联合收割机作业工况无线监测系统设计

发布时间：2020-09-27 15:01

【摘要】：近年来我国现代农业技术发展迅速,在机电智能化等方面技术水平逐渐提高,农业装备智能化技术的发展有力促进了我国农业生产力的提高。然而国内联合收割机智能化的研究起步较晚,在联合收割机故障监测、信息传输等方面存在技术落后、创新能力不足等问题。联合收割机在实际工作环境中,故障情况频发、运行状态难以把握。因此,对联合收割机工况状态监测的研究具有重要的现实意义。本文针对联合收割机工作流程和运行状态,给出了联合收割机作业工况无线监测系统设计的总体方案。监测系统采用分布式数据采集模式,机载控制器作为数据接收主节点,接收数据采集节点通过无线传输模块发送的数据。论文完成了联合收割机无线监测系统硬件设计。包括转速等信号采集节点、振动信号采集节点、图像采集节点的硬件电路设计。转速等信号采集节点选用STM32F103ZET6嵌入式芯片处理器,DHT11温湿度传感器测量粮仓内温湿度数据,霍尔传感器测量联合收割机滚筒转速、前进速度,激光测距模块测量割台高度;振动信号采集节点选用DSP28335主控芯片,通过加速度传感器采集驾驶舱工作情况下振动信号;图像采集节点采用联发科MT7628无线路由模块,通过USB摄像头采集现场图像数据;机载控制器采用ITOP4412开发板,通过7寸触摸屏进行界面展示和人机交互操作;采用ESP8266无线传输模块实现数据的无线传输。论文研究了联合收割机无线监测系统的软件设计。包括转速等信号采集节点上UCOSIII系统下多任务处理的实现以及转速、温湿度、距离等信号采集程序设计;在振动信号采集节点利用DSP的FPU浮点处理单元对三轴振动数据进行FFT变换,进而提取信号特征值上传至机载控制器;图像采集节点通过移植Open WRT嵌入式系统进行图像数据采集编程,并将采集到的图像数据压缩为JPG格式通过建立的TCP连接发送到机载控制器;机载控制器通过移植Linux Qt系统,完成了Qt图形用户界面开发。最后,论文给出了联合收割机无线监测系统在实验工况下的功能测试结果,结果表明系统达到了预期设计需求。
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S225
【图文】：

图 2.1 全喂入轴流滚筒式联合收割机联合收割机在进行作物收割时，拨禾轮将作物推向切割器，将收割的作物送入割台的喂入搅龙并通过输送器送入脱粒滚筒进行脱粒，轴流滚筒和上盖导板配合轴流滚筒的凹板实现对作物的脱粒和分离，喂入的茎秆等通过排草口排出。抖动板对作物颗粒进行筛选，筛选后的粮食通过籽粒升运器送入粮仓，而其它杂质

图 3.1 STM32F103ZET6 芯片内部系统结构.1 转速等信号采集节点硬件设计转速等信号采集节点上硬件电路的设计包括STM32芯片最小系统设计和连接电路设计。最小系统电路设计主要包括电源电路、时钟系统电路、

图 3.2 电源电路原理图（2）时钟电路。STM32F103ZET6 处理器芯片时钟频率可以达到 72MHZ有 5 个时钟源。按时钟频率可分为高速时钟和低速时钟，从时钟信号的来为外部时钟源和内部时钟源。本文对该信息采集节点的硬件设计采用外部号源，外部 8MHz 无源晶振的时钟信号通过 PLL 锁相环将时钟频率升

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本文编号：2828026