基于通信协同机制的精量播种机作业优化

以精量播种机协同作业过程为研究对象,利用多节点中继技术,建立播种机之间的协同通信系统,有效提高多台精量播种机之间的通信能力.采用无线传感技术,建立多播种机作业协同控制系统,实现多播种机作业过程的实时定位导航.试验结果表明:建立的精量播种机作业协同通信控制系统,可实现播种作业过程的高效率定位,定位过程所需时间较短,定位精...     

播种质量无线传感器网络监测系统设计—基于多跳多信道和高效中继节点

为了解决播种机山区作业时通信条件差的问题,针对多跳无线传感器网络数据收集协议中继转发节点选择算法效率不高的缺点,在播种机质量监测系统的设计上提出了一种基于多跳多信道的通信网络和高效中继节点算法,有效提高了播种机监测系统的工作效率和精度。为了实现多跳多信道通信,以4×4接收和发射天线为例,以自组织网络模型为依据,建立了多信道通信模型,为了实现高效中继节点,对比洪泛算法,引入了多层中继节点布局算法,从而提高了节点的传输效率。最后,以免耕播种机为研究对象,对播种机作业的质量监测系统进行了测试,结果表明:采用反馈调节的方式,种子正好播在沟穴中央,播种效果比传统播种机的播种效果有了明显的提升。同时,对播种机株距参数和漏播系数进行了测试,结果表明:播种机的各种性能符合国家精密播种机的设计标准。     

现代播种机调度系统设计——基于GIS旅游资源开发与规划

为了提高播种机的作业效率,实现多播种机的协同作业,基于GPS全球卫星定位技术和GIS地理信息系统,提出了一种基于GIS旅游资源开发规划的现代播种机调度系统,并对系统的性能进行了验证。利用GIS农田地理信息数据规划图,借助面向数据分析和路径的旅游资源规划方法,设计了GIS的播种机调度系统。为了验证系统的可行性,利用多播种机编队控制测试对系统的性能进行了验证,并对多播种机协同作业的路径规划进行了测试。结果表明:利用该调度系统可以成功地实现协同路径规划。同时,对作业效率进行了测试,结果表明:利用该系统可以有效地缩短等待时间和转弯路径,实现多播种机并行作业,从而大大提高了播种作业的效率。     

基于计算机通信网络的农机实时协同导航系统研究

无线协同中继技术可以提高数据传输的速率及频谱效率,从而对抗信号衰落,提高系统的鲁棒性。近年来,无人机被使用到农业生产过程中,作业过程中自动导航技术对无人机作业的效率和质量具有重要的影响,但受到农机作业环境的影响,在无人机导航过程中采用无线通信网络定位技术时信号的衰落严重。为了提高通信的可靠性,引入了协同中继节点技术,并采用超带宽调频技术提高信号的传输速率,从而有效提高了导航的效率和导航精度,对于提升无人机的作业性能具有重要的意义。     

基于模糊神经网络的液压式播种机电气控制系统研究

播种机电液悬挂系统主要用于在使用过程中对播种机具进行调节,以实现播种深度和播种间距的控制。为了提高电液悬挂系统的控制精度和智能化水平,将模糊神经网络理论引入到了控制系统的设计上,通过PID反馈调节的方式,实现播种机具的自动化提升或者降低,保证播种机具在预定的耕深下工作。模拟免耕播种的作业环境,对模糊神经网络PID控制系统进行了测试,结果表明:在播深自动化调节过程中,系统的响应速度较快,响应精度较高,从而验证了方案的可行性。     

基于光学和超声联合定位的精密播种机导航技术研究

为了提高播种机的自主化作业水平,将光学和超声联合定位方法引入到了播种机导航系统的设计上,通过超声波测距和激光扫描的方法,实现了作业区域的定位和播种机行走路径的规划,从而提高了播种机作业的适应能力,提升了自主作业水平.为了验证方案的可行性,对基于光学和超声联合定位的导航系统进行了实验,并建立了一个有田垄的农田作业环境,展...     

基于嵌入式PC和物联网的无人驾驶拖拉机研究

为了提高无人驾驶拖拉机大面积作业的自动化水平,实现农业的精密化播种、收割等环节,提出了一种基于PC嵌入式技术和物联网技术的新型无人驾驶拖拉机智能导航控制系统。以嵌入式PC处理器为核心,结合Linux嵌入式系统和物联网技术,设计了智能无人驾驶拖拉机的控制系统软硬件部分。基于PC技术,对无人驾驶拖拉机的自主导航能力进行了测试,测试结果表明:通过对多台无人驾驶拖拉机的协同作业能力进行测试,无人驾驶拖拉机自主导航曲线和预设导航曲线吻合程度较高,定位误差较小,误差收敛速度较快。基于物联网技术,对多台拖拉机的协同作业能力进行了测试,测试结果表明:3台无人驾驶拖拉机的定位精度均较高,都没有超过0.06m,从而验证了物联网在无人驾驶拖拉机控制系统中使用的可行性。如果将其在大面积农业作业中进行推广,将具有非常广阔的应用前景。     

播种机自动控制系统的设计——基于模糊自动控制和反馈调节

播种机是农业生产过程中最常用作业机械之一,目前大部分采用了机械式或者液压式控制系统,其控制效率和控制准确性较低。为了提高播种机自动化作业的控制效率和准确性,将模糊自动控制和PID反馈调节系统引入到了播种机的控制系统中,实现了播种机速度和转向的自动反馈调节功能,并初步进行了播种机无人化作业的试验测试。结果表明:采用模糊自动控制和PID反馈调节系统可以有效地提高播种机转向和速度控制的响应速度,控制精度较高,为播种机无人化作业的研究提供了重要参考。     

播种机播种质量监测系统研究 —基于嵌入式Linux和ZigBee

精量播种机在工作过程中存在漏播、重播及阻塞等情况,为了进一步提高精量播种机的播种精度及播种质量的监测效率,在播种机监测系统设计过程中引入了嵌入式Linux系统和Zigbee网络,采用光纤传感器、报警装置及显示屏等组成一套高精度的播种质量监测系统,实现对播种质量有效地监测。为了验证系统的可行性,对系统的通信性能、监测的准确性及安装系统后播种机的播种质量进行了测试,结果表明:监测系统具有较高的灵敏性和精度,可以有效地提高精量播种机的播种质量和水平。     

精密排种器性能监测装置研究——基于超材料光电传感器

由于精密播种机排种器多采用气吸封闭式,在作业过程中很难监测到其播种质量或存在的故障问题。为此,提出了一种基于光电传感器的精密播种机排种器监测装置,并利用超材料滤波提高了光敏电阻的灵敏度,从而有效提高了监测装置的精度。根据气吸式播种机的封闭性特点,设计了排种器监测系统的结构,采用总线进行通信,实现了多台播种机并行实时监测。同时,提出了复合结构的光学超材料滤波器结构优化方案,通过改变结构长度和介电层厚度,研究了滤波器的性能,实现了结构设计与空气界面之间的阻抗匹配条件,可以扩展通频带的带宽。采用不同类型的传感器对播种机的漏播监测误差进行测试,结果表明:采用超材料滤波光电传感器的监测精度最高,从而验证了其应用在精密播种机排种设备上的可行性。     

基于多信道路由控制的精量播种机优化设计

为了提高花生播种机播种的质量及作业效率,在花生引播机的路径和排种器的控制系统中,引入了多信道独立通信原理,降低了播种过程的漏种率;利用模糊神经网络控制原理,结合模糊域对花生播种机的结构进行了非线性优化设计。为了验证设计的花生精量播种机结构和控制系统的可靠性,对花生播种机进行了田间试验,结果表明:多信道路由花生播种机的合格率要明显高于传统的播种机,重播率要明显低于传统的播种机,破碎率和空穴率都比较低。这说明播种机的路径选择和排种器的控制都达到了最优,为花生播种机的研究和设计提供了理论依据。     

播种机远程作业监控系统设计——基于光纤传输及以太网通讯技术

随着农业自动化技术的不断发展,无人驾驶播种机被逐渐应用到农业生产中,由于其远程监测和控制技术还不成熟,还无法达到无人化作业的水平。为此,将光纤传输和以太网通信技术引入到了无人驾驶播种机监控系统的设计中,并以AT89S52单片机为控制核心,以太网模块作为接口,采用光纤作为传输媒介,利用摄像头和传感器采集现场速度数据及播种机的运行情况,实现了基于以太网的远程无人驾驶播种机的监测与控制。为了验证方案的可行性,对监控系统的性能和播种机的总体性能进行了测试,结果表明:光纤以太网的丢包率较低,播种机的漏播率和重播率都较低,可以满足自动化作业的需求。     

基于BTO多目标遗传算法的播种机性能优化设计

受播种地形和地域的影响,大部分播种机的播种质量、播种效率和能耗不能发挥到最佳状态,为了提高播种机的作业性能,深入挖掘了按顾客订单生产(Build-to-Order,BTO)模式的一般性意义,并将该模式引入到了播种机的优化设计中,提出了一种基于BTO模式的多目标速度控制遗传算法优化模型。根据播种质量、效率和能耗的要求,首先确定了BTO模式下播种机性能优化的初始参数,利用多目标函数确定了播种机的速度控制模型,并利用遗传算法进行了优化设计。最后,通过试验样机对播种机的播种性能进行了测试,结果表明:使用多目标遗传算法对播种机的性能进行优化后,播种机的播种质量、播种效率和播种能耗有了明显的改善,为新型播种机的研发提供了较有价值的参考。     

基于智能控制技术的精量播种机结构设计

为进一步提高我国精量播种机的智能化控制水平,以改善精量播种机播种深度可控、播种株距可调、播种定量化等参数为切入点,针对其结构布局展开研究.根据精量播种作业原理建立精量播种控制模型,并展开智能播种控制作业试验.试验结果表明:基于智能控制技术的精量播种机,在一定的作业条件下,理论播种量与实际播种量之间的误差相差不大,满足定...     

基于计算机视觉的气吸滚筒式精密排种器控制系统

排种器是播种机的关键部件,其作业性能的好坏直接关系到播种的质量,想要实现排种器精确控制必须先对其进行监测,通过监测其排种质量调整排种器的作业过程,以提高排种质量。为此,提出了一种基于机器视觉的气吸滚筒式精密排种器的监测和控制系统,并利用反馈调节实现了排种器的闭环控制。为了验证方案的可行性,将监测实验台安装到了气吸滚筒式播种机上,并对监测控制系统的性能进行了测试。测试结果表明:采用基于计算机视觉的播种质量监测平台可以成功地监测到排种器的重播指数和漏播指数。最后,对不同气吸滚筒负压差下的播种质量进行了检测,并将计算机视觉监测和人工监测的数据进行对比,对比结果表明:采用计算机视觉监测系统得到的结果和人工监测结果基本吻合,且播种的合格率较高,满足精密播种机的作业需求。     

小型电磁振动式小麦播种机的研制

针对传统小型小麦播种机的缺点,设计了一种播种质量高、速度快、安全可靠、播种成本低、适应不同田间要求、能有效减少能耗的小型电磁振动式小麦播种机。该机田间作业时,将开沟、播种、平土一次完成,大大简化了小麦播种时的生产流程,有利于进一步提高播种效率和解放生产力。为此,介绍了小型电磁振动式小麦播种机的整体构造,分析了小型电磁振动式小麦播种机的工作原理。通过对此播种机的性能试验,验证了本机具有能耗低、效率高、播种流程简单等优势。经过进一步的改进,此机将在播种小麦方面有较好的发展前景,同时对各种低能耗播种机的研制也具有一定的参考作用。     

基于多跳路由算法的地膜回收机械装置优化

为了增强地膜回收机的通信能力,使其适应不同地膜密度的地块,提高地膜回收机的工作效率,实现多地膜回收机的协同控制,设计了一种新的基于多跳无线网络的地膜回收机和多回收机协同控制系统。改进后的地膜回收机在起膜铲的轴上装有起膜阻力传感器,可以实时测试起膜阻力,调整起膜机的速度,实现速度的自适应调节。为了适应不同的起膜机速度,在卷膜机上装有速度传感器,可以对卷膜速度进行控制,提高了起膜和卷膜的作业精度。同时,设计了5点的多跳通信网络,利用无线局域网络,实现了地膜机的协同控制。最后对地膜回收机的性能进行了测试,通过测试发现:残膜机作业的回收率达到了90%以上,其作业时间较短,满足高效残膜回收机的设计需求,可以在其他农业现代化机械控制系统的设计过程中进行推广