基于Zigbee的播種質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)設計與試驗.pdf

1、精密播種是提高作物產(chǎn)量的重要途徑，實現(xiàn)播種質(zhì)量的精確監(jiān)測與控制是實現(xiàn)精密播種的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。當前，國內(nèi)大多選用機械式播種機進行精密播種，由于排種過程的全封閉性，很難對播種質(zhì)量進行實時監(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備之間的距離以及排種管個數(shù)的影響，系統(tǒng)接線比較復雜，不易于安裝和維護，同時降低了系統(tǒng)的可靠性。此外，播種機械普遍采用地輪驅(qū)動、鏈輪傳動的方式

2、進行排種，較少考慮地輪打滑造成的漏播，并且播量的調(diào)節(jié)是通過機械調(diào)速來實現(xiàn)的，操作較為繁瑣。
　　針對上述問題，采用Zigbee無線網(wǎng)絡技術(shù)設計了一種播種質(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;采用步進電機驅(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界面

3、進行設定，播量調(diào)整方便快捷，且避免了地輪打滑引起的漏播;同時，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行聲光報警，并及時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)狀進行了分析，接著介紹了播種機的工作原理及相關(guān)技術(shù)指標，確定了系統(tǒng)設計的總體方案，然后從硬件設計和軟件設計兩個方面提出了具體的設計方案，主要工作內(nèi)容如下:
　　(1)播種質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)的總體方案設計，根據(jù)實際播種的具體需

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)的實現(xiàn)原理進行具體分析，并確定系統(tǒng)的總體控制策略。
　　(2)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設計，包括PLC控制模塊的設計、人機交互模塊的設計、數(shù)據(jù)采集模塊的設計、無線傳輸模塊的設計、電機驅(qū)動模塊的設計、聲光報警模塊的設計以及電源模塊的設計，主要完成相關(guān)器件的選型、電路設計，并確定相關(guān)部件的安裝方式。
　　(3)監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設計，采用梯形圖編程語言

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