谷物联合收获机测产系统性能试验

引进Ag Leader谷物测产系统,在国产中小型谷物联合收获机平台上开展了测产系统性能试验.谷物测产系统主要由包括流量传感器等在内的多路传感装置、终端显示及控制平台和GPS系统构成.首先进行了系统传感器的标定试验,然后进行了田间小麦的收获试验.将试验获得的产量数据进一步进行了处理,通过产量数据点的空间自相关性分析发现,产量值采样点在20 m范围内的的相互依赖程度较高;半方差分析表明,测产区域的产量分布空间变异明显,呈现空间聚集分布的特点.克里格插值后的产量分布图呈现斑状分布的趋势,也直观反映了聚集分布的特征,可以为精细农业的实施提供必要的理论依据.     

穗状玉米测产系统设计与试验

设计了由产量监视器、速度传感器、产量传感器、差分全球定位系统(DGPS)、割台高度传感器、升运器转速传感器和玉米果穗导向装置组成的穗状玉米测产系统,并应用该系统进行田间测产试验。收获作业前抽样测量玉米果穗的粒穗比和含水率;玉米收获机工作时,以割台高度传感器作为逻辑开关,割台收获玉米果穗,通过导向装置使玉米果穗以相同速度冲击产量传感器;产量传感器将冲量转化为电信号,并传给产量监视器;产量监视器融合产量、速度、升运器转速及DGPS信息计算出当前小区产量并存储在扩展名为.vld的文件中,应用自行研制的农业空间信息采集与应用系统(DCAS)可绘制收获产量图。2009年秋季应用该系统进行田间玉米收获实时测产,田间试验数据表明该系统测产平均相对误差为18.11%。     

谷物联合收割机智能测产系统研究与分析

正谷物联合收割机智能测产系统,依靠全球定位系统,可实现对收割机的前进速度、收获时间、谷物收获量等数据的实时监控测,能够获取精确的谷物产量在空间分布的信息。一、工作原理谷物产量的空间分布信息主要由地理位置、面积及谷物收获量等组成。农田的位置信息通过全球定位系统获取,收获面积通过收割机的前进速度、收获时间和割幅等数据计算获得,谷物收获量主要通过粮箱监测单元获得。收割机智能测产系统的结     

联合收获机称量式测产系统软件设计

运用VB 6.0编程语言设计了应用于谷物联合收获机称量式测产系统平台的测产软件。该软件能实时接收、显示和保存测产系统所采集的数据,计算得到实时收获总质量、收获面积等田间信息。软件对谷物流量数据计算处理作出谷物流量图;将GPS接收到的经纬度转换为高斯坐标,在平面直角坐标系中作出GPS轨迹图;最终将流量数据与GPS轨迹数据结合运算生成产量图。作图过程中当曲线即将到达界面边界时,曲线图会自动平移远离边界以保证实时图像的正常显示,在作图结束后可拖拽图像查看完整图形。经测试,软件在室内测产相对误差小于2%,在田间测产相对误差小于3%。     

谷物联合收获机自动测产系统设计——基于变权分层激活扩散模型

为了使联合收割机具有自动测产功能,提出了一种基于变权分层激活扩散的产量预测误差剔除模型,并使用单片机设计了联合收获机测产系统。测产系统的主要功能是:在田间进行作业时,收割机可以测出当前的运行速度、收获面积及谷物的总体产量。数据的采集使用霍尔传感器和电容压力传感器,具有较高的精度。模拟信号的处理选用了ADC0804差分式A/D转换芯片,可以有效地克服系统误差,数据传送到单片机处理中心,对每一次转换都进行一次判断,利用变权分层激活扩散模型剔除误差较大的数据,通过计算将数据最终在LCD显示屏进行显示。将系统应用在了收割机上,通过测试得到了谷物产量的测量值,并与真实值进行比较,验证了系统的可靠性。     

联合收获机测产系统数据采集与处理的误差分析

介绍了联合收获机产量数据自动采集系统，总结了美国CASE IH公司2366联合收获机测产系统的田间使用和试验经验，对测产系统中谷物流量传感器、谷物含水率传感器、车速传感器和割幅设置中可能引起的误差进行了分析。     

花生联合收获机智能测产系统研究

为解决花生收获过程中产量监测问题,结合4HBLZ-2型自走式花生联合收获机设计了一种智能测产系统。硬件部分包括北斗导航车载接收系统、单片微处理器及重量传感器、德国麦希欧接触式在线水分传感器,通过CAN总线接口与上位机连接。将定量称重与网格细分技术相结合应用于收获机测产领域,相较于冲量式测产系统,极大地降低了收获机振动引起的产量累积误差。软件采用跨平台应用程序Qt完成了各传感器数据的实时接收、存储,以及对任意划定地块产量数据的查询,并且能够实现查询产量数据的平面及3D立体渐变色显示。在5种不同工况下对该测产系统进行试验,测试花生收获机工作状态下测产系统的稳定性。在发动机大油门、开动夹持输送装置工况下,产量相对误差绝对值小于2%,在田间试验情况下产量相对误差绝对值小于5%。     

智能花生收获机实时测产系统的研究

设计了由重量传感器、水分传感器、自动包装装置、CAN转换器、GPS系统,以及控制终端等组成的智能花生收获机实时测产系统。该系统采用称重法测量花生质量,利用接触式电容水分仪测得花生含水量、自动包装装置进行包装,通过设计的测产软件显示花生流量数据,结合GPS系统定位信息生成产量图。该系统获取产量数据及时准确,提高了花生测产的工作效率。     

花生收获机实时测产远程监测存储系统设计——基于智能路由器

为了解决花生收获过程中的实时自动测产及远程数据监测存储问题,设计了基于智能传感器的花生收割机实时测产远程监测存储系统,提出了一种新的测产机械结构和方法,并利用智能路由器加密通道建立了一套API框架体系,实现了测量数据的远程传输与实时共享。试验结果表明:收割机终端测产值与智能路由器传回至服务器的数据相对误差绝对值小于5%,数据传输速度快,具备较大的扩展性,验证了测产系统的可行性、可靠性和准确性,应用前景宽广。     

基于IMM UKF的冲量式测产系统研究

为适应精准农业的发展趋势,提高测产计量系统的精度,开发一套基于IMM UKF算法的冲量式测产系统。该系统由冲量传感器模块、北斗定位模块、DTU传输模块和上位机等组成。系统通过传感器模块进行信号的采集和处理,采用CAN通信方式将处理后的数据发送至上位机。上位机使用IMM UKF滤波算法对传感器上传的数据进行滤波,最终根据标定曲线得到谷物产量。通过车辆空载试验,采用IMM UKF算法与KF和UKF算法进行对比验证,结果表明IMM UKF算法的滤波效果更好,均方差为0.000 42 N。通过传感器标定试验,确定传感器的检测值与实际谷物重量的关系。通过大田测产试验,得出每个地块的产量分布图,试验结果表明该测产系统的平均误差达到3.911%。     

基于SSA-RFR算法的采棉机测产传感器研究

随着棉花种植和收获的机械化程度提高,获取准确的产量图,分析田间产量数据,变得尤为重要,而采棉机作业时在输棉管道处监测产量是一种有效、可行的方法。现有光电对射式棉花测产传感器在作业中会有粘液遮挡检测通道、环境光影响等问题,面对复杂的田间作业环境,传感器标定普遍采用线性或多项式模型,精度和抗干扰性表现不够理想。针对上述现状,本文首先在传感器的结构和电路设计上做了抗干扰改进。然后在传感器标定过程中,尝试使用随机森林回归模型(Random forest regression, RFR),对实验样本进行训练、测试。在分析模型的表现后,提出了麻雀算法(Sparrow search algorithm, SSA)改进的随机森林回归模型,以均方误差作为适应度,对模型进行优化。经过验证,在相同验证集下,优化后的模型有更好的检测精确度。通过研究寻优上下界范围,平衡运行时间和检测精度,得到最优检测模型。该模型在验证集上表现良好,决定系数R²为0.99,平均绝对百分比误差(MAPE)为6.34%。台架实验结果表明,不同风速下最大误差为9.21%,平均误差为8.33%,改进后的传感器及检测...     

水分胁迫和施肥对棉花腾发量及产量的影响

试验研究了晋南地区棉花在不同生育期的水分亏缺、施肥条件下对棉花产量的影响。研究表明,棉花蒸腾量随灌水量的增加而增加,相应的产量也明显地提高,棉花产量与总耗水量呈二次抛物线关系。在相同灌水条件下,不同施肥量处理的蒸发蒸腾量差异不大,施肥量对棉花的蒸腾量影响不明显。     

机采棉在线测产技术及其关键装备

棉花产量是棉田农业生产效率的重要体现,棉田产量分布的时空变异是影响产量的诸因素共同作用的集中反映。对棉花产量进行实时监测,获得产量的空间分布数据,对科学管理和指导变量作业具有重要的意义。将棉花产量监测系统安装在采棉机上可实时获取棉田产量分布的信息。为此,概述了棉花产量监测系统的工作原理和关键技术,以推动棉花产量监测系统在我国的研究工作。     

多过程连续涝渍胁迫对棉花产量的

在长江中下游平原湖区，棉花生长期间适逢雨季，常受多过程涝渍胁迫。通过测坑试验发现棉花受多过程涝渍胁迫后减产严重，涝渍程度可用涝渍因子(SFW、SEW50、SFEW50)来描述，棉花相对产量(Ry)与涝渍因子(SFW、SEW50、SFEW50) 之间存在着显著的线性关系。     

棉瓜间作条件下水分调控对棉花生育及水分生产效益的影响

以黄淮区种植面积相对较大的棉、瓜间作模式为研究对象,开展了不同生育阶段水分亏缺对棉花的生长发育、产量及水分生产效益的影响研究,确定棉、瓜间作的适宜土壤水分控制指标。结果表明,苗期适度亏水对棉花生育和棉、瓜产量的影响较小,节水效果较明显;蕾期缺水对棉花影响较少,节水效果最明显,但对甜瓜产量影响最大;花铃前期不同程度水分亏缺的成铃数低于其他处理且脱落率较高,棉、瓜减产幅度均较大,为棉、瓜需水关键期;花铃后期缺水仍会导致蕾铃脱落率增加,不利于产量的进一步提高。综合比较各项指标,大田棉、瓜间作高产高效的土壤水分适宜控制下限指标为:苗期土壤含水率不低于田间持水率(FC)50%,蕾期为60%FC～65%FC,花铃前期为75%FC～80%FC,花铃后期为70%FC～75%FC。     

黑龙港流域不同栽培方式下棉花腾发量及产量试验研究

河北省黑龙港流域素有"华北干槽"之称,是华北平原历史上受旱、涝、碱害最重的地区,长期贫困缺粮。针对华北平原黑龙港流域棉花,研究了膜沟栽培、覆膜平播及不覆膜平播3种栽培方式对棉花腾发量、产量及水分利用效率的影响。通过分析在中科院南皮生态农业试验站开展的覆膜棉花耗水试验数据,得到膜沟栽培、覆膜平播及不覆膜平播3种栽培方式下的棉花腾发量、产量及水分利用效率。结果表明,膜沟栽培、覆膜平播栽培与不覆膜平播栽培棉花相比,不仅皮棉产量较高,且其水分利用效率也较高。     

施氮对中国棉田产量和水分利用效率影响的Meta分析

为系统分析不同气候条件、土壤基础条件和农田管理措施条件下施氮对棉花产量和水分利用效率的影响,收集了国内外已发表的103篇中英文文献,筛选其中37篇文献,共获得301组产量和127组水分利用效率数据。基于Meta分析方法定量分析了不同生产条件下施氮对棉花产量和水分利用效率的影响,同时利用偏相关分析找出施氮条件下棉花产量和水分利用效率的主要影响因素。结果表明,以不施氮为对照,施氮能够显著提高棉花的产量和水分利用率。在年均降水量200～500 mm的地区施氮对产量和水分利用率的提高作用最为明显,效应量分别为34.02%和54.15%;施氮对产量和水分利用率的提高作用均随着日照时数的增大而增大。当土壤pH值为6～8时,施氮对棉花产量和水分利用效率的提高作用最为明显,效应量分别为28.52%和24.59%;在不同土壤质地中施氮对产量和水分利用效率的提高作用均表现为在砂土中效应量最大,分别为46.71%和26.29%;随着施肥频次的增加,施氮对棉花产量和水分利用率的提高作用逐渐增大;施氮对产量的提高作用随灌水量的增加而增加,对水分利用率的提高作用随灌水量的增加呈先增加后降低趋势。当施氮量为300～...     

降雨年型对南通棉花生产的影响

通过对南通棉区降雨量和棉花产量的长系列资料的整理分析，揭示棉花生育期各时段的雨量与产量的关系，运用统计学的聚类分析方法，将生育期的雨量划分为特征鲜明的若干年型．用水量平衡方法进一步分析降雨年型对棉花生产的影响，最后建立统计模型，进行降雨（丰、歉）年型的预测。     

干旱区棉花优质高效节水栽培技术试验研究

在干旱缺水、无霜期短、有效活动积温低的棉花超早熟地区，在足墒播种的条件下，采用地膜覆盖和矮杆密植的栽培技术，生育期适度控水，适宜土壤水分现蕾期不低于５５％，花铃期不低于４５％，吐絮后４５～３５％以下，生育期干旱年份灌水３次，一般年份灌水２次，多雨年份灌水１次，灌水定额１９５０～７５０ｍ３／ｈａ，可控制作物贪青徒长，减少耗水，促其早熟高产、优质。在耗水量３６００～４０５０ｍ３／ｈａ时，单产皮棉１５００ｋｇ／ｈａ，绒长４０ｍｍ，衣分３５％以上。灌水只是春小麦，春小麦─玉米“带田”、瓜类６６％、４４％、７２％，而效益分别是３、１．１６、１．１１倍。     

棉花氮素营养诊断与追肥推荐模型

利用主动遥感光谱仪Green Seeker进行棉花的氮素营养诊断,建立棉花冠层归一化植被指数(NDVI)的氮素追肥推荐模型,实现棉花氮素的精准管理。利用2011—2012年不同氮肥处理的田间试验数据,建立棉花冠层NDVI与施肥量、NDVI与产量的定量关系,结合氮肥效应函数建立光谱氮素推荐模型,并利用2013年的独立试验数据进行田间验证。结果表明:总体上施氮量增加棉花冠层NDVI值增大,但当氮肥增加到一定量时NDVI值不再增加,在棉花盛蕾期、花期、盛铃期和初絮期,随着氮肥施用量的增加,棉花NDVI值均呈线性增加的趋势;全生育期最佳施氮量为294.7 kg/hm2,棉花盛蕾期、花期、盛铃期和初絮期NDVI临界值分别为0.695、0.833、0.881和0.809;NDVI每低于临界值0.001单位所需施肥量分别为0.24、0.91、1.11和0.16 kg/hm2。经田间验证,在保证产量的前提下,光谱推荐可减少施肥量,缩小地力之间的差异,达到按需施肥的目的。