專利名稱：一種用于玉米精播機(jī)的漏播檢測裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于玉米精播機(jī)的漏播檢測裝置及方法，屬于自動(dòng)化檢測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
精密播種技術(shù)具有省種、高產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，精密播種機(jī)越來越受到廣大農(nóng)民的歡迎，但是目前國內(nèi)使用的玉米精播機(jī)絕大多數(shù)是機(jī)械式和氣力式播種機(jī)，由于玉米精播機(jī)在播種作業(yè)時(shí)具有播種過程全封閉的特點(diǎn)，因此僅憑人的視聽無法直接監(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、屬種管雜物堵塞、排種器故障、開溝器被土塊堵塞或排種傳動(dòng)失靈等工藝性故障現(xiàn)象均會(huì)導(dǎo)致一行或數(shù)行下種管不能夠正常播種，造成“斷條”漏播現(xiàn)象，尤其是大型寬幅玉米精播機(jī)，其作業(yè)速度高、播幅寬，如發(fā)生上述現(xiàn)象則會(huì)造成大面積的漏播，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)的大幅減產(chǎn)。隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，現(xiàn)代玉米精播機(jī)上一般安裝有電子檢測系統(tǒng)，它由光電傳感器、報(bào)警控制和信號(hào)顯示裝置構(gòu)成，光電傳感器的作用是將輸種管內(nèi)種子的流動(dòng)情況轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，通過種子不斷的下降遮斷光束，使光電轉(zhuǎn)換裝置輸出電脈沖信號(hào)，如專利CN2483717所涉及的以半導(dǎo)體激光二極管為光源的光電傳感器，檢測原理為:當(dāng)排種器堵塞無法正常播種，種子不再通過傳感器時(shí)，持續(xù)輸出高電平信號(hào)，此時(shí)電子檢測系統(tǒng)對(duì)漏播進(jìn)行提示，該方法雖然能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)檢測，但檢測靈敏度較低，只能在無法落種時(shí)，才會(huì)發(fā)出報(bào)警，而無法對(duì)落種不均勻等情況進(jìn)行檢測。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于玉米精播機(jī)的漏檢檢測裝置及方法，以解決目前檢測靈敏度低以及無法對(duì)落種不均勻等情況進(jìn)行檢測的問題。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而提供一種用于玉米精播機(jī)的漏播檢測裝置，該檢測裝置包括光電傳感器、信號(hào)接收和調(diào)理模塊、處理器和語音報(bào)警模塊，光電傳感器的輸出端通過信號(hào)接收和調(diào)理模塊與處理器的輸入端相連，處理器的輸出端控制連接語音報(bào)警模土夾，光電傳感器用于安裝在玉米精播機(jī)的排種管上，以檢測排種管中種子的流動(dòng)情況，處理器用于根據(jù)玉米精播機(jī)的行進(jìn)速度、排種速度和所要求的玉米株間距，確定相應(yīng)的播種時(shí)間間隔，并根據(jù)播種時(shí)間間隔確定漏播報(bào)警時(shí)間靈敏度和不均勻播種報(bào)警時(shí)間靈敏度，在相應(yīng)的報(bào)警時(shí)間靈敏度內(nèi)，判斷玉米精播機(jī)是否是出現(xiàn)漏播或不均勻播種現(xiàn)象。所述的語音報(bào)警模塊包括漏播報(bào)警單元和不均勻播種單元，分別用于對(duì)漏播現(xiàn)象和不均勻播種現(xiàn)象進(jìn)行報(bào)警。所述的光電傳感器的個(gè)數(shù)與玉米精播機(jī)的排種管的行數(shù)相同，每一個(gè)光電傳感器對(duì)應(yīng)連接一個(gè)信號(hào)接收和調(diào)理模塊。

所述的漏播檢測裝置還包括液晶顯示器，該液晶顯示器的輸入端與處理器的輸出端相連，用于顯示正常工作和非正常工作的行數(shù)。
所述的每個(gè)信號(hào)接收和調(diào)理模塊都包括LM324放大器和斯密特觸發(fā)器，LM324放大器的輸入端與所對(duì)應(yīng)光電傳感器的輸出端相連，LM324放大器的輸出端與斯密特觸發(fā)器的信號(hào)端相連。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題還提供了一種用于玉米精播機(jī)的漏播檢測方法，該漏播檢測方法的步驟如下:I)根據(jù)玉米精播機(jī)的行進(jìn)速度、排種速度和所要求的玉米株間距，確定相應(yīng)的播種時(shí)間間隔t;2)根據(jù)播種時(shí)間間隔t，確定漏播報(bào)警時(shí)間靈敏度為tl，不均勻播種報(bào)警時(shí)間靈敏度為t2,且t〈t2〈tl ；3)每隔t2時(shí)間 判斷一次是否有種子落下，如果沒有種子落下，則啟動(dòng)不均勻播種報(bào)警，說明出現(xiàn)不均勻播種現(xiàn)象，每隔tl時(shí)間判斷一次是否有種子落下，如果沒有種子落下，則啟動(dòng)漏播報(bào)警。所述的步驟3)判斷是否有種子落下的過程為:A.根據(jù)種子通過光電傳感器時(shí)產(chǎn)生的脈沖寬度，確定采樣周期要小于二分之一的脈沖寬度；B.在每個(gè)采樣周期內(nèi)，對(duì)玉米精播機(jī)各排種管產(chǎn)生的電量脈沖電平狀態(tài)進(jìn)行檢測和保存；C.根據(jù)所檢測到的前后電量脈沖電平狀態(tài)，判斷是否檢測到脈沖的下降沿，如果檢測到脈沖的下降沿，則說明有種子落下。所述步驟C中的判斷下降沿所用到的邏輯運(yùn)算公式為:
P=F1 Fm 八 F1-'其中Fi表示脈沖電平現(xiàn)態(tài)表示脈沖電平原態(tài)； 為“異或”運(yùn)算符，Λ為“與”運(yùn)算符，P為運(yùn)算結(jié)果，位P = I時(shí)，表示檢測到脈沖下降沿，有種子落下。所述的步驟2)中確定相應(yīng)的報(bào)警時(shí)間靈敏度的目的有兩個(gè):一是根據(jù)播種量和播種作業(yè)速度選擇比較合適的報(bào)警時(shí)間靈敏度，排種量大和作業(yè)速度高時(shí)選擇較短的時(shí)間，反之，選擇較長的時(shí)間；二是考慮播種機(jī)排種器的性能，排種器質(zhì)量好則不均勻漏播不易發(fā)生，可以選擇較短的時(shí)間，這樣能減少漏播的粒數(shù)，反之如果排種器性能不佳，就只能選擇較長時(shí)間才能避免因非故障漏播頻繁停車。本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明根據(jù)玉米精播機(jī)的行進(jìn)速度、排種速度和所要求的玉米株間距，確定相應(yīng)的播種時(shí)間間隔，并根據(jù)播種時(shí)間間隔確定漏播報(bào)警時(shí)間靈敏度和不均勻播種報(bào)警時(shí)間靈敏度，在相應(yīng)的報(bào)警時(shí)間靈敏度內(nèi)，根據(jù)所檢測到的前后電量脈沖電平狀態(tài)，判斷是否有種子落下，如果沒有種子落下則報(bào)警，本發(fā)明能夠充分考慮玉米播種作業(yè)的具體條件，檢測準(zhǔn)確，功能實(shí)用，性能穩(wěn)定可靠，比以往的漏播檢測具有更好的可靠性和實(shí)時(shí)性，滿足與精密播種機(jī)配套使用的要求。


圖1是本發(fā)明的用于玉米精播機(jī)的漏播檢測裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是玉米種子經(jīng)過光電傳感器的脈沖波形圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的說明。本發(fā)明的一種用于玉米精播機(jī)的漏檢檢測裝置的實(shí)施例如圖1所示，本發(fā)明的用于玉米精播機(jī)的漏檢監(jiān)測裝置包括光電傳感器、信號(hào)接收和處理模塊、處理器、直流電源、液晶顯示器和語音報(bào)警模塊，光電傳感器的輸出端通過信號(hào)接收和處理模塊與處理器的輸入端相連，處理器的輸出端與液晶顯示器和語音報(bào)警模塊相連接，語音報(bào)警 模塊包括漏播報(bào)警單元和不均勻播種單元，分別用于對(duì)漏播現(xiàn)象和不均勻播種現(xiàn)象進(jìn)行報(bào)警。直流電源為整個(gè)檢測裝置提供5V的直流工作電源，光電傳感器用于安裝在玉米精播機(jī)的各行輸種管上，以檢測輸種管中種子的流動(dòng)情況，當(dāng)播種機(jī)正常工作時(shí)，得到的是連續(xù)、規(guī)則的電脈沖信號(hào)；當(dāng)種箱缺種時(shí)，得到的信號(hào)為持續(xù)、較大的直流電壓；當(dāng)排種器的一行或數(shù)行落種不均勻時(shí)，得到的電信號(hào)為連續(xù)、不規(guī)則的電脈沖信號(hào)；當(dāng)某一行的開溝器由于某種原因發(fā)生堵塞時(shí)，種子在排種管內(nèi)堆積上擁，這時(shí)電脈沖不再發(fā)生變化，表現(xiàn)為持續(xù)、非常小的直流電壓。信號(hào)接收和處理模塊將光電傳感器采集到的電脈沖經(jīng)過LM324放大、再經(jīng)過斯密特觸發(fā)器74LS14整形后，得到規(guī)則的電脈沖，當(dāng)沒有種子經(jīng)過光電傳感器檢測截面時(shí)切斷光路，調(diào)理后的信號(hào)為持續(xù)的高電平+5V電壓；當(dāng)種子經(jīng)過光電傳感器檢測截面時(shí)切斷光路，調(diào)理后的信號(hào)為低電平OV電壓，整形后信號(hào)輸入處理器進(jìn)行分析判斷，并將檢測結(jié)果輸出，液晶顯示器分別顯示出正常和不正常工作的行數(shù)，如果出現(xiàn)漏播或者堵塞的情況，語音報(bào)警模塊立即發(fā)出報(bào)警聲音。處理器的具體工作流程如下:根據(jù)玉米精播機(jī)的行進(jìn)速度、排種速度和所要求的玉米株間距，確定相應(yīng)的播種時(shí)間間隔。根據(jù)播種時(shí)間間隔t確定漏播報(bào)警時(shí)間靈敏度和不均勻播種報(bào)警時(shí)間靈敏度；例如玉米精播機(jī)行駛速度為3.6km/h (即lm/s)，選擇時(shí)間靈敏度為0.8s就等于連續(xù)0.8s沒有落種就報(bào)警，判斷是否有種子落下的過程如下:根據(jù)種子通過光電傳感器時(shí)產(chǎn)生的脈沖寬度，確定采樣周期小于二分之一的脈沖寬度；在每個(gè)采樣周期內(nèi)，對(duì)玉米精播機(jī)各排種管產(chǎn)生的電量脈沖電平狀態(tài)進(jìn)行檢測和保存，對(duì)每個(gè)排種管中連續(xù)兩個(gè)采樣周期所測電平狀態(tài)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，邏輯運(yùn)算公式為:
權(quán)利要求
1.一種用于玉米精播機(jī)的漏播檢測裝置，其特征在于:該檢測裝置包括光電傳感器、信號(hào)接收和調(diào)理模塊、處理器和語音報(bào)警模塊，光電傳感器的輸出端通過信號(hào)接收和調(diào)理模塊與處理器的輸入端相連，處理器的輸出端控制連接語音報(bào)警模塊，光電傳感器用于安裝在玉米精播機(jī)的排種管上，以檢測排種管中種子的流動(dòng)情況，處理器用于根據(jù)玉米精播機(jī)的行進(jìn)速度、排種速度和所要求的玉米株間距，確定相應(yīng)的播種時(shí)間間隔，并根據(jù)播種時(shí)間間隔確定漏播報(bào)警時(shí)間靈敏度和不均勻播種報(bào)警時(shí)間靈敏度，在相應(yīng)的報(bào)警時(shí)間靈敏度內(nèi)，判斷玉米精播機(jī)是否是出現(xiàn)漏播或不均勻播種現(xiàn)象。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于玉米精播機(jī)的漏播檢測裝置，其特征在于:所述的語音報(bào)警模塊包括漏播報(bào)警單元和不均勻播種單元，分別用于對(duì)漏播現(xiàn)象和不均勻播種現(xiàn)象進(jìn)行報(bào)警。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于玉米精播機(jī)的漏播檢測裝置，其特征在于:所述的光電傳感器的個(gè)數(shù)與玉米精播機(jī)的排種管的行數(shù)相同，每一個(gè)光電傳感器對(duì)應(yīng)連接一個(gè)信號(hào)接收和調(diào)理模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于玉米精播機(jī)的漏播檢測裝置，其特征在于:所述的漏播檢測裝置還包括液晶顯示器，該液晶顯示器的輸入端與處理器的輸出端相連，用于顯示正常工作和非正常工作的行數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于玉米精播機(jī)的漏播檢測裝置，其特征在于:所述的每個(gè)信號(hào)接收和調(diào)理模塊都包括LM324放大器和斯密特觸發(fā)器，LM324放大器的輸入端與所對(duì)應(yīng)光電傳感器的輸出端相連，LM324放大器的輸出端與斯密特觸發(fā)器的信號(hào)端相連。
6.一種玉米精播機(jī)的漏播檢測方法，其特征在于:該漏播檢測方法的步驟如下: 1)根據(jù)玉米精播機(jī)的行進(jìn)速度、排種速度和所要求的玉米株間距，確定相應(yīng)的播種時(shí)間間隔t ； 2)根據(jù)播種時(shí)間間隔t，確 定漏播報(bào)警時(shí)間靈敏度為tl，不均勻播種報(bào)警時(shí)間靈敏度為 t2,且 t〈t2〈tl ； 3)每隔t2時(shí)間判斷一次是否有種子落下，如果沒有種子落下，則啟動(dòng)不均勻播種報(bào)警，說明出現(xiàn)不均勻播種現(xiàn)象，每隔tl時(shí)間判斷一次是否有種子落下，如果沒有種子落下，則啟動(dòng)漏播報(bào)警。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的玉米精播機(jī)的漏播檢測方法，其特征在于:所述的步驟3)判斷是否有種子落下的過程為: A.根據(jù)種子通過光電傳感器時(shí)產(chǎn)生的脈沖寬度，確定采樣周期要小于二分之一的脈沖覽度； B.在每個(gè)采樣周期內(nèi)，對(duì)玉米精播機(jī)各排種管產(chǎn)生的電量脈沖電平狀態(tài)進(jìn)行檢測和保存； C.根據(jù)所檢測到的前后電量脈沖電平狀態(tài)，判斷是否檢測到脈沖的下降沿，如果檢測到脈沖的下降沿，則說明有種子落下。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的玉米精播機(jī)的漏播檢測方法，其特征在于:所述步驟C中的判斷下降沿所用到的邏輯運(yùn)算公式為:P=Fi^ F1-'AFq 其中Fi表示脈沖電平現(xiàn)態(tài)Pp1表示脈沖電平原態(tài)； 為“異或”運(yùn)算符，A為“與”運(yùn)算符，P為運(yùn)算結(jié)果，位P = I時(shí)，表示檢測到脈沖下降沿，有種子落下。
9.根據(jù)權(quán)利要求6、7或8所述的玉米精播機(jī)的漏播檢測方法，其特征在于:所述的步驟2)中確定相應(yīng)的報(bào)警時(shí)間靈敏度的目的有兩個(gè):一是根據(jù)播種量和播種作業(yè)速度選擇比較合適的報(bào)警時(shí)間靈敏度，排種量大和作業(yè)速度高時(shí)選擇較短的時(shí)間，反之，選擇較長的時(shí)間；二是考慮播種機(jī)排種器的性能，排種器質(zhì)量好則不均勻漏播不易發(fā)生，可以選擇較短的時(shí)間，這樣能減少漏播的粒數(shù)，反之如果排種器性能不佳，就只能選擇較長時(shí)間才能避免因非故障漏播頻 繁停車。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于玉米精播機(jī)的漏播檢測裝置及方法，屬于自動(dòng)化檢測技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明根據(jù)玉米精播機(jī)的行進(jìn)速度、排種速度和所要求的玉米株間距，確定相應(yīng)的播種時(shí)間間隔，并根據(jù)播種時(shí)間間隔確定漏播報(bào)警時(shí)間靈敏度和不均勻播種報(bào)警時(shí)間靈敏度，在相應(yīng)的報(bào)警時(shí)間靈敏度內(nèi)，判斷玉米精播機(jī)是否是出現(xiàn)漏播或不均勻播種現(xiàn)象。本發(fā)明能夠充分考慮玉米播種作業(yè)的具體條件，檢測準(zhǔn)確，功能實(shí)用，性能穩(wěn)定可靠，比以往的漏播檢測具有更好的可靠性和實(shí)時(shí)性，滿足與精密播種機(jī)配套使用的要求。
文檔編號(hào)A01C7/20GK103120057SQ20131003178
公開日2013年5月29日 申請(qǐng)日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者王俊, 張伏, 李樹強(qiáng), 邱兆美, 毛鵬軍 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)