玉米精量播种机排种监测系统设计

发布时间：2020-09-02 10:44

　　随着农业机械化水平的提高,精量播种机被广泛应用于农业生产活动中,对提高作业效率起到重要作用。排种器是精量播种机的核心部件,其性能优劣决定了机具播种作业质量。气吸式精量播种机作业过程中不可避免出现排种盘吸种不畅、导种管被杂物堵塞,种箱排空等情况,将造成种粒漏播,影响作物产量。因此,为保证排种作业质量,亟需为精量播种机配备性能完善、可靠性高的排种质量实时监测报警系统,对提高播种作业经济效益、降低人工跟随观测劳动成本等具有重要意义。目前常用的电子监测方法有4种:光电感应法、电容感应法、压电感应法和机器视觉法,通过对比与分析,确定采用光电感应实现玉米粒子流下落过程监测,以此优化设计玉米精量播种机排种监测系统软硬件结构。通过试验改进优化系统性能,满足实际作业需求。本文主要研究内容如下:(1)开发以STM32单片机为核心的玉米精量播种机排种监测系统,系统通过TFT LCD液晶显示屏对各组排种单体的排种量、漏播量、重播量等进行实时显示,故障发生时可以通过声、光装置进行报警。(2)为提高系统监测稳定性与作业灵敏度,设计基于对射式光电感应的排种监测探头,通过优化二极管空间排布与排种管结构改造消除监测盲区,同时阻断发射端散射光线对接收端非直射匹配二极管的影响,从而滤除杂光干扰。(3)为实现排种信号获取、处理与响应提示功能,优化设计了信号采集电路、车速拾取电路、单片机系统电路、报警显示电路、电源电路等各功能电路模块,计算选型关键元件,完成监测电路硬件系统集成。(4)为实现参数统计与故障判别显示,设计开发系统软件程序,主要包括脉冲中断监测子程序、定时器子程序、漏播和重播判定算法、参数显示子程序以及声光报警子程序等。(5)开展实验室台架试验和田间试验。利用JPS-12试验台进行不同转速下的排种量试验:速度在300粒/min、420粒/min和540粒/min时,系统的排种量监测精度分别为98.2%、97.9%、97.5%,满足实际作业要求。集成监测系统进行田间试验,播种机的车速控制在4 km/h至6 km/h,试验结果表明:排种量监测精度达96.2%,并且在发生断条漏播时,能够准确定位漏播所在路数且发出声光报警,报警成功率达到100%。
【学位单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S513;TP274;S223.2
【部分图文】：

玉米精量播种机排种监测系统设计

人工监测法Fig.1-1Manualmonitoringmethod

光电感应,沙盘

人工涂油和人工清种工序、提高了动式排种器试验台，首次采用沙盘该试验台可实现无极调速、操作方时沙盘长度受到条件的限制[5]。图 1-1 人工监测法Fig.1-1 Manual monitoring method红外发光二极管、激光二极管、光的遮挡信息，光电感应法如图 1-2 排种种粒粘

电容感应

容感应法法：通常在导种管两侧各放置 1 块电容极板，种粒下落经容的介电常数变大，电容数值变大，通过转换电路将电容式传输给单片机等控制元件实现对种子流的采集。其优点，不会因田间尘土造成监测失灵。但是玉米粒流通过传感过电容转换芯片进行变换，提高传感器的精度，使用电容电容感应法如图 1-3 所示。

【参考文献】