基于Zigbee的播種質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn).pdf

1、精密播種是提高作物產(chǎn)量的重要途徑，實(shí)現(xiàn)播種質(zhì)量的精確監(jiān)測與控制是實(shí)現(xiàn)精密播種的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。當(dāng)前，國內(nèi)大多選用機(jī)械式播種機(jī)進(jìn)行精密播種，由于排種過程的全封閉性，很難對播種質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，假如發(fā)生漏播現(xiàn)象將會大幅度的降低農(nóng)業(yè)產(chǎn)量。而目前國內(nèi)外對監(jiān)測系統(tǒng)的研究大多采用有線連接的方式，考慮到動力裝置與排種設(shè)備之間的距離以及排種管個(gè)數(shù)的影響，系統(tǒng)接線比較復(fù)雜，不易于安裝和維護(hù)，同時(shí)降低了系統(tǒng)的可靠性。此外，播種機(jī)械普遍采用地輪驅(qū)動、鏈輪傳動的方式

2、進(jìn)行排種，較少考慮地輪打滑造成的漏播，并且播量的調(diào)節(jié)是通過機(jī)械調(diào)速來實(shí)現(xiàn)的，操作較為繁瑣。
　　針對上述問題，采用Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)設(shè)計(jì)了一種播種質(zhì)量監(jiān)控裝置。該裝置選用可編程控制器PLC作為控制核心，利用傳感器技術(shù)、Zigbee無線傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)排種狀態(tài)的無線監(jiān)控，簡化了系統(tǒng)線路，方便了非播種時(shí)間動力裝置與排種裝置的分離，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性;采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動排種軸排種的方式，并與PLC控制技術(shù)相結(jié)合，使播量信息可通過人機(jī)界面

3、進(jìn)行設(shè)定，播量調(diào)整方便快捷，且避免了地輪打滑引起的漏播;同時(shí)，系統(tǒng)可對排種管卡種、開溝器堵塞、種箱缺種等故障情況進(jìn)行聲光報(bào)警，并及時(shí)顯示故障信息和播種質(zhì)量相關(guān)參數(shù)。
　　本文首先對國內(nèi)外播種質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，接著介紹了播種機(jī)的工作原理及相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，確定了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體方案，然后從硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)方面提出了具體的設(shè)計(jì)方案，主要工作內(nèi)容如下:
　　(1)播種質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)際播種的具體需

4、求，確定系統(tǒng)需要采集的排種狀態(tài)信息、需要監(jiān)測的播種故障類型以及需要控制的播種參數(shù)，然后對系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理進(jìn)行具體分析，并確定系統(tǒng)的總體控制策略。
　　(2)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，包括PLC控制模塊的設(shè)計(jì)、人機(jī)交互模塊的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)、無線傳輸模塊的設(shè)計(jì)、電機(jī)驅(qū)動模塊的設(shè)計(jì)、聲光報(bào)警模塊的設(shè)計(jì)以及電源模塊的設(shè)計(jì)，主要完成相關(guān)器件的選型、電路設(shè)計(jì)，并確定相關(guān)部件的安裝方式。
　　(3)監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，采用梯形圖編程語言

5、，模塊化的程序設(shè)計(jì)方案，對系統(tǒng)主程序、數(shù)據(jù)采集子程序、數(shù)據(jù)傳輸子程序、電機(jī)驅(qū)動子程序、聲光報(bào)警子程序和顯示子程序分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　　(4)監(jiān)控系統(tǒng)的試驗(yàn)與分析，通過對系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集性能、無線通訊性能、報(bào)警性能、排種檢測性能及播量準(zhǔn)確性等性能的測試，確定系統(tǒng)是否符合設(shè)計(jì)的要求。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明，本課題所設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)工作狀態(tài)穩(wěn)定，數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確率達(dá)95％以上，無線傳輸模塊和聲光報(bào)警模塊的可靠性均為100％，同時(shí)系統(tǒng)播量調(diào)節(jié)的穩(wěn)定