氣吸式精密播種機(jī)種肥監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)(機(jī)電一體化)

1、氣吸式精密播種機(jī)種肥監(jiān)控系統(tǒng)- 0 -氣吸式精密播種機(jī)種肥監(jiān)控系統(tǒng)1. 研究設(shè)計(jì)的要求、目的及意義- 27 -1.1研究設(shè)計(jì)的要求播種是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最重要的環(huán)節(jié)，播種質(zhì)量直接影響著作物的生長質(zhì)量和產(chǎn)量。在農(nóng)業(yè)機(jī)械化迅速發(fā)展的今天，精密播種機(jī)越來越多的應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，其廣泛應(yīng)用已成為現(xiàn)代播種技術(shù)的主要特征，是播種的主要發(fā)展方向。氣吸式精密播種機(jī)是精密播種機(jī)的一種，它具有不傷種、對(duì)種子尺寸要求不嚴(yán)、易于實(shí)現(xiàn)單粒精播和高速作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)。但是，和其它精密播種機(jī)一樣，氣吸式精密播種機(jī)播種過程具有全封閉的特點(diǎn)，僅憑人的視覺不能很好的監(jiān)視播種質(zhì)量和施肥質(zhì)量。因此，對(duì)播種機(jī)的播種過程進(jìn)行電子監(jiān)測(cè)就顯得尤為重要。

2、 此氣吸式精密播種機(jī)種肥監(jiān)控裝置的設(shè)計(jì)主要包括漏播監(jiān)視、重播監(jiān)視、種箱監(jiān)視、肥料撒播監(jiān)控等等。1.2研究設(shè)計(jì)的目的及意義中國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，國家很重視農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，隨著農(nóng)業(yè)發(fā)展和農(nóng)民整體水平的提高，農(nóng)業(yè)機(jī)械的現(xiàn)代化水平越來越高，精密播種機(jī)也廣泛應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。精密播種有很多優(yōu)點(diǎn)，它節(jié)省種子、省工時(shí)、提高作物生長質(zhì)量、增加作物產(chǎn)量。在我國，精密播種技術(shù)是近年來國家大力推廣節(jié)本增效工程技術(shù)的主要內(nèi)容。由此可見，精密播種已成為播種技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，精密播種機(jī)也將越來越多的應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，播種是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，播種質(zhì)量直接影響作物的生長質(zhì)量和產(chǎn)量，在精密播種中，播種質(zhì)量尤為重要。播

3、種機(jī)要部件是排種部件或排種裝置。在精密播種機(jī)上，這一排種裝置稱為精密排種器，它是精密播種機(jī)的核心部件，其性能優(yōu)劣直接影響著精密播種機(jī)的播種質(zhì)量。所以對(duì)精密排種器性能進(jìn)行充分的、實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，確保排種器工作可靠十分必要。氣吸式精密播種機(jī)是一種新型精密播種機(jī)，除了具有精播機(jī)的各種優(yōu)點(diǎn)外，它還不傷種子、適應(yīng)力強(qiáng)、易于實(shí)現(xiàn)單粒精播和高速作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)，是我國農(nóng)村、農(nóng)場(chǎng)正在推廣使用的先進(jìn)新型精密播種機(jī)。但是在播種過程中，無論性能多么優(yōu)良的播種機(jī)也會(huì)出現(xiàn)故障，發(fā)生漏播。如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn)或者找不到漏播處，就會(huì)不可避免影響這一年的收成。尤其當(dāng)播種機(jī)幅寬增加，播種速度加快和密植時(shí)，播種作業(yè)過程中更需要監(jiān)測(cè)播種狀態(tài)，否則

4、，一旦發(fā)生上述現(xiàn)象，就會(huì)發(fā)生大面積漏播，損失嚴(yán)重。人工監(jiān)視存在弊端，這是因?yàn)闅馕骄懿シN機(jī)在播種作業(yè)時(shí)具有播種過程全封閉的特點(diǎn)，僅憑人的視覺和聽覺無法及時(shí)地、準(zhǔn)確地判斷故障；長時(shí)間作業(yè)會(huì)使監(jiān)視人員疲勞，降低監(jiān)視質(zhì)量；當(dāng)播種機(jī)幅寬增加時(shí)，需要更多的人力監(jiān)視，占有過多勞動(dòng)力。所以，為了保證氣吸式精播機(jī)的播種質(zhì)量和施肥質(zhì)量，有必要研究一種實(shí)用性強(qiáng)、能準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)排種狀況和施肥狀況的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)播種機(jī)的播種進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)。2. 總體方案設(shè)計(jì)與論證2.1氣吸式精密播種機(jī)排種介紹2.1.1排種裝置的原理圖21氣吸式精密播種機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖如圖21所示，氣吸式排種器由真空室、種箱和吸種盤等組成，在吸種盤的周邊有若干個(gè)

5、均勻分布的吸種孔，吸種盤的一面是真空室，另一面是種箱，負(fù)壓是由風(fēng)機(jī)提供的，風(fēng)機(jī)與真空室連接。工作時(shí)，在風(fēng)機(jī)的作用下，使真空室形成負(fù)壓，當(dāng)吸種盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在真空室負(fù)壓的作用下，使得在種箱內(nèi)的種子被吸附在吸種孔上，當(dāng)吸附有種子的吸種孔轉(zhuǎn)出真空室時(shí)，種子靠重力落下，通過導(dǎo)種管進(jìn)入土壤，完成播種。2.1.2排種肥的影響因素（1）氣吸式播種器的真空度。真空度越大則吸附種子的能力越強(qiáng)，越不易產(chǎn)生空穴；但單個(gè)吸孔吸附幾粒種子的可能性加大，使重播率增大。 （2）氣吸式播種器的吸孔直徑。吸孔越大，吸孔處對(duì)種子的吸力越大，同樣可使空穴率減少、重播率增加。 （3）氣吸式播種器的刮種器。它的作用是刮去吸孔吸附的多余種子

6、和肥料，降低重播率。在工作中由于機(jī)具的裝配質(zhì)量不好或運(yùn)動(dòng)中碰撞，使刮種器與排種盤之間的距離產(chǎn)生變化，或?qū)е滤榉N，或達(dá)不到刮種的目的。刮種器與排種盤之間的距離應(yīng)在0與種子平均直徑的一半之間，使種子無法進(jìn)入刮種器與排種盤之間形成的間隙。 （4）氣吸式播種器的風(fēng)機(jī)。它是產(chǎn)生負(fù)壓以供排種器吸附種子的關(guān)鍵部件，風(fēng)機(jī)葉輪要高速旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生高的負(fù)壓。2.1.3播種機(jī)的性能要求及指標(biāo)2.1.3.1播種機(jī)的性能要求播種機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)以獲取播種機(jī)排種性能參數(shù)為主，因此需要對(duì)播種機(jī)性能有一定的了解。播種機(jī)的性能要求，包括農(nóng)業(yè)技術(shù)要求和使用要求兩個(gè)方面。（1）播種機(jī)的農(nóng)業(yè)技術(shù)要求：要求條播機(jī)的播種量符合農(nóng)業(yè)技術(shù)要求，行距一

7、致、播種均勻；種子播入濕土層中且用濕土覆蓋，播深一致，種子損傷率低。對(duì)單粒精密播種機(jī)的要求是每穴1 粒，株距精密。表2-1列出了玉米作物播種的農(nóng)業(yè)技術(shù)要求。2-1 玉米作物播種的農(nóng)業(yè)技術(shù)要求作物播種方法播種量(kg/畝)播深(cm)行距（cm）株距（cm）穴粒數(shù)（個(gè)）玉米精播121848507015401（2）播種機(jī)的使用要求：通用性好，能播多種種子，不損傷種子，調(diào)整、換種方便可靠；在田作、套種、播種的同時(shí)，能進(jìn)行施肥、開溝、筑埂、起壟及鎮(zhèn)壓等作業(yè)。 2.1.3.2播種機(jī)的性能指標(biāo)：（1）排種量穩(wěn)定性 指排種量不隨時(shí)間變化而保持穩(wěn)定的程度。（2）各行排種量一致性 各排種器相同條件下排種量一致程

8、度。（3）排/播種均勻性 排種器排種的均勻程度和種子在種床上分布的均勻程度。（4）穴粒數(shù)合格率。（5）粒距合格率 以0.5t株距t1.5t為合格。（6）播深穩(wěn)定性 指種子上面所覆土層厚度的穩(wěn)定程度。（7）種子破損率。2.1.4排種參數(shù)的確定 考慮到上述因素影響，排種量，排種速度，重播率，漏播率都可能發(fā)生變化。因此，在設(shè)計(jì)監(jiān)控裝置的過程中，必須考慮這些參數(shù)。排種量：一定時(shí)間內(nèi)的播種數(shù)量；排種速度：單位時(shí)間內(nèi)的播種數(shù)量；重播：同一位置重復(fù)播種；漏播：某一位置沒有播種。肥料與此類似。2.1.5監(jiān)控內(nèi)容的確定2.1.5.1漏播監(jiān)視當(dāng)播種機(jī)正常工作時(shí)，種子有規(guī)律的下落并通過下種通道的傳感器檢測(cè)空間，遮斷

9、紅外二極管光束，光敏三極管將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖信號(hào)，傳遞給單片機(jī)系統(tǒng)，單片機(jī)系統(tǒng)處理并使指示燈（發(fā)光二極管）有規(guī)律地閃爍；當(dāng)種箱空或排種器不正常播種時(shí)，光敏三極管收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸入單片機(jī)，由單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)信號(hào)處理并發(fā)出聲光信號(hào)，對(duì)漏播進(jìn)行提示。2.1.5.2重播監(jiān)視當(dāng)排種管堵塞或其他原因?qū)е侣浞N加快時(shí)，接收管收到的光信號(hào)斷續(xù)次數(shù)增加，由單片機(jī)計(jì)數(shù)，當(dāng)單位時(shí)間播種數(shù)量超過設(shè)定值時(shí)，聲光報(bào)警系統(tǒng)系統(tǒng)將對(duì)重播進(jìn)行提示。設(shè)地輪行走速度為0.2m/s,地輪直徑為0.8m，地輪到播種盤的傳動(dòng)比為1.25，播種盤的孔數(shù)為16個(gè)，則地輪轉(zhuǎn)速為n1=0.2*60/（*0.8）=4.78 r/mi

10、n播種速率為 d =n1 * i * n = 95.6 96 個(gè)/min2.1.5.3種箱監(jiān)控由于精密播種機(jī)在作業(yè)時(shí)，無法直接對(duì)種子箱的種子數(shù)量進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)種子箱沒有種子時(shí)，造成漏種，會(huì)給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成經(jīng)濟(jì)損失。因此必須設(shè)計(jì)種箱監(jiān)控。當(dāng)種子數(shù)量少于額定數(shù)量時(shí)，發(fā)出報(bào)警，提醒及時(shí)加種。為了解決這一難題，可以再種子箱底部一定位置安裝監(jiān)控裝置，當(dāng)種子數(shù)量少于額定數(shù)量時(shí)，監(jiān)控裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)。2.1.6監(jiān)控方案方案整體框圖如下：監(jiān)控裝置由傳感器、整形電路、單片機(jī)、聲光報(bào)警裝置、緩沖器、LED顯示器組成。將所采用的傳感器，安裝在排種器出種口附近。傳感器的作用是將輸種管中種子流動(dòng)的情況變換成電信號(hào)，并將其信

11、號(hào)經(jīng)過整形電路送入單片機(jī)，對(duì)播種機(jī)作業(yè)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。圖4：方案整體框圖該傳感器共有四組，正常播種時(shí)，燈有規(guī)律的閃爍，當(dāng)由于種箱空或輸種管堵塞漏播時(shí)，使指示燈（發(fā)光二極管）常亮，當(dāng)某一路由于開溝器堵塞或其它原因重播時(shí)，使指示燈（發(fā)光二極管）常亮。整體電路圖如下：圖5：硬件原理圖2.2設(shè)計(jì)方案論證本方案采用了以單片機(jī)為核心的監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)合機(jī)械結(jié)構(gòu)，比較全面的考慮了各種播種工況，包括正常播種，漏播，重播，電路簡單簡單明了，思路可行。方案成本分析：單片機(jī)采用AT89C51，大約5元，每組傳感器大約10元，整形電路，聲光報(bào)警電路，緩沖電路大約每塊10元，LED顯示管每個(gè)10元，整體方案大約100元左

12、右，比較經(jīng)濟(jì)，經(jīng)濟(jì)上可行。綜上所述：此方案可行。3. 硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，主要實(shí)現(xiàn)各個(gè)物理信號(hào)的采集、放大、整形、處理和轉(zhuǎn)換。該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件主要由種箱監(jiān)控電路、傳感器測(cè)試電路、整形電路、聲光報(bào)警電路、單片機(jī)系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)電路組成。應(yīng)具有以下特點(diǎn)：(1)抗干擾性能：由于田間作業(yè)的環(huán)境非常惡劣，所以選擇抗干擾能力強(qiáng)的單片機(jī)成為首選條件：(2)速度：考慮系統(tǒng)要求有較快的執(zhí)行速度，應(yīng)盡可能地選擇運(yùn)行速度快的單片機(jī)；(3)功能：盡量選擇功能強(qiáng)，集成度高的單片機(jī)；(4)價(jià)格：考慮到產(chǎn)品的推廣和應(yīng)用，低成本也是本次設(shè)計(jì)的一個(gè)主要考慮因素。種肥箱監(jiān)控電路完成對(duì)種子箱內(nèi)種肥數(shù)量的監(jiān)控，

13、少于額定數(shù)量時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。傳感器測(cè)試電路主要完成對(duì)播種量、排種速度、漏播等信息的采集，并且將這些非電量的模擬量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。報(bào)警電路的主要功能是當(dāng)出現(xiàn)漏播或排種器堵塞時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警。考慮以上選型因素，本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上位機(jī)設(shè)計(jì)主控制器采用STC89C58RD+單片機(jī)控制芯片作為控制核心元件，STC89C58RD+系列單片機(jī)是美國STC公司設(shè)計(jì)，國內(nèi)宏晶公司貼牌生產(chǎn)的新一代51增強(qiáng)型單片機(jī)。它具有加密性強(qiáng)、超強(qiáng)抗干擾、超低功耗、在線系統(tǒng)可編程、內(nèi)含專用復(fù)位電路等特點(diǎn)。顯示系統(tǒng)電路包括緩沖器和LED管電路，用于顯示播種速度。3.1種肥箱監(jiān)控電路的設(shè)計(jì)種肥箱監(jiān)控電路的目的是為了監(jiān)控種箱內(nèi)種子數(shù)量，為了

14、監(jiān)控種肥數(shù)量，必須在種肥箱一定位置安裝監(jiān)控裝置。本設(shè)計(jì)中采用光電耦合放大電路，圖中，LED是發(fā)光二極管，T是光電晶體管，兩者光電耦合；T1出晶體管。當(dāng)有光照時(shí)，即種子數(shù)量減少，T1種子內(nèi)露出，T1導(dǎo)通，U0=0V，燈泡不會(huì)發(fā)光；當(dāng)光被種子遮住時(shí)，T1截止，U0=+5V，燈泡發(fā)光報(bào)警。圖6：種箱監(jiān)控電路圖3.2傳感器的選擇傳感器是一種能按一定規(guī)律將各種被檢測(cè)量或信息轉(zhuǎn)換成便于處理的物理量的裝置或器件。傳感器位于系統(tǒng)的入口處，是獲取信息的第一個(gè)環(huán)節(jié)。播種檢測(cè)傳感器用于檢測(cè)有無種子通過檢測(cè)截面，傳感器的作用是將輸種管中種子流動(dòng)的情況變換成電信號(hào)。傳感器采用光電元件（包括可見光和紅外光等），安裝在輸種

15、管附近，當(dāng)種子通過傳感器的種子通道時(shí)，遮斷光束，使光電管發(fā)出信號(hào)，表示有種子通過。當(dāng)某一組或者數(shù)組發(fā)生故障時(shí)，無種子通過，將發(fā)出報(bào)警聲響，因此它的性能好壞直接影響著排種監(jiān)控裝置的工作性能。為確實(shí)保證監(jiān)控的可靠性，對(duì)每一組均需進(jìn)行可靠的監(jiān)視。因此，檢測(cè)傳感器的檢測(cè)元件的選擇至關(guān)重要，它直接影響到監(jiān)測(cè)的精確度、靈敏度和可靠性。在本設(shè)計(jì)中采用四組傳感器并行監(jiān)測(cè)。321光電傳感器選用原則 選擇光電傳感器的時(shí)候，應(yīng)注意以下幾個(gè)原則：(1)覆蓋性能：首先必須保證檢測(cè)范圍盡量能夠覆蓋排種管徑和排肥管徑，這樣才能確保準(zhǔn)確的檢測(cè)落種及落肥情況。(2)抗塵性能：播種機(jī)在田間作業(yè)時(shí)，環(huán)境比較惡劣，灰塵較大，在傳感器

16、表面會(huì)不斷的積累灰塵，會(huì)影響光信號(hào)的傳遞，因此要選擇抗塵性能良好的發(fā)光器件和光敏器件，以確保檢測(cè)的準(zhǔn)確性。(3)光譜特性：發(fā)光元件和接收元件的光譜特性要吻合，發(fā)光元件的光譜峰值波長與接收元件的光譜靈敏度必須一致或相近。圖21給出了光波的光譜。 圖21光波的光譜范圍由圖可以看出，波長為038um-076um的光波為可見光。波長為OOllum-038um的光波為紫外線，波長為076um-1000Ium的光波為紅外線。(4) 對(duì)發(fā)光元件，還要考慮其光度特性，即光強(qiáng)和輻射要滿足檢測(cè)的需要。綜合上述幾個(gè)原則，考慮采用光電傳感器，其主要原因在于其結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、抗電磁干擾性能好，尤其是它對(duì)種子的運(yùn)動(dòng)沒

17、有任何影響。3.2.2發(fā)光二極管的選擇 常用的發(fā)光器件有普通發(fā)光二極管、高亮度發(fā)光二極管、紅外發(fā)光二極管、紅外激光二極管等。用普通發(fā)光二極管作為光源，發(fā)光強(qiáng)度較弱，很容易受到灰塵的蒙蓋而影響到信號(hào)的傳遞，所以不予以考慮。激光二極管LD是受激輻射式發(fā)光器件，發(fā)光強(qiáng)度大光線的單色性好，會(huì)聚性好，但價(jià)格貴，成本較高。與激光二極管相比，盡管高亮度發(fā)光二極管和紅外發(fā)光二極管在單色性、方向性、亮度等方面都比激光二極管差，但是就價(jià)格方面來說，高亮度單色發(fā)光二極管和紅外發(fā)光二極管要比激光二極管便宜得多，且壽命較長。對(duì)于高亮度發(fā)光二極管和紅外發(fā)光二極管，兩者都是固體光電器件，使用砷鋁化鎵(OaAlAs)等材料制

18、成，結(jié)構(gòu)、原理類似，在發(fā)光亮度方面要比普通發(fā)光二極管強(qiáng)很多。在紅外線中，760nm1500nm的紅外光被稱為近紅外光，紅外發(fā)光二極管波長落在近紅外光波段內(nèi)，從光敏電阻的光譜響應(yīng)特性圖可以看出，在該范圍，光敏電阻的靈敏度很低。而市面上高亮度發(fā)光二極管的種類很多，包括紅、黃、藍(lán)、綠等各種高亮度單色發(fā)光二極管，發(fā)光光譜均在可見光范圍內(nèi)，其中紅色高亮度發(fā)光二極管發(fā)光波長為620-625nm，該范圍內(nèi)光敏電阻的相對(duì)靈敏度可達(dá)90以上，所以研究采用5mm紅色高亮度LED發(fā)光二極管作為發(fā)光器件。輸種管的直徑26-4Omm 之間（一般取30mm ) ，而光電傳感器的發(fā)光二極管和光敏三極管的直徑約為5mm ，故

19、將4對(duì)傳感器水平均勻安裝在輸種管上組成傳感器組，其檢測(cè)范圍能覆蓋整個(gè)輸種管.如圖所示：圖7：光電傳感器安裝圖3.2.3受光器件的選擇常用受光器件有光敏二極管、光敏三極管、光敏電阻等。光敏三極管（Phototransistor）和普通三極管相似，也有電流（Current）放大作用，只是它的集電極電流不只是受基極電路和電流控制，同時(shí)也受光輻射的控制。 通常基極不引出。當(dāng)具有光敏特性的PN 結(jié)受到光輻射時(shí)，形成光電流，由此產(chǎn)生的光生電流由基極進(jìn)入發(fā)射極，從而在集電極回路中得到一個(gè)放大了相當(dāng)于倍的信號(hào)電流。不同材料制成的光敏三極管具有不同的光譜特性，與光敏二極管相比，具有很大的光電流放大作用，即很高的

20、靈敏度。因?yàn)楣饷羧龢O管由于還具有放大作用，因此應(yīng)用比二極管更加廣泛。 光敏三極管用于測(cè)量光亮度，經(jīng)常與發(fā)光二極管配合使用作為信號(hào)接收裝置。綜上所述，本設(shè)計(jì)選擇光敏三極管，型號(hào)為ST-1KL3A，接受半徑角正負(fù)5°。3.2.4傳感器電路設(shè)計(jì)綜上所述，本檢測(cè)電路選用紅外光敏三極管作為受光器件，它與紅外發(fā)光二極管一起組成一對(duì)紅外發(fā)射接收管，對(duì)播種機(jī)下種情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以下是傳感器電路圖的設(shè)計(jì)。3.2.5.1種肥狀態(tài)檢測(cè)傳感器安裝 種肥狀態(tài)的檢測(cè)包括排空和堵塞。排空是指種箱或肥箱內(nèi)種?；蚍柿Ｅ磐辏瑢?dǎo)種管和排肥管內(nèi)沒有種子或肥粒通過，堵塞是指導(dǎo)種管或肥管內(nèi)被種子或肥粒堵住，根據(jù)這兩種情況發(fā)生的位

21、置，將傳感器安裝在導(dǎo)種管或排肥管低端，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)排空和堵塞的檢測(cè)。傳感器安裝結(jié)構(gòu)簡圖如圖8所示：圖8傳感器安裝結(jié)構(gòu)發(fā)光管和光敏電阻對(duì)接在導(dǎo)種管或肥管的底部，當(dāng)種子或肥粒經(jīng)過時(shí)，會(huì)擋住一部分照在光敏電阻上的光，光敏電阻的電阻值發(fā)生變化，通過該變化來分析種肥狀態(tài)。3.2.5.2排種量檢測(cè)傳感器安裝 排種量檢測(cè)要求對(duì)每個(gè)種子進(jìn)行計(jì)數(shù)，如果采用檢測(cè)種肥狀態(tài)傳感器安裝方式，并不能準(zhǔn)確的檢測(cè)排種量，這是因?yàn)椋?1)種粒在導(dǎo)種管內(nèi)的下落路徑隨機(jī)，擋光程度也不同，在傳感器上輸出的信號(hào)就不一致，在電路上實(shí)現(xiàn)種粒計(jì)數(shù)就很困難；(2)在導(dǎo)種管內(nèi)可能存在兩個(gè)種子同時(shí)經(jīng)過傳感器的現(xiàn)象，傳感器會(huì)當(dāng)作一個(gè)種子計(jì)數(shù)，這樣，影

22、響了檢測(cè)結(jié)果?？紤]到上述因素，決定將檢測(cè)排種量傳感器安裝在排種器上，安裝結(jié)構(gòu)簡圖如圖9所示：圖9傳感器電路安裝簡圖 把傳感器對(duì)接在排種器兩側(cè)，由于盤孔是嚴(yán)格按照順序經(jīng)過傳感器的，這樣就不會(huì)存在兩個(gè)種子重復(fù)問題。另外當(dāng)盤孔和盤空間的間隔經(jīng)過傳感器時(shí)，光敏電阻的阻值變化是很規(guī)律的，根據(jù)光敏電阻的輸出信號(hào)很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)盤孔計(jì)數(shù)3.3整形電路的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中，四組傳感器采用并行連接，只有四組同時(shí)接收到信號(hào)時(shí)，說明無種子播下，則種箱無種或者種子通道堵塞，因此對(duì)四組傳感器采用與電路進(jìn)行整形。如圖所示：圖10：整形電路422漏播、轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路 漏播檢測(cè)電路和排種速度檢測(cè)都是采用同一電路，主要由紅色高亮度發(fā)光二極

23、管、12mm光敏電阻及比較器組成，其電路圖如圖11所示。圖11檢測(cè)電路圖 將光敏電阻串聯(lián)100K電阻，調(diào)節(jié)R2，設(shè)置的比較電壓為25V。當(dāng)發(fā)光管照在光敏電阻上時(shí)，光敏電阻阻值很小，光敏電阻電壓小于比較電壓，比較器輸出低電平，當(dāng)照在光敏電阻上的光被擋住時(shí)，光敏電阻上電壓值大于比較電壓，比較器輸出高電平。在排種盤投種點(diǎn)的前后對(duì)接兩組傳感器，分別為傳感器l和傳感器2，如圖4-10所示。圖12傳感器電路安裝簡圖播種機(jī)正常工作時(shí)，排種盤上吸滿種子，傳感器l光敏電阻始終沒有光照在上面，所以系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)電路沒有產(chǎn)生脈沖，如果吸盤上某個(gè)孔沒有種子，當(dāng)這個(gè)孔經(jīng)過傳感器1時(shí)，光會(huì)照到傳感器上，傳感器電路會(huì)產(chǎn)生一

24、個(gè)脈沖，傳感器l的功能是檢測(cè)漏播數(shù)量N leak。傳感器2在投種點(diǎn)之后，也就是說，所有排種盤上的種子在轉(zhuǎn)到傳感器2的安裝部位之前就已經(jīng)落下來了，所以經(jīng)過傳感器2的都是沒有吸附種子的盤孔，傳感器2能將所有轉(zhuǎn)過的盤孔計(jì)數(shù)。傳感器2的計(jì)數(shù)值有兩個(gè)用途：(1)該數(shù)值可以計(jì)算出排種速，通過定時(shí)，每秒計(jì)算一次排種速度，將1秒時(shí)間間隔的兩個(gè)計(jì)數(shù)值做差，求出的便是排種速度；(2)傳感器1可以計(jì)算出漏播量，那么排種器的實(shí)際排種量為傳感器2的計(jì)數(shù)值減去傳感器1的計(jì)數(shù)值。綜上所述，在排種盤上安裝的兩對(duì)傳感器實(shí)現(xiàn)了漏播量，排種速度和排種量的檢測(cè)。423種流及肥流檢測(cè)電路 排種器落下種子要經(jīng)過導(dǎo)種管后落入土壤中，肥料也

25、要經(jīng)過排肥管落入土壤中，所以有必要在導(dǎo)種管和肥管上安裝光電傳感器電路，檢測(cè)是否堵塞或排空。種子在導(dǎo)種管里落下的路徑是隨機(jī)的的、沒有規(guī)律的，肥粒的下落更是如此，這就需要在安裝傳感器時(shí)考慮覆蓋性問題，即傳感器要盡可能的覆蓋到種?；蚍柿＝?jīng)過的截面。經(jīng)過測(cè)量，選用直徑為20mm的光敏電阻較為合適。 在種子或肥粒下落管道的兩側(cè)分別接有發(fā)光管和光敏電阻電路，發(fā)光管的光照在光敏電阻上，當(dāng)種子通過時(shí)，由于種子的下落擋住了發(fā)光管照在光敏電阻的一部分光，而使光敏電阻光照強(qiáng)度變小，電阻變大，光敏電阻上的電壓增大，通過采集、處理、分析光敏電阻上的電壓值來實(shí)現(xiàn)種肥狀態(tài)的檢測(cè)。 由于種粒在導(dǎo)種管下落的隨機(jī)性，種粒擋光程度

26、就不一樣，所以光敏電阻產(chǎn)生的脈沖的寬度和高度不一致，如果接比較器，難以設(shè)定比較電壓，所以在種流和肥流傳感器電路上做了改動(dòng)，電路圖如圖13所示。圖13種肥檢測(cè)電路圖 該電路較漏播和轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路相比，去掉了比較器部分，光敏電阻電壓經(jīng)過一級(jí)跟隨后直接接入單片機(jī)的AD接口，將電壓值經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換來分析種流狀態(tài)，肥流檢測(cè)電路也是如此。3.4單片機(jī)硬件系統(tǒng)的選擇與配置AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k字節(jié)Flash 閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32 個(gè)I/O 口線，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89C51可降至0Hz

27、的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。這種CMOS工藝的存儲(chǔ)器，低電壓，高效能。它對(duì)開發(fā)設(shè)備的要求很低，開發(fā)時(shí)間也大大縮短。根據(jù)研究的特點(diǎn)，經(jīng)過比較分析，選用ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C51單片機(jī)。AT89C51單片機(jī)采用40 線雙列直插封裝（DIP ）方式。下面簡要介紹這些引腳的功能。（1）主電源引腳 VCC 為電源端，GND 為接地端（2）時(shí)鐘電路引腳 XTAL1 和XTAL2（3）控制信號(hào)引腳 RST 、ALE / PROG、PSEN和EA / VPP(4)輸入輸出引腳 P0.0P0.7、P

28、1.0P1.7、P2.0P2.7、P3.0P3.7表3-1 P3口第二功能定義端口引腳第二功能P3.0RXD(串行輸入口)P3.1TXD(串行輸出口)P3.2INT0(外部中斷0輸入)P3.3INT1(外部中斷1輸入)P3.4T0（定時(shí)器0外部輸入）P3.5T1（定時(shí)器1外部輸入）P3.6WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）圖14：單片機(jī)AT89C51元件圖3.5聲光報(bào)警電路的設(shè)計(jì)在播種作業(yè)中，若出現(xiàn)漏種或輸種管堵塞故障或者出現(xiàn)重播，超過額定播種速度時(shí)，就應(yīng)啟動(dòng)聲光報(bào)警裝置，提示駕駛員停車排除故障。3.5.1聲光報(bào)警電路的設(shè)計(jì) 播種機(jī)在播種過程中，環(huán)境噪音極大，當(dāng)發(fā)

29、生故障時(shí)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)僅靠聲音報(bào)警，駕駛員可能聽不到，為了更好的將報(bào)警信息傳達(dá)給駕駛員，本研究設(shè)計(jì)了聲光報(bào)警電路。電路圖如圖15所示。圖15為報(bào)警電路 聲音報(bào)警電路選用蜂鳴器作為發(fā)聲器件，在此基礎(chǔ)上，選用發(fā)光二極管作為發(fā)光器件，提示報(bào)警。當(dāng)有故障發(fā)生時(shí)，不但蜂鳴器發(fā)出聲音報(bào)警，發(fā)光二極管也點(diǎn)亮，在聽覺和視覺上同時(shí)提醒駕駛員有異常情況發(fā)生，這樣，駕駛員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)報(bào)警信息，排除故障。系統(tǒng)中共用一套聲音報(bào)警裝置，所以要求當(dāng)各行正常工作時(shí)，報(bào)警器不報(bào)警；倘若某行不下種或堵種時(shí)，除指示燈（發(fā)光二極管）常亮之外，同時(shí)警報(bào)裝置發(fā)出警報(bào)響聲。本電路采用了連續(xù)聲的蜂鳴器作為報(bào)警器件（如若可以，也可以分別設(shè)計(jì)成聲音報(bào)

30、警器、閃光報(bào)警器）。3.6時(shí)鐘及復(fù)位電路電路設(shè)計(jì)3.6.1時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路是單片機(jī)電路的重要組成部分，它決定著單片機(jī)工作速度。在AT89C51 芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，其輸出端為引腳XTAL2。而在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器，這就是單片機(jī)的時(shí)鐘電路，時(shí)鐘電路產(chǎn)生的振蕩脈沖經(jīng)過觸發(fā)器進(jìn)行二次分頻之后，才能成為單片機(jī)的時(shí)鐘脈沖信號(hào)。電容C1和C2 取30PF 左右，晶體的振蕩頻率范圍是0-24MHz 。晶體振蕩頻率高，則系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也高，單片機(jī)運(yùn)行速度也就快。本系統(tǒng)采用6MHz的晶振，電容取3

31、OpF。圖16：時(shí)鐘電路圖3.6.2復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位是使CPU 和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作，同時(shí)復(fù)位電路還是單片機(jī)系統(tǒng)上電瞬間時(shí)鐘振蕩電路正常起振條件。本系統(tǒng)采用RC 復(fù)位電路中的上電復(fù)位電路（如圖示）。RST復(fù)位輸入引腳通過一電容接至VCC端，同時(shí)經(jīng)過一個(gè)電阻接地。上電復(fù)位的過程是在加電時(shí)，復(fù)位電路通過電容加給RST端一個(gè)短暫的高電平信號(hào)，此高電平信號(hào)隨著VCC對(duì)電容的充電過程而逐漸回落。只要保證RST為高電平的時(shí)間大于兩個(gè)機(jī)器周期，便能正常復(fù)位。由于AT89C51和MCS-51兼容，復(fù)位電路一樣。圖17：復(fù)位電路圖3.7顯示系統(tǒng)電路顯示系統(tǒng)用來實(shí)

32、時(shí)顯示播種機(jī)的播種速度即每分鐘的播種數(shù)。單片機(jī)從傳感器信息采集信號(hào)，將它們經(jīng)過運(yùn)算處理，得出播種速度，然后驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備顯示。在單片機(jī)系統(tǒng)中，常用的顯示器有發(fā)光二極管顯示器，簡稱LED。本設(shè)計(jì)采用靜態(tài)顯示方式，數(shù)碼管采用共陰極LED，選通電平為低電平。工作時(shí)使每位保持延時(shí)一段時(shí)間直至下次顯示新的數(shù)字。顯示接口電路8位段選線接74LS245，74LS245是我們常用的芯片，用來驅(qū)動(dòng)led或者其他的設(shè)備，它是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。74LS245還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。當(dāng)8051單片機(jī)的P0口總線負(fù)載達(dá)到或超過P0最大負(fù)載能力時(shí)，必須接入74LS245等總

33、線驅(qū)動(dòng)器。74LS245輸入端口接入單片機(jī)的P0口和P2口。圖18：顯示電路圖4軟件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)完成后，需要進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，將傳感器獲取的原始數(shù)據(jù)經(jīng)過整形電路，送入單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算處理，然后才能輸出用做顯示器的顯示數(shù)和控制數(shù)據(jù)。因此軟件設(shè)計(jì)是十分重要的，本設(shè)計(jì)中用的AT89C51和MCS-51兼容，因此用匯編語言進(jìn)行程序編制。4.1主程序設(shè)計(jì)軟件主程序的功能是對(duì)單片機(jī)及其它芯片的工作狀態(tài)進(jìn)行初始化，同時(shí)組織調(diào)用各子程序，按預(yù)定要求完成控制功能。程序具體功能包括：( l ）對(duì)單片機(jī)及其它芯片進(jìn)行初始化。( 2 ）用定時(shí)器、計(jì)數(shù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。( 3 ）當(dāng)出現(xiàn)漏播或者重播時(shí)，調(diào)用聲光報(bào)警子程序。( 4

34、 ）當(dāng)播種正常時(shí)調(diào)用顯示子程序，調(diào)用指示燈程序。主程序框圖如下所示：圖19：主程序框圖4.2定時(shí)子程序用來定時(shí)1min ,然后統(tǒng)計(jì)此時(shí)間段內(nèi)播種數(shù)，顯示播種速度。ORG 0000HMOV TMOD,#01HMOV R6，#10MOV R7，#60DLY1MS:MOV TL0，#0130H MOV TH0,#3CH SETB TR0LOOP1： JBC TF0，LOOP2 ；中斷服務(wù)程序 JMP LOOP1LOOP2： DJNZ R6，DLY1MS ；循環(huán)10次 DJNZ R7, DLY1MS ；再循環(huán)60次 SJMP $ END4.3計(jì)數(shù)子程序此子程序用來統(tǒng)計(jì)1 min 內(nèi)的播種數(shù)，來和額定播

35、種數(shù)比較，判斷是漏播還是重播。輸入信號(hào)從單片機(jī)的INT0口輸入，故只用統(tǒng)計(jì)INT0口的中斷數(shù)。程序如下所示： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP SUM ORG 1000H MAIN： MOV A, #00H MOV SP,#30H SETB IT0 SETB EX0 SETB EA SJMP $ SUM: INC A CJNE A,#30，LOUBO CJNE A,#99，ZHENGCHANG LJMP CHONGBO CLR EA CLR EX0 END4.4漏播子程序漏播時(shí)，使指示燈（發(fā)光二極管）常亮，并且使聲音報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警。當(dāng)單片機(jī)復(fù)位時(shí)停止報(bào)警。

36、漏播的可能原因是 ORG 0000HSTART: SETB P1.0 SETB P1.1 END4.5重播子程序重播時(shí)，使指示燈（發(fā)光二極管）常亮，并且使聲音報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警。當(dāng)單片機(jī)復(fù)位時(shí)停止報(bào)警。 ORG 0000HSTART: SETB P1.0 SETB P1.1 END4.6顯示子程序在正常播種時(shí)，單片機(jī)將輸出信號(hào)使LED顯示管顯示當(dāng)前播種速度，即當(dāng)前的1min內(nèi)播種數(shù)量，在漏播和重播時(shí)，不顯示播種速度。 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 00BH AJMP COUNT ORG 0100HMAIN: MOV TMOD,#51H MOV TH1，#00H MOV TL1，

37、#00H SETB EA SETB TR1WAIT: LJMP WAIT1COUNT: MOV 30H,TL1 MOV 31H,TH1 LCALL BCD LCALL PALY RETIBCD: MOV R1，30H ；將十六進(jìn)制轉(zhuǎn)為BCD碼 MOV A,R1 MOV B,#10 DIV AB MOV 33H ,A MOV 34H ,BPLAY: MOV A,33H ；BCD碼查表對(duì)應(yīng)字形代碼 MOV DPTR,#TAB MOVC A,DPTR MOV P0，A MOV A,34H MOV DPTR,#TAB MOVC A,DPTR MOV P2，A RETI WAIT: JNB TF1，WA

38、IT CLR TF1 RET TAB: DB 03FH,06H,5BH,4FH ；1,2,3,4DB 66H,6DH,7DH,07H ；4,5,6,7DB 7FH,6FH,40H ；8，9，-END4.7檢測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算 漏播量、排種速度和排種量檢測(cè)是通過外中斷0和外中斷l(xiāng)完成的，流程如圖20所示。圖20外中斷0和外中斷l(xiāng)中斷服務(wù)程序傳感器l檢測(cè)漏播，接入外中斷0，排種器正常運(yùn)行時(shí)，排種盤吸滿種子，發(fā)光管不會(huì)照到光敏電阻上，傳感器電路一直輸出高電平，外中斷0不會(huì)被觸發(fā)，一旦有某個(gè)盤孔漏播，電路就會(huì)輸出一個(gè)脈沖到單片機(jī)的外中斷0，觸發(fā)中斷，漏播數(shù)加1。同理，傳感器2接入外中斷1，將所有盤孔計(jì)數(shù)，在每

39、次中斷中，同時(shí)計(jì)算出排種量，排種量：4.8種肥狀態(tài)分析 由于種粒和肥粒下落的隨機(jī)性，安裝在導(dǎo)種管和肥管上的檢測(cè)電路光敏電阻輸出的脈沖不規(guī)整，如圖21所示。如果接比較器，難以設(shè)定比較電壓，為了更準(zhǔn)確檢測(cè)種流及肥流狀態(tài)，使用單片機(jī)的AD接口直接采集各檢測(cè)電路光敏電阻電壓，然后進(jìn)行分析，判斷種流狀態(tài)。圖21檢測(cè)電路輸出波形 判斷種流和肥流狀態(tài)的過程是：(1)在一定時(shí)間(如ls)內(nèi)，記錄下采集到最高值Hi曲和最低值L0w；(2)定時(shí)時(shí)間到，計(jì)算H=HighLow；(3)單片機(jī)AD轉(zhuǎn)換是10位的，電壓0-5V對(duì)應(yīng)AD轉(zhuǎn)換數(shù)值為O1023，如果AH大于30，則有種流或肥流通過；(4) 如果AH小于30，說

40、明在定時(shí)時(shí)間內(nèi)，光敏電阻電壓較為平緩，沒有種流或肥流經(jīng)過。 接下來要查看High和Low，如果它們值都接近1023，說明光敏電阻輸出電壓接近5V，在黑暗環(huán)境下，一定是導(dǎo)種管或肥管堵塞了；如果Higll和Low的值都很小，說明種子或化肥排空。單片機(jī)有8路AD通道，由于要檢測(cè)的有種流狀態(tài)，深肥狀態(tài)和淺肥狀態(tài)，所以用了三個(gè)通道，每次AD中斷處理完數(shù)據(jù)后，指向下一通道。數(shù)據(jù)的處理方法都一樣，即將AD轉(zhuǎn)換結(jié)果result與Hi曲和Low比較，如果result>High，則High-result；如果result<Low，則Low=result。中斷程序流程圖如下。圖22 AD中斷服務(wù)程序4.

41、9通信程序數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收是通過串口中斷完成的，程序流程圖如圖23所示。每當(dāng)收到一個(gè)字節(jié)，判斷是否完整收到上位機(jī)命令，如果收完命令，則啟動(dòng)延時(shí)。延時(shí)時(shí)間到，開始發(fā)送數(shù)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)據(jù)幀，待數(shù)據(jù)幀發(fā)完后又回到了接受命令的狀態(tài)。圖23串口中斷服務(wù)程序流程圖4.10 TO中斷程序 定時(shí)器T0的中斷程序如圖24所示，其定時(shí)時(shí)間為40ms，每40ms進(jìn)入一次中斷程序，在下位機(jī)的程序設(shè)計(jì)中，定時(shí)器T0有三個(gè)作用：(1)啟動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送。當(dāng)下位機(jī)接收完上位機(jī)發(fā)送過來的命令后，下位機(jī)將T 40ms歸零，各下位機(jī)按照自己的機(jī)器號(hào)進(jìn)行不同的延時(shí)，延時(shí)時(shí)間到，向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)幀。具體方法是：每次進(jìn)入中斷，在收到命令的前

42、提下，判斷T 40ms抖是否大于或等于N。如果是，則啟動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送。(2)判斷種流和肥流的狀態(tài)。每1秒鐘判斷一次種肥狀態(tài)，定時(shí)時(shí)間為40ms，進(jìn)入中斷程序后，如果40ms+225，則40ms=0，然后通過分析各通道AHi=HighiLow i(i=l，2，3)來判斷種肥是否排空或堵塞。(3)計(jì)算排種速度。圖24定時(shí)器T0中斷服務(wù)程序流程圖5結(jié)論播種是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，在農(nóng)業(yè)機(jī)械化迅速發(fā)展的今天，準(zhǔn)確的檢測(cè)精密播種機(jī)性能，對(duì)播種過程中的排種和施肥情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)具有極其重要的意義。本文在綜述了國內(nèi)外排種器檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上，分析了現(xiàn)有的檢測(cè)排種器檢測(cè)方法，引出本研究的內(nèi)容：研制一種抗塵性能好，成本

43、較低，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)排種器和排肥裝置各項(xiàng)性能指標(biāo)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)主要做的工作有：(1)確定了檢測(cè)電路使用的光電傳感器。通過對(duì)比分析了光電傳感器常用的發(fā)光器件(二極管、高亮度發(fā)光二極管、紅外發(fā)光二管、激光二極管)和接受器件(光敏電阻、光敏、二極管、光敏三極管)，確定了本設(shè)計(jì)采用的發(fā)光器件為直徑為5mm，受光器件采用直徑為12ram和20mm兩種尺寸的光敏電阻。直徑12ram的光敏電阻安裝在排種盤內(nèi)側(cè)，用來檢測(cè)漏播量、排種速度和排種量，檢測(cè)精度較高；直徑20ram的光敏電阻安裝在導(dǎo)種管和導(dǎo)肥管上，用以檢測(cè)種肥狀態(tài)，盲區(qū)較小，能準(zhǔn)確檢測(cè)排空和堵塞。(2)設(shè)計(jì)了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體通信網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)氣吸式精密播

44、種機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)采用RS485半雙工通信連成局域網(wǎng)，以排種器為單元的各下位機(jī)為從機(jī)，將采集的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳到上位機(jī)，上位機(jī)顯示出各下位機(jī)的數(shù)據(jù)，對(duì)異常情況發(fā)出報(bào)警。該通信結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：數(shù)據(jù)傳輸速度快、結(jié)構(gòu)簡單、各下位機(jī)獨(dú)立，不會(huì)相互影響。(3)完成了精密播種機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的上位機(jī)和下位機(jī)硬件設(shè)計(jì)。上位機(jī)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括時(shí)鐘電路、鍵盤電路、顯示電路、存儲(chǔ)電路、聲光報(bào)警電路、通信電路和電源，下位機(jī)設(shè)計(jì)有漏播檢測(cè)電路、排種速度檢測(cè)電路、種流檢測(cè)電路、肥流檢測(cè)電路、通信電路和電源。各種硬件抗干擾措施，成功地解決了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的干擾問題，提高了監(jiān)測(cè)精度和準(zhǔn)確性。(4)在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)

45、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)。上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)包括主程序，時(shí)鐘程序、按鍵程序、顯示程序和通信程序等。下位機(jī)數(shù)據(jù)采集、定時(shí)及通信都采用中斷方式，大大減少了CPU的占用時(shí)間，改善了系統(tǒng)檢測(cè)的實(shí)時(shí)性。(5)建立了單體試驗(yàn)臺(tái)，對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)性能進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明：該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)、具有良好的抗塵性能，能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)到漏播量、排種速度、排種量和種肥狀態(tài)。本設(shè)計(jì)中存在不足及改進(jìn)方法：(1)對(duì)于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的性能測(cè)試，大部分都是在試驗(yàn)臺(tái)上完成的，如果將該系統(tǒng)應(yīng)用到田問，由于環(huán)境惡劣，可能還會(huì)存在更多問題，這就需要將該系統(tǒng)拿到田間進(jìn)行反復(fù)測(cè)試，以便解決應(yīng)用中系統(tǒng)可能存在的問題。(2)傳感器都是個(gè)人手工設(shè)計(jì)安裝，對(duì)于做試驗(yàn)可以滿足要求，但是一旦應(yīng)用，就需要更近一步解決