本文選題：深松作業(yè)　切入點：深度監(jiān)測　出處：《西北農(nóng)林科技大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：土地機械深松是提高我國耕地質(zhì)量的主要方式之一,深松作業(yè)可有效提高農(nóng)作物產(chǎn)量,并列入農(nóng)業(yè)部唯一的單項作業(yè)補貼得到大力推廣。但實際作業(yè)中,由于作業(yè)深度不足導(dǎo)致深松質(zhì)量降低,作業(yè)面積缺乏實時統(tǒng)計手段,造成補貼發(fā)放存在困難,謊報、虛報套取國家補貼現(xiàn)象時有發(fā)生。因此實現(xiàn)深松作業(yè)過程中的面積、深度準(zhǔn)確監(jiān)測,對國家深松政策落實、提高作物產(chǎn)量具有重大意義。本文以深松作業(yè)的深度監(jiān)測和面積監(jiān)測為研究對象,采用傾角傳感器與拖拉機三點懸掛系統(tǒng)結(jié)合測量深度,通過低成本GPS模塊結(jié)合網(wǎng)格測算方法計算作業(yè)面積;利用微處理器采集傳感器作業(yè)原始數(shù)據(jù),工控屏嵌入算法計算作業(yè)深度與面積并實現(xiàn)在線顯示,用戶可通過觸控屏幕實現(xiàn)人機交互;采用U盤存儲、斷電存儲以及GPRS上傳數(shù)據(jù)確保深松作業(yè)深度和面積數(shù)據(jù)存儲安全,以期實現(xiàn)深松作業(yè)面積、深度準(zhǔn)確監(jiān)測,為落實國家深松政策提供技術(shù)手段。本文主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)研究分析了深松作業(yè)深度測算方法。通過分析拖拉機提鏟落鏟過程,綜合對比現(xiàn)有作業(yè)深度測算技術(shù)與方法,提出基于傾角傳感器與三點懸掛的幾何深度算法。分析三點懸掛結(jié)構(gòu)角度變化規(guī)律,解析出初始狀態(tài)與作業(yè)狀態(tài)幾何圖,確定測算方案并推導(dǎo)出計算公式。利用MPU6050傾角傳感器、計算機、土槽試驗車搭建試驗平臺,驗證了三點懸掛角度變化規(guī)律與深度測算方法可行性。(2)研究分析了深松作業(yè)面積測算方法。分析深松拖拉機作業(yè)運動過程和行駛軌跡,綜合對比現(xiàn)有的農(nóng)機作業(yè)面積測算方法與技術(shù),確定采用低成本GPS技術(shù)測算面積方案,提出基于面積格點覆蓋的面積測算方法。集成低成本GPS模塊、單片機、工控屏、U盤等搭建深松作業(yè)經(jīng)緯度數(shù)據(jù)采集平臺,采集深松作業(yè)過程坐標(biāo)數(shù)據(jù)。利用試驗數(shù)據(jù)建立面積測算方法模型并確定算法參數(shù),包括區(qū)域網(wǎng)格化、密度分類、網(wǎng)格統(tǒng)計、求取均值等步驟。最后通過試驗驗證了面積算法的可行性。(3)設(shè)計開發(fā)了車載深松作業(yè)質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備。該設(shè)備以MT4414TE工控屏為核心處理器實現(xiàn)了深松作業(yè)面積、深度測算和人機交互。設(shè)備硬件設(shè)計主要包括各模塊電路設(shè)計、關(guān)鍵器件的封裝設(shè)計和設(shè)備整體安裝固定設(shè)計,實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、電源供給等功能。設(shè)備軟件設(shè)計包括單片機軟件和工控屏軟件,實現(xiàn)在線監(jiān)測、用戶配置、作業(yè)查詢、數(shù)據(jù)存儲等功能。(4)構(gòu)建了車載深松作業(yè)質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備測試試驗,包括功能測試、精度測試與性能測試。通過模擬試驗表明設(shè)備功能滿足深松監(jiān)測的要求。通過模擬與實際深松作業(yè)表明,實時深度與平均深度測算誤差不超過5%,面積測算誤差不超過5%。同時對設(shè)備系統(tǒng)性能進行測試,包括電壓穩(wěn)定性與斷電存儲性能,經(jīng)測試工控屏端輸入電壓穩(wěn)定,設(shè)備重啟后正常工作率為100%,數(shù)據(jù)丟失率為0%,滿足深松作業(yè)的需求。綜上所述,本文提出的機械深松作業(yè)深度與面積測算方法,以及車載深松作業(yè)質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備研發(fā)過程,對研究農(nóng)機監(jiān)測技術(shù)提供了新的思路以及積極的參考價值。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S233.1

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本文編號：1562719