小麦精少量播种机种肥播施监控系统
精密播种机监控系统的设计和研究
这些年，伴随电子工业的不断发展，监控系统也逐渐完善与成熟。
农业生产作业当中最基本的步骤就是播种，它也在根源上保证着丰产与丰收。
精密播种机已经被普遍使用在现代农业播种工作当中，我们国家大多利用的是机械式播种机，整个工作当中会有由于漏播或重播而导致农作物减产问题，这主要是由于整个播种过程中是完全封闭的。
所以针对精密播种机的监测系统进行更加科学的设计和研究能够有效的提升播种的质量，这在智能农业方面也是有着重要意义的。
1.国内外田间播种监控系统的研究成果1.1国外监控系统研究成果在播种监控系统上，国外的研究时间是更早的，很多发达国家也不断加强了农业装备电子信息应用技术在播种监控方面的设计与研究。
上一世纪七十年代他们就已经着手并加大力度、加快研究进度，他们研发的几类监测系统可以在播种机出现故障问题时进行报警，其原理是利用对不同类别的排种器工作状态进行监控。
伴随高科技的不断进步，很多新型技术也被运用到了播种机监控系统当中，例如G P S定位系统。
并且很多更加先进的监控系统能够针对播种的各项具体参数进行运算并显示出来。
1.2国内监控系统研究成果我们引进并吸收了国外的多种精密播种机，并且对精密播种机的监控方面的研究投入也有了不小的增加，这使得我国在这方面的研发工作也有了不小的进展，我们国家已经研制成功了能够对故障进行声音与光报警并且每一行的播种速度与数量等参数都能够进行显示的装置，原理是传感器的信号转换电路。
并且也随着单片机、传感器以及虚拟机等技术的进步，我国正在精密播种机监测系统的智能化与自动化方面也有了不小的进展。
河北农大的刘教授通过研究已经实现了利用单片机针对重播与漏播分别进行相应形式的声光报警进而对精密播种机在排种工作能力进行监测，同时能够对重播与漏播的占比进行实时的计算，再利用显示器将其显示出来。
吉工大的马先生也利用计算机图形处理的技术给出了一套精密排种机的性能监测系统。
这一套系统利用图像的增强、平滑等一些方式，针对种子的动态图像进行一个精密的分析，这样能够很好的提升图像质量以及图像的作用，而且为了更好的对重播与漏播等参数进行检测，他也给出了按照种子的面积以及间距对排种器性能进行检测的提取方法，这一方法对我们国家精密排种机在工作性能方面的要求有了良好的满足。
基于CAN总线的小麦精准播种实时监测系统的设计
#$系统总体设计
小麦种植性能实时监测系统由传感器单元) 信号采集模块) 监控模块) 8-,总线模块和终端组成' 包含用于检测种子管状态的光电传感器的信号采集单元和用于检测地轮转速的霍尔传感器如图% 所示'
采用光电传感器对种子管的状态进行监测' 种子管有三种状态, %# 正常种植, 种子正常通过种子 管$ !# 缺种, 种子没有通过种子管$ ## 阻断种植, 种子在种子管内受阻" 不落入田间' 用霍尔传感 器监测地轮轴的旋转速度" 有助于判断播种机是否播种" 当地轮转速高于阈值时光电传感器才工作' 霍 尔传感器安装在地轮附近" 地轮毂安装有一定量的磁铁" 当地轮转动时" 霍尔传感器每次通过磁铁输出 脉冲信号' 根据周期法计算了转轮的旋转速度和工作转速'
了!B 个光电传感器' 光电传感器由B 个镓红外发光二极管和B 个红外光电三极管' 由于小麦种子较小"
为确保红外三极管接收足够的光" 用镓红外发光二极管作为发光二极管' 发光二极管和电三极管均匀分
布在种子管" 如图! 所示" 监测种子管截面的整个区'
确保每个种子可以被传感器检测" 设计了光束的直径和原理如图# 所示' 为方便计算" 种子管和小
]点8和(之间距离" II$ 9是种排管和小麦种子切点" II$ 8是在C轴上种子的焦点$ /是切线#
与小麦种子之间的相切点$ (是线# 和Q轴交点坐标$ 9) 8) /) (的坐标值分别为, 9 !a" $#" 8 !O"
&$系统硬件设计
免耕精量施肥播种机监控系统的研制
为 了解 决 上述 问题 ， 设 计 了一 款 免 耕 精 量 施 肥 播 种机监控系统 ， 可实现播种 、 施 肥 及 耕 深 状 况 的 实 时 监测 ， 播种数 、 播种 面积 、 耕 深 等 作 业 信 息 可 以 本 地记 录 和远 程无 线传 输 。 当 出现 缺 种 、 堵种 、 缺肥 、 堵 肥 及 耕深不 达标时 ， 控制系统可报警提示 ， 并 通 过 触 摸 屏 显 示 故 障 出现 的行 数 ， 便 于机 手 进 行 故 障 排 查 。触 摸 屏 上设 有 保存 和 查 询 按键 ， 可 根 据 实 际作 业 状 况 进 行
种 子
２ Ｏ１ ６— １ １ 一ｌ ８ 收 稿 日期 ：
化 肥 监测 ｊ
耕 深 监 测
触 摸 屏 腑 测
Ｇ ｌ Ｉ ｓ ； 无 线
［ Ｊ 犀 定 俯 监测 Nhomakorabea基金项 目： 山东省农 机装备研发创新计 划项 目（ ２ ０ １ ６ Ｙ Ｈ ０ ０ ２ ）
模块
２ ０ １ ８年 １月
农 机 化 研 究
第 １期
免 耕 精 量 施 肥 播 种 机 监 控 系 统 的 研 制
孙 永佳 ，孙 宜 田 ，沈 景新 ，李 青 龙 ，张 波 ，窦 青青
（ 山东 省农 业 机械 科 学研 究 院 ，济南 摘 ２ ５ ０ １ ０ ０ ）
要：针 对 目前 国内免 耕 精量 施 肥 播种 机 缺少 智 能 化监 控 装 置 ， 机 手 无法 直 接 监测 作 业 过程 中出 现 的缺 种 、 缺
肥、 耕 深 不 达标 等 故 障 的问题 ， 开发 了一种 免 耕精 量 施 肥播 种 机监 控 系 统 。通 过 触 摸 屏 实 时显 示 当前 耕 深 、 平 均
小麦精量播种智能监测系统的设计与试验
中图 分 类 号 ：￥ ２ ２ ３ ． ２； Ｔ Ｐ ２ ７ ７ 文 献标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ ３ — １ ８ ８ Ｘ（ ２ ０ １ ３） ０ １ — ０ ０ ６ ８ — ０ ５
内的运 动 情 况 ， 但 不 能 很 好 地 应 用 于 田间 作 业 。 目
前， 国 内外 播 种监 测研 究 中排 种 管 传 感 器 多 采 用 光 电
传感器 ， 并河 ・ 清采用 ２ ０对红外发光二极管 和红外
光 电三极 管 ， 每个 红 外 光 电 三极 管 件 产 生 的信 号 单 独 放大 ， 经过“ 或 门” 合 并 为一 个 总 信号 进 行 处 理 Ｊ 。伊 藤 信孝 等 将 Ｋ ｅ ｙ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｐ Ｇ一 ６ ０ ２型 光 电传 感 器 用 在 电动 机 驱 动排 种器 的研 究 中 Ｊ 。王 祺 等 从 检 测 范 围 、 频 率 特性 、 光 谱特 性 等角 度 分 析 比较 了光 电传 感 器 的发 光 器 件 和受 光 器件 Ｊ 。但 是 ， 光 电传感 器 最 大缺 点 是 易 受灰 尘影 响 ， 极 大地 影 响 了监测 性 能 。 本研究 采 用光 电传 感 器 作 为 排 种 管 监 测 传 感 器 ， 设计 开发 了基 于 Ｃ Ａ Ｎ总线 的 ４ ８行 精量 播 种智 能 监测 系统 ， 并 在 光 电传 感 器 选 型 、 检 测 范 围 以及 排 列 分 布 方式 上 进行 对 比研 究 。同 时 ， 采 用 光 电 传 感 器 直 接 输
器
、 电容传感器＿ ４ 和图像传感器 。其 中， 光电传
１ 系统 总体设 计
基于 Ｃ Ａ Ｎ总线 的 ４ ８行 精量 播 种智 能 监 测 系统 由 排种管监测传感器 、 排 种 管监 测模 块 、 蜂 鸣 器 报 警 模
机械毕业设计1630原茬小麦精少量播种机的设计说明书
摘要播种机播种质量的优劣直接影响到农作物的产量以及农产品的成本,因此研制高质量的播种机械是现代农业的迫切要求。
尽管我国大部分地区早已实现播种机械化,但目前的播种机质量还不能满足高产的要求。
现在大面积麦田普遍存在着植株疏密不匀,出苗参差不齐,单株个体之间性状也表现较大差异等问题,限制了小麦产量的进一步提高。
生产实践证明,解决这一问题的关键在于实行均匀播种。
本课题的目的是针对现有小麦播种机播种中存在缺苗烧苗现象严重,存在疙瘩苗,设计制造了一种装配有种肥分施开沟器的小麦播种机,该小麦播种机能够显著提高小麦播种的均匀性,实现种肥分施，达到了节种、增产的目的。
关键词：小麦播种机；开沟器；排种器AbstractThe quality of sowing machine affects the outputs and the costs of the agricultural products directly , therefore it is urgent for modern agriculture to develop the high quality sowing machine. Although most areas in our country have already realized the sowing mechanization, the quality of the present sowing machine can not satisfy the demand of high yield . At present there are some problems restricting future improvement of wh eat yield in most areas ,such as ,different interspace among plants ,various sizes between seedlings and distinctive traits in individuals .Through production practices ,the key to solve this problem lies in implementing balance sowing .the main purpose of this subject is design a kind of wheat sowing machine assembling with equalizing device and furrow opener to replace the existing wheat sowing machine that result to severe absence and burning of the seedlings .this sort of wheat sowing machine in this book can improve significantly and remarkably the balance of wheat sowing and realize higher productivity.Key words: Wheat seeder；Furrow opener；Seed metering目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1绪论................................................................................................................................... - 1 -1.1小麦播种机的国内外研究现状及发展趋势 (1)1.2小麦播种机的介绍 (6)2小麦播种机的设计 ............................................................................................................ - 7 -2.1小麦播种机的结构特点 (7)2.2小麦播种机的机构设计 (7)2.2.1机架的设计......................................................................................................... - 7 -2.2.2排种器的设计 ..................................................................................................... - 7 -2.2.3排肥器的设计 ................................................................................................... - 10 -2.2.4开沟器及其起落机构的设计 .............................................................................. - 10 -2.2.5输种管、覆土器、镇压轮的设计 ....................................................................... - 14 -2.2.6其他工作部件的设计.......................................................................................... - 15 -2.2.7播种机的连接器 ............................................................................................... - 18 -2.2.8播种机的总体设计与配置 ................................................................................ - 19 -3小麦播种机的使用 .......................................................................................................... - 21 -3.1播种机使用应掌握的技巧 (21)3.2播种机常见故障及排除方法 (21)总结.................................................................................................................................... - 22 -参考文献 ............................................................................................................................ - 23 -致谢.................................................................................................................................... - 24 -1绪论1.1小麦播种机的国内外研究现状及发展趋势①国外小麦播种机的研究现状麦类作物精密播种是一个世界性难题.上世纪60～70年代，苏联、英国、德国等欧洲发达国家曾先后起步试验研究小麦等精密播种技术。
浅谈精密播种机监控系统
浅谈精密播种机监控系统精密播种是指按精确的粒数、间距和播深将种子播入土中，具有节省良种、提高作物产量、减轻间苗的劳动强度以及提高生产效率等优越性，越来越受到人们的欢迎。
为此，在分析精密播种存在问题的基础上，对精密播种机监控系统的一般原理做了简单说明；详细分析了国内外精播机监控系统的发展现状；指出了国内监控系统存在问题及今后研究发展的趋势，最后总结了精密播种机监控系统的相关启示。
关键字：农业工程；精密播种机监控系统；综述0. 引言随着农业生产的发展.在播种这一环节上，人们逐步认识到用种量大.浪费间苗用工，出苗过多苗期争肥、争水严重等弊端同时也在不断寻找解决的办法。
20世纪80年代，根据当时的农业生产条件[1]，主要是进行半精量播种（或称精少量播种）。
我国北方一些地区采取了既经济又方便的办法，即对传统机械进行改制。
如BZ-6型播种机经改制后，下种量由原来的每穴5、6粒种子减少到3±1粒种子，比原来省种近l/3，提高了经济效益和社会效益。
半精量播种在农业生产中的一定时期發挥了积极作用。
进入90年代，由于机械精量播种技术的逐渐成熟，播种技术实现了质的飞跃，许多部门开始试验推广精密播种技术。
1995年以来，由于精密播种机具性能的进一步完善及推广力度的加大，种子品质及处理技术的提高，这项技术被广大农民所接受，推广面积逐年增加。
目前，国内各生产厂家在不断改进精密播种机性能，尽量完善机具结构的基础上，注重提高播种机具的通用性、适应性和可靠性，使之具有良好的工作性能，以提高播种质量，满足农业生产要求。
如配备不同排种部件以适应播种不同品种的需要；更换播种机的链轮改变传动比来实现不同株距的需要；单体、双行、多行播种机的出现，满足不同动力的需要；增加注水装置.满足抗旱播种的需要。
国内使用的精密播种机大多数是机械式和气力式播种机。
由于精播机在播种作业时种子流动过程是全封闭的，因此仅凭人的视听无法直接监视其作业质量。
精密播种机种肥智能监测系统
了一 种半 值 角较 小 的光 电元 件 构 成 光 电 阵 列 的 方 法 ， 测 种 子 和 肥 料 流 动 情 况 ， 决 了 以往 研 究 中漏 检 和 光 电 检 解 元 件 问相 互 干扰 的 问题 ， 感 结 构 易 于 拆 卸 ， 于 维 护 ， 统 能 够 及 时 发 出 声 光 报 警 信 号 ， 显 示 故 障 行 号 。通 传 便 系 并 过 田间试 验 表 明 ， 系统 误 报 率 低 ， 障 播 报 准确 。 该 故 关 键 词 ：播 种 机 ；监 视 ；光 电传 感 器 ；单 片 机
２１ ０ ０年 ６月
农 机 化 研 究
第 ６期
精 密 播 种 机 种 肥 智 能 监 测 系 统
匡 丽 红 ，张 伟 ，赵 斌 ，许 秀英
（ 黑龙 江八 一 农 垦大 学 ａ 工 程 学 院 ；ｂ 信 息 技 术 学 院 ，黑 龙 江 大 庆 １ ３ １ ． ． ６ ３ ９） 摘 要 ｌ大 型 宽 幅 精 密 播 种 机 作 业 中 一旦 发 生种 肥堵 塞 或 种 肥 箱 排 空 问题 ， 会 造 成 巨大 经 济 损 失 。为 此 ， 用 就 采
物大 量 减产 。
１ 系统 总 体 设 计
种 肥 监 测 系统 原 理 框 图 如 图 １所 示 。单 片 机 是 系 统 的核 心 ， 它统 一 指 挥 系 统 中各 个 部 件 的 协 调 一 致 由 工 作 ， 过键 盘 电路 可 以 启 动 和 停 止测 量 。 由光 电元 通 件构 成 种 肥 流 监 测 传 感 器 阵列 ， 光 二 极 管 发 出 的光 发 被种 子 流 调 制 成 脉 冲光 ， 射 到 光 敏 三 极 管 表 面 ， 照 有
为 电脉冲， 进行报 警处理 。但 是 ， 测 的关键 是传 再 检 感器 ， 如果传感 器检ｉ 信号不 准确 ， 容易发 生误报 贝 ０ 很 警情况 。常用的光 电元 件半 值角通 常在 １。 Ｏ 以上 ， 随 着发射距离增加 ， 的散射越 来越严重 。如果 在输种 光
精量播种机监测系统的设计
ｃ ｉ ｏ ｅ ｐ ｎ ｈ ／ ｐ ｒ． ｓ ｌｙ ｎ ｈ ｕ ｎ ｉ ｆ ｓ ｅ ｉｇ ｂ ｉｐ ａ ｎ ｔａ ｄ ｕ ｅ ｔ ｅ ｐ ｌ ｔｌ ｍｐ ａ ｄ ｔ ｅ ｂ ｚ ｅ ｏ ａ ｅ ｔ ｈ ｐ ｔ ｘ ａ ｄ ｔ ｅ Ｉ Ｏ ｏ ｔ Ｄｉｐ ａ ｉ ｇ ｔ ｅ ｑ ａ ｔ ｙ ｏ ｅ ｄ ｎ ｙ ｄ ｓ ｌ ｙ ｕ ｉ ｎ ｓ ｈ ｉ ａ ｎ ｈ ｕ ｚ ｒ ｔ ｌ ｒ ｔ ｏ
ｔｏ ｂ ｅ ｎ ｒ ｈ ｒｖ ｒｓｏ ｎ ｈ ｃ ｈ ｍ ｉ ． ｅｓ ｓ ｅ ｈ ｓｆ ａ ｕ ｅ ｕ ｈ ａ ｉ ｌ ｔ ｕ ｔ ｒ ，ｏ Ｃ Ｓ ， ｉｈ ｒ ｌ — ｒ ｕ ｌｓ ａ ｄ ｗａ ｎ ｔ ｅｄ ｉ ｅ ｔ ｐ ａ ｄ ｃ ｅ ｋ ｔ ｅ ｉ ｔｍｅ Ｔｈ ｙ ｔ ｍ ａ ｅ ｔ ｒ ｓｓ ｃ ｓｓｍｐ ｅｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｌｗ Ｏ ｔ ｈｇ ｅｉ ｎ ａ ｂ ｌ ｙ ａ ｄ ｅ ｓ ｏ ｉ ｓ ａ１ Ｓ ｔ ｉ ｖ ｒ ｉ ｎ ｆ ａ ｔｔ ｈ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｈ ｉ ｈ ｅ ｆ ｉ ｎ ｙ ａ ｒ ｕ ｔ ｒ ． ｉ ｔ ｎ ａ ｙ ｔ ｎ ｔ ｌ ｏ ｉ ｓ ｅ ｙ ｓ ｉ ｃ ｎ ｏ ｔ ｅ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｆｔ ｅ ｈ ｇ — ｆｉ ｅ ｃ ｇ ｉ ｌｕ ｅ ｉ ． ｇ ｉ ｃ ｃ
廉 、 靠 性 高 和便 于扩 展 等 特 点 ， 发 展 高效 农 业具 有 重 要 意 义 。 可 对 关键 词 ： 量播 种 机 ； 片 机 ； 测 系 统 ； 精 单 监 自动 控 制
中 图分 类 号 ： ２ ３ ２ ￥ ２． 文献标识码 ： Ａ
Ｔｈ ｓ ｇ ｆ Ｍ ｏ ｉｏ ｉ ｇ Ｓ ｓ ｅ ｏ ｅ ｉｉ ｎ Ｓ ｅ ｅ ｅ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｎ ｔ ｒ ｎ ｙ ｔ ｍ ｆ Ｐｒ ｃ ｓｏ ｅ ｄ ｒ ＱＩ ａ ｇ ｉ ｇ， Ｘｉｎ ｎｎ ＣＡ（ ）Ｗ ｅｂ ｎ ｉ ｉ
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密
级：公 开
贵
州
大
学
2011 届硕士研究生学位论文
小麦精少量播种机种肥播施监控系统
学科专业：检测技术与自动化装置 研究方向：计算机工业控制 导 师：陈湘萍
ห้องสมุดไป่ตู้
研 究 生：赵志峰
中国
﹒贵州﹒贵阳
2011 年 4 月
目录
摘 要 ……………………………………………………………………………………………..4 ABSTRACT .....................................................................................................................................5 第一章 绪论.....................................................................................................................................6 1.1 本研究的目标和意义 .........................................................................................................6 1.1.1 研究目标 ..................................................................................................................6 1.1.2 研究的意义 ..............................................................................................................6 1.2 国内外研究现状和发展动态 .............................................................................................7 1.2.1 国外研究现状 ..........................................................................................................7 1.2.2 国内研究现状 ..........................................................................................................8 1.3 研究任务.............................................................................................................................9 1.4 技术路线..........................................................................................................................10 本章小结.................................................................................................................................11 第二章 农业流动物料检测方法 ...................................................................................................12 2.1 光电式流动物料检测传感器 ...........................................................................................12 2.2 电容式流动物料检测传感器 ...........................................................................................13 2.3 基于图像方式流动物料检测传感器 ..............................................................................14 第三章 种肥播施监控系统硬件 ...................................................................................................16 3.1 种肥播施传感器 ..............................................................................................................17 3.1.1 种肥播施传感器选型 ...........................................................................................17 3.1.2 种肥播施传感器电路原理及封装 ........................................................................20 3.2 种肥播施检测模块 ..........................................................................................................23 3.2.1 检测模块处理器 ...................................................................................................23 3.2.4 检测模块主要硬件原理图 ...................................................................................25 3.3 种肥播施监控终端硬件原理 ..........................................................................................28 3.3.1 电源模块电路 ........................................................................................................28 3.3.2 键盘接口电路 .......................................................................................................30 3.3.3 声光报警电路 ........................................................................................................31 本章小结.................................................................................................................................32 第四章 种肥播施监控系统软件 ...................................................................................................33 4.1 种肥播施检测模块程序 ..................................................................................................33 4.2 种肥播施终端程序 ..........................................................................................................35 本章小结.................................................................................................................................36 第五章 种肥播施监控系统通讯协议 ...........................................................................................37 5.1 CAN总线通讯协议介绍 ..................................................................................................37 5.1.1 CAN总线简介 .......................................................................................................37 5.1.2 CAN总线的特点 ...................................................................................................38 5.1.3 CAN总线拓扑图 .................................................................................................38 5.1.4 CAN总线分层结构 ...............................................................................................39 5.1.5 CAN总线的物理特性 ...........................................................................................40 5.1.6 CAN总线报文 .......................................................................................................42 5.1.7 CAN总线仲裁机制 ...............................................................................................43 5.1.8 CAN总线错误类型及处理机制 ...........................................................................45