精密播种机监测系统的研究与开发

播种是农业生产中最重要的环节之一,播种机的性能直接影响着播种质量和收成。当播种机工作时发生机械故障、种箱排空、导种管堵塞、开沟器被土块堵塞等故障均会导致一行或数行下种管不能够正常播种,造成漏播。尤其是大型宽幅精播机,其作业速度高、播幅宽,一旦发生上述现象则会造成大面积的漏播,必然造成农业生产的严重损失。 精密播种机的监测系统是现代精播机的一个重要组成部分,其性能的好坏将影响精密播种质量。精播机对不同性能有不同要求,而且其参数覆盖面广。目前国内研制的精密播种机监测系统仅在于解决漏播、重播的监视;精密播种机上所采用的监测和报警装置,主要有机械式报警器、机电式报警器和电子仪器式监控系统。本文研制一种能够全面监测各项性能指标的精密播种机自动监测系统,包括漏播、播种机排种量、排种速度、播种间距、播种面积等性能参数。本研究运用单片机控制技术,结合自动控制理论设计了精密播种机自动监测系统。 本文对监测系统的总体方案进行了分析,提出采用步进电机控制排种器转速。根据监测系统的要求,对系统硬件进行了设计。主要内容包括传感器测试电路的设计、声光报警电路的设计、单片机系统的端口扩展和电路设计、显示系统电路的设计、D/A转换电路的设计等。 系统软件采用模块化设计思想,用C语言进行程序设计。根据硬件功能将系统划分为四个主要的功能模块,即传感器测试电路信号采集模块、对播种机各性能指标的实时显示模块、声光报警电路控制模块、以及经过D/A转换实现电机对排种器转速控制的输出控制模块。最后,根据单片机系统常见的干扰源,分别从硬件和软件两个方面采取了抗干扰措施。 本研究首次提出采用步进电机控制排种器转速。本研究对提高播种机的自动化程度、生产率和推动我国的经济发展都具有重要的意义。