基于光电传感器的精密排种器性能检测

研究设计了由发红外光二极管、凸透镜、PD-0120A型硅光电池裸片组组成的无盲区检测精密排种器性能的传感器以及以89C51型单片机为核心控制部件的硬件系统和软件系统。通过传感器检测、人工检测对比试验证明了该无盲区传感器可准确地检测精密排种器的各项性能指标。     

玉米播种机排种量监测系统设计

利用红外光电传感器对种子下落信号进行采集,以STC89C52单片机作为核心处理芯片,通过C语言进行编程,采用Lcd1602液晶显示屏显示播种机实时排种数量,通过蜂鸣器对播种机出现的故障进行报警。结果表明:该检测系统可以测量出播种机的播种数量,对播种机出现的故障及时报警,受灰尘影响较小,反应灵敏,实现了对播种机工作状况进行监测的目标。     

播种机排种监测系统设计与试验研究

为实现对播种机排种器工作过程的实时监测,提高播种机播种质量,结合指夹式排种器免耕播种机结构特点,研制了播种机排种监测系统,并进行了试验研究。监测元件采用激光二极管加凸透镜作为发射端发射平行光束,受光端采用间隔3mm的3个光敏二极管组成的串联回路。根据排种管特征设计了相应安装结构,同时增加了防尘装置。通过正常排种试验及种子贴排种管侧壁运动的极端种子流动情况表明,监测元件监测准确,监测系统稳定。     

高速摄影在精密排种器性能检测中的应用

针对光电传感器无法判断种子破碎而产生检测误差的缺陷,提出以高速摄影弥补光电传感器检测误差,提高精密排种器性能检测精度的新方法,并对光电传感器和高速摄影同时用于精密排种器性能检测的结果进行了融合分析。台架试验表明,高速摄影用于排种性能和种子破碎检测不仅可剔除光电传感器检测时,因种子破碎引起重播指数增大而产生试验结果的误差,提高检测结果的准确性和可信度,而且可以通过对高速摄影拍摄的图片进行再现观察与分析,真实地反映精密排种器种子破碎特征和排种器的排种均匀性,为改善精密排种器性能提供了一条新途径。     

基于传感技术的自动排种驱动系统研究

为了有效解决播种机地轮打滑的问题,从根本上改变通过停机手动调节链轮繁琐且有级地传统方式,研究了一种基于拖拉机前轮转速的排种器驱动装置,利用拖拉机的行走速度控制排种速度,从而使排种更加均匀.利用步进电动机不仅可以使排种器轴转动达到均匀排种的目的,还可以通过调节步进电机的细分数对种子的间距进行调整,达到最适合种子生长的间距...     

精密播种机导种筒的理论分析与设计计算

本文通过对2BJG L型精密联合耕播机导种筒的理论分析与试验研究,得出了适于一般中高速精密播种机导种筒的设计与计算的方法。     

精密播种机排种自动控制装置

为提高精密播种机的播种均匀性。解决地轮打滑和手动调换链轮或调整排种器排种量的问题．研究了一种用于精密播种机的排种自动控制装置。系统由五轮仪、智能控制单元、人机接口单元和执行单元组成，可以完成数据的输入、处理和排种器转速的控制。作业时系统采用五轮仪测量播种机的作业速度。用步进电机代替地轮作为执行机构带动排种器转动，减小了地轮打滑对播种均匀性的影响。该控制装置可以直接对五轮仪直径、排种器孔数和播种量等参数进行设置，使用方便。试验结果表明，系统运行稳定，可保证排种器与五轮仪转速同步。提高了播种机的播量均匀性，达到了设计目标。     

单粒排种器单片机检测系统性能研究

采用压电声电传感器将单粒排种落粒物理量转变电量,通过惠斯登电桥和比较放大器进行信号变换。代表落粒脉冲的电压矩形波被送到单片机系统的守量／计数器,精确检测每两次落粒之间的时间,通过软件设计,可以检测单粒排种器排种的合格率,重播率,漏播率,标准差,变异系数等性能参数。     

排种器排种均匀性分析研究

目前，提高排种均匀性的研究。主要是从排种器的结构参数和运动参数进行分析。针对型孔式排种器，利用数学方法，分析了种子尺寸均齐性，排种器的加工精度误差与排种器的结构参数对排种均匀性的共同影响。讨论了提高均匀性的方法和途径。     

窝眼轮精密排种机构的新型推种器

针对窝眼轮式排种机构因种子水分和受挤压堵塞窝眼容易造成缺苗断垄问题,研究设计一种应用于窝眼轮式排种机构的新型推种器.以提高排种精度,减小种子损伤率和漏播率.     

玉米精播机排种监测报警装置

充分考虑田间作业条件，开发了基于数字集成电路的4行玉米精播机排种监测报警装置。从电路功能上解决了报警逻辑、时间选择、监测行设置等问题；考虑田间作业环境，设计了具有防雨性能的传感器外壳、传感器在排种通路的安装结构、与主机的连接方式以及整个装置的供电方案等。设计了具有突出抗尘性能的传感器。田间使用结果表明，该装置能够适应田间工作环境，可取代农机手实现可靠监测报警。     

基于Zigbee的播种质量监控系统的设计

为了满足智能化农业的需求,应用无线传感网络技术和PLC控制器技术,设计了一个基于Zigbee的播种质量无线监控系统。该系统采用光电传感器实现对排种状态的检测,采集的信息通过无线传输模块发送到PLC;利用霍尔传感器检测拖拉机行进速度,步进电机驱动排种轴,以实现播种状况的实时检测、控制及排种速度与拖拉机速度的同步。试验表明：该系统具有高可靠性、高精度的特点,在高速通信的同时有效地实现了播种信息的实时监控。     

气吸式小粒蔬菜种子精量穴播排种器优化设计与试验

目的 小粒种子具有尺寸小、质量轻、形状不规则的特征,采用传统排种器作业时常发生吸种孔堵塞、种子损伤、播种均匀性差的问题;因此本研究在种子丸粒化技术的基础上设计了一种气吸式小粒种精量穴播排种器。方法 通过测量种子的尺寸大小和摩擦角等相关参数,采用Rocky离散元仿真软件对进种过程进行仿真模拟。为获得该排种器的最佳性能因素组合,进行了二次回归旋转正交试验,应用多目标优化方法对排种器性能影响因素进行优化。结果 通过回归系数的检验得知,影响排种器单粒率与空穴率的因素主次顺序为气压、排种器转速。当转速一定时,随着负压的增加,单粒率随之增加,空穴率随之降低,当负压一定时,随着转速的增加,单粒率随之降低,空穴率随之增加,当负压大于?2 800 Pa时,转速在5~30 r/min的范围内对排种器单粒率和空穴率影响不明显,且此时单粒率均在90%以上、空穴率均在10%以下。结论 通过优化求解,最优工作参数组合为转速15 r/min、负压?2 300 Pa、正压500 Pa。经试验验证,在此条件下该排种器的性能指标为单粒率合格指数平均值96%、漏播指数平均值3.37%、重播指数平均值0.267%,符合国家标准要求。     

基于PID算法的水稻直播机播量控制系统的设计与试验

【目的】为了解决现有的机械式水稻直播机镇压轮传动播种导致的漏播以及播量无法同步均匀调节的问题,实现水稻直播机播量自动精准调节。【方法】对现有苏南地区传统机械式水稻直播机进行自动化改造,设计了基于PID调速算法的水稻直播机播量控制系统。该系统在田间播种作业时,由设计的测速轮采集机具作业速度,结合设定的目标播种量和机具作业速度,依据播量控制策略得到排种轴理论转速;利用PID调速算法和编码器测到的排种轴反馈转速对直流电机进行闭环控制,可在线无极调节播量,从而实现精准播种。【结果】该系统排种电机空载时转速调整时间小于0.63 s,最大超调量8.21%,施加12.5 N·m负载时,排种电机最长回调时间为0.32 s。目标设计播量对应转速范围内,转速控制误差最大值小于7.21%,转速误差小于5.21%,田间播量误差小于4.92%。田间车速阶梯变化时,排种转速跟随响应及时,具有较高的排种同步性,与传统机械式水稻直播机相比播量调节性能显著提高。【结论】该系统自动化改造简便,重点改进了播量调节机构,提高了传统播种机播种性能,对传统机械直播机具有较高适配性。     

光电感应式油菜种子流监测装置设计与试验

针对油菜气力槽齿盘式精量排种器高速排种过程中种子流不易准确监测的问题,设计出一种光电感应式油菜种子流监测装置,对排种器的落种数量进行实时监测。该监测装置调用ARM嵌入式系统的中断,定时器资源,在时间窗口中采集回归反射型光纤传感器的输出脉冲,计算得到排种器双路各自落种数量以及落种总数,并在液晶屏上显示。选用华油杂62号作为试验对象,以排种盘转速和吸室真空度作为试验变量,以落种数量的监测值和实际值的相对误差作为试验指标,在油菜气力槽齿盘式精量排种器上进行该监测装置的实时监测试验,得到落种数量的监测值;再利用数粒仪计算落种数量的实际值,求出监测的相对误差。试验数据表明,监测值的相对误差不大于5.21%。该装置能够有效实现油菜种子的实时监测,对提高油菜气力槽齿盘式精量排种器排种性能的监测水平,推进油菜排种监测装置的研究具有重要意义。     

油菜直播机组无人播种作业远程监测系统设计

为解决油菜直播机组无人播种作业过程中田间播种质量信息难以实时直观展示的问题,本研究以雷沃804拖拉机及其搭载的2BYQ-8型气送式油菜直播机为试验平台,设计一套油菜直播机组无人播种作业远程监测系统。该系统由油菜直播机组无人播种作业平台、无人播种作业数据采集系统和播种质量监测云平台三部分构成,通过对雷沃804拖拉机档位、离合、动力输出装置（power take off,PTO）、悬挂机构进行电控液压改装,设计相应控制策略实现直播机组的无人播种作业;利用车载路由器组建播种监测终端和车载计算机之间的局域网,实现对播种数据与导航数据的融合同步,并通过网络连接传输给云平台进行数据存储与实时展示;云平台计算播种质量数据及其对应的田间位置数据,基于网页端高精度地图生成田间作业区域的播种状态图。结果显示,直播机组无人播种作业段横向平均偏差0.037 m,最大偏差0.125 m,电控液压改装系统运行稳定、可靠,满足直播机组无人作业要求,4G网络条件下,云平台通信最大数据传输时延不超过100 ms,云存储数据完整无遗漏,各播种通道田间播量检测准确率不低于96.16%,满足远程监测系统实时性和准确性要求。研...     

气吸式谷子精量排种器性能试验研究

为实现谷子的精量播种,设计一种适应谷子这种小粒径作物播种的气吸式精量穴播排种盘。该排种盘具有成群分布吸孔的特点,可同时吸附多粒种子。利用该排种盘在计算机视觉排种器试验台上进行谷子排种性能试验。分别以合格指数、重播指数、漏播指数为评价指标,对排种盘孔数、排种盘孔径、排种盘转速和气吸室真空度4个因素进行单因素试验,得到了各因素作业时的较优范围。采用正交试验得到排种性能各因素的较优组合为:排种盘孔数4,排种盘孔径0.8mm,排种盘转速11.0r/min,气吸室真空度-1.2kPa,该组合下,谷子精量排种效果较好,穴粒数合格指数94%,重播指数4%,漏播指数2%,满足谷子精密播种要求。     

油菜播种质量监测系统设计与试验

目的 为了获取油菜播种质量信息,并实现信息的显示、远程传输与云存储,提出了一套油菜播种质量监测系统。方法 该监测系统由油菜籽传感检测装置、播种监测终端、播种质量信息云存储平台组成。采用多种形式小粒径种子传感检测装置实现对播种质量信息的实时获取,基于射频通信模块实现与播种监测终端的数据交互;监测终端完成信息显示,并通过北斗定位单元对播种质量信息位置进行精确定位;通过无线传输模块,实现油菜播种质量信息数据的远程传输和云存储。搭建油菜播种质量监测系统试验台,通过田间试验验证系统的稳定性和可靠性。结果 设计的油菜播种质量监测系统能通过内嵌的北斗定位单元获取播种机经、纬度信息,同时可利用4G无线传输模块将播种质量信息及定位信息传输至云存储平台。台架试验结果表明,当排种器落种频率为16.5~26.2 Hz时,检测准确率不低于97.1%,采集的油菜播种质量信息均能够传输至播种监测终端并进行显示;播种质量信息均准确上传至云存储平台数据库,传输时长不超过2 s,且与终端显示数据一致。田间试验验证结果表明,排种频率为17.4~25.5 Hz时,检测准确率不低于96.6%,且系统运行正常。结论 该系统为油菜播种过程智能化提升、播种状态图生成及产量预测提供了技术支撑。     

Research progress on the mechanism of improving peanut yield by single-seed precision sowing

The contradiction between the supply and demand of edible vegetable oil in China is prominent, and the self-sufficiency rate is less than 35%. Peanut has a very outstanding status in ensuring the security of edible oil and food. The emphasis of increasing peanut yield should be the improvement of pod yield per unit area, because the total yield of peanut has not increased as required. This is attributed to mainly two factors-low increase in the crop productivity and the competition for land for grain and cotton crops. For traditional double-seed sowing pattern, it is difficult to further increase the peanut yield due to the serious contradiction between populations and individuals and the declining population quality under high-yield conditions. Single-seed precision sowing was proven to be a new way to increase the economic coefficient(economic yield/biological yield) with the basic stability of the total biomass, which could make plants distribute evenly, reduce the competition among individuals and attain the full production potential of single plant. In order to reveal the mechanism of increasing peanut yield by single-seed precision sowing, the effects on the ontogenetic development(plant character, physiological characteristic and nutrient utilization) and population structure(population uniformity and photosynthesis, source-sink relationship and yield composition) were systematically expounded. This study reports establishment of the high-yield cultivation technology system with the key technology of single-seed precision sowing and the supporting technology of fertilizing and management. We anticipate its wider application for the improvement of peanut yield.     

无线传感器网络技术在精细农业中的应用进展

综述无线传感器网络技术在节点构成、网络拓扑、通信协议等方面的特点,重点介绍无线传感器网络技术在精细农业中的典型应用,认为无线传感器网络技术应用于精细农业,需解决信号传输与衰减方式建模、多通信网融合及降低传感器成本等关键问题.提出将无线传感器网络技术与农艺技术、农业机械化及自动化技术等相结合,有助于优化农业决策支持系统,...