插秧机作业面积监测系统的设计与试验

发布时间：2020-08-23 16:07

【摘要】：插秧机是现代农业生产的主要机械之一,广泛应用于水稻插秧作业中。传统的稻田作业依靠人力,作业面积通过皮尺来测量,劳动强度大、人工成本高。目前的面积测量大多使用手持测量设备,测量方法以航线法和航迹法为主,但这两种测量方法并不能计算出插秧机作业的实际面积。插秧机实际作业面积不包括非插秧状态下行走所扫过的面积,插秧机作业过程中在转向时是不需要进行插秧的,此时秧箱是升起的,分插机构传动轴不转动。随着机械化、信息化的不断发展,精准农业愈发重要,机插面积的统计具有十分重要的意义,加上地方农机部门政策扶持,插秧机配备GPS定位系统越来越普遍,通过定位信息和面积数据可以有效解决农机跨区、作业补贴等问题,便于农机作业信息化管理。本文研究并设计基于GPS定位技术、嵌入式微控制器、GPRS数据传输技术和传感器技术的GPS数据采集系统,开发便于实时查看插秧机作业信息的数据处理与远程访问系统。本文主要的研究工作和总结如下:1、通过文献查阅阐述了国内外发展现状,比较国内外面积测量系统的优缺点,分析国内外一些手持测量设备的特点,概括本课题的主要研究内容,通过仔细分析提出系统设计方案,设计系统运行的技术路线。2、阐述GPS数据采集系统相关技术的组成及特点,对GPS定位、GPRS数据传输、传感器进行概括性地描述,为GPS数据采集系统设计提供理论基础。3、针对GPS数据采集系统功能需求,挑选性价比高且尺寸小的硬件模块,降低系统成本,选择基于ARM Cortex-M3内核的STM32F205RGT6微控制器,设计系统硬件主控电路,通过对插秧机结构工作原理的分析设计传感器安装部件,对系统主程序流程进行叙述。4、对系统网页涉及的一些关键技术进行描述,通过对比选择适合本系统的等宽测量法作为面积测量方法,设计采用B/S架构的数据处理与远程访问系统,利用数据库存取数据,应用百度地图API在网页上显示地图信息,将插秧机作业轨迹和作业面积等信息显示在网页上,实现远程访问,通过手机、电脑等设备登入网页实时监测插秧机作业情况。5、对插秧机作业面积监测系统进行实地试验,试验结果表明,本系统可以实现插秧机作业面积的实时获取,同时还能在网页地图上实时显示插秧机作业轨迹,最后,对系统后期研究提出展望,为系统进一步开发提供建议。
【学位授予单位】：安徽农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S223.91
【图文】：

地图,面积测量,农业机械,罗盘仪

以便于合理经营、节约成本。目前测量农田面积的方法有许多种；传统面积测量方法大多以皮尺测量为主如图1-1 所示，虽然这种方法使用简单，但是也会带来不小的弊端，该方法仅适用于小面积规则的农田，需要大量人力资源支持，消耗时间且浪费人力，测量精度低，难以测量大面积不规则农田面积。现代测量方法中有一种以地图为参照进行图形绘制，然后应用求积仪法、几何图形法、方格法、解析法等进行面积测量，还有一种方法是以罗盘仪、经纬仪等测绘仪器进行测量。其中罗盘仪是配合皮尺进行面积测量，这种方法效率非常低，耗时费力，而且受到磁方位角精度等因素影响，虽然携带方便，但是不适用于大面积的面积测量，该种方法常应用于林地测量。在测量精度上经纬仪相对于罗盘仪要高一些，适用范围广泛，两者测量原理大致相同，但是操作繁琐，工作量大。随着当今科学技术的飞速发展，GPS 已经成功地应用于工程测量、大地测量、航空摄影测量、车辆定位和导航、资源勘查、工程变形监测等各个领域[5]。GPS 测量精度高、性能良好，是一种非常便捷的测量手段，并且已经逐步深入人们的日常生活中［6-8］。精准农业是农机现代化的体现，农业机械的发展促进农业现代化生产进程［9］。由于家庭联产承包责任制的实行，在借助农业机械的作业活动中，农业机械跨区作业成为一个普遍现象［10］。在农机跨区田间作业服务中，作业的面积是十分重要的信息，是计算工时和进行收费的主要依据［11-14］。针对农业机械跨区作业的问题,通过将面积测量设备搭载农业机械进行作业

插秧机作业面积监测系统的设计与试验

佳明eTrexFig.1-2GarmineTrex

技术路线图,作业面积,插秧机,提取系统

图 1-3 技术路线图Fig.1-3 Technical Route小结究插秧机作业面积监测系统的目的与意义，分析机作业面积测量系统的发展现状，通过研究提取系统运行的技术路线，明确了研究方向。

【参考文献】