摘要
播种质量是影响单产水平的核心要素，正如现代农艺所言“七分靠种、三分靠管”,种得好是实现稳产高产的基础，实时准确的监测播种质量不仅可以帮助农场主掌握播种信息，也能够为播种机作业“保驾护航”，保障播种质量促进增产增收。而当前采用的红外光电监测方法极易受到灰尘的影响，导致监测精度下降甚至失灵;采用的信号采集和判断算法对双粒种子也难以判别，严重影响了播种质量的监测精度;监测系统采用有线连接进行数据传输，存在布线繁琐、距离短、终端唯一等弊端。针对以上问题，深入探究影响播种质量监测精度的因素，创新提出抗尘性能强的激光和微波雷达两种监测方法以及SOQ双粒种子判别算法，基于无线传输方法设计玉米播种质量智能监测系统，并进行试验验证。主要的研究内容和创新性成果如下: (1)针对当前播种质量监测方法精度低的问题，探明播种量、合格率和实时播种粒距等参数监测精度的主要误差来源及关键影响因素，主要包括灰尘、播种频率、信号采集处理算法和安装位置等，且随着灰尘增大、积累以及播种频率的增大，监测精度会严重下降。 (2)针对灰尘导致监测精度下降的问题，提出激光和微波雷达两种抗尘监测方法,激光具有方向性好、亮度高、穿透性强等特点，在灰尘大的环境中能够正常使用。试验表明，微波雷达比激光和红外的抗尘穿透性能更强。 (3)针对双粒重叠种子难以识别的问题，提出基于ADC信号采集的SOQ双粒种子判别算法，基于采集的电压信号数量建立单双粒种子计数模型，试验表明，相比峰值判别算法和均值判别算法，SOQ判别算法与计数模型对双粒种子的平均识别准确率由不足50％提升到90％以上。 (4)针对监测系统有线数据传输距离短、监视终端唯一和故障报警不精准等问题,基于无线传输方法，提出环形队列数据传输算法，设计玉米播种质量智能监测系统,实现对播种质量的无线远程实时监测。试验表明，在故障报警方面，监测系统未出现漏报错报问题，平均响应时间小于0.5s;在速度测量方面，实时性和准确性高;在无线远程监测方面，数据传输稳定可靠，未出现遗漏和错位的问题。 (5)对研制的玉米播种质量智能监测系统进行田间试验验证，激光与微波雷达监测方法对合格率的平均监测精度均超过98.5％,并且，监测系统可以实现播种质量的实时远程无线监测，性能稳定可靠。
NETL