模糊控制理论在新型农用施药设备上的应用
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２ １ 年 第 ２ 期 ０２
信 息 通 信
Ｉ ＯＲＭ Ａｑ１ ＮＦ 、 ０Ｎ ＆ Ｃ０ＭＭ Ｕ Ｉ Ｎ ＣＡＴ ０ＮＳ １
２ ２ Ｏ１
（ 第 １８ 期 ） 总 １
（ ｕ ． Ｎ １ ８ ｇｍ ｏ １）
模糊控制理论在新型农用施药设备上 的应用
单鲁宁。 吕国 芳
（ 海 大 学 能 源与 电 气 学院 ， 苏 南 京 ２ １０ ） 河 江 １０ ０
受Ｓ ＮＭＰａｅｔ Ｔａ（ｒ ｇ ｎ 的 ｒ Ｔａ ｐ ｐ就是 Ｓ ＮＭＰ ｅｔ ｇ ａ ｎ 主动告诉 Ｎ ＭＳ发 生了的事情。Ｔａ ｒ ｐ的传送属于实时的， 不是 ＮＭＳ 查询的响应） ，
借助于这些信息， 系统 【以判断是否 ｌ Ｊ ‘
ｈ 故障。Ｎ ＭＳ厶
’
． ．
对收到的信息会进行判断， 有必要的记 做出４
距离值） 进行尺度 ，换和闯值合理限定。 叟 具体将距离模糊化为 集合：很近、 、 ｛ 近 刚好 、 、 远 很远 ｝这里将距离量限定为｛ ０ 。 ， ０ ｝ ８
２ 模 糊规则 表 的建立 、
由测 量 喷 距 和 叶 片疏 密 的算 法 ， 们模 糊 化 了输 入 变量 ： 我
ｄ和Ｐ 。模糊规则表 的输 出仍是喷距 ｄ 所 以叶片的疏密ｐ 以 ， 可 理解为影响喷距 的重要因子。 关于输出喷距的模糊化 ， 为了控
对 象数 增 加 至 １５个 ， 组增 加 了 Ｃ ８ 分 ＭＯＴ和 Ｓ Ｐ这 ２个 组 。 ＭＮ
１ Ｓ ＭＰ在 系统 中的应用 Ｎ
１１ ＮＭ Ｐ原 理 ． Ｓ
Ｓ ＮＭＰ是 １ Ｅ ＮＥ ＮＴ Ｒ Ｔ中最常用 的网络管理协议之一。 它 可 以使用在 Ｉ、Ｐ Ｐ ＩＸ和 ＯＳ 以及其它用 到的传输协议上 ， Ｉ 大部 分 网络设备生产厂商都实现 了对 Ｓ ＭＰ的支持，目前包括三 Ｎ 个版本 ：Ｎ ｖ 、ＮＭＰ ２ Ｓ Ｓ ＭＰ ｌＳ ｖ 、ＮＭＰ ３ ｖ。
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于输入变量都被模糊化为 ５个等级 ， 所以呵以建立 ２ 个规则。 ５
具 体规 则见 表 １ ： 表 １本 项 目建立 的模 糊 规 则 表
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０ 引言
农 作 物 的精 确 施 药 机 械 是 国 家 ８３计 划 现 代 农 业 技 术 ６ 装 备 的重 要 组 成 部 分 ， 目前 我 国 施药 机 械 喷 撒 的液 体 药 和粉 末 药 都 是依 靠 从 喷 嘴 的动 能 和 地 球 重 力把 药 物 喷 洒 到 待 施 药
的网络 设备 。它 负责 ＮＭＳ和被监管阀缅 设备之 间信息 互： 接收来 自ＮＭＳ的请求报文 ， 然后从设备上 收集所需 的 理变量的数值 ， 反送给 ＮＭＳ 。 （ ）ＭＩ ３ Ｂ。ＭＩ Ｂ是一个树形结构的数据库， 是被监控 组的标准变 量定义的集合 。它代表 网络中可以管理 的资源和 设备。 Ｂ Ｉ １４个对象组成 ， ＭＩ 由 １ 共分 Ｓ ｓ ｍ、 ｔ ａｅＡ 、 、 ｙｔ Ｉ ｅ ｃ 、Ｔ Ｉ ｅ ｎｒ ｆ Ｐ ＩＭＰ Ｔ Ｐ Ｕ Ｃ 、Ｃ 、 ＤＰ和 Ｅ Ｐ这 ８ Ｇ 个组 。ＭＩ Ｉ ＭＩ Ｂ Ｉ是 Ｂ Ｉ的扩 展 ，
定时超时， 即没有反射波 ， 将测量结果复位为 ０ 。在此假设情 况 下 将 没有 反 射波 的个 数 （ 表 叶片 密度 ） 糊化 为 四干 况 ： 代 模 叶 情 ｛ 很稀疏、 稀疏、 刚好 、 稠密、 很稠密 ， 密度的取值范 为：０ ０ 。 ｛ ２ ｝
四个 超 声波 测 距模 块 采 用轮 流 奄 洵机 制 ， 同时 也将 所 测 的
线表示作物叶生长空间 ； 系统控制模块 ） ⑦
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在确定模糊规则的基本运算后 ，整个模糊表的推 理系统
１ 超声 波测 量叶 面距 离和 叶面密 度的模 糊化
利用超声波在空气 中回波原理， 测得超声波的传播时间 ｔ ， 就可 以算得 叶面距离： ｄ ｃ ｔ 所测 得距 离、超 声波 传播速 度 、收到 回波所 需时 间） ＝ ￣（ ｄ Ｃ ｔ ｔ 由定时器来确定 ， ｃ为音速 ３ ０ ｓ ４ ｍ／。农机在 农田中行驶 速度大约为 ０５ ｓ在试验中超声波所测得农作物较远距离为 ． ， ｍ／ ５ｃ （ ０ｍ 实际情况） 测距时间为 ２ ０５３０ ２ ｍｓ 衣机行走 ， ￣ ． ４＝ ． ； ／ ９
施示 ，并 简 单 介 绍 所
序 各 部件 功 能 。
￣ｓ ０ 为 心 晶 ｎ５ 校 液 ２
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距离 （ 距离值是 由超声波反馈 的不 为零的何采川滑动平 均算
法 ， 小 叶 片抖 动 带 来 的 距 离 误差 ） 糊 化 ， 意 将 输 入 值 （ 减 模 注 即
刘 刚 左 ， 金。
（ 上 海 交 通 大 学 ， 海 ２ ０ ３ ；． 安卫 星测 控 中心 ， １ 上 ０ ０ ０２ 西 西安 ７ ０４ ） ｌ０ ３
摘要 ： 随着网络通信 的不断进 步， 企业专网中设备 的种类和数 量 不断增加 ， 用户对 网络性能需求的不 断加大 ， 这给 网 络性能监 测和管理 带来 了许 多困难 ， 为了提 高网络性能管理 的效率， 有必要对各 网元进行集 中管理， 很 即在 一个统ｒ 的 一 管理平 台上， 实现对不 同厂商 、 同型号 网络设备 的监控 。本 文通过介绍 Ｓ 不 ＮＭＰ（ｉ ｌ Ｎ ｔ ｏｋ ｎ ｇｍｅｔ ｒｔｃｌ Ｓｍｐｅ ｅｗ ｒ Ｍａ ａｅ ｎ Ｐｏｏｏ ，
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植物上 ，并 附着在其表面 。这种施药方式的最 大缺 点就是散 夼 的农 药仅有少部分 附着在植物冠表面上，绝大部分药液或 药粉末都流淌或散落到地面上 ， 既不经济又对环境产 生污染 。 本文是基于研究 围家 ８ ３ ６ 计划重点项 目的予任 务《 篱架 自 适 应 控 制 技 术 及 流 失 与 漂 失 雾 滴 凹 收 系 统 研 究》 （０８ Ａ１０ ０ ） ２ ０ Ａ ０ ９４ 轮式施药设备 的控制系统 的研究， 该系统通 过超声波测距对施药对象的位置、 距离和数量 （ 疏密程度） 等信 息进行 处理判断 ， 自动完成对施药 目标 的跟踪、 施药剂量 与喷 射压力等方面的调节操作， 从而实现实时的动态精确施药作业 。 作物喷雾施药过程是一个动态 的随机过程 ，影响精确施 药 的变量很 多，对待施药农作物 的叶片密度和离喷头距离的 实 时测 量 是 整 个 系 统 准 确 工 作 的前 提 ，但 是 人 们 对 各 种 农 作 物疏密程度和施药量的理解是不一样 的，这就需要模糊控制 理论来较好地解决数据测量。
７ ２
就建立起来 了， 见图 ２ 对于模 糊表 的输入和输 出要有适当的 ， 阈值 限制和增益放大 。
图 ２中 ， 环节 Ｓ ｔｒｔ ｎ是在 农 机 直 线 行 走 或 行 迹 变 化 不 ａ ａｏ ｕ ｉ
大 时， 要使篱架类作物基本处于车棚中间， 否则将卡住 电机或
使 防 风 屏 运 动 到 闽值 位 置 ， 时 系 统 无 法 稳 定 ，同 时所 选 用 这 超 声 波 测距 电路 的最 大 距 离 有 限 制 ； 模 块 Ｕ ｉ ｒ Ｒ ｎ ｏ 而 ｎｆ ｍ ａ ｄ ｍ— ｏ
摘 要 ： 研 究 国 家 ８ ３计 划 子 任 务 农机 施 药 实验 的基 础 上 ， 绍 模 糊 控 制 理 论 在 篱 架 类农 作 物 喷 药设 备 设 备 上 的 应 用 。 在 ６ 介
施 药设备通过超 声波测距得 到作物 疏密程度 、 农药喷距等 实时变化数据 ， 而实现 系统 实时控制 。 进 通过分析 系统的模糊 控制模型 ， 改进控 制 系统设计 ， 高施 药效率， 提 节约 了一定资源并减 少对土壤和环境的污染。 关键词 ： 模糊控制 ； 超声波测距 ； ｔ ｂ 真 ； ｍａ ａ 仿 ｌ 精确施药 中图分类号 ： Ｐ ７＋４ Ｔ ２３ ． 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ：６ ３１３ （ ０ ２ ０ —０ ２０ １７ —１１２ １ ）２０ ７—２ ３ ｍ （ 片 大 小）时 ，所 需 要 的 时 问 ｔ为 ６ｍｓ ０ｍ 叶 ０ ，可 测
随着 即时通信、Ｐ电话和视频会议等实时性要求高、 Ｉ 业务 数据量大的多媒体 网络应用的普及，导致 企业专 网中经常 出
现信息拥塞 的情况 ， 如何 实现对 网络设备的有效监测 和管理， 提高企业网络的可用度 ，已经成为企业信息化建设 的一个重 要课题。本 文结合企业专 网的管理实际， 通过研究 Ｓ ＭＰ协 Ｎ
（ ） ＮＭＰａ ｅ ｔ ＮＭＰａ ｅ ｔ ‘ 含 Ｓ ２Ｓ ｇ ｎ 。Ｓ ｇ ｎ 包 ⅢＩ
议 ，设计并实现 了一套针对企业专网的网络性 能监测管理系
统 。该系统将实时采集 、监测到的设备指标参数和 网络性 能 参数， 通过综合分 析处理 ， 产生网络流量的态势信 息， 为企业 统一管理各种网元设备 ， 合理分配 网络带宽 ， 高网络运行 的 提 效率提供技术支持。
制 的简 单 化 ， 它 化 为 了模 糊 集合 ｛ 、 将 近 刚好 、 ｝ 由于在 Ｍａ ａ 远 。 ｔｂ ｌ 仿 真 时 ， 统 反 馈 量只 能 有 个 ， 要添 加 个 随 机 的 离 散变 系 需
量 函数模块 ， 来代替模糊表的第二输入变量： 片密度ｐ 叶 。 相关模糊运算规则有 具体教材论述 ， 在这里 “ 运算采 与” 用极小运算（ ｉ）“ 运算采用极大运算（ ｘ 、 ａ ｒ ｎ 、或” ｍａ ）模糊蕴含采 用极小运算（ ｎ 、 ｍｉ）模糊规则综合采用极大运算（ ｘ 、 ｍａ ）解模糊 化采用重心法 （ｅｔ ｉ） 模糊表 的推理系统有两个输入变量 ｃｎ ｏｄ ， ｒ （ 喷距和叶密度） 个输出变量 ； 、一 而模糊规则采用 ｍａ ａ ｉ由 ｍｄｎ；
Ｎｕ ｅ 是 ０～ ２ ｍｂ ｒ ０离散 随机变量发生函数， 用于模拟叶密度
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基于 ｓｎ 协议 的企业 专 网流量监管系统设计与实现 ｎ
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图 １农机设备系统框 图
（ ①超 声 波测距 电路 ； 左右 方向运 动的伸 缩 门 （ ② 防风 屏 ）③ 车棚 ； 驾驶 员面前 的液 晶显示屏 ； ； ④ ⑤农 药喷 头； 虚 ⑥
简单 网络管理协议）的基 本原理 ， 出了基 于 Ｓ 提 ＮＭＰ的 网络流量监控 系统方案 ， 并结合某企业专网管理 中的 实际 问题 ，
阐述 了这 一 方 案 的 具体 实施 。
关键词 ：Ｎ Ｓ ＭＰ； 流量监管 ； Ｂ（ ｎｇ ｍｅｔｎｏｍａ ｏ ａｅ 管理信 息库） ＭＩ Ｍａ ａｅ ｎ Ｉｆｒ ｔ ｎｂｓ ， ｉ 中图分类号 ： Ｐ ９ ．７ Ｔ ３３０ 文献标识码 ： 文章编号 ：６ ３ ｌ３ （ ０ ２） —０ ３０ Ａ １７ 一１１２ １ ０ ０ ７ ・２ ２
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模糊控制理论在新型农用施药设备上 的应用
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２ 模 糊规则 表 的建立 、
由测 量 喷 距 和 叶 片疏 密 的算 法 ， 们模 糊 化 了输 入 变量 ： 我
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对 象数 增 加 至 １５个 ， 组增 加 了 Ｃ ８ 分 ＭＯＴ和 Ｓ Ｐ这 ２个 组 。 ＭＮ
１ Ｓ ＭＰ在 系统 中的应用 Ｎ
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Ｓ ＮＭＰ是 １ Ｅ ＮＥ ＮＴ Ｒ Ｔ中最常用 的网络管理协议之一。 它 可 以使用在 Ｉ、Ｐ Ｐ ＩＸ和 ＯＳ 以及其它用 到的传输协议上 ， Ｉ 大部 分 网络设备生产厂商都实现 了对 Ｓ ＭＰ的支持，目前包括三 Ｎ 个版本 ：Ｎ ｖ 、ＮＭＰ ２ Ｓ Ｓ ＭＰ ｌＳ ｖ 、ＮＭＰ ３ ｖ。
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利用超声波在空气 中回波原理， 测得超声波的传播时间 ｔ ， 就可 以算得 叶面距离： ｄ ｃ ｔ 所测 得距 离、超 声波 传播速 度 、收到 回波所 需时 间） ＝ ￣（ ｄ Ｃ ｔ ｔ 由定时器来确定 ， ｃ为音速 ３ ０ ｓ ４ ｍ／。农机在 农田中行驶 速度大约为 ０５ ｓ在试验中超声波所测得农作物较远距离为 ． ， ｍ／ ５ｃ （ ０ｍ 实际情况） 测距时间为 ２ ０５３０ ２ ｍｓ 衣机行走 ， ￣ ． ４＝ ． ； ／ ９
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摘 要 ： 研 究 国 家 ８ ３计 划 子 任 务 农机 施 药 实验 的基 础 上 ， 绍 模 糊 控 制 理 论 在 篱 架 类农 作 物 喷 药设 备 设 备 上 的 应 用 。 在 ６ 介
施 药设备通过超 声波测距得 到作物 疏密程度 、 农药喷距等 实时变化数据 ， 而实现 系统 实时控制 。 进 通过分析 系统的模糊 控制模型 ， 改进控 制 系统设计 ， 高施 药效率， 提 节约 了一定资源并减 少对土壤和环境的污染。 关键词 ： 模糊控制 ； 超声波测距 ； ｔ ｂ 真 ； ｍａ ａ 仿 ｌ 精确施药 中图分类号 ： Ｐ ７＋４ Ｔ ２３ ． 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ：６ ３１３ （ ０ ２ ０ —０ ２０ １７ —１１２ １ ）２０ ７—２ ３ ｍ （ 片 大 小）时 ，所 需 要 的 时 问 ｔ为 ６ｍｓ ０ｍ 叶 ０ ，可 测
随着 即时通信、Ｐ电话和视频会议等实时性要求高、 Ｉ 业务 数据量大的多媒体 网络应用的普及，导致 企业专 网中经常 出
现信息拥塞 的情况 ， 如何 实现对 网络设备的有效监测 和管理， 提高企业网络的可用度 ，已经成为企业信息化建设 的一个重 要课题。本 文结合企业专 网的管理实际， 通过研究 Ｓ ＭＰ协 Ｎ
（ ） ＮＭＰａ ｅ ｔ ＮＭＰａ ｅ ｔ ‘ 含 Ｓ ２Ｓ ｇ ｎ 。Ｓ ｇ ｎ 包 ⅢＩ
议 ，设计并实现 了一套针对企业专网的网络性 能监测管理系
统 。该系统将实时采集 、监测到的设备指标参数和 网络性 能 参数， 通过综合分 析处理 ， 产生网络流量的态势信 息， 为企业 统一管理各种网元设备 ， 合理分配 网络带宽 ， 高网络运行 的 提 效率提供技术支持。
制 的简 单 化 ， 它 化 为 了模 糊 集合 ｛ 、 将 近 刚好 、 ｝ 由于在 Ｍａ ａ 远 。 ｔｂ ｌ 仿 真 时 ， 统 反 馈 量只 能 有 个 ， 要添 加 个 随 机 的 离 散变 系 需
量 函数模块 ， 来代替模糊表的第二输入变量： 片密度ｐ 叶 。 相关模糊运算规则有 具体教材论述 ， 在这里 “ 运算采 与” 用极小运算（ ｉ）“ 运算采用极大运算（ ｘ 、 ａ ｒ ｎ 、或” ｍａ ）模糊蕴含采 用极小运算（ ｎ 、 ｍｉ）模糊规则综合采用极大运算（ ｘ 、 ｍａ ）解模糊 化采用重心法 （ｅｔ ｉ） 模糊表 的推理系统有两个输入变量 ｃｎ ｏｄ ， ｒ （ 喷距和叶密度） 个输出变量 ； 、一 而模糊规则采用 ｍａ ａ ｉ由 ｍｄｎ；
Ｎｕ ｅ 是 ０～ ２ ｍｂ ｒ ０离散 随机变量发生函数， 用于模拟叶密度
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图 １农机设备系统框 图
（ ①超 声 波测距 电路 ； 左右 方向运 动的伸 缩 门 （ ② 防风 屏 ）③ 车棚 ； 驾驶 员面前 的液 晶显示屏 ； ； ④ ⑤农 药喷 头； 虚 ⑥
简单 网络管理协议）的基 本原理 ， 出了基 于 Ｓ 提 ＮＭＰ的 网络流量监控 系统方案 ， 并结合某企业专网管理 中的 实际 问题 ，
阐述 了这 一 方 案 的 具体 实施 。
关键词 ：Ｎ Ｓ ＭＰ； 流量监管 ； Ｂ（ ｎｇ ｍｅｔｎｏｍａ ｏ ａｅ 管理信 息库） ＭＩ Ｍａ ａｅ ｎ Ｉｆｒ ｔ ｎｂｓ ， ｉ 中图分类号 ： Ｐ ９ ．７ Ｔ ３３０ 文献标识码 ： 文章编号 ：６ ３ ｌ３ （ ０ ２） —０ ３０ Ａ １７ 一１１２ １ ０ ０ ７ ・２ ２