基于LabVIEW的免耕播种机工作性能检测系统设计
发布时间：2021-04-03 19:38
保护性耕作技术为尽量减少对土壤的干扰,达到降低土壤中作物所需水分的日常损失、为作物生长提供有机质肥力的目的,多使用免耕、深松等方式耕作。由于保护性耕作采用覆盖秸秆于地表、在土壤中留茬等方式保护土壤状态,容易对免耕播种机的工作过程产生干扰。并且目前还存在免耕播种机种类众多,机具的工作性能参差不齐,难以保证免耕播种作业农艺要求的问题。本文基于LabVIEW虚拟仪器软件开发了集数据采集、数据显示、报表生成、历史查询等功能于一体的免耕播种机工作性能检测系统。为检验系统性能进行了田间试验。具体研究内容及结论如下:（1）根据国家行业标准筛选出免耕播种机工作性能检测的重要检测指标,为各检测指标选择合适的传感器,设计构建检测系统的硬件系统。根据选用的相关设备的供电及工作需求,绘制并焊接制作信号调理电路PCB电路板。（2）根据用户交互界面的设计原则,设计免耕播种机工作性能检测系统关键子模块的测试界面并划分功能区域。本文提出播种质量中段检测和末段检测的测量方式,解决以往播种检测技术不能准确定位种子在土壤中的具体位置,对穴距检测的测量误差较大的问题。将种箱排空检测、播种质量检测、播种作业前进速度、播种作业阻...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
第二章系统方案架构及硬件设计92系统方案架构及硬件设计2.1测试项目选择农业行业标准NYT1768-2009《免耕播种机质量评价技术规范》[24]和GB/T35383-2017《播种监测系统》[25]规定了免耕播种机的作业质量、检测方法以及播种监测系统的检验标准。国家行业标准中技术要求为本文课题研究指明了方向，本文主要探究免耕播种机工作性能的检测与评判。结合播种机在实际应用过程中存在的问题和难点，共筛选出10个检测项目。表2-1检测项目选择Table2-1Testitemselection序号检测项目序号检测项目1穴距合格率6机具振动频率、幅值2漏播率7机具前进速度3重播率8地表覆盖率4播种量9故障位置判断5种箱排空检测10牵引阻力2.2系统选用的硬件设备根据选择的检测项目，检测系统为不同的检测指标选择了合适的传感器设备，如图2-1所示。以下设备构成了播种质量检测的硬件结构。图2-1检测系统硬件结构Fig2-1Detectionsystemhardwarestructure2.2.1对射式红外光电传感器对射式红外光电传感器应用在中段检测过程中。该对射式红外光电传感器最大可检测、感应的距离可以达到25cm，该传感器通过可以发射红外光线的端口以及可以采集捕捉到发射的红外光线的端口配合使用。当接收端口捕捉到光电信
第二章系统方案架构及硬件设计13极管的联通至电阻（470欧姆）并接地，同时输出接入数据采集卡的数字输入引脚。以接近开关工作过程为例，当接近开关感应到包有铁氧体粉末的种子时，光耦导通，供电电压通过限流电阻R1的作用使得光耦元件的发光二极管连上电，使之亮起。二极管亮起后，受到其发光影响，光敏三极管连接通，因此数据采集卡对应引脚为高电平；接近开关未感应到种子时，光耦截止，数据采集卡引脚通过下拉电阻接地，为低电平。图2-2信号调理电路的PCB原理图Fig2-2PCBschematicdiagrammapofsignalconditioningcircuit2.3.2PCB板的整体实现按照各元器件的资料确定各自的连接方式及PCB原理图后，使用AltiumDesignerWinter098.3.0.16776软件绘制信号调理电路的PCB板。信号调理电路的PCB板布线操作后效果如图2-3所示。图2-3信号调理电路的PCB电路板Fig2-3PCBboardofsignalconditioningcircuit
【参考文献】：
期刊论文
[1]微耕机配套的玉米免耕播种机防堵开沟部件设计与试验[J]. 成习军,朱惠斌,白丽珍,郭子豪,王杰,安冉,曹科高. 华南农业大学学报. 2018(04)
[2]种子包衣对玉米种子贮藏过程中种子活力的影响[J]. 姜海燕,李贺勤,张文健,彭飞,江绪文. 种子. 2015(12)
[3]常用接近式传感器的特性与选用[J]. 刘娇月. 电气传动自动化. 2015(02)
[4]基于人机工程的图像处理类软件界面交互研究[J]. 李源,张继晓. 设计. 2013(11)
[5]基于虚拟仪器技术的联合收获机出厂质量终检系统[J]. 王玲,王书茂,孙超,张俊超. 农业机械学报. 2012(S1)
[6]齿轮箱故障的振动机理与故障特征研究[J]. 许雪贵,徐文琴. 机械制造与自动化. 2012(04)
[7]基于电容信号的玉米播种机排种性能监测系统[J]. 周利明,王书茂,张小超,苑严伟,张俊宁. 农业工程学报. 2012(13)
[8]炭化秸秆覆盖用于保护性耕作的试验研究[J]. 卢彩云,王庆杰,何进,李洪文,Rabi G.Rasaily,乔晓东,李慧. 农业工程学报. 2012(S1)
[9]基于图像处理的管道裂缝检测[J]. 孙文雅,李天剑,黄民,陈晓. 制造业自动化. 2012(01)
[10]霍尔传感器在直流电机转速测量中的应用研究[J]. 郭清,王元昔. 传感器与微系统. 2011(07)
硕士论文
[1]基于LabVIEW的齿轮箱故障诊断系统研究[D]. 胡二猛.南京信息工程大学 2016
[2]图形用户界面中影响用户认知的图标设计因素研究[D]. 张婷婷.上海交通大学 2011
[3]基于LabVIEW的发动机故障诊断与检测系统研究[D]. 李大维.北京林业大学 2008
本文编号：3116958
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
第二章系统方案架构及硬件设计92系统方案架构及硬件设计2.1测试项目选择农业行业标准NYT1768-2009《免耕播种机质量评价技术规范》[24]和GB/T35383-2017《播种监测系统》[25]规定了免耕播种机的作业质量、检测方法以及播种监测系统的检验标准。国家行业标准中技术要求为本文课题研究指明了方向，本文主要探究免耕播种机工作性能的检测与评判。结合播种机在实际应用过程中存在的问题和难点，共筛选出10个检测项目。表2-1检测项目选择Table2-1Testitemselection序号检测项目序号检测项目1穴距合格率6机具振动频率、幅值2漏播率7机具前进速度3重播率8地表覆盖率4播种量9故障位置判断5种箱排空检测10牵引阻力2.2系统选用的硬件设备根据选择的检测项目，检测系统为不同的检测指标选择了合适的传感器设备，如图2-1所示。以下设备构成了播种质量检测的硬件结构。图2-1检测系统硬件结构Fig2-1Detectionsystemhardwarestructure2.2.1对射式红外光电传感器对射式红外光电传感器应用在中段检测过程中。该对射式红外光电传感器最大可检测、感应的距离可以达到25cm，该传感器通过可以发射红外光线的端口以及可以采集捕捉到发射的红外光线的端口配合使用。当接收端口捕捉到光电信
第二章系统方案架构及硬件设计13极管的联通至电阻（470欧姆）并接地，同时输出接入数据采集卡的数字输入引脚。以接近开关工作过程为例，当接近开关感应到包有铁氧体粉末的种子时，光耦导通，供电电压通过限流电阻R1的作用使得光耦元件的发光二极管连上电，使之亮起。二极管亮起后，受到其发光影响，光敏三极管连接通，因此数据采集卡对应引脚为高电平；接近开关未感应到种子时，光耦截止，数据采集卡引脚通过下拉电阻接地，为低电平。图2-2信号调理电路的PCB原理图Fig2-2PCBschematicdiagrammapofsignalconditioningcircuit2.3.2PCB板的整体实现按照各元器件的资料确定各自的连接方式及PCB原理图后，使用AltiumDesignerWinter098.3.0.16776软件绘制信号调理电路的PCB板。信号调理电路的PCB板布线操作后效果如图2-3所示。图2-3信号调理电路的PCB电路板Fig2-3PCBboardofsignalconditioningcircuit
【参考文献】：
期刊论文
[1]微耕机配套的玉米免耕播种机防堵开沟部件设计与试验[J]. 成习军,朱惠斌,白丽珍,郭子豪,王杰,安冉,曹科高. 华南农业大学学报. 2018(04)
[2]种子包衣对玉米种子贮藏过程中种子活力的影响[J]. 姜海燕,李贺勤,张文健,彭飞,江绪文. 种子. 2015(12)
[3]常用接近式传感器的特性与选用[J]. 刘娇月. 电气传动自动化. 2015(02)
[4]基于人机工程的图像处理类软件界面交互研究[J]. 李源,张继晓. 设计. 2013(11)
[5]基于虚拟仪器技术的联合收获机出厂质量终检系统[J]. 王玲,王书茂,孙超,张俊超. 农业机械学报. 2012(S1)
[6]齿轮箱故障的振动机理与故障特征研究[J]. 许雪贵,徐文琴. 机械制造与自动化. 2012(04)
[7]基于电容信号的玉米播种机排种性能监测系统[J]. 周利明,王书茂,张小超,苑严伟,张俊宁. 农业工程学报. 2012(13)
[8]炭化秸秆覆盖用于保护性耕作的试验研究[J]. 卢彩云,王庆杰,何进,李洪文,Rabi G.Rasaily,乔晓东,李慧. 农业工程学报. 2012(S1)
[9]基于图像处理的管道裂缝检测[J]. 孙文雅,李天剑,黄民,陈晓. 制造业自动化. 2012(01)
[10]霍尔传感器在直流电机转速测量中的应用研究[J]. 郭清,王元昔. 传感器与微系统. 2011(07)
硕士论文
[1]基于LabVIEW的齿轮箱故障诊断系统研究[D]. 胡二猛.南京信息工程大学 2016
[2]图形用户界面中影响用户认知的图标设计因素研究[D]. 张婷婷.上海交通大学 2011
[3]基于LabVIEW的发动机故障诊断与检测系统研究[D]. 李大维.北京林业大学 2008
本文编号：3116958
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