史智兴[1]2002年在《精播机排种性能检测系统及关键技术研究》文中提出与电力、电子、航空、汽车、医疗等行业相比，农机测试仪器装备明显落后。本选题经过调研认为，落后的根本原因在于适应农田测试条件的传感器不能满足检测需要。基于此认识，结合保护性耕作课题组免耕播种机试验研究的需要，以播种质量检测传感器(传感装置)为重点，进行了比较深入的研究，并取得重要进展。研究成果包括： 1．首次使用可见光激光二极管(RLD)为光源制作了用于排种均匀度检测的激光束栅格光电传感器，解决了传感器检测覆盖率问题，提高了检测准确率。就目前手工制作所达到的栅格密度而言，用于玉米、大豆的排种计数，准确率为100％。目前正式应用于排种器试验台一年有余，发表论文1篇，获得国家实用新型专利1项。 2．深入研究了农用光电传感器的抗尘问题，借鉴感光测定方法，开创性地提出了用标准光楔进行量化测量和用光学密度量化表示光电传感器抗尘性能的方案，提出了抗尘指数的概念，并在此基础上提出了将抗尘性能作为开关量光电传感器的一项性能评价指标。发表论文1篇。 3．用排种漏播报警装置取代农机手是免耕精密播种机的迫切需要。漏播报警装置能否在田间环境持续正常工作取决于漏播监测传感器的抗尘性能。本研究从器件、结构、放大电路等多方面分析了影响光电传感器抗尘性能的因素，制作了双路激光逆向直射传感器(根据本文提出的量化方案抗尘指数可达0.95，一般LED光电传感器为0.5左右)。经过实际作业应用检验，基本满足田间生产需要，是使漏播报警装置走向实用的显着进步。 4．卷带式测速传感装置。拖拉机驱动轮滑转率和播种机地轮滑移率是与播种质量密切相关的内容。但是，常用的标杆法测量精度和瞬态性较差，接触式测量的五轮仪法用于田间松软、不平的地况误差较大。根据五轮仪“把不易测量的直线运动转变为容易测量的转动”的思路，利用光微开关和卷尺钢带设计制作了一种非接触式的直线运动物体速度测量传感装置，是一个具有创造性的探索。如果对结构进一步改进、完善配套的测速仪器，可以成为农机测速的常规装备手段。 5．配合传感器的研究，研制了多功能排种性能检测装置，发表论文1篇。研制了实用播种机排种监测报警仪，发表论文1篇。
郑雯璐[2]2018年在《基于光电法的玉米精量播种机排种性能监测系统研究》文中研究表明针对玉米精量播种机普遍存在的排种异常现象,本文参阅了国内外有关播种机监测系统的研究现状,总结和对比了同类系统的不同监测方法,提出了基于光电法的玉米精量播种机排种性能监测系统,并进行了试验验证,主要研究内容如下:(1)基于光电法排种性能监测系统总体设计。首先对排种器的各方面性能进行分析,确定了排种性能监测系统需要实现的功能、检测参数等,提出了系统总体设计方案。(2)排种器性能监测系统硬件设计。对硬件选型,包括微处理器系统、传感器电路、无线通信系统、电源和硬件抗干扰等模块的设计开发。系统硬件主要完成播种信息的采集、作业速度信号的采集、信息的传输及传感器输出信号的处理等功能。(3)软件系统设计。利用C语言和SQL数据库对上位机进行系统软件流程的研究,采取模块化的程序设计方法,对下位机各个模块进行驱动程序的设计,包括主程序设计、播种量检测子程序设计、漏播检测程序设计、种箱检测程序设计、通信程序设计等。(4)传感器结构设计与对比试验研究。系统通过对比试验,选择叁对对射光电传感器交叉安放的摆放方式,传感器检测到的光电信号通过调理电路把数据传给单片机,如果检测到排种故障,单片机就会给报警电路传输指令使其发生警报。(5)排种性能监测试验。在土槽实验室对系统进行调试和改进后,进行系统对漏播率、重播率的监测试验,在田间完成了排种量检测、播种机作业参数计算和排种异常报警试验,监测系统信息采集的准确性和故障检测的及时性、准确性。
穆武超[3]2008年在《精密排种器排种性能检测系统研究》文中指出精密排种是现代化农业增产的重要途径,精确地检测排种器的性能是实现精密播种的重要环节。为精密播种机配备可靠性高,抗干扰能力强、功能完善、适应性强的检测系统,已成为必需。这样,不但可以提高工作质量,节省人力资源,也便于进行田间管理,而且也避免了排种器出现“断条”性漏播现象,提高了排种质量和农作物的产量。现阶段,国内、外对于精密排种器检测系统研究大多数都是采用单片机来完成质量检测。本文在国内现有精密排种器检测系统的基础上,将工业自动控制PLC运用到农业机械中,选用了当前较为先进的可编程控制器FX2N系列PLC作为控制系统的核心。采用激光束栅格光电传感器检测种子流,进行了精密排种器排种性能检测系统的研究和设计。分析了各类精密排种器的排种情况,确定了较合理的传感器及其在排种管上的安装位置。剖析了自动可编程控制器PLC的编程、控制特点,选择了较先进的PLC进行检测,实现精密播种机排种器的检测自动化,设计出播种机种子监测系统原理图,运用可编程控制器PLC的编程软件编出检测系统程序梯形图。在实际调试过程中,可编程控制器PLC的程序能正常运行,基本达到自动检测的要求,程序较单片机灵活、方便,容易修改。由于播种机工作环境比较恶劣,受到外界的干扰较大,不能保证系统的正常安全运行。分析了可编程控制器PLC干扰的主要来源,提出了相应的可靠性措施,以便消除或减少干扰的影响,保证系统的正常运行。
李雷霞, 郝志明, 杨薇, 夏翔芸, 王进华[4]2012年在《精密播种机排种性能检测系统的研制》文中认为精密播种机在工作时不可避免会出现重播、漏播和堵塞等现象,不能确保精播质量,该文设计了一套以AVR单片机为核心的排种检测系统。系统采用3对并列排布的红外发光二极管和光敏叁极管分别作为光电传感器的发射端和接收端,实现多行精密播种全程的无盲区监测。通过传感器监测种子在排种管内的下落状况,对播种参数实时监测。当排种管下种出现异常现象时,发出报警信号,并及时通过RS-485通讯向工况监测仪报告故障位置和状态,最大限度减少漏检和误报警的可能性,提高了检测系统的准确性,从而提高播种机的工作效率和播种质量。田间试验结果表明,该系统性能稳定可靠,对农业生产具有巨大的生产意义和经济效益。
李伟[5]2004年在《基于计算机视觉的播种精度检测技术研究》文中指出播种均匀度是衡量播种机性能与质量的重要指标。本文提出的适用于精密播种机、谷物条播机、穴播机，及排种器等多类型播种机具的播种精度检测方法，是集计算机视觉、模式识别、自动控制为一体的综合技术。其核心研究工作是计算机视觉技术在播种精度动态检测过程中的应用。本研究实现了播种精度检测的准确、可靠，实验台操作的自动控制。主要研究工作包括： 1 研究了基于计算机视觉技术的播种精度检测试验系统。该系统首次实现了对精密播种机、谷物条播机、穴播机，及排种器等多类型播种机具播种精度的检测，解决了通过直接获得种子粒间距而检测播种精度这一难点问题。检测结果具有数据准确、可靠，粒距测量结果可溯源。 2 研究了动态图像视觉采集系统构建方法。包括：为了有效地去除大量冗余图像信息，减少计算机存储量，而采用的逐场采集和隔帧存方法；为实现叁行播种通道种子信息的并行采集，图像叁分量独立采集的软硬件技术方法；对比实验了自定义阈值选取与基于迭代方式的最优阈值的优缺点，选用了自定义阈值进行图像分割，缩短了图像处理时间：研究了基于序贯算法的种子区域标记技术与种子目标识别技术，并进行了质心参数计算。 3 研究了长序列动态图像匹配与拼接技术。根据种子动态检测的实时性要求，对动态图像的拼接问题展开深入分析与研究。阐述了种子动态图像拼接原理，提出了动态图像亚拼接检测方法，该方法基于标记特征，以搜寻相邻两帧图像中重迭区域内相同标记为目标，利用相同标记在前后两帧图像中应具有相同特征向量的特点，通过特征向量的匹配，实现冗余图像信息的去除，达到相邻两帧图像的拼；提出了大小间隔的标记方案，以适应采集工况，实现准确图像亚拼接；研究了重迭区域宽度对拼接精度的影响，给出了重替区域宽度设置方式。 4 研究了摄像机标定方法，并分析了叁摄像机联合采集的系统误差。针对视觉环境中光照系统的构建问题，确定了双列交叉空间光照视场，有效的解决了动态目标检测中，光照系统环境与摄像机图像采集的一致性问题；对叁台摄像机采集信息输入过程中的数据精确性问题进行了深入的分析，确定了叁台摄像机之间系统误差分析模型、及标定方法。 5 研究了穴播精度检测算法和重迭种子分离方法。针对穴播机检测中穴距测量的关键问题，研究了基于几何中心矩的穴播质心、穴间距离检测算法，获得较高的检测精度；研究了基于数学形态学的重迭种子图像检测算法，定义了串联、并联的种子分布形式，对重迭、挤挨种子的分割进行了有效的工作。 6 研究了试验台系统自动控制技术。设计了基于串行通讯的微机与PLC集成控制方案，控制内容包括：排种器驱动轴转速控制、变频器的控制、传送带的稳定性及速度控制、工况模拟过程中的试验平台倾斜位置的自动控制等。 论文对试验系统测量误差进行了全面分析，推导了排种器转速与传送带运动速度匹配关系公式，对综合研究动态检测中的误差规律具有指导意义。 文中给出的理论分析与方法，已经应用于播种机性能检测实验台中，并进行了大量应用实验，符合GB／T6973-1986，GB／T9478-1988标准。整机检测误差≤±2mm。论文工作期间发表相关学术论文6篇。
朱鹏飞[6]2013年在《气吸式无级调控小麦精播机自动控制系统的研制》文中研究表明小麦是我国的主要粮食作物之一。播种作为作物耕种的首要环节，对作物产量有重要影响。近年来随着农业产业结构的调整和生产方式的不断创新，传统播种方式已无法满足经济、社会的发展需求，同时精密播种因其节约种子、减少成本和增加产量等多项优点成为了现代播种技术发展的主要方向。本文以进一步提高小麦产量为目的，对“双线精播”的技术做了探索性研究。相比“单线精播”，“双线精播”可以更有效地利用田间空间、光源、水源和肥料。使原本密集于一行的小麦个体以基本恒定的株距均匀分布在双行的空间上，合理利用了小麦行间空间，有效避免了原有的行内互相遮光、争水肥，行间光源和水肥不能有效利用的弊端。鉴于双线精播的各项优点，本课题从机械和控制两方面出发，研制了气吸式无级调控双线小麦精播机样机。目前，国内大部分小麦播种机是采用完全机械式的控制方式，通过地轮驱动排种，因田间作业环境复杂，地轮容易出现打滑现象，播种效果不理想；加之传统的撒播和普通条播方式容易导致种子覆土深浅不一，极易形成“疙瘩苗”、“鸡爪苗”等现象，严重影响小麦长势及产量。播种作业一直被高劳动、低效率等消极因素困扰。基于上述问题，本课题将无级变速系统引进播种机，以实现种距的恒定，提高播种精确度，适应多种田地耕作；取拖拉机后部的动力输出作为动力来源，无需配备额外动力能源，避免了蓄电池反复充电的繁琐程序，大大降低了适用的成本；采用“气吸式”精密播种方案，排种精确到每一粒，可减少种子的浪费，提高播种质量；去除地轮，以避免地轮打滑引起播种性能不稳定，采用具有反馈的系统；设计中将测速和变速两部信号分别通过蓝牙无线传输模块进行传递，提高了各部件布局的灵活性和空间的有效利用率。课题根据实际条件对样机进行了室内模拟实验。结果表明该样机落种精确，误差较小，播种均匀，株距基本恒定，能够有效地通过人工控制窗口调节有关参数，遇到异常状况可及时报警，符合进一步推广田间应用的要求，为双线精播技术的进一步完善和推广奠定了基础。
参考文献：
[1]. 精播机排种性能检测系统及关键技术研究[D]. 史智兴. 中国农业大学. 2002
[2]. 基于光电法的玉米精量播种机排种性能监测系统研究[D]. 郑雯璐. 黑龙江八一农垦大学. 2018
[3]. 精密排种器排种性能检测系统研究[D]. 穆武超. 西北农林科技大学. 2008
[4]. 精密播种机排种性能检测系统的研制[J]. 李雷霞, 郝志明, 杨薇, 夏翔芸, 王进华. 农业工程. 2012
[5]. 基于计算机视觉的播种精度检测技术研究[D]. 李伟. 中国农业大学. 2004
[6]. 气吸式无级调控小麦精播机自动控制系统的研制[D]. 朱鹏飞. 山东农业大学. 2013