【摘要】：為避免地輪打滑對播種均勻性產生的不利影響,保證較好的播種質量,該研究設計了一種播種機的自動控制系統(tǒng),利用步進電機驅動排種器。系統(tǒng)以AT89C55單片機為控制核心,采用旋轉編碼器實時采集播種機作業(yè)時前進速度信息,微處理器(CPU)進行速度判斷,并結合對種子粒距(或播量)的設置,實時調節(jié)步進電機的轉速,以帶動排種器按需播種。另外,該系統(tǒng)還能實現液晶顯示、聲光報警等輔助功能。試驗結果表明,系統(tǒng)工作性能穩(wěn)定可靠,能夠滿足播種時設定的要求。
【圖文】：

增刊1李潔等：小麥雙線精播智能控制系統(tǒng)的設計135用率和空間利用率，從而更有利于小麥生育前期的植株個體發(fā)育[10]。1.種箱2.雙線排種器3.步進電機4.排種漏斗5.輸種管6.雙線開溝器7.仿形機構及地輪8.旋轉編碼器9.模擬輪（代替拖拉機前輪）10.機架11.手柄圖1播種機單體結構圖Fig.1Structureofprecisionplanterunit拖拉機前輪打滑率相對于播種機地輪來說要小得多，試驗表明僅為地輪打滑率的1/3左右[11]。因此，設計中將旋轉編碼器與拖拉機前輪軸相連，能夠改善地輪驅動有較大滑移的現象[12]。考慮到在室內使用拖拉機作牽引不易實現，則室內試驗利用模擬輪臨時代替拖拉機前輪，用于測量精播機的前進速度，并使用12V的蓄電池為步進電機提供電能。實際田間作業(yè)時不添加模擬輪，需將圖1中的“9、10、11”部分卸掉，換之以四輪拖拉機頭，此時旋轉編碼器安裝于拖拉機前輪軸，并通過拖拉機的12V電瓶為步進電機供電。圖2所示為該單體樣機驅動及測速裝置的安裝圖。旋轉編碼器裝在模擬輪的軸上，由支架固定。將步進電機和雙線排種軸用聯軸器連接，使其帶動排種器排種。a.編碼器安裝圖b.步進電機安裝圖圖2播種試驗裝置圖Fig.2Experimentalinstallationofseeding1.2控制系統(tǒng)的組成及原理單片微機具有價格低廉，控制功能強大，體積小，便于安裝，應用靈活等優(yōu)點[13]，該設計是以單片機AT89C55作為控制核心的小麥雙線精播智能控制系統(tǒng)。AT89C55是美國ATMEL公司生產的高性能8位單片機，片內帶20KB的ROM和256Byte的RAM，兼容8052單片機內核。由于拖拉機駕駛位與排種器之間有一定距離，控制裝置若采用有線連接，較為繁瑣。為簡化線路并能保證系統(tǒng)穩(wěn)定性，該設計采用兩個單片機控制單元，一個安裝于拖拉機駕駛臺，便于駕駛

planterunit拖拉機前輪打滑率相對于播種機地輪來說要小得多，試驗表明僅為地輪打滑率的1/3左右[11]。因此，設計中將旋轉編碼器與拖拉機前輪軸相連，能夠改善地輪驅動有較大滑移的現象[12]�？紤]到在室內使用拖拉機作牽引不易實現，則室內試驗利用模擬輪臨時代替拖拉機前輪，用于測量精播機的前進速度，并使用12V的蓄電池為步進電機提供電能。實際田間作業(yè)時不添加模擬輪，需將圖1中的“9、10、11”部分卸掉，換之以四輪拖拉機頭，此時旋轉編碼器安裝于拖拉機前輪軸，并通過拖拉機的12V電瓶為步進電機供電。圖2所示為該單體樣機驅動及測速裝置的安裝圖。旋轉編碼器裝在模擬輪的軸上，由支架固定。將步進電機和雙線排種軸用聯軸器連接，使其帶動排種器排種。a.編碼器安裝圖b.步進電機安裝圖圖2播種試驗裝置圖Fig.2Experimentalinstallationofseeding1.2控制系統(tǒng)的組成及原理單片微機具有價格低廉，控制功能強大，體積小，便于安裝，應用靈活等優(yōu)點[13]，該設計是以單片機AT89C55作為控制核心的小麥雙線精播智能控制系統(tǒng)。AT89C55是美國ATMEL公司生產的高性能8位單片機，片內帶20KB的ROM和256Byte的RAM，兼容8052單片機內核。由于拖拉機駕駛位與排種器之間有一定距離，控制裝置若采用有線連接，較為繁瑣。為簡化線路并能保證系統(tǒng)穩(wěn)定性，該設計采用兩個單片機控制單元，一個安裝于拖拉機駕駛臺，便于駕駛員操作；另一個安裝于排種器附近。兩個控制單元通過藍牙實現相關數據的無線傳輸，其結構如圖3所示。主機系統(tǒng)主要完成機組前進速度信號采集、人機對話、故障報警等功能。從機系統(tǒng)主要實現步進電機驅動排種[14]、監(jiān)視播種狀況及故障等。圖3播種機控制系統(tǒng)結構示意圖Fig.3Structureofcontrolsystemoftheseed

哂屑鄹竦土??刂乒δ芮看螅?寤?。?便于安裝，應用靈活等優(yōu)點[13]，該設計是以單片機AT89C55作為控制核心的小麥雙線精播智能控制系統(tǒng)。AT89C55是美國ATMEL公司生產的高性能8位單片機，片內帶20KB的ROM和256Byte的RAM，兼容8052單片機內核。由于拖拉機駕駛位與排種器之間有一定距離，控制裝置若采用有線連接，較為繁瑣。為簡化線路并能保證系統(tǒng)穩(wěn)定性，該設計采用兩個單片機控制單元，一個安裝于拖拉機駕駛臺，便于駕駛員操作；另一個安裝于排種器附近。兩個控制單元通過藍牙實現相關數據的無線傳輸，其結構如圖3所示。主機系統(tǒng)主要完成機組前進速度信號采集、人機對話、故障報警等功能。從機系統(tǒng)主要實現步進電機驅動排種[14]、監(jiān)視播種狀況及故障等。圖3播種機控制系統(tǒng)結構示意圖Fig.3Structureofcontrolsystemoftheseeder該智控精播機利用獨立按鍵對播種參數（包括種子間距和播種量）進行設置；采用旋轉編碼器測量播種機的前進速度。測速信號經調理電路送入主機并被接收處理后，主機隨即將當前車速和設置的播量（粒距）等參數信息通過藍牙無線收發(fā)模塊發(fā)送到從機，由從機進行綜合計算，得出此時步進電機應有的轉速，從而實時控制排種軸轉速。此外，從機還利用光電傳感器監(jiān)視播種故障。一旦種箱內種子不足或輸種管堵塞，從機便通過藍牙將故障信號發(fā)送到主機，由主機發(fā)出聲光報警，提醒操作人員及時采取相應措施；同樣，當步進電機接近其極限轉速時，系統(tǒng)將自啟動LED燈，令其閃爍并蜂鳴報警。2控制系統(tǒng)硬件設計2.1粒距與播量的對應關系一般精密播種要求單粒種子在田間具有合適的播深、行距和粒距，降低播量，提高播種質量。小麥是分蘗作物，由于分蘗可多可少，其精播的行距與粒距視不同地區(qū)、不同品種而變化。?
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