一種對(duì)玉米精量播種作業(yè)進(jìn)行監(jiān)控的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域，具體涉及一種對(duì)玉米精量播種作業(yè)進(jìn)行監(jiān)控的裝置和方法。裝置具體包括：微處理器、面向用戶的輸入輸出設(shè)備、紅外光電傳感器、信號(hào)采集電路和報(bào)警裝置。方法具體包括：用戶在設(shè)置界面中設(shè)定作業(yè)參數(shù)后，作業(yè)監(jiān)控掃描循環(huán)開始，先獲取表示播種作業(yè)狀態(tài)的信號(hào)，再結(jié)合作業(yè)參數(shù)對(duì)表示播種作業(yè)狀態(tài)的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，得到表示播種作業(yè)狀態(tài)的參量并實(shí)時(shí)輸出顯示給用戶，然后由得到的作業(yè)狀態(tài)參量判斷播種狀態(tài)是否正常，在判定播種狀態(tài)異常的情況下向用戶報(bào)警，最后返回作業(yè)監(jiān)控掃描循環(huán)處重復(fù)掃描監(jiān)控過程直到用戶終止。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)玉米精量播種作業(yè)中播種粒數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并達(dá)到較佳的故障報(bào)警靈敏度。
【專利說明】一種對(duì)玉米精量播種作業(yè)進(jìn)行監(jiān)控的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域，具體涉及一種對(duì)玉米精量播種作業(yè)進(jìn)行監(jiān)控的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]玉米機(jī)械精量播種技術(shù)是選用優(yōu)良種子，創(chuàng)造良好種床，使播入土壤的種子行距、株距、播深滿足農(nóng)藝要求，覆土深度一致、達(dá)到底肥深施、單粒下種的一種農(nóng)機(jī)化實(shí)用技術(shù)。玉米精密播種監(jiān)控技術(shù)是現(xiàn)代玉米精密播種機(jī)一個(gè)重要組成部分，其性能的好壞將直接影響精密播種的質(zhì)量。由于玉米播種機(jī)在播種時(shí)種子的流動(dòng)過程是全封閉的，因此僅憑人的視聽是幾乎無法直接監(jiān)視其作業(yè)質(zhì)量，如在播種作業(yè)時(shí)發(fā)生種箱排空、輸種管堵塞、排種器故障或排種傳動(dòng)失靈等故障均會(huì)造成漏播，尤其是大型寬行耕播機(jī)，其作業(yè)速度高、播幅寬，如果發(fā)生堵塞或者排種故障情況則會(huì)造成大面積的漏播，由此將造成農(nóng)業(yè)的減產(chǎn)，因此研制與精密播種機(jī)配套的監(jiān)控裝置，能夠提高播種的質(zhì)量和農(nóng)作物產(chǎn)量，而且大大減輕勞動(dòng)者強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，具有重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[0003]目前國內(nèi)使用的監(jiān)控裝置只適用某一種特定型號(hào)的播種機(jī)通過對(duì)下種狀態(tài)的監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的故障報(bào)警，并達(dá)到一定的故障報(bào)警靈敏度。例如2BBJ-1型播種機(jī)防漏播報(bào)警器，其排種口堵塞報(bào)警靈敏度和開溝器堵塞報(bào)警靈敏度為(4 ± I) s。
[0004]目前國內(nèi)使用的監(jiān)控裝置的故障報(bào)警靈敏度在玉米精量播種作業(yè)中仍然達(dá)不到要求。玉米種子的下種間隔最快可以達(dá)到0.ls，國內(nèi)使用的監(jiān)控裝置僅僅在故障發(fā)生到報(bào)警期間就經(jīng)過了約4s的時(shí)間，于是每行的播種作業(yè)就會(huì)在此期間有40粒種子的漏播。對(duì)于一個(gè)六行玉米精量播種機(jī)而言，就有240粒種子的漏播，相當(dāng)于48平方米耕地的漏播。況且由于播種機(jī)工藝性故障發(fā)生在機(jī)組行進(jìn)狀態(tài)，從報(bào)警到停車檢查還需要一定的時(shí)間，已經(jīng)發(fā)生的漏播幾乎無法彌補(bǔ)，這樣就給播種作業(yè)帶來了相當(dāng)大的損失。因此，目前國內(nèi)使用的監(jiān)控裝置的故障報(bào)警靈敏度在玉米精量播種作業(yè)中仍面臨更高的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一)解決的技術(shù)問題
[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)玉米精量播種作業(yè)中播種粒數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并達(dá)到較佳的故障報(bào)警靈敏度。
[0007](二)技術(shù)方案
[0008]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0009]一種對(duì)玉米精量播種作業(yè)進(jìn)行監(jiān)控的裝置，其特征在于該裝置包括:
[0010]面向用戶的輸入輸出設(shè)備，用于向用戶提供用戶界面，所述用戶界面中用于使用戶輸入作業(yè)參數(shù)，并用于向用戶輸出監(jiān)測(cè)作業(yè)狀態(tài)參量；
[0011]紅外光電傳感器，用于根據(jù)種子對(duì)紅外光束的遮擋獲取表示種子經(jīng)過輸種管的信號(hào);[0012]信號(hào)采集電路，用于調(diào)理并采集從所述紅外光電傳感器傳來的信號(hào)，并將采集結(jié)果發(fā)送至微處理器；
[0013]微處理器，用于對(duì)所述采集結(jié)果進(jìn)行運(yùn)算處理，生成作業(yè)狀態(tài)參量，并根據(jù)所述作業(yè)狀態(tài)參量判斷播種狀態(tài)是否正常；
[0014]報(bào)警裝置，用于在判定播種狀態(tài)異常的情況下向用戶提供報(bào)警信息。
[0015]優(yōu)選地，所述紅外光電傳感器由安裝在輸種管兩側(cè)相對(duì)放置的紅外發(fā)射二極管和紅外接收光電三極管構(gòu)成；所述表示種子經(jīng)過輸種管的信號(hào)為，在種子經(jīng)過傳感器遮擋住所述紅外發(fā)射二極管發(fā)射出的紅外光束后又離開的過程中，所述紅外接收光電三極管發(fā)出的低電平脈沖信號(hào)；
[0016]優(yōu)選地，所述裝置進(jìn)一步包括定位傳感器，用于獲取表示播種機(jī)行進(jìn)速度和播種距離的信號(hào)。
[0017]優(yōu)選地，所述裝置進(jìn)一步包括地輪速度傳感器，用于獲取表示地輪速度的信號(hào)。
[0018]優(yōu)選地，所述微處理器進(jìn)一步包括浮點(diǎn)運(yùn)算單元。
[0019]一種利用所述裝置對(duì)玉米精量播種作業(yè)進(jìn)行監(jiān)控的方法，其特征在于，該方法包括:
[0020]用戶在設(shè)置界面中設(shè)定作業(yè)參數(shù)，其中包括閾值上限和閾值下限；
[0021]作業(yè)監(jiān)控掃描循環(huán)開始,獲取表不播種作業(yè)狀態(tài)的信號(hào)，其中包括從紅外光電傳感器處獲取表示種子經(jīng)過輸種管的信號(hào)；
[0022]結(jié)合作業(yè)參數(shù)對(duì)表示播種作業(yè)狀態(tài)的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，得到表示播種作業(yè)狀態(tài)的參量并實(shí)時(shí)輸出顯示給用戶，其中包括判斷表示種子經(jīng)過輸種管的信號(hào)中的每一個(gè)低電平持續(xù)時(shí)間是否在閾值上限和閾值下限之間，若存在則判定該低電平脈沖信號(hào)表示有一粒種子經(jīng)過，依此統(tǒng)計(jì)得到輸種管中播種粒數(shù)，并輸出顯示給用戶；
[0023]由得到的作業(yè)狀態(tài)參量判斷播種狀態(tài)是否正常，在判定播種狀態(tài)異常的情況下向用戶報(bào)警，其中包括對(duì)每個(gè)輸種管判斷一定時(shí)間內(nèi)是否有播種粒數(shù)增加，若沒有則判定播種狀態(tài)異常并向用戶報(bào)警；
[0024]回到作業(yè)監(jiān)控掃描循環(huán)開始處重復(fù)這之間的步驟直到用戶終止。
[0025]優(yōu)選地，所述表示種子是否經(jīng)過的信號(hào)為，在種子經(jīng)過傳感器，遮擋住所述紅外發(fā)射二極管發(fā)射出的紅外光束后又離開的過程中，所述紅外接收光電三極管接發(fā)出的低電平脈沖信號(hào)；
[0026]優(yōu)選地，所述獲取表示播種作業(yè)狀態(tài)的信號(hào)進(jìn)一步包括從定位傳感器處得到表示播種機(jī)行進(jìn)速度的信號(hào)和表示播種距離的信號(hào)；所述結(jié)合作業(yè)參數(shù)對(duì)表示播種作業(yè)狀態(tài)的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理包括，對(duì)表示播種機(jī)行進(jìn)速度的信號(hào)和表示播種距離的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理得到播種機(jī)行進(jìn)速度和播種距離；
[0027]優(yōu)選地，所述獲取表示播種作業(yè)狀態(tài)的信號(hào)進(jìn)一步包括從地輪速度傳感器處得到表示地輪速度的信號(hào)；所述結(jié)合作業(yè)參數(shù)對(duì)表示播種作業(yè)狀態(tài)的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理包括，結(jié)合作業(yè)參數(shù)對(duì)表示地輪速度的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理得到地輪速度；所述由得到的作業(yè)狀態(tài)參量判斷播種狀態(tài)是否正常，在判定播種狀態(tài)異常的情況下向用戶報(bào)警包括，判斷得到的地輪速度是否為零，若為零則判定播種狀態(tài)異常，并向用戶報(bào)警。
[0028]優(yōu)選地，所述用戶設(shè)定的作業(yè)參數(shù)進(jìn)一步包括監(jiān)測(cè)行數(shù)；在該方法中，根據(jù)所述監(jiān)測(cè)行數(shù)來對(duì)相應(yīng)個(gè)數(shù)的輸種管進(jìn)行監(jiān)控。
[0029](三)有益效果
[0030]本發(fā)明至少具有如下的有益效果:
[0031]本發(fā)明所述的紅外光電傳感器通過采集光電信號(hào)的處理方式，對(duì)輸種管內(nèi)的種子傳輸?shù)臄?shù)量和播種狀態(tài)監(jiān)控有著很高的靈敏度。例如，在使用型號(hào)為ARM CorteX-M4的主頻為168MHz的微處理器的情況下，實(shí)際測(cè)量的種管堵塞報(bào)警靈敏度和開溝器堵塞報(bào)警靈敏度可以達(dá)到1.05s (默認(rèn)的報(bào)警間隔為ls)，相比較如2BBJ-1型播種機(jī)防漏播報(bào)警器的(4土 I) s的靈敏度有著相當(dāng)大的提升。
[0032]監(jiān)控界面的設(shè)置可以在極短的作業(yè)監(jiān)控掃描循環(huán)時(shí)間(默認(rèn)值為25ms)內(nèi)刷新一次作業(yè)狀態(tài)參量的顯示，并實(shí)時(shí)地顯示在用戶可以看到的用戶輸出設(shè)備上，作業(yè)狀態(tài)參量信息對(duì)用戶而言相較于其他監(jiān)控裝置更加直觀。用戶可以直接在顯示的數(shù)值上得到實(shí)時(shí)的播種作業(yè)狀態(tài)參量信息，從而可以更快速地了解當(dāng)前的播種狀態(tài)并判斷出工作故障。
[0033]當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品或方法并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0035]圖1是本發(fā)明中用戶界面中的設(shè)置界面，并帶有默認(rèn)的作業(yè)參數(shù)值；
[0036]圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中對(duì)玉米精量播種作業(yè)進(jìn)行監(jiān)控的方法流程圖；
[0037]圖3是本發(fā)明中輸種管檢測(cè)機(jī)構(gòu)的示意圖，圖中:1_紅外發(fā)射二極管、2-紅外接收光電三極管、3-輸種管、4-地輪速度傳感器、5-排種輪、6種箱、7-種子；
[0038]圖4是本發(fā)明中用戶終端面板的示意圖；
[0039]圖5是本發(fā)明中用戶界面中的監(jiān)控界面示意圖；
[0040]圖6是本發(fā)明裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0041]圖7是本發(fā)明的一個(gè)對(duì)玉米精量播種作業(yè)進(jìn)行監(jiān)控的方法的示意流程圖；
[0042]圖8是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中對(duì)玉米精量播種作業(yè)進(jìn)行監(jiān)控的裝置工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0044]實(shí)施例1:
[0045]本發(fā)明實(shí)施例提出一種對(duì)玉米精量播種作業(yè)進(jìn)行監(jiān)控的方法，參見圖2，該方法包括在監(jiān)控裝置中執(zhí)行如下步驟:
[0046]步驟201:啟動(dòng)監(jiān)控裝置并進(jìn)入用戶設(shè)置界面，由用戶在此界面內(nèi)設(shè)定作業(yè)參數(shù)，并在用戶確認(rèn)后進(jìn)入監(jiān)控界面。
[0047]作業(yè)參數(shù)具體包括:單粒重量、報(bào)警間隔、監(jiān)測(cè)行數(shù)、閾值上限、閾值下限、播種幅寬、循環(huán)間隔、磁鐵個(gè)數(shù)和地輪周長(zhǎng)。所有的作業(yè)參數(shù)都設(shè)定有默認(rèn)值(如圖1所示)以保證監(jiān)控裝置的正常運(yùn)作，當(dāng)用戶設(shè)定作業(yè)參數(shù)后，作業(yè)參數(shù)由默認(rèn)值更新為用戶設(shè)定的設(shè)定值。
[0048]設(shè)定完成后用戶界面轉(zhuǎn)入用戶監(jiān)控界面，此時(shí)用戶界面顯示的所有作業(yè)狀態(tài)參量均為默認(rèn)的“0”，播種狀態(tài)顯示為默認(rèn)的“異?！?。
[0049]步驟202:開始作業(yè)監(jiān)控掃描循環(huán)，每次循環(huán)持續(xù)的時(shí)間為作業(yè)參數(shù)中設(shè)定的固定值。每個(gè)循環(huán)中，先由機(jī)具狀態(tài)傳感器獲取機(jī)具位置信息；由定位傳感器獲取播種機(jī)行進(jìn)速度信息；
[0050]所述循環(huán)持續(xù)時(shí)間為用戶設(shè)定的循環(huán)間隔的值，每次作業(yè)監(jiān)控掃描循環(huán)結(jié)束后若此次循環(huán)的時(shí)間未超過此循環(huán)間隔的值，則微處理器會(huì)待機(jī)直到其時(shí)間達(dá)到此循環(huán)間隔的值。這一處理可以防止循環(huán)時(shí)間過短對(duì)裝置造成的不必要的運(yùn)算負(fù)荷過重。
[0051]機(jī)具是否放下的判斷通過安裝在機(jī)具上的行程開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。該開關(guān)可以在機(jī)具抬起或放下的位置時(shí)分別顯示出不同高低電平的信號(hào)，從而可以通過判斷其信號(hào)電平高低來獲知機(jī)具位置信息。
[0052]行進(jìn)速度直接從亞米級(jí)GPS模塊處獲取，與反映種子傳動(dòng)速度的地輪速度不同，行進(jìn)速度指播種機(jī)的行駛速度。
[0053]步驟203:通過判斷機(jī)具是否放下且行進(jìn)速度是否不為零來判斷播種機(jī)是否正在作業(yè)，若不是則結(jié)束該次作業(yè)監(jiān)控掃描循環(huán)進(jìn)行下一次作業(yè)監(jiān)控掃描循環(huán)；
[0054]步驟204:若是則開始統(tǒng)計(jì)作業(yè)時(shí)間或繼續(xù)計(jì)時(shí)，并在監(jiān)控界面中更新顯示作業(yè)時(shí)間和行進(jìn)速度。
[0055]在播種機(jī)不進(jìn)行作業(yè)時(shí)用戶不需要監(jiān)控其他作業(yè)狀態(tài)參量，故在此只需等到播種機(jī)在正常作業(yè)時(shí)再開始對(duì)其他作業(yè)狀態(tài)參量的監(jiān)控，這就是此處進(jìn)行這一判斷的原因。
[0056]需要說明的是，現(xiàn)有播種機(jī)行進(jìn)和地輪轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力來源相同，故兩者的運(yùn)動(dòng)具有關(guān)聯(lián)性。從而在播種機(jī)停止運(yùn)行，即行進(jìn)速度為零的情況下，地輪是不會(huì)有動(dòng)力來轉(zhuǎn)動(dòng)的，進(jìn)而不可能有種子落下。另外在播種機(jī)行進(jìn)中但機(jī)具沒有處于放下的狀態(tài)，同樣說明播種機(jī)沒有在進(jìn)行作業(yè)。所以在播種機(jī)沒有運(yùn)行的情況下可以先不判斷排種器或排種傳動(dòng)狀態(tài)情況或播種機(jī)的播種作業(yè)是否工作正常。
[0057]步驟205:通過地輪速度傳感器結(jié)合用戶設(shè)定的作業(yè)參數(shù)來獲取地輪速度的值并在監(jiān)控界面中相應(yīng)位置更新顯示。
[0058]所述地輪速度傳感器為安裝在播種機(jī)地輪的傳動(dòng)齒輪上的開關(guān)型霍爾傳感器，并安裝有配套的若干塊釹鐵硼磁鋼。每當(dāng)霍爾傳感器與釹鐵硼磁鋼在地輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程相靠近時(shí)，由于監(jiān)測(cè)到磁通量的變化，固態(tài)磁性傳感元件會(huì)獲得信號(hào)，并將這種信號(hào)轉(zhuǎn)化成方波脈沖電信號(hào)。所設(shè)置的釹鐵硼磁鋼的間隔距離均為固定值，且用戶已經(jīng)設(shè)定好了地輪周長(zhǎng)和釹鐵硼磁鋼個(gè)數(shù)(即用戶界面中的磁鐵個(gè)數(shù)，為方便用戶理解簡(jiǎn)化術(shù)語)，從而可以通過統(tǒng)計(jì)一段時(shí)間內(nèi)所述方波脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)來統(tǒng)計(jì)此段時(shí)間內(nèi)走過的距離，再除以監(jiān)控裝置記錄的此段時(shí)間的長(zhǎng)短，就得到了地輪速度的值。
[0059]步驟206:判斷地輪速度值是否為零，若是則啟動(dòng)定時(shí)器或繼續(xù)定時(shí)器的計(jì)時(shí)，定時(shí)時(shí)間為用戶設(shè)定的固定值，若定時(shí)器超時(shí)則在監(jiān)控界面的播種狀態(tài)中顯示“異?！辈?bào)警；若不是則停止并重置定時(shí)器。所述定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間為用戶設(shè)定的報(bào)警間隔的值。
[0060]判斷地輪速度值是否為零的步驟是為了檢測(cè)排種器或排種傳動(dòng)狀態(tài)是否存在故障，若存在則報(bào)警。
[0061]結(jié)合圖2可以看出，地輪轉(zhuǎn)動(dòng)不正常地故障從發(fā)生到報(bào)警的最大間隔為從某一次循環(huán)的步驟209后，經(jīng)過報(bào)警間隔數(shù)值大小的時(shí)長(zhǎng)后，在之后某一次的步驟210中監(jiān)測(cè)出并報(bào)警之間，最大間隔時(shí)間為報(bào)警間隔數(shù)值加上兩倍的循環(huán)間隔，按照默認(rèn)作業(yè)參數(shù)的值來計(jì)算可以是1.05s，并且此數(shù)值可以由用戶具體調(diào)整。
[0062]步驟207:由亞米級(jí)GPS模塊獲取從播種作業(yè)開始到這時(shí)的播種距離，并結(jié)合用戶設(shè)定的作業(yè)參數(shù)中的播種幅寬計(jì)算播種面積并在監(jiān)控界面中相應(yīng)位置更新顯示。
[0063]所述播種距離計(jì)算方法:在播種作業(yè)開始時(shí)由亞米級(jí)GPS模塊獲取的播種機(jī)的對(duì)應(yīng)位置，經(jīng)過固定數(shù)值的時(shí)間后，再次記錄由亞米級(jí)GPS模塊獲取的播種機(jī)的對(duì)應(yīng)位置，記錄這兩個(gè)位置之間的距離，并累加在總的播種距離上，并在再次經(jīng)過固定數(shù)值的時(shí)間后，進(jìn)行同樣操作，以此類推。如此可以獲得自播種作業(yè)開始時(shí)播種機(jī)行進(jìn)的播種距離。
[0064]所述播種面積為播種距離乘以用戶設(shè)定的播種幅寬。
[0065]步驟208:根據(jù)用戶設(shè)定的作業(yè)參數(shù)用紅外光電傳感器獲取對(duì)應(yīng)輸種管中的播種粒數(shù)。
[0066]參見圖3，所述紅外光電傳感器為安裝在輸種管兩側(cè)相對(duì)放置的紅外發(fā)射二極管和紅外接收光電三極管，兩個(gè)二極管共同構(gòu)成了紅外光電傳感器。當(dāng)種子經(jīng)過傳感器時(shí)，遮斷紅外光束，使光電管的發(fā)出低電平脈沖信號(hào)。監(jiān)控裝置監(jiān)測(cè)低電平的持續(xù)時(shí)間，若持續(xù)時(shí)間在用戶設(shè)定好的閾值上限和閾值下限之間的話，則判定有一粒種子經(jīng)過，繼而監(jiān)控裝置可以依此統(tǒng)計(jì)通過各輸種管的種子粒數(shù)，即播種粒數(shù)。
[0067]在此根據(jù)用戶設(shè)定的檢測(cè)行數(shù)，比方說5個(gè)，只對(duì)前5個(gè)輸種管進(jìn)行監(jiān)控。其輸種管序號(hào)與播種機(jī)實(shí)際的輸種管序號(hào)不 對(duì)應(yīng)，需要用戶預(yù)先規(guī)定好實(shí)際輸種管序號(hào)與顯示輸種管序號(hào)的關(guān)系并進(jìn)行相應(yīng)的連接。
[0068]步驟209:判斷每個(gè)被監(jiān)控的輸種管是否有播種粒數(shù)增加的情況，若有則啟動(dòng)定時(shí)器或繼續(xù)定時(shí)器的計(jì)時(shí)，定時(shí)時(shí)間為用戶設(shè)定的固定值，并判斷定時(shí)器是否超時(shí)。
[0069]所述定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間為用戶設(shè)定的報(bào)警間隔的值。
[0070]步驟210:若定時(shí)器超時(shí)則在監(jiān)控界面的播種狀態(tài)中顯示“異?！辈?bào)警。
[0071]步驟211:若各輸種管內(nèi)均有播種粒數(shù)的增加或定時(shí)器沒有超時(shí)則在監(jiān)控界面中的播種狀態(tài)中顯示“正常”。
[0072]結(jié)合圖2可以看出，地輪轉(zhuǎn)動(dòng)正常而沒有種子播下的故障從發(fā)生到報(bào)警的最大間隔為從某一次循環(huán)的步驟209后，經(jīng)過報(bào)警間隔數(shù)值大小的時(shí)長(zhǎng)后，在之后某一次的步驟210中監(jiān)測(cè)出并報(bào)警之間，最大間隔時(shí)間為報(bào)警間隔數(shù)值加上兩倍的循環(huán)間隔，按照默認(rèn)作業(yè)參數(shù)的值來計(jì)算可以是1.05s，并且此數(shù)值可以由用戶具體調(diào)整。
[0073]步驟212:將本次循環(huán)中每行播種粒數(shù)累加到各自的總的播種粒數(shù)中，并將總的播種粒數(shù)在監(jiān)控界面各自對(duì)應(yīng)的“播種粒數(shù)” 一項(xiàng)中更新顯示。
[0074]步驟213:將本次循環(huán)中每行總的播種粒數(shù)累加，得到本次循環(huán)中的播種的粒數(shù)總和，再累加到總的粒數(shù)總和中，并將總的粒數(shù)總和在監(jiān)控界面中“粒數(shù)總和”中更新顯示；結(jié)合作業(yè)參數(shù)與總的粒數(shù)總和計(jì)算播種重量，并在監(jiān)控界面中相應(yīng)位置更新顯示。
[0075]播種重量等于總的粒數(shù)總和乘以用戶設(shè)定的單粒重量。
[0076]步驟214:在每次播種距離達(dá)到或超過整百米的數(shù)值時(shí)，將該次整百米內(nèi)播種的粒數(shù)總和——百米粒數(shù)在監(jiān)控界面中相應(yīng)位置更新顯示并將百米粒數(shù)的數(shù)值置零；若播種距離未達(dá)到或超過整百米，則將該次循環(huán)中播種的粒數(shù)總和累加在百米粒數(shù)中。
[0077]步驟215:在每次總的粒數(shù)總和達(dá)到或超過整千粒的數(shù)值時(shí)，將總的粒數(shù)總和除以播種面積計(jì)算出播種密度，并監(jiān)控界面中相應(yīng)位置更新顯示。
[0078]關(guān)于某數(shù)值整百或整千的判斷需要引入一個(gè)變量，該變量在每次循環(huán)時(shí)累加該次循環(huán)中該數(shù)值的增加量，并判斷變量是否大于等于一百或一千，若不是則繼續(xù)進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)；若是則說明該數(shù)值達(dá)到或超過了整百或整千的數(shù)值，在執(zhí)行對(duì)應(yīng)指令后，將該變量自減一百或一千以進(jìn)行下一個(gè)整百或整千的判斷。
[0079]步驟216:達(dá)到用戶在作業(yè)參數(shù)中設(shè)定循環(huán)間隔的時(shí)間后結(jié)束本次作業(yè)監(jiān)控掃描循環(huán)，開始下一次作業(yè)監(jiān)控掃描循環(huán)，直到用戶發(fā)出停止指令為止。
[0080]參見圖7，總的來說，用戶在設(shè)置界面中設(shè)定作業(yè)參數(shù)后，作業(yè)監(jiān)控掃描循環(huán)開始，先獲取表示播種作業(yè)狀態(tài)的信號(hào)，再結(jié)合作業(yè)參數(shù)對(duì)表示播種作業(yè)狀態(tài)的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，得到表示播種作業(yè)狀態(tài)的參量并實(shí)時(shí)輸出顯示給用戶，然后由得到的作業(yè)狀態(tài)參量判斷播種狀態(tài)是否正常，在判定播種狀態(tài)異常的情況下向用戶報(bào)警，最后回到作業(yè)監(jiān)控掃描循環(huán)開始處重復(fù)這之間的步驟直到用戶終止。
[0081]本發(fā)明實(shí)施例至少具有前文有益效果中所述的有益效果，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)玉米精量播種作業(yè)中的播種粒數(shù)、地輪速度、百米粒數(shù)、粒數(shù)總和、播種密度、播種面積、播種重量、行進(jìn)速度和作業(yè)時(shí)間等多項(xiàng)作業(yè)狀態(tài)參量的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并達(dá)到較佳的故障報(bào)警靈敏度。同時(shí)還至少具有以下的有益效果:
[0082]1、本發(fā)明實(shí)施例通過微處理器獲取作業(yè)時(shí)間，通過定位傳感器獲取播種距離和行進(jìn)速度，通過地輪速度傳感器獲取地輪速度，通過紅外光電傳感器獲取對(duì)應(yīng)輸種管中的播種粒數(shù)；
[0083]用戶在設(shè)置界面中設(shè)定的作業(yè)參數(shù)包括:單粒重量、播種幅寬、報(bào)警間隔、監(jiān)測(cè)行數(shù)、閾值上限、閾值下限、循環(huán)間隔、磁鐵個(gè)數(shù)和地輪周長(zhǎng)。
[0084]由播種距離乘以作業(yè)參數(shù)中的播種幅寬計(jì)算出播種面積，由每個(gè)輸種管內(nèi)的播種粒數(shù)結(jié)合定時(shí)裝置判斷得到對(duì)應(yīng)的播種狀態(tài)，由每個(gè)輸種管內(nèi)的播種粒數(shù)累加和得到總的播種粒數(shù)，將每行總的播種粒數(shù)累加和得到總的粒數(shù)總和，并將總的粒數(shù)總和乘以作業(yè)參數(shù)中的單粒重量得到播種重量，將總的粒數(shù)總和除以播種面積計(jì)算出播種密度，結(jié)合播種距離的判斷統(tǒng)計(jì)播種粒數(shù)得到百米粒數(shù)，結(jié)合粒數(shù)總和的判斷將總的粒數(shù)總和除以播種面積計(jì)算出播種密度；
[0085]加上在作業(yè)監(jiān)控掃描循環(huán)每隔一段時(shí)間更新顯示數(shù)據(jù)的情況下，就實(shí)現(xiàn)了對(duì)玉米精量播種作業(yè)中的播種粒數(shù)、地輪速度、百米粒數(shù)、粒數(shù)總和、播種密度、播種面積、播種重量、行進(jìn)速度和作業(yè)時(shí)間等多項(xiàng)作業(yè)狀態(tài)參量的實(shí)時(shí)監(jiān)控。相比較單一的故障報(bào)警機(jī)制，本發(fā)明實(shí)施例提供的播種作業(yè)狀態(tài)信息更快速、全面、詳細(xì)。
[0086]2、在作業(yè)參數(shù)中，監(jiān)測(cè)行數(shù)可以由用戶設(shè)定，從而對(duì)于不同行數(shù)的機(jī)型，本發(fā)明實(shí)施例都可以同樣適用，在更換播種機(jī)具時(shí)只需稍作調(diào)整而不需要更換監(jiān)控設(shè)備，本發(fā)明實(shí)施例的通用性更強(qiáng)；況且對(duì)于監(jiān)控裝置的其他作業(yè)參數(shù)用戶都可以先行設(shè)定，作業(yè)的監(jiān)控方式更加靈活。
[0087]3、而且本發(fā)明實(shí)施例的監(jiān)控方法在播種時(shí)對(duì)于兩粒種子同時(shí)下落產(chǎn)生的重播現(xiàn)象的判斷精度可以達(dá)到非常高的水平。在閾值上限3150微秒和閾值下限17500微秒的最佳設(shè)定值下，避免了播種作業(yè)過程中灰塵和碎屑對(duì)粒數(shù)測(cè)量精確率的干擾，在實(shí)際的播種檢測(cè)中對(duì)于包含重播現(xiàn)象的情況下，玉米種子的粒數(shù)測(cè)量精確率可以達(dá)到98%。
[0088]4、本發(fā)明實(shí)施例使用亞米級(jí)GPS模塊監(jiān)測(cè)行進(jìn)速度和播種距離。經(jīng)實(shí)際測(cè)量，使用2s作為最佳采樣時(shí)間間隔的條件下，測(cè)量的播種距離與實(shí)際值相比可以達(dá)到99%的精確率。
[0089]實(shí)施例2:
[0090]本發(fā)明實(shí)施例提出一種對(duì)玉米精量播種作業(yè)進(jìn)行監(jiān)控的裝置，所述裝置包括:
[0091]一塊七寸液晶觸摸屏和一套按鍵，用于對(duì)用戶輸出作業(yè)狀態(tài)參量，同時(shí)也可以用于用戶輸入作業(yè)參數(shù)，用戶界面參見圖1、圖4和圖5。
[0092]六路紅外光電傳感器，用于獲取六行輸種管的播種粒數(shù)的信息。
[0093]六路輸入捕獲電路，用于處理收集來自播種監(jiān)測(cè)傳感表示六行輸種管的播種粒數(shù)的信號(hào)，并將其輸出至微處理器中。
[0094]一路地輪速度傳感器，用于獲取表示地輪速度的信息。
[0095]一路外部中斷電路，用于處理收集來自地輪速度傳感器表示地輪速度的信號(hào)，并將其輸出至微處理器中。
[0096]一個(gè)行程開關(guān)，用于獲取播種機(jī)機(jī)具的位置信息。
[0097]一個(gè)亞米級(jí)GPS模塊，用于獲取關(guān)于播種機(jī)播種距離和行進(jìn)速度的信息。
[0098]一個(gè)外部Flash存儲(chǔ)器(閃存)，用于存儲(chǔ)作業(yè)參數(shù)的信息。
[0099]一個(gè)蜂鳴器，用于報(bào)警。
[0100]一套CAN總線及若干串口，用于為所有設(shè)備提供連接框架和連接方式及協(xié)議。
[0101]一個(gè)型號(hào)為ARM Cortex-M4的微處理器，用于完成AOl至A17步驟的所有控制計(jì)
算工作。
[0102]參見圖6，所有設(shè)備都通過串口連接在CAN總線的架構(gòu)上，同時(shí)所有其他設(shè)備都與微處理器相連。工作時(shí)，由機(jī)載12V直流電源為裝置供電。
[0103]所述裝置用于實(shí)現(xiàn)如下的監(jiān)控工作流程:
[0104]步驟801:給系統(tǒng)供電后，微處理器對(duì)各其寄存器進(jìn)行初始化操作，然后對(duì)裝置中所有其他部件進(jìn)行初始化操作，使裝置所有部件進(jìn)入正常工作狀態(tài)。
[0105]步驟802:微處理器從Flash存儲(chǔ)器中讀取作業(yè)參數(shù)的默認(rèn)值或上一次的設(shè)定值。
[0106]在裝置第一次啟動(dòng)前Flash存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)了作業(yè)參數(shù)的默認(rèn)值。對(duì)應(yīng)A04步驟中的操作，在之后每次用戶設(shè)定好作業(yè)參數(shù)后，微處理器都會(huì)將此套作業(yè)參數(shù)存儲(chǔ)在外部的Flash存儲(chǔ)器中。在每次初始化操作之后，微處理器都會(huì)將此套作業(yè)參數(shù)從Flash存儲(chǔ)器中讀取，作為本次作業(yè)時(shí)使用的作業(yè)參數(shù)。
[0107]這一步驟的目的是保證每一次的作業(yè)的作業(yè)參數(shù)設(shè)定都有默認(rèn)值，從而可以使監(jiān)控裝置正常工作。
[0108]步驟803:微處理器控制下使液晶觸摸屏的界面進(jìn)入用戶設(shè)置界面，界面中的作業(yè)參數(shù)均為從Flash存儲(chǔ)器中讀取的作業(yè)參數(shù)。
[0109]步驟804:用戶通過按鍵或液晶觸摸屏設(shè)定各項(xiàng)作業(yè)參數(shù)并確認(rèn)。
[0110]步驟805:微處理器在收到確認(rèn)指令后判斷所設(shè)定的所有作業(yè)參數(shù)是否經(jīng)過修改，若是則將其保存至Flash存儲(chǔ)器中。
[0111]步驟806:微處理器將從用戶設(shè)置界面轉(zhuǎn)入用戶監(jiān)控界面，此時(shí)用戶界面顯示的所有作業(yè)狀態(tài)參量均為默認(rèn)的“0”，播種狀態(tài)顯示為默認(rèn)的“異常”，并在此開始進(jìn)入作業(yè)監(jiān)控掃描循環(huán)，每次循環(huán)持續(xù)的時(shí)間為作業(yè)參數(shù)中設(shè)定的固定值。
[0112]所述循環(huán)持續(xù)時(shí)間為用戶設(shè)定的循環(huán)間隔的值，每次作業(yè)監(jiān)控掃描循環(huán)結(jié)束后若此次循環(huán)的時(shí)間未超過此循環(huán)間隔的值，則微處理器會(huì)待機(jī)直到其時(shí)間達(dá)到此循環(huán)間隔的值。這一處理可以防止循環(huán)時(shí)間過短對(duì)裝置造成的不必要的運(yùn)算負(fù)荷過重。
[0113]步驟807:微處理器先從行程開關(guān)處獲取表示機(jī)具是否放下的信號(hào)，并從亞米級(jí)GPS模塊處獲取播種機(jī)的行進(jìn)速度。
[0114]所述行程開關(guān)可以在機(jī)具抬起或放下的位置時(shí)分別顯示出不同高低電平的信號(hào)，從而可以通過判斷其信號(hào)電平高低來獲知機(jī)具是否放下的信息。
[0115]所述行進(jìn)速度直接從亞米級(jí)GPS模塊處獲取，與反映種子傳動(dòng)速度的地輪速度不同，行進(jìn)速度指播種機(jī)的行駛速度。
[0116]步驟808:判斷機(jī)具是否放下且行進(jìn)速度不為零，若不是則結(jié)束該次作業(yè)監(jiān)控掃描循環(huán)進(jìn)行下一次作業(yè)監(jiān)控掃描循環(huán)；
[0117]步驟809:若是則微處理器開始統(tǒng)計(jì)作業(yè)時(shí)間或繼續(xù)計(jì)時(shí)，并在監(jiān)控面板中更新顯示作業(yè)時(shí)間和行進(jìn)速度。
[0118]在播種機(jī)不作業(yè)時(shí)用戶不需要監(jiān)控其他作業(yè)狀態(tài)參量，故在此只需等到播種機(jī)在正常作業(yè)時(shí)再開始對(duì)其他作業(yè)狀態(tài)參量的監(jiān)控，這就是此處進(jìn)行這一判斷的原因。
[0119]需要說明的是，現(xiàn)有播種機(jī)行進(jìn)和地輪轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力來源相同，故兩者的運(yùn)動(dòng)具有關(guān)聯(lián)性。從而在播種機(jī)停止運(yùn)行，即行進(jìn)速度為零的情況下，地輪是不會(huì)有動(dòng)力來轉(zhuǎn)動(dòng)的，進(jìn)而不可能有種子落下。另外在播種機(jī)行進(jìn)中但機(jī)具沒有處于放下的狀態(tài)，同樣說明播種機(jī)沒有在進(jìn)行作業(yè)。所以在播種機(jī)沒有運(yùn)行的情況下可以先不判斷排種器或排種傳動(dòng)狀態(tài)情況或播種機(jī)的播種作業(yè)是否工作正常。
[0120]步驟810:微處理器通過一路外部中斷電路從地輪速度傳感器中獲取用于表示地輪速度值的信號(hào)，計(jì)算處理得到地輪速度的值并顯示。
[0121]所述地輪速度傳感器為安裝在播種機(jī)地輪的傳動(dòng)齒輪上的開關(guān)型霍爾傳感器，并安裝有配套的若干塊釹鐵硼磁鋼。每當(dāng)霍爾傳感器與釹鐵硼磁鋼在地輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程相靠近時(shí)，由于監(jiān)測(cè)到磁通量的變化，固態(tài)磁性傳感元件會(huì)獲得信號(hào)，并將這種信號(hào)轉(zhuǎn)化成方波脈沖電信號(hào)。所設(shè)置的釹鐵硼磁鋼的間隔距離均為固定值，且用戶已經(jīng)設(shè)定好了地輪周長(zhǎng)和釹鐵硼磁鋼個(gè)數(shù)(即用戶界面中的磁鐵個(gè)數(shù)，為方便用戶理解而簡(jiǎn)化的術(shù)語)，從而可以通過統(tǒng)計(jì)一段時(shí)間內(nèi)所述方波脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)來統(tǒng)計(jì)此段時(shí)間內(nèi)地輪運(yùn)動(dòng)的距離，再除以監(jiān)控裝置記錄的此段時(shí)間的長(zhǎng)短，就得到了地輪速度的值。
[0122]所述一路外部中斷電路先將收到的方波脈沖電信號(hào)進(jìn)行加工處理，再統(tǒng)計(jì)原方波脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)，每次作業(yè)監(jiān)控掃描循環(huán)內(nèi)會(huì)向微處理器返回此數(shù)值，并由微處理器進(jìn)行運(yùn)算和處理，并將結(jié)果顯示在監(jiān)控界面的相應(yīng)位置。[0123]步驟811:判斷地輪速度值是否為零，若是則啟動(dòng)定時(shí)器或繼續(xù)定時(shí)器的計(jì)時(shí)，定時(shí)時(shí)間為用戶設(shè)定的固定值；若不是則停止并重置定時(shí)器。所述定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間為用戶設(shè)定的報(bào)警間隔的值。若定時(shí)器超時(shí)則在監(jiān)控界面的播種狀態(tài)中顯示“異?！辈?bào)警。判斷地輪速度值是否為零的步驟是為了檢測(cè)排種器或排種傳動(dòng)狀態(tài)是否存在故障，若存在則使用蜂鳴器報(bào)警。
[0124]結(jié)合圖8可以看出，地輪轉(zhuǎn)動(dòng)不正常地故障從發(fā)生到報(bào)警的最大間隔為從某一次循環(huán)的步驟811后，經(jīng)過報(bào)警間隔數(shù)值大小的時(shí)長(zhǎng)后，在之后某一次的步驟811中監(jiān)測(cè)出并報(bào)警之間，最大間隔時(shí)間為報(bào)警間隔數(shù)值加上兩倍的循環(huán)間隔，按照默認(rèn)作業(yè)參數(shù)的值來計(jì)算可以是1.05s，并且此數(shù)值可以由用戶具體調(diào)整。
[0125]步驟812:微處理器結(jié)合用戶設(shè)定的作業(yè)參數(shù)和微處理器記錄的作業(yè)時(shí)間計(jì)算播種距離和播種面積并在監(jiān)控界面中相應(yīng)位置更新顯示。
[0126]所述播種距離計(jì)算方法:在播種作業(yè)開始時(shí)由亞米級(jí)GPS模塊獲取的播種機(jī)的對(duì)應(yīng)位置，經(jīng)過固定數(shù)值的時(shí)間后，再次記錄由亞米級(jí)GPS模塊獲取的播種機(jī)的對(duì)應(yīng)位置，記錄這兩個(gè)位置之間的距離，并累加在總的播種距離上，并在再次經(jīng)過固定數(shù)值的時(shí)間后，進(jìn)行同樣操作，以此類推。如此可以獲得自播種作業(yè)開始時(shí)播種機(jī)行進(jìn)的播種距離。
[0127]所述播種面積為播種距離乘以用戶設(shè)定的播種幅寬。
[0128]步驟813:微處理器通過六路輸入捕獲電路從紅外光電傳感器中獲取用于表示種子經(jīng)過輸種管的信號(hào)，并經(jīng)過計(jì)算處理得到每行播種粒數(shù)的值。
[0129]參見圖3，所述紅外光電傳感器為安裝在輸種管兩側(cè)相對(duì)放置的紅外發(fā)射二極管和紅外接收光電三極管，兩個(gè)二極管共同構(gòu)成了紅外光電傳感器。當(dāng)種子經(jīng)過傳感器時(shí)，遮斷紅外光束，使光電管的發(fā)出低電平脈沖信號(hào)。監(jiān)控裝置測(cè)量低電平的持續(xù)時(shí)間，若持續(xù)時(shí)間在用戶設(shè)定好的閾值上限和閾值下限之間的話，則判定輸種管中有種子經(jīng)過，繼而監(jiān)控裝置可以依此統(tǒng)計(jì)通過各輸種管的種子粒數(shù)，即播種粒數(shù)。
[0130]所述六路輸入捕獲電路先將收到的信號(hào)進(jìn)行加工處理，再依次測(cè)量其各個(gè)低電平的持續(xù)時(shí)間并返回至微處理器中。微處理器判斷每個(gè)持續(xù)時(shí)間是否在用戶設(shè)定好的閾值上限和閾值下限之間，若是則判定此低電平脈沖信號(hào)表示有一粒種子經(jīng)過傳感器，如此統(tǒng)計(jì)出本次作業(yè)監(jiān)控掃描循環(huán)內(nèi)每行播種粒數(shù)的值。
[0131]在此根據(jù)用戶設(shè)定的檢測(cè)行數(shù)，比方說5個(gè)，裝置只對(duì)前5個(gè)輸種管進(jìn)行監(jiān)控，也就是說只使用6路輸入捕獲中的前5路。其輸種管序號(hào)與播種機(jī)實(shí)際的輸種管序號(hào)不對(duì)應(yīng)，需要用戶預(yù)先規(guī)定好實(shí)際輸種管序號(hào)與顯示輸種管序號(hào)的關(guān)系并進(jìn)行相應(yīng)的連接。
[0132]步驟814:微處理器判斷每個(gè)被監(jiān)控的輸種管是否有播種粒數(shù)的增加的情況，若沒有則啟動(dòng)定時(shí)器或繼續(xù)定時(shí)器的計(jì)時(shí)，定時(shí)時(shí)間為用戶設(shè)定的固定值，并在定時(shí)器溢出時(shí)在監(jiān)控界面的播種狀態(tài)中顯示“異常”并通過蜂鳴器報(bào)警。
[0133]結(jié)合圖2可以看出，地輪轉(zhuǎn)動(dòng)正常而沒有種子播下的故障從發(fā)生到報(bào)警的最大間隔為從某一次循環(huán)的步驟814后，經(jīng)過報(bào)警間隔數(shù)值大小的時(shí)長(zhǎng)后，在之后某一次的步驟814中監(jiān)測(cè)出并報(bào)警之間，最大間隔時(shí)間為報(bào)警間隔數(shù)值加上兩倍的循環(huán)間隔，按照默認(rèn)作業(yè)參數(shù)的值來計(jì)算可以是1.05s，并且此數(shù)值可以由用戶具體調(diào)整。
[0134]步驟815:若各輸種管內(nèi)的播種數(shù)均有增加，或定時(shí)器沒有超時(shí)則微處理器控制監(jiān)控界面中的播種狀態(tài)中顯示為“正?！?。[0135]步驟816:微處理器將本次循環(huán)中每行播種粒數(shù)累加到各自的總的播種粒數(shù)中，并將總的播種粒數(shù)在監(jiān)控界面各自對(duì)應(yīng)的“播種粒數(shù)” 一項(xiàng)中更新顯示。
[0136]步驟817:微處理器將每行總的播種粒數(shù)累加，得到本次循環(huán)中的播種的粒數(shù)總和，再累加到總的粒數(shù)總和中，并將總的粒數(shù)總和在監(jiān)控界面中“粒數(shù)總和”中更新顯示；結(jié)合作業(yè)參數(shù)與總的粒數(shù)總和計(jì)算播種重量，并在監(jiān)控界面中相應(yīng)位置更新顯示。
[0137]播種重量等于總的粒數(shù)總和乘以用戶設(shè)定的單粒重量。
[0138]步驟818:微處理器在每次播種距離達(dá)到或超過整百米的數(shù)值時(shí)，將該次整百米內(nèi)的播種的粒數(shù)總和一百米粒數(shù)在監(jiān)控界面中相應(yīng)位置更新顯示并將百米粒數(shù)的數(shù)值置零；若播種距離未達(dá)到或超過整百米，則將該次循環(huán)中的播種的粒數(shù)總和累加在百米粒數(shù)中。
[0139]步驟819:微處理器在每次總的粒數(shù)總和達(dá)到或超過整千粒的數(shù)值時(shí)，將總的粒數(shù)總和除以播種面積計(jì)算出播種密度，并監(jiān)控界面中相應(yīng)位置更新顯示。
[0140]關(guān)于某數(shù)值整百或整千的判斷需要引入一個(gè)變量，該變量在每次循環(huán)時(shí)累加該次循環(huán)中該數(shù)值的增加量，并判斷變量是否大于等于一百或一千，若不是則繼續(xù)進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)；若是則說明該數(shù)值達(dá)到或超過了整百或整千的數(shù)值，在執(zhí)行對(duì)應(yīng)指令后，將該變量自減一百或一千以進(jìn)行下一個(gè)整百或整千的判斷。
[0141]步驟820:微處理器結(jié)束本次作業(yè)監(jiān)控掃描循環(huán)，開始下一次作業(yè)監(jiān)控掃描循環(huán)，直到用戶發(fā)出停止指令為止。
[0142]參見圖7，總的來說，用戶在設(shè)置界面中設(shè)定作業(yè)參數(shù)后，作業(yè)監(jiān)控掃描循環(huán)開始，先獲取表示播種作業(yè)狀態(tài)的信號(hào)，再結(jié)合作業(yè)參數(shù)對(duì)表示播種作業(yè)狀態(tài)的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，得到表示播種作業(yè)狀態(tài)的參量并實(shí)時(shí)輸出顯示給用戶，然后由得到的作業(yè)狀態(tài)參量判斷播種狀態(tài)是否正常，在判定播種狀態(tài)異常的情況下向用戶報(bào)警，最后回到作業(yè)監(jiān)控掃描循環(huán)開始處重復(fù)這之間的步驟直到用戶終止。
[0143]本發(fā)明實(shí)施例至少具有前文有益效果中所述的有益效果，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)玉米精量播種作業(yè)中的播種粒數(shù)、地輪速度、百米粒數(shù)、粒數(shù)總和、播種密度、播種面積、播種重量、行進(jìn)速度和作業(yè)時(shí)間等多項(xiàng)作業(yè)狀態(tài)參量的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并達(dá)到較佳的故障報(bào)警靈敏度。同時(shí)還至少具有以下的有益效果:
[0144]1、本發(fā)明實(shí)施例通過微處理器獲取作業(yè)時(shí)間，通過定位傳感器獲取播種距離和行進(jìn)速度，通過地輪速度傳感器獲取地輪速度，通過紅外光電傳感器獲取對(duì)應(yīng)輸種管中的播種粒數(shù)；
[0145]用戶在設(shè)置界面中設(shè)定的作業(yè)參數(shù)包括:單粒重量、播種幅寬、報(bào)警間隔、監(jiān)測(cè)行數(shù)、閾值上限、閾值下限、循環(huán)間隔、磁鐵個(gè)數(shù)和地輪周長(zhǎng)。
[0146]由播種距離乘以作業(yè)參數(shù)中的播種幅寬計(jì)算出播種面積，由每個(gè)輸種管內(nèi)的播種粒數(shù)結(jié)合定時(shí)裝置判斷得到對(duì)應(yīng)的播種狀態(tài)，由每個(gè)輸種管內(nèi)的播種粒數(shù)累加和得到總的播種粒數(shù)，將每行總的播種粒數(shù)累加和得到總的粒數(shù)總和，并將總的粒數(shù)總和乘以作業(yè)參數(shù)中的單粒重量得到播種重量，將總的粒數(shù)總和除以播種面積計(jì)算出播種密度，結(jié)合播種距離的判斷統(tǒng)計(jì)播種粒數(shù)得到百米粒數(shù)，結(jié)合粒數(shù)總和的判斷將總的粒數(shù)總和除以播種面積計(jì)算出播種密度；
[0147]加上在作業(yè)監(jiān)控掃描循環(huán)每隔一段時(shí)間更新顯示數(shù)據(jù)的情況下，就實(shí)現(xiàn)了對(duì)玉米精量播種作業(yè)中的播種粒數(shù)、地輪速度、百米粒數(shù)、粒數(shù)總和、播種密度、播種面積、播種重量、行進(jìn)速度和作業(yè)時(shí)間等多項(xiàng)作業(yè)狀態(tài)參量的實(shí)時(shí)監(jiān)控。相比較單一的故障報(bào)警機(jī)制，本發(fā)明實(shí)施例提供的播種作業(yè)狀態(tài)信息更快速、全面、詳細(xì)。
[0148]2、在作業(yè)參數(shù)中，監(jiān)測(cè)行數(shù)可以由用戶設(shè)定，從而對(duì)于不同行數(shù)的機(jī)型，本發(fā)明實(shí)施例都可以同樣適用，在更換播種機(jī)具時(shí)只需稍作調(diào)整而不需要更換監(jiān)控設(shè)備，本發(fā)明實(shí)施例的通用性更強(qiáng)；況且對(duì)于監(jiān)控裝置的其他作業(yè)參數(shù)用戶都可以先行設(shè)定，作業(yè)的監(jiān)控方式更加靈活。
[0149]3、本發(fā)明實(shí)施例使用微處理器的浮點(diǎn)運(yùn)算單元，可以提升控制算法的執(zhí)行速度，提高代碼的執(zhí)行效率，從而可以提高監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)算速度和監(jiān)控裝置的靈敏度。
[0150]3、而且本發(fā)明實(shí)施例的監(jiān)控裝置在播種時(shí)對(duì)于兩粒種子同時(shí)下落產(chǎn)生的重播現(xiàn)象的判斷精度可以達(dá)到非常高的水平。在閾值上限3150微秒和閾值下限17500微秒的最佳設(shè)定值下，避免了播種作業(yè)過程中灰塵和碎屑對(duì)粒數(shù)測(cè)量精確率的干擾，在實(shí)際的播種檢測(cè)中對(duì)于包含重播現(xiàn)象的情況下，玉米種子的粒數(shù)測(cè)量精確率可以達(dá)到98%。
[0151]4、本發(fā)明實(shí)施例使用亞米級(jí)GPS模塊監(jiān)測(cè)行進(jìn)速度和播種距離。經(jīng)實(shí)際測(cè)量，使用2s作為最佳采樣時(shí)間間隔的條件下，測(cè)量的播種距離與實(shí)際值相比可以達(dá)到99%的精確率。
[0152]需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
`[0153]以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種對(duì)玉米精量播種作業(yè)進(jìn)行監(jiān)控的裝置，其特征在于，該裝置包括: 面向用戶的輸入輸出設(shè)備，用于向用戶提供用戶界面，所述用戶界面中用于使用戶輸入作業(yè)參數(shù)，并用于向用戶輸出監(jiān)測(cè)作業(yè)狀態(tài)參量； 紅外光電傳感器，用于根據(jù)種子對(duì)紅外光束的遮擋獲取表不種子經(jīng)過輸種管的信號(hào)；信號(hào)采集電路，用于調(diào)理并采集從所述紅外光電傳感器傳來的信號(hào)，并將采集結(jié)果發(fā)送至微處理器； 微處理器，用于對(duì)所述采集結(jié)果進(jìn)行運(yùn)算處理，生成作業(yè)狀態(tài)參量，并根據(jù)所述作業(yè)狀態(tài)參量判斷播種狀態(tài)是否正常； 報(bào)警裝置，用于在判定播種狀態(tài)異常的情況下向用戶提供報(bào)警信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述紅外光電傳感器由安裝在輸種管兩側(cè)相對(duì)放置的紅外發(fā)射二極管和紅外接收光電三極管構(gòu)成； 所述表示種子經(jīng)過輸種管的信號(hào)為，在種子經(jīng)過傳感器遮擋住所述紅外發(fā)射二極管發(fā)射出的紅外光束后又離開的過程中，所述紅外接收光電三極管發(fā)出的低電平脈沖信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置進(jìn)一步包括定位傳感器，用于獲取表示播種機(jī)行進(jìn)速度和播種距離的信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置進(jìn)一步包括地輪速度傳感器，用于獲取表不地輪速度的信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述微處理器進(jìn)一步包括浮點(diǎn)運(yùn)算單元。
6.一種利用所述權(quán)利要求1中的裝置對(duì)玉米精量播種作業(yè)進(jìn)行監(jiān)控的方法，其特征在于，該方法包括: 用戶在設(shè)置界面中設(shè)定作業(yè)參數(shù)，其中包括閾值上限和閾值下限； 作業(yè)監(jiān)控掃描循環(huán)開始，獲取表示播種作業(yè)狀態(tài)的信號(hào)，其中包括從紅外光電傳感器處獲取表示種子經(jīng)過輸種管的信號(hào)； 結(jié)合作業(yè)參數(shù)對(duì)表示播種作業(yè)狀態(tài)的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，得到表示播種作業(yè)狀態(tài)的參量并實(shí)時(shí)輸出顯示給用戶，其中包括判斷表示種子經(jīng)過輸種管的信號(hào)中的每一個(gè)低電平持續(xù)時(shí)間是否在閾值上限和閾值下限之間，若存在則判定該低電平脈沖信號(hào)表示有一粒種子經(jīng)過，依此統(tǒng)計(jì)得到輸種管中播種粒數(shù)，并輸出顯示給用戶； 由得到的作業(yè)狀態(tài)參量判斷播種狀態(tài)是否正常，在判定播種狀態(tài)異常的情況下向用戶報(bào)警，其中包括對(duì)每個(gè)輸種管判斷一定時(shí)間內(nèi)是否有播種粒數(shù)增加，若沒有則判定播種狀態(tài)異常并向用戶報(bào)警； 回到作業(yè)監(jiān)控掃描循環(huán)開始處重復(fù)這之間的步驟直到用戶終止。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述表示種子是否經(jīng)過的信號(hào)為，在種子經(jīng)過傳感器，遮擋住所述紅外發(fā)射二極管發(fā)射出的紅外光束后又離開的過程中，所述紅外接收光電三極管接發(fā)出的低電平脈沖信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述獲取表示播種作業(yè)狀態(tài)的信號(hào)進(jìn)一步包括從定位傳感器處得到表示播種機(jī)行進(jìn)速度的信號(hào)和表示播種距離的信號(hào)； 所述結(jié)合作業(yè)參數(shù)對(duì)表示播種作業(yè)狀態(tài)的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理包括，對(duì)表示播種機(jī)行進(jìn)速度的信號(hào)和表示播種距離的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理得到播種機(jī)行進(jìn)速度和播種距離。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述獲取表示播種作業(yè)狀態(tài)的信號(hào)進(jìn)一步包括從地輪速度傳感器處得到表示地輪速度的信號(hào)； 所述結(jié)合作業(yè)參數(shù)對(duì)表示播種作業(yè)狀態(tài)的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理包括，結(jié)合作業(yè)參數(shù)對(duì)表示地輪速度的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理得到地輪速度； 所述由得到的作業(yè)狀態(tài)參量判斷播種狀態(tài)是否正常，在判定播種狀態(tài)異常的情況下向用戶報(bào)警包括，判斷得到的地輪速度是否為零，若為零則判定播種狀態(tài)異常，并向用戶報(bào)警。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述用戶設(shè)定的作業(yè)參數(shù)進(jìn)一步包括監(jiān)測(cè)行數(shù)；在該方法中，根據(jù)所述監(jiān)測(cè)行數(shù)來對(duì)相應(yīng)個(gè)數(shù)的輸種管進(jìn)行監(jiān)控。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK103605307SQ201310581195
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】羅長(zhǎng)海, 孟志軍, 王沛東, 梅鶴波, 武廣偉, 付衛(wèi)強(qiáng), 董建軍, 叢岳, 包涵, 李由 申請(qǐng)人:北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心