南京林业大学
本科毕业论文
文献综述
智能对靶精确施药系统的绿色设计
[摘要]：本文在深入分析森林病虫害防治及其存在的各种重大问题的基础上，综合概括研究智能对靶精确施药系统的意义。详细介绍国内外在靶标探测技术上的研究现状和研究成果，并围绕绿色设计这个重心进行现有成果的分析，进而通过对比和分析得出目前设计研究所存在的一些问题，确定本课题所要进行的研究内容。在过去及现有的发展基础上，提出本课题的创新设计回水循环利用系统和雾滴平台收集装置，满足绿色设计的需要，更好地达到了节约环保的作用。
关键词：绿色设计；精确施药；智能喷雾；雾滴分布；回水循环
1.课题研究目的和意义
森林是人类不可或缺的宝贵资源，是人类赖以生存的生态系统的重要组成部分，然而森林病虫害却给森林造成了巨大的危害[1]。当前我国森林病虫害防治工作的形势极为严峻，具体表现在：一是原有的危险性森林病虫害还在继续扩散蔓延，呈加速之势；二是新的危险性森林病虫害造成了严重危害；三是常发性森林病虫害发生面积居高不下；四是经济林病虫害呈加重趋势[2]。据《新农村·黑龙江》报导，黑龙江林业部门统计，近几年，森林病虫害的年发生面积始终在400万亩左右，现出现上涨，数据表明，森林病虫害严重制约了生态环境发展。而作为人类抵制森林病虫害的主导手段——化学防治，其效率却是十分低下的。进入21世纪之后，虽然施药器械和施药技术逐步推进，但世界农药销售额仍然呈现增长趋势。据统计，2014年全球作物用农药市场销售额为566.55亿美元，同比增长4.5％，全球杀虫剂市场销售额较2013年增长7.6％，全球杀菌剂市场价值为163.65亿美元，同比2013年增长了4.4％。2014年，欧洲是世界最大的农药市场，作物用农药销售额为138.85亿美元，同比增长1.8％。而我国农药的有效利用率仅在10％-30％左右，70％的农药未沉积在靶标区域，而是直接流失到环境中，对土壤、地表水、地下水和农产品造成污染，并进一步进入生物链，对所有环境生物和人类健康都具有严重的、长期的和潜在的危害性[3,4]。这些都与我国是个农药生产大国的比例是严重不匹配的[5]。因此，如何在获得较高施药效率的同时，通过减少单位面积农药的使用量来降低农药对环境的影响，使其对环境的污染降到最低水平，是我国现代化农业发展的迫切需求[6]。研究精确对靶施药不仅可以节约成本，避免农药的大量使用浪费，并且可以减轻劳作者的工作强度以及在农药喷洒过程中对身体健康所造成的威胁，还可以提高农药喷施的精确度，达到保护生态环境和土地资源的目的。
2.国内外研究现状
靶标探测技术主要包括基于图像传感器，超声波传感器，红外传感器以及基于地图GPS这四种，本课题主要研究基于图像传感器的对靶精确施药技术，并在现有的研究发展的基础上，达到绿色环保设计的要求。纵观国内外在智能对靶精确施药技术的研究现状，我国起步较晚，研究进展落后于国外发达国家[7]。
