【摘要】：近年來，隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械化程度的不斷提高，農(nóng)業(yè)機(jī)械的大型化成為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展的方向。農(nóng)業(yè)機(jī)械的大型化使得機(jī)具的結(jié)構(gòu)、運動機(jī)構(gòu)和工作過程更為復(fù)雜，為了保證機(jī)具的作業(yè)質(zhì)量，對機(jī)具操作人員的技術(shù)水平提出了更高的要求。為了適應(yīng)這種情況，人們研制了各種用于農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)狀況監(jiān)測的自動化設(shè)備來降低操作人員的疲勞，提高作業(yè)質(zhì)量，這些設(shè)備成為現(xiàn)代農(nóng)機(jī)的重要組成部分，這也促進(jìn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械的智能化。當(dāng)前，針對某一特定任務(wù)開發(fā)的單一功能監(jiān)測系統(tǒng)較為普遍，這種監(jiān)測系統(tǒng)的硬件和軟件僅適用于該監(jiān)測任務(wù)，不能適用于其他監(jiān)測任務(wù)。為了提高硬件資源的利用率，縮短新監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)周期，避免開發(fā)過程中的重復(fù)勞動，作者開發(fā)了適用于多個作業(yè)環(huán)節(jié)的農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)狀況通用監(jiān)測平臺。 本文所研究的農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)狀況通用監(jiān)測平臺由監(jiān)控終端、功能節(jié)點和通信網(wǎng)絡(luò)組成。監(jiān)測平臺采用基于CAN現(xiàn)場總線通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)架構(gòu)，監(jiān)控終端和功能節(jié)點分別連接到通信網(wǎng)絡(luò)上。監(jiān)控終端用于農(nóng)機(jī)作業(yè)控制參數(shù)輸入與作業(yè)的狀況信息的匯總、處理、顯示和存儲，功能節(jié)點是為某項監(jiān)測任務(wù)而設(shè)計的節(jié)點。在工作時，功能節(jié)點按照其設(shè)計的功能任務(wù)進(jìn)行工作，與此同時功能節(jié)點將監(jiān)測到的機(jī)具作業(yè)狀況信息發(fā)送到基于CAN總線的通信網(wǎng)絡(luò)上，監(jiān)控終端從CAN總線上捕獲功能節(jié)點發(fā)出的機(jī)具作業(yè)狀況報文，在監(jiān)控終端上運行基于LabVIEW設(shè)計的監(jiān)測軟件，該軟件對接收到的報文進(jìn)行處理、顯示和存儲。 監(jiān)控終端由主板、微控制器、CAN收發(fā)板、人機(jī)交互系統(tǒng)和電源系統(tǒng)組成，功能節(jié)點由微控制器、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、CAN控制器和CAN收發(fā)器組成。作者參考ISO11783規(guī)范設(shè)計了監(jiān)測平臺通信網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議，保證了監(jiān)測平臺的開放性和可擴(kuò)展性。 為驗證監(jiān)測平臺方案的可行性，作者為監(jiān)測平臺設(shè)計了用于耕作深度測量的耕深監(jiān)測功能節(jié)點和用于變量施肥的變量施肥功能節(jié)點。耕深測量作業(yè)中，實驗室試驗的最大絕對誤差為6.2mm，最大相對誤差為3.50%，田間試驗中最大絕對誤差為11.3mm，最大相對誤差為7.40%。變量施肥作業(yè)的田間試驗的最大相對誤差為13.61%，平均相對誤差為9.61%。實驗室試驗和田間試驗表明監(jiān)測平臺工作穩(wěn)定可靠，達(dá)到了設(shè)計要求。 該農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)狀況通用監(jiān)測平臺的研究為農(nóng)機(jī)監(jiān)測設(shè)備的重復(fù)使用提供了一種思路，具有一定的應(yīng)用價值。
【圖文】：

A.M. Mouazen 等人為研究土壤壓實問題設(shè)計了一種基于擺輪的耕深測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)中擺輪與位移傳感器組合使用，用于反映耕深的變化[12-13]。王建等人研制了犁耕阻力的測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用單片機(jī)作為主控制器，將測量結(jié)果通過RS232 端口傳輸給計算機(jī)進(jìn)行顯示[14]。在播種作業(yè)監(jiān)測方面，，趙斌等人、匡麗紅等人、吳艷艷等人和李雷霞等人基于光電元件和單片機(jī)設(shè)計了能夠?qū)懿シN機(jī)播種狀況進(jìn)行監(jiān)測的監(jiān)測系統(tǒng)，這些系統(tǒng)普遍具有重播、漏播和堵塞監(jiān)測功能[15-18]。黃東巖等人使用聚偏二氟乙烯壓電薄膜作為排種監(jiān)測傳感器設(shè)計了一種播種機(jī)播種監(jiān)測系統(tǒng)[19]。田輝輝等人和王沛東等人基于 CAN 總線分別設(shè)計了大豆精播機(jī)和小麥播種機(jī)播種監(jiān)測系統(tǒng)，田輝輝設(shè)計的播種監(jiān)測系統(tǒng)采用了上位機(jī)和下位機(jī)的通信方式，上位機(jī)上運行基于VB6.0 開發(fā)的軟件[20-21]。梅鶴波等人基于 CAN 總線設(shè)計開發(fā)了 48 行小麥精量播種智能監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)當(dāng)精量播種機(jī)一行或數(shù)行發(fā)生堵塞等故障時發(fā)出聲音報警并在終端上顯示故障以及故障行號[22]。外國一些廠商例如 Johndeere、Kinze 生產(chǎn)的播種機(jī)上已經(jīng)帶有商業(yè)化成熟的播種監(jiān)測系統(tǒng)[23-25]。

第 1 章 緒論檢測和顯示機(jī)具的滑移率[26]。業(yè)監(jiān)測方面，馬旭等人以單片機(jī)作為控制器設(shè)計了一。該機(jī)在工作時具有手控變量施肥和自控變量施肥功步進(jìn)電機(jī)帶動排肥器實施變量施肥[27]。劉成良等人基計了一種變量施肥控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由用于人機(jī)交互肥作業(yè)的下位機(jī)組成。上位機(jī)與下位機(jī)之間通過 RS2天主教魯汶大學(xué) M.R. Maleki 等人研制了一種基于土統(tǒng)，該施肥系統(tǒng)在 AMAZONE 行間播種機(jī) ED302 上進(jìn)行中各個環(huán)節(jié)的時間延時的研究，對土壤傳感器在施肥設(shè)計[29]。陳立平等人和孟志軍等人基于 CAN 總線設(shè)計系統(tǒng)中控制器與上位機(jī)和速度采集單元之間使用 CAN
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S24

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2676544