小籽粒作物精密播种机监控系统

发布时间：2017-10-05 09:43

  本文关键词：小籽粒作物精密播种机监控系统

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【摘要】：发展智慧农业,提高农业装备的智能程度,是当下发展现代化农业、促进农业机械化发展是我国强化农业基础地位、促进农民增收的重大课题。20世纪70年代末我国从美国、德国引进了第一批机械化精密播种机,开始了我国对精密播种机的研究,我国的精密播种机从无到有,到现在日趋完善,对实现我国农作物播种机械化起到了至关重要的作用。虽然我国在精播机的研究上已取得了不可忽视的进展,但大多数精播机只适用于大豆、玉米等大籽粒作物,对于芝麻、小米和一些草籽等小籽粒作物的精密播种机,我国目前的研究还不够完善。使用现有的小籽粒精密播种机在遇到排种盘堵转、地轮打滑、排种管阻塞、种箱阻塞等情况都会导致种子无法正常种下,很有可能导致漏播,如果出现整条漏播,将会给农民带来巨大的经济损失。但是,在当下,除了加大投入对小籽粒精播机的机械结构研究外,还可以研究播种状况的智能监控,即使发生漏播现象,监控系统能及时地发现,并及时通知驾驶员停车排除故障,然后继续播种,这样农民就可以使用现有的小籽粒精密播种机完成小籽粒作物的播种作业,既提高了农民播种的效率,又减少了农民播种小籽粒作物的辛苦劳动,同时,农民的损失风险也可以降低到可以接受的范围。目前播种监控设备的研究主要集中在针对大籽粒作物的紧密播种机应用中,由于小籽粒作物的种子直径多为1mm左右,现有的播种监控很难准确监控这么小尺寸的种子,而且精播机上的测速仪大多不够精确,不利于精播机准确控制播种间距,所以给现有的精播机提供准确人性化的速度显示也可以改善小籽粒精播机的播种质量。因此本文研究了以单片机为核心,红外光电传感器对管和霍尔效应元件为主要监测器的精播机监控系统,本系统能够对小籽粒作物的精播过程进行实时监控,监控过程中能够通过液晶屏实时显示播种状况数据,并在发现漏播后能发出声光报警信号。试验证明该精密播种机监控系统能准确的监测播种机的播种状况,并及时发现播种过程中可能的漏播状况，，智能判断，发出及时可靠的声光报警信号。
【关键词】：小籽粒 精播机 监控系统 播种质量 传感器
【学位授予单位】：山西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP277;S223.2
【目录】：

• 摘要6-7
• 1. 绪论7-11
• 1.1 研究的目的和意义7-8
• 1.2 国内外研究现状8-10
• 1.2.1 精密播种机监控系统概况8
• 1.2.2 国外研究现状8-9
• 1.2.3 国内研究现状9-10
• 1.3 论文的主要研究内容10-11
• 2. 播种监控系统的分析11-13
• 2.1 影响播种监控的几个主要因素11-12
• 2.1.1 播种机的行进速度11-12
• 2.1.2 播种作物的种子大小12
• 2.2 整体方案的确定12-13
• 3. 播种质量监控系统的硬件设计13-31
• 3.1 硬件部分的整体设计13-14
• 3.2 排种管监控器的设计14-19
• 3.2.1 光电传感器元件的选择14-16
• 3.2.2 光电传感器的结构设计16-17
• 3.2.3 光电传感器的电路设计17-19
• 3.3 测速传感器的设计19-23
• 3.3.1 转速传感器的选择19-22
• 3.3.2 转速测量电路的相关设计22-23
• 3.4 系统控制核心单片机的设计23-26
• 3.4.1 控制核心的选型23-24
• 3.4.2 STC12C5A60S2单片机的功能简介24-25
• 3.4.3 单片机系统的外围设备25-26
• 3.5 信号传输模块的设计26-27
• 3.6 液晶显示模块应用电路设计27-30
• 3.7 报警电路30
• 3.8 电源电路30-31
• 4. 监测控制系统的软件设计31-36
• 4.1 编程语言的选择31
• 4.2 系统程序设计的总体方案31-32
• 4.3 主程序的设计32-34
• 4.4 播种状况监测子程序34
• 4.5 故障判断及声光报警模块子程序34-35
• 4.6 液晶显示模块子程序35-36
• 5. 系统抗干扰设计36-37
• 5.1 系统干扰源的分析36
• 5.2 接地抗干扰设计36
• 5.3 通信防干扰设计36-37
• 6. 系统性能试验及结果分析37-39
• 6.1 播种颗数检测准确度试验37
• 6.2 漏播报警准确性试验37-38
• 6.3 测速准确性试验38-39
• 7. 总结和展望39-41
• 7.1 研究内容的总结39-40
• 7.2 展望40-41
• 参考文献41-44
• ABSTRACT44-46
• 致谢46

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本文编号：976118