[发明专利]一种对玉米精量播种作业进行监控的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及农业工程领域，具体涉及一种对玉米精量播种作业进行监控的装置和方法。

背景技术

玉米机械精量播种技术是选用优良种子，创造良好种床，使播入土壤的种子行距、株距、播深满足农艺要求，覆土深度一致、达到底肥深施、单粒下种的一种农机化实用技术。玉米精密播种监控技术是现代玉米精密播种机一个重要组成部分，其性能的好坏将直接影响精密播种的质量。由于玉米播种机在播种时种子的流动过程是全封闭的，因此仅凭人的视听是几乎无法直接监视其作业质量，如在播种作业时发生种箱排空、输种管堵塞、排种器故障或排种传动失灵等故障均会造成漏播，尤其是大型宽行耕播机，其作业速度高、播幅宽，如果发生堵塞或者排种故障情况则会造成大面积的漏播，由此将造成农业的减产，因此研制与精密播种机配套的监控装置，能够提高播种的质量和农作物产量，而且大大减轻劳动者强度，提高生产效率，具有重要的经济效益和社会效益。

目前国内使用的监控装置只适用某一种特定型号的播种机通过对下种状态的监测实现相应的故障报警，并达到一定的故障报警灵敏度。例如2BBJ-1型播种机防漏播报警器，其排种口堵塞报警灵敏度和开沟器堵塞报警灵敏度为（4±1）s。

目前国内使用的监控装置的故障报警灵敏度在玉米精量播种作业中仍然达不到要求。玉米种子的下种间隔最快可以达到0.1s，国内使用的监控装置仅仅在故障发生到报警期间就经过了约4s的时间，于是每行的播种作业就会在此期间有40粒种子的漏播。对于一个六行玉米精量播种机而言，就有240粒种子的漏播，相当于48平方米耕地的漏播。况且由于播种机工艺性故障发生在机组行进状态，从报警到停车检查还需要一定的时间，已经发生的漏播几乎无法弥补，这样就给播种作业带来了相当大的损失。因此，目前国内使用的监控装置的故障报警灵敏度在玉米精量播种作业中仍面临更高的要求。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明实现了对玉米精量播种作业中播种粒数的实时监控，并达到较佳的故障报警灵敏度。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种对玉米精量播种作业进行监控的装置，其特征在于该装置包括：

面向用户的输入输出设备，用于向用户提供用户界面，所述用户界面中用于使用户输入作业参数，并用于向用户输出监测作业状态参量；

红外光电传感器，用于根据种子对红外光束的遮挡获取表示种子经过输种管的信号；

信号采集电路，用于调理并采集从所述红外光电传感器传来的信号，并将采集结果发送至微处理器；

微处理器，用于对所述采集结果进行运算处理，生成作业状态参量，并根据所述作业状态参量判断播种状态是否正常；

报警装置，用于在判定播种状态异常的情况下向用户提供报警信息。

优选地，所述红外光电传感器由安装在输种管两侧相对放置的红外发射二极管和红外接收光电三极管构成；所述表示种子经过输种管的信号为，在种子经过传感器遮挡住所述红外发射二极管发射出的红外光束后又离开的过程中，所述红外接收光电三极管发出的低电平脉冲信号；

优选地，所述装置进一步包括定位传感器，用于获取表示播种机行进速度和播种距离的信号。

优选地，所述装置进一步包括地轮速度传感器，用于获取表示地轮速度的信号。

优选地，所述微处理器进一步包括浮点运算单元。

一种利用所述装置对玉米精量播种作业进行监控的方法，其特征在于，该方法包括：

用户在设置界面中设定作业参数，其中包括阈值上限和阈值下限；

作业监控扫描循环开始，获取表示播种作业状态的信号，其中包括从红外光电传感器处获取表示种子经过输种管的信号；

结合作业参数对表示播种作业状态的信号进行运算处理，得到表示播种作业状态的参量并实时输出显示给用户，其中包括判断表示种子经过输种管的信号中的每一个低电平持续时间是否在阈值上限和阈值下限之间，若存在则判定该低电平脉冲信号表示有一粒种子经过，依此统计得到输种管中播种粒数，并输出显示给用户；

由得到的作业状态参量判断播种状态是否正常，在判定播种状态异常的情况下向用户报警，其中包括对每个输种管判断一定时间内是否有播种粒数增加，若没有则判定播种状态异常并向用户报警；

回到作业监控扫描循环开始处重复这之间的步骤直到用户终止。