多模式小区精量播种机智能控制系统设计与实现
发布时间：2021-08-23 13:42
农业对于我国这样一个农业大国而言是经济的基础,在我国占有重要地位。解决粮食问题,提高粮食产量是农业问题的核心。对于我国是这样一个人口大国,粮食关系到我国人民的生活质量,全靠自然供给或者进口都是难以实现的,但是品质良好的种子可以在很大程度上提高粮食产量,种子培育是品质良好种子的基础工作。通过调研发现,以往我国的育种试验基本都是机械与人工共同参与,由于育种机械的智能化水平低下,导致我国育种工作人工为主,机械为辅。本文根据我国育种工作的不足以及实地调研我国传统的育种方式,基于北斗定位技术、编码器技术,研发了多模式小区精量播种机智能控制系统,加快了我国育种试验的发展。首先,分析了我国育种机械与国外育种机械的发展状况,针对我国育种机械的发展水平以及用户的需求,制定了系统的整体设计方案,设计方案采用模块化的思想,数据采集模块的北斗定位系统、编码器,决策模块的搭载LPC2368微处理器的智能控制器,通信模块的GPRS-DTU,执行模块的步进电机、直流电机、锥体格盘排种装置等。然后是系统的软件设计,PC端搭建嵌入式Linux交叉编译环境为基础,借助可跨平台语言Qt进行软件开发,对北斗定位模块进行配置以...
【文章来源】：齐鲁工业大学山东省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
国外小区播种机
齐鲁工业大学硕士学位论文7第2章多模式小区精量播种机智能控制系统设计与理论应用2.1总体方案设计2.1.1系统整体设计针对调研需求，育种机械存在播种效率低、一致性差、机械智能化水平低、故障实时监测性差等控制与监测问题，设计研发了多模式小区精量播种机智能控制系统[44]。多模式小区精量播种机系统是一个综合性系统，既有软件设计又有硬件设计，各组件模块之前协同工作组成一个系统，如图2.1所示。北斗模式下使用具有采集信息功能的SK北斗定位模块接收并解析北斗定位数据，编码器模式下使用具有采集信息功能的是编码器与测地轮转动把距离转换成脉冲数据，将以上不同模式下采集的数据发送给具有决策能力的搭载微处理器的智能控制器，用户通过具有人机交互界面的高清触摸屏给智能控制器传输指令信息，智能控制器计算分析采集的数据和用户的指令通过相关硬件（步进电机、直流电机等）控制格盘排种装置进行育种工作，播种机开始工作，智能控制器通过GPRS-DTU通信模块与车辆管理平台进行通信。图2.1系统整体结构设计
第2章多模式小区精量播种机智能控制系统设计与理论应用8本文设计研发了多模式小区精量播种机智能控制系统，通过实地调研以及查阅相关文献，本系统选用2BZYT型自走式小区条播机作为育种机械，如下图2.2所示。图2.22BZYT型自走式小区条播机结构图2.1.2系统工作流程在小区播种机开始播种之前，根据用户需求，需要在具有人机交互界面的高清触摸屏完成小区长度和小区间隔长度的设置。小区播种机播种行进路线图如图2.3所示。针对多模式小区精量播种机智能控制系统的需求，实现不同模式下对小区播种机的精准控制。北斗模式基于北斗定位系统发送频率为10Hz（周期100ms）一次的北斗数据报文，北斗模式下的智能控制系统对北斗数据报文进行解算，得到100ms内两点之间的经纬度数据，通过两点之间的距离公式算出精准的数据，发送数据给智能控制器，智能控制器通过相关比值计算发送相应的数据给步进电机，步进电机与直流电机控制锥体格盘排种装置转动，播种完成。编码器模式下通过安装在测地轮（播种机前轮）的编码器转动对一个小区内播种机行进距离数据的采集从而转换为脉冲发送给智能控制器，智能控制器通过编码器发出脉冲与步进电机所需脉冲的比例关系发送相应的脉冲数给步进电机，步进电机与直流电机控制锥体格盘排种装置转动，播种完成。
【参考文献】：
期刊论文
[1]导航卫星载波相位测量中的相位缠绕研究[J]. 刘冬,郑伟,王岗,郭媛媛. 空间电子技术. 2018(04)
[2]基于北斗自动驾驶比例电磁阀的控制方法[J]. 耿彪,李欢,张胜荣,彭少然. 农业工程. 2018(07)
[3]北斗卫星导航系统助力新疆兵团精准农业发展[J]. 赵岩,陈学庚,温浩军. 农业工程技术. 2018(18)
[4]基于北斗定位技术的农机信息化管理与公共服务系统[J]. 马晓宁. 农业工程技术. 2018(18)
[5]基于卡尔曼滤波算法的农业大棚数据融合处理技术研究[J]. 段杰,姜岩,唐勇伟,王茂励,赵景波. 中国农机化学报. 2018(05)
[6]9种植保机械防治小麦穗蚜的农药沉积率与效果比较[J]. 苏小记,王雅丽,魏静,黄崇春,刘艾英,李淑,梁自静,袁会珠. 西北农业学报. 2018(01)
[7]智能农机中精准定位的研究与实现[J]. 黄振. 微型机与应用. 2017(23)
[8]基于卫星导航自动驾驶技术在播种作业中的试验研究[J]. 安冬冬,王新果,吴忠鹏. 时代农机. 2017(08)
[9]XBJ-150型和2BZYT型自走式小区播种机在小麦试验中的应用[J]. 蔡东明. 中国农业文摘-农业工程. 2017(03)
[10]基于北斗导航系统的农机作业系统开发[J]. 孟凡文,王友权,杨东凯,常海宁. 电子世界. 2017(07)
博士论文
[1]北斗卫星导航系统精密定位理论方法研究与实现[D]. 周巍.解放军信息工程大学 2013
硕士论文
[1]小麦小区精密播种机的设计与试验[D]. 张恒榜.西北农林科技大学 2019
[2]基于北斗/GPS双模差分定位的播种机作业状态监测系统[D]. 吴宝山.东北农业大学 2018
[3]小麦育种小区收获机关键技术与部件的研究与设计[D]. 姚文燕.山东农业大学 2017
[4]基于JTT808协议的车辆监控系统的设计与优化[D]. 厉美霞.湖南大学 2017
[5]基于ARM-Linux的农机自动驾驶控制系统设计与研究[D]. 唐勇伟.青岛理工大学 2016
[6]一种基于JT/T808协议的车辆监控系统[D]. 张宝鹏.南京航空航天大学 2016
[7]气吸式田间小麦育种小区点播机改进设计与试验[D]. 张德迪.山东农业大学 2014
[8]基于JT/T 808协议的车载终端设计与实现[D]. 张宗辉.河北工业大学 2014
[9]2BXJ-6型大豆垄三栽培育种精量播种机的研究[D]. 赵宇.东北农业大学 2013
[10]北斗系统用户通信数据扩容技术研究[D]. 彭皓.西安电子科技大学 2013
本文编号：3357977
【文章来源】：齐鲁工业大学山东省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
国外小区播种机
齐鲁工业大学硕士学位论文7第2章多模式小区精量播种机智能控制系统设计与理论应用2.1总体方案设计2.1.1系统整体设计针对调研需求，育种机械存在播种效率低、一致性差、机械智能化水平低、故障实时监测性差等控制与监测问题，设计研发了多模式小区精量播种机智能控制系统[44]。多模式小区精量播种机系统是一个综合性系统，既有软件设计又有硬件设计，各组件模块之前协同工作组成一个系统，如图2.1所示。北斗模式下使用具有采集信息功能的SK北斗定位模块接收并解析北斗定位数据，编码器模式下使用具有采集信息功能的是编码器与测地轮转动把距离转换成脉冲数据，将以上不同模式下采集的数据发送给具有决策能力的搭载微处理器的智能控制器，用户通过具有人机交互界面的高清触摸屏给智能控制器传输指令信息，智能控制器计算分析采集的数据和用户的指令通过相关硬件（步进电机、直流电机等）控制格盘排种装置进行育种工作，播种机开始工作，智能控制器通过GPRS-DTU通信模块与车辆管理平台进行通信。图2.1系统整体结构设计
第2章多模式小区精量播种机智能控制系统设计与理论应用8本文设计研发了多模式小区精量播种机智能控制系统，通过实地调研以及查阅相关文献，本系统选用2BZYT型自走式小区条播机作为育种机械，如下图2.2所示。图2.22BZYT型自走式小区条播机结构图2.1.2系统工作流程在小区播种机开始播种之前，根据用户需求，需要在具有人机交互界面的高清触摸屏完成小区长度和小区间隔长度的设置。小区播种机播种行进路线图如图2.3所示。针对多模式小区精量播种机智能控制系统的需求，实现不同模式下对小区播种机的精准控制。北斗模式基于北斗定位系统发送频率为10Hz（周期100ms）一次的北斗数据报文，北斗模式下的智能控制系统对北斗数据报文进行解算，得到100ms内两点之间的经纬度数据，通过两点之间的距离公式算出精准的数据，发送数据给智能控制器，智能控制器通过相关比值计算发送相应的数据给步进电机，步进电机与直流电机控制锥体格盘排种装置转动，播种完成。编码器模式下通过安装在测地轮（播种机前轮）的编码器转动对一个小区内播种机行进距离数据的采集从而转换为脉冲发送给智能控制器，智能控制器通过编码器发出脉冲与步进电机所需脉冲的比例关系发送相应的脉冲数给步进电机，步进电机与直流电机控制锥体格盘排种装置转动，播种完成。
【参考文献】：
期刊论文
[1]导航卫星载波相位测量中的相位缠绕研究[J]. 刘冬,郑伟,王岗,郭媛媛. 空间电子技术. 2018(04)
[2]基于北斗自动驾驶比例电磁阀的控制方法[J]. 耿彪,李欢,张胜荣,彭少然. 农业工程. 2018(07)
[3]北斗卫星导航系统助力新疆兵团精准农业发展[J]. 赵岩,陈学庚,温浩军. 农业工程技术. 2018(18)
[4]基于北斗定位技术的农机信息化管理与公共服务系统[J]. 马晓宁. 农业工程技术. 2018(18)
[5]基于卡尔曼滤波算法的农业大棚数据融合处理技术研究[J]. 段杰,姜岩,唐勇伟,王茂励,赵景波. 中国农机化学报. 2018(05)
[6]9种植保机械防治小麦穗蚜的农药沉积率与效果比较[J]. 苏小记,王雅丽,魏静,黄崇春,刘艾英,李淑,梁自静,袁会珠. 西北农业学报. 2018(01)
[7]智能农机中精准定位的研究与实现[J]. 黄振. 微型机与应用. 2017(23)
[8]基于卫星导航自动驾驶技术在播种作业中的试验研究[J]. 安冬冬,王新果,吴忠鹏. 时代农机. 2017(08)
[9]XBJ-150型和2BZYT型自走式小区播种机在小麦试验中的应用[J]. 蔡东明. 中国农业文摘-农业工程. 2017(03)
[10]基于北斗导航系统的农机作业系统开发[J]. 孟凡文,王友权,杨东凯,常海宁. 电子世界. 2017(07)
博士论文
[1]北斗卫星导航系统精密定位理论方法研究与实现[D]. 周巍.解放军信息工程大学 2013
硕士论文
[1]小麦小区精密播种机的设计与试验[D]. 张恒榜.西北农林科技大学 2019
[2]基于北斗/GPS双模差分定位的播种机作业状态监测系统[D]. 吴宝山.东北农业大学 2018
[3]小麦育种小区收获机关键技术与部件的研究与设计[D]. 姚文燕.山东农业大学 2017
[4]基于JTT808协议的车辆监控系统的设计与优化[D]. 厉美霞.湖南大学 2017
[5]基于ARM-Linux的农机自动驾驶控制系统设计与研究[D]. 唐勇伟.青岛理工大学 2016
[6]一种基于JT/T808协议的车辆监控系统[D]. 张宝鹏.南京航空航天大学 2016
[7]气吸式田间小麦育种小区点播机改进设计与试验[D]. 张德迪.山东农业大学 2014
[8]基于JT/T 808协议的车载终端设计与实现[D]. 张宗辉.河北工业大学 2014
[9]2BXJ-6型大豆垄三栽培育种精量播种机的研究[D]. 赵宇.东北农业大学 2013
[10]北斗系统用户通信数据扩容技术研究[D]. 彭皓.西安电子科技大学 2013
本文编号：3357977
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