家以及相關領域學者設計出一系列變量噴藥控制系統(tǒng)。

　 目前，根據變量噴藥控制系統(tǒng)變量控制實施途徑不同可將該類控制系統(tǒng)分為兩大類：即基于機器視覺的變量噴藥控制系統(tǒng)和基于處方圖的變量噴藥控制系統(tǒng)。與基于機器視覺的變量噴藥控制系統(tǒng)相比，基于處方圖的變量噴藥控制系統(tǒng)構造簡單，對操作人員專業(yè)技能要求低，更適于我國農業(yè)智能裝備發(fā)展現狀。但是由于其本身局限性，影響了該類系統(tǒng)的更高發(fā)展。因此，吉林大學工程仿生教育部重點實驗室以設計出一套基于處方圖的新型變量噴藥控制系統(tǒng)。并于2009年6月在吉林省榆樹市弓棚鎮(zhèn)13號村3號地進行玉米出苗后四葉一心期的玉米地變量噴藥田間試驗，試驗面積1.07公頃。試驗結果表明：在20米×20米作業(yè)網格內，噴藥機以4.2千米/小時速度工作，噴藥處方量在465 ~600公斤/公頃范圍內變化時，采用該系統(tǒng)完成變量噴藥作業(yè)，自動控制工作模式下，設定的噴藥處方量與測得的噴藥處方量間相對誤差最大值為4.94%，最小值為1.13%。相同作業(yè)條件，手動控制工作模式下，設定的噴藥處方量與測得的噴藥處方量間相對誤差最大值為4.91%，最小值為2.05%。分析產生誤差的主要原因是電動調節(jié)閥動作滯后的特性所致。由于電動調節(jié)閥動作的滯后性屬機械鑄造中不可避免的固有特性，且控制系統(tǒng)對噴頭噴藥量控制誤差≤5%，進一步表明該系統(tǒng)性能穩(wěn)定、軟硬件設計合理。

　 該系統(tǒng)具有自動控制、手動控制和試驗標定三種工作模式，以及系統(tǒng)作業(yè)參數實時記錄功能。當該系統(tǒng)配以相應的噴藥機進行變量噴藥作業(yè)時，操作人員可借助觸摸屏選擇該系統(tǒng)的工作模式。中央處理器根據所選的工作模式采集相應的傳感器信號，換算處理后，輸出響應指令控制變量執(zhí)行器動作，實現變量噴藥作業(yè)。

　 這項研究成果刊登在《農業(yè)工程學報》2010年第26卷第4期上，題為“基于ARM的變量噴藥控制系統(tǒng)設計”第一作者為生物與農業(yè)工程學院博士研究生王利霞，通訊作者為張書慧教授。