吉林大学工程仿生教育部重点实验室设计出一种新型的农药喷洒系统。应用这种新系统喷洒农药，可有效提高农药投放精确度、降低农药使用成本，从而保护环境，保证农产品品质，并且由于新系统对操作者的专业技能要求低，相对更适应我国国情。该研究为国家“863”高技术研究发展计划和“十一五”国家科技支撑计划资助项目。

　　农药作为农产品病虫草害防治最为有效的手段，直接影响着农产品的产量和品质。投入不当，不仅增加农产品生产成本，而且会破坏周围环境的生态平衡。但是，到目前为止，我国大部分农村地区在农田病虫草害防治过程中，没有考虑病虫草害的空间变异性，仍采用常量喷洒方式。随着生活水平的提高，农药过量使用对人体和环境造成的危害日渐引起人们的关注。因此，为了有效防治农田病虫草害，提高农产品品质，国内外农学专家以及相关领域学者设计出一系列变量喷药控制系统。

　　目前，根据变量喷药控制系统变量控制实施途径不同可将该类控制系统分为两大类：即基于机器视觉的变量喷药控制系统和基于处方图的变量喷药控制系统。与基于机器视觉的变量喷药控制系统相比，基于处方图的变量喷药控制系统构造简单，对操作人员专业技能要求低，更适于我国农业智能装备发展现状。但是由于其本身局限性，影响了该类系统的更高发展。因此，吉林大学工程仿生教育部重点实验室以设计出一套基于处方图的新型变量喷药控制系统。并于2009年6月在吉林省榆树市弓棚镇13号村3号地进行玉米出苗后四叶一心期的玉米地变量喷药田间试验，试验面积1.07公顷。试验结果表明：在20米×20米作业网格内，喷药机以4.2千米/小时速度工作，喷药处方量在465 ~600公斤/公顷范围内变化时，采用该系统完成变量喷药作业，自动控制工作模式下，设定的喷药处方量与测得的喷药处方量间相对误差最大值为4.94%，最小值为1.13%。相同作业条件，手动控制工作模式下，设定的喷药处方量与测得的喷药处方量间相对误差最大值为4.91%，最小值为2.05%。分析产生误差的主要原因是电动调节阀动作滞后的特性所致。由于电动调节阀动作的滞后性属机械铸造中不可避免的固有特性，且控制系统对喷头喷药量控制误差≤5%，进一步表明该系统性能稳定、软硬件设计合理。

　　该系统具有自动控制、手动控制和试验标定三种工作模式，以及系统作业参数实时记录功能。当该系统配以相应的喷药机进行变量喷药作业时，操作人员可借助触摸屏选择该系统的工作模式。中央处理器根据所选的工作模式采集相应的传感器信号，换算处理后，输出响应指令控制变量执行器动作，实现变量喷药作业。

　　这项研究成果刊登在《农业工程学报》2010年第26卷第4期上，题为“基于ARM的变量喷药控制系统设计”第一作者为生物与农业工程学院博士研究生王利霞，通讯作者为张书慧教授。