CN108918904B - 一种中小粒径种子精量播种监测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种中小粒径种子精量播种监测装置及方法。该监测装置与精量播种机连接,监测装置包括:种子流传感装置、车载终端装置和排种盘测速模块;种子流传感装置包括、种子流传输通道、激光发射模组、光电接收器和信号处理电路;激光发射模组与光电接收器相对设置于种子流传输通道的两侧;信号处理电路用于将接收的电压信号转换为排种脉冲序列信号,并将排种脉冲序列信号传输至车载终端装置;排种盘测速模块用于监测排种盘的转速;车载终端装置的输入端还与排种盘测速模块的信号输出端连接;车载终端装置用于根据排种脉冲序列信号和排种盘的转速确定播种参数。采用本发明监测装置或方法,可获得中小粒径种子播种包含播量和漏播状态等排种信息。
Description
技术领域
本发明涉及农业机械领域,特别是涉及一种中小粒径种子精量播种监测装置及方法。
背景技术
播种作业是农业生产过程中非常重要的环节,必须根据农业技术要求做到适时、适量、满足农艺环境条件,使作物获得良好的生长发育基础。目前,多数中小粒径种子播种机播种作业时种子的流动过程处于封闭状态,现阶段播种作业质量主要通过观察后期出苗状况来判断,而精量播种的播量情况主要是通过种箱内种量变化推算获得。
现有的精量播种监测装置,大多是基于8位或16位单片机进行嵌入式开发,因资源受到制约,单一计算机的监测装置仅能实现多路播量的监测或单路的播种状态监测,无法实现一台装置监测多路播种状态。因此,对多路播种状态进行监测时,监测装置通常采用上-下位机的结构,下位单片机与传感检测装置相连接,实现数据的采集、处理;上位检测装置中的单片机实现数据的汇总、信息的显示与用户交互。该模式由于每一路的传感检测都需要一个单独的单片机,多个单片机降低了整个多路监测***的可靠性,实时性,另一方面增加了成本。而且整个装置受限于平台、资源、模块体积的限制,难以实现进一步功能拓展。
发明内容
本发明的目的是提供一种中小粒径种子精量播种监测装置及方法,以获得中小粒径种子播种的播量和漏播状态等排种信息,提高监测效率。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种中小粒径种子精量播种监测装置,所述监测装置与精量播种机连接,所述监测装置包括:种子流传感装置、车载终端装置和排种盘测速模块;
所述种子流传感装置包括:种子流传输通道、激光发射模组、光电接收器和信号处理电路;所述激光发射模组与所述光电接收器相对设置于所述种子流传输通道的两侧;所述信号处理电路的输入端与所述光电接收器的输出端连接,所述信号处理电路的输出端与所述车载终端装置的输入端连接,所述信号处理电路用于将接收的电压信号转换为排种脉冲序列信号,并将所述排种脉冲序列信号传输至所述车载终端装置;
所述排种盘测速模块与所述精量播种机的排种盘连接,所述排种盘测速模块用于监测所述排种盘的转速;
所述车载终端装置的输入端还与所述排种盘测速模块的信号输出端连接;所述车载终端装置用于根据所述排种脉冲序列信号和所述排种盘的转速确定精量播种过程的播种参数。
可选的,所述车载终端装置具体包括:包含多个GPIO引脚的微型计算机和触摸显示屏;所述微型计算机通过多个所述GPIO引脚与多个所述种子流传感装置连接;所述微型计算机用于对所述排种脉冲序列信号进行分析处理,并根据所述排种盘的转速确定精量播种过程的播种参数,还用于驱动所述触摸显示屏实时显示精量播种过程的播种参数。
可选的,所述微型计算机通过多线程技术同时接收多路排种脉冲序列信号,对多路排种脉冲序列信号进行并行处理。
可选的,所述车载终端装置通过Micro-USB接口与多个所述种子流传感装置连接。
可选的,所述车载终端装置还包括:供电单元、风扇和封装外壳;所述供电单元用于为所述车载终端装置和所述种子流监测装置供电;所述风扇用于对车载终端装置进行散热,所述封装外壳用于封装所述车载终端装置内部的各个元件。
可选的,所述供电单元具体包括:锂电池、电源开关、Micro-USB接口的VBUS和GND引脚、电源指示灯,Micro-USB接口的VBUS和GND引脚用于为多个所述种子流传感装置的供电;所述电源开关用于控制所述锂电池的供电状态;所述电源指示灯用于指示所述锂电池的供电状态。
可选的,所述种子流传感装置还包括:入种口、导管、出种口、封装外壳和引线口;
所述入种口与所述精量播种机的投种口对接;所述导管的上端口与所述入种口密封对接,所述导管的下端口与所述出种口对接;所述封装外壳用于将所述种子流传感装置内部的各个元件封装;所述种子流传感装置通过所述引线口与所述车载终端装置连接。
本发明还提供一种中小粒径种子精量播种监测方法,所述监测方法包括:
获取监测装置中种子流传感装置输出的排种脉冲序列信号;所述监测装置包括:种子流传感装置、车载终端装置和排种盘测速模块;所述种子流传感装置包括:种子流传输通道、激光发射模组、光电接收器和信号处理电路;所述激光发射模组与所述光电接收器相对设置于所述种子流传输通道的两侧;所述信号处理电路的输入端与所述光电接收器的输出端连接,所述信号处理电路的输出端与所述车载终端装置的输入端连接,所述信号处理电路用于将接收的电压信号转换为排种脉冲序列信号,并将所述排种脉冲序列信号传输至所述车载终端装置;所述排种盘测速模块与所述精量播种机的排种盘连接,所述排种盘测速模块用于监测所述排种盘的转速;所述车载终端装置的输入端还与所述排种盘测速模块的信号输出端连接;
获取所述排种盘测速模块输出的所述排种盘的转速;
根据所述排种脉冲序列信号和所述排种盘的转速,确定精量播种过程的播种参数;所述播种参数包括:每一路播种对应的播量、排种频率、基于平均时间间隔计算的合格指数、漏播指数、基于时变窗口计算的漏播系数和排种盘转速、排种频率曲线。
可选的,所述获取监测装置中种子流传感装置输出的排种脉冲序列信号,之前还包括:
获取待播种的种子粒径;
判断待播种的种子粒径是否大于设定粒径阈值;
当所述待播种的种子粒径大于设定粒径阈值时,根据所述待播种的种子粒径,确定所述种子流传感装置的中断延时的时长;
开启所述种子流传感装置;
当所述待播种的种子粒径不大于设定粒径阈值时,开启所述种子流传感装置。
可选的,所述根据所述排种脉冲序列信号和所述排种盘的转速,确定精量播种过程的播种参数,之后还包括:
获取用户点击的功能操作;
根据所述用户点击的功能操作,将对应的播种参数进行显示与保存。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
本发明的种子流传感装置通过种子隔断光路使种子流的输出电压信号产生扰动,经过信号处理电路的处理形成与排种种子流相对应的排种脉冲序列信号,车载终端装置中基于Linux***的微型计算机对来自多路种子流传感装置的排种脉冲序列信号和排种盘转速信号进行采集与实时处理,实时显示多路的播量信息和合格指数、漏播系数等漏播相关状态参数和排种盘转速,实现播种过程原始数据的保存。本发明的监测装置成本低,可靠性高,为后续播量信息的网络化以及消除漏播提供技术支撑。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明播种监测装置的结构示意图;
图2为本发明播种监测装置中种子流传感装置的整体示意图;
图3为本发明播种监测装置中车载终端装置的整体示意图;
图4为本发明播种监测方法的流程示意图;
图5为本发明播种监测方法中确定播种参数的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明播种监测装置的结构示意图。所述监测装置与精量播种机连接,如图1所示,所述监测装置包括:种子流传感装置1、车载终端装置2和排种盘测速模块(图中未标识)。车载终端装置2可以与多个种子流传感装置1连接,可以同时实现多路的播种监测。所述排种盘测速模块与所述精量播种机的排种盘连接,所述排种盘测速模块用于监测所述排种盘的转速。所述车载终端装置2的输入端与种子流传感装置1的信号输出端和所述排种盘测速模块的信号输出端均连接,用于根据种子流传感装置1传输的排种脉冲序列信号和排种盘的转速确定精量播种机的播种参数。
图2为本发明播种监测装置中种子流传感装置的整体示意图,图3为本发明播种监测装置中车载终端装置的整体示意图,结合图2和图3,对本发明的监测装置做具体的说明。
种子流传感装置用于对中小粒径种子进行检测,装置包含激光发射模组、光电接收器、信号处理电路。所述激光发射模组与所述光电接收器相对设置于所述种子流传输通道的两侧,用于感应中小粒径精量播种机投种口下落的种子流获得电压信号;所述信号处理电路的输入端与所述光电接收器的输出端连接,用于将所述电压信号转换成与排种种子流相对应的排种脉冲序列信号,并将所述排种脉冲序列信号传输至所述车载终端装置。如图2所示,种子流传感装置还包括入种口1-1、导管1-2、封装外壳1-3、出种口1-4、引线口1-5;所述入种口1-1与所述中小粒径精量播种机的投种口对接;所述导管1-2的上端口与所述入种口1-1密封对接,所述导管1-2的下端口与所述出种口1-4对接;所述出种口1-4的内径与所述导管匹配设计;激光发射模组和光电接收器形成的光层位于导管1-2的下端口与出种口1-4的上端口之间,即导管1-2的最下端高于光层,出种口1-4的最上端低于光层。由于导管的原则是将种子流汇集于光层上方,出种口的原则是保证通过光层的种子全部从出种口排出,不会落入传感检测装置内部,因此,出种口1-4的口径大于导管1-2的内径。所述封装外壳1-3通过紧固销钉1-6将种子流传感装置内部的各个元件封装,用于保护内部结构;所述引线口1-5用于排种脉冲序列信号的传输和传感装置的供电的走线,种子流传感装置1通过引线口1-5与车载终端装置2连接。
所述车载终端装置包含具有一定数量GPIO(General-Purpose Input/Output)引脚的微型计算机(图中未标识)、触摸显示屏2-5、散热风扇2-4;所述微型计算机用于对来种子流传感装置的排种脉冲序列信号分析处理,得到精量播种机的播种参数,并驱动所述触摸显示屏2-5实时显示。所述触摸显示屏2-5用于实时显示多路的播量,排种频率,基于平均时间间隔计算的合格指数、漏播指数,基于时变窗口计算的漏播系数和排种盘转速等播种状态信息、每一路的排种频率曲线以及触摸响应。所述风扇2-4用于对微型计算机、显示屏2-5等电子元件进行辅助散热,所述车载终端装置还包括供电单元以及封装外壳2-6;所述供电单元用于为种子流传感装置和车载终端装置供电;所述封装外壳2-6用于对车载终端装置的内部各个器件进行封装,固定各器件的相对位置关系和保护内部结构。
所述车载终端装置的计算机软件是基于Python开发,采用模块化结构,程序的模块分为四个层次——软件的主程序、实现描述性功能的函数模块、实现具体功能的函数模块、实现具体步骤的类。
所述车载终端装置的计算机软件中信息的显示以及触摸响应功能实现是通过GUI编程所实现,为了实现信息实时的显示以及触摸响应,选用的GUI基于但不限于使用Pygame。所述车载终端装置的计算机软件能实现一台微型计算机同时监测多路的排种脉冲序列信号,且多路的排种脉冲序列信号触发中断不会造成因中断嵌套导致多路监测产生资源冲突进而影响监测准确率。多路排种脉冲序列监测通过多线程技术实现。为每一路排种脉冲序列监测分配一条独立的线程,采用分时操作***的原理,使得多路排种脉冲序列的监测从宏观上处于并行状态,根源上避免了中断嵌套,实现多路排种脉冲序列信号实时监测。该软件通过多线程的方式,最终程序存在两个主循环并行,两个主循环分别负责部分播种参数的更新和图形界面的刷新,该模式可以提高计算机资源的利用效率。
所述车载终端装置能随时以文件方式保存的数据包括但不限于排种时间点等播种过程原始数据,供后续处理与分析。
所述搭载的微型计算机是基于但不限于Linux***和Python实现多路排种脉冲序列信号的处理与分析、信息的显示以及触摸响应等功能。所述微型计算机与多路种子流传感装置、触摸显示屏2-5、运行指示灯2-3以及供电单元连接。所述微型计算机可执行基于国家标准,适用于测试排种器性能的基于时间间隔的排种器性能检测算法计算合格指数、漏播指数、重播指数等参数,且同时执行结合排种盘转速信息,执行具有高实时性、适用于田间作业的基于时变窗口的漏播检测算法计算漏播系数、断条缺苗系数、稀疏缺苗系数等状态参数,实现了多种播种参数的统计、计算、显示及保存;运行指示灯2-3用于指示车载终端装置是否接收排种脉冲序列信号。所述供电单元由锂电池、电源开关、Micro-USB接口的Vcc引脚与GND引脚、电源指示灯2-2,Micro-USB接口7的VBUS和GND引脚用于种子流传感装置的供电,电源指示灯2-2用于指示电源开关状态。
设置多个种子流传感装置和车载终端装置采用有线连接,形成多对一的***架构。车载终端装置选用但不限于所述Micro-USB接口2-1为与种子流传感装置相连接的接口,参考USB标准定义了供电以及信号传输的引脚,实现了种子流传感装置的供电和信号传输的功能,车载终端装置最多可与12路种子流传感装置连接。
作为一种具体实施方式,所述车载终端装置内部核心部件可以为树莓派3B微型计算机,12V锂电池,12V转5V的降压模块,LCD触控显示屏和集成供电-信号传输功能的Micro-USB接口的PCB板和指示程序运行状态的LED灯、装置供电状态的LED灯和散热风扇。12V锂电池供给所有部件提供电能,锂电池的正极串联一个船型开关实现电路干路的通断;降压模块、PCB板供电接口、装置供电状态的LED灯、散热风扇与锂电池并联。降压模块的5V输出为树莓派3B微型计算机供电,树莓派3B微型计算机的USB接口连接到LCD触控显示屏上,实现LCD触控显示屏的5V供电与触屏信号的传输。
对于种子流序列的单脉冲信号,PCB板将13路Micro-USB接口的信号引脚集成到14pin的JTAG接口形状的插座上,并通过杜邦线连接至树莓派3B微型计算机所使用的GPIO引脚,实现种子流序列的监听,多余的一个引脚连接PCB板和微型计算机的地线,作共地处理。树莓派3B微型计算机和LCD触控显示屏的视频信号通过HDMI接口进行连接,实现视频信号的传输,特别的选用HDMI软排线以减轻重量,降低装配难度。树莓派3B微型计算机和LCD触控显示屏的触屏信号通过USB数据线,连接LCD显示屏的供电接口与树莓派3B微型计算机的USB接口实现免驱触控。指示程序运行状态的LED灯与微型计算机的指定GPIO引脚串联,当程序接收种子流序列的单脉冲信号时,该引脚输出高电平,指示灯亮;当程序不接收种子流序列单脉冲信号时,该引脚输出低电平,指示灯灭。
采用本发明的上述监测装置,本发明还提供一种中小粒径种子精量播种监测方法,图4为本发明播种监测方法的流程示意图。如图4所示,所述监测方法包括:
步骤100:获取种子流传感装置输出的排种脉冲序列信号;
步骤200:获取排种盘测速模块输出的排种盘的转速;
步骤300:根据排种脉冲序列信号和排种盘的转速,确定精量播种机的播种参数。精量播种机的播种参数包括:每一路播种对应的播量、排种频率、基于平均时间间隔计算的合格指数、漏播指数、基于时变窗口计算的漏播系数和排种盘转速和排种频率曲线。对于播种参数的获得,参见图5,图5为本发明播种监测方法中确定播种参数的流程示意图,图中以12路播种为例,具体过程如下:
播量的获得:所述传感装置的脉冲信号输出端通过所述定义Micro-USB接口,连接到微型计算机的GPIO引脚。传感装置输出的信号位标准的单脉冲信号,设置对应的GPIO引脚为中断监听模式,当对应GPIO引脚接收到单脉冲信号的上升沿时,执行一次中断函数,记录该中断上升沿触发的时刻信息于对应播量监测的列表末,每一次产生上升沿中断,列表的长度增加1,在执行完时刻信息的记录后,读取列表的长度,即为播量。
排种频率的获得:在获取播量的基础上,创建一个循环,该循环每秒钟执行一次,读取当前的播量。本轮读取的播量减去上一轮读取的播量,即为排种频率。
适用于排种器性能检测的基于平均间隔的合格指数、漏播指数、重播指数算法:由于之前记录了所有的排种时间点,将每一次排种的时间点减去上一次排种的时间点即为两粒种子间的排种时间间隔。连续测量250个相邻两粒种子的间隔时间ti(i=0,1,2,…),以计算得到相邻两粒种子理论间隔时间T,把时间间隔转换为无量纲参数Xi=ti/T,使整个样本变成0.1,0.2,0.3,……,n(Xi)序列,再按照国家标准GB/T 6973-2005《单粒(精密)播种机试验方法》计算出排种器性能参数,计算公式如下:
n′1=∑ni{Xi∈[0.0,0.5]}
n′2=∑ni{Xi∈(0.5,1.5]}
n′3=∑ni{Xi∈(1.5,2.5]}
n′4=∑ni{Xi∈(2.5,3.5]}
n′5=∑ni{Xi∈(3.5,∞)}
从测定的第二粒种子开始,每粒种子与其前粒种子构成形成一个粒距,如果排种器或者种床平移速度恒定,每个粒距对应一个时间间隔,在此前提下,可以利用时间间隔间接获得排种粒距。其中定义:
漏播指数为:
重播指数为:
合格指数为:
且:L+C+A=100。
排种盘转速的监测:排种盘转动的位置信息获取通过中断的触发实现;排种盘的转速计算通过高速的轮询实现。在排种盘上设置与型孔对应的磁钢,利用霍尔传感器,每经过一个型孔会产生一个脉冲信号被微型计算机的中断监听记录。当高速的轮询判断记录的脉冲信号数和型孔数相等时,会认为排种盘转动了一整圈。记录下该时间点,并将排种盘对应的脉冲信号数置零,并计算该时间点和上一次记录的时间点的差,即为排种盘转动一周用时,记为T(单位:s)。
所以排种盘的转速为单位:转/min,排种盘转速的刷新周期为排种盘每转动一周刷新一次。
适用于漏播检测的基于时变窗口的漏播系数算法:排种盘转动1周或N周所需时间为一个检测周期,称为时间窗口wi(s)其特点是N越小,检测周期越短,体现出实时性越好;若采用半周或更小角度的检测,检测结果与排种盘型孔检测的起点有关,检测结果稳定性不足。因此选取排种盘旋转1周为检测周期。
在排种盘转速监测中,记获得了当排种盘转动一整周时记录的时间点为t0,上一次排种盘转动一整周时记录的时间点为t0’,那么检测周期为T=t0-t0’。在两个时间点之间落下的种子的播种状况为该检测周期内播种状况的判定依据。
记录该检测周期内,排种数为x型孔数为k,相邻两粒种子理论间隔时间T0=T/k,在检测周期内,记相邻两粒种子的间隔时间Δti(i=0,1,2,…),两粒种子间的排种间隔Δti>1.5T0时,即判定漏播现象存在,当Δti>2.5T0,记di=Δti,否则di=0,一个检测周期内,漏播现象存在的时长占检测周期的总时长比反映了播种的均一程度。
稀疏缺苗系数为:S=(k-x)/k
断条缺苗系数为:
漏播系数为:
下面结合具体实施例对本发明进行具体说明。
具体实施例:
本发明选用2BFQ-6型油菜精量联合直播机,选用东方红-LX954拖拉机为2BFQ-6型油菜精量联合直播机提供动力,直播机上所用排种器是一种正负气压组合式油菜籽精量排种器,本实施例在田间进行试验。
本实施例中油菜精量排种器选用40型孔的排种盘,直播机的播种行数为6。
试验前,将中小粒径种子流传感装置设置为最佳参数,包括对中断延时的时长进行调节,首先判断待播种的种子粒径是否大于设定粒径阈值;当待播种的种子粒径大于设定粒径阈值时,根据待播种的种子粒径,确定所述种子流传感装置的中断延时的时长,然后开启所述种子流传感装置;当所述待播种的种子粒径不大于设定粒径阈值时,直接开启所述种子流传感装置,此时不需要设置中断延时的时长。将调整好参数的中小粒径种子流传感装置安装在精量排种器投种口下方,油菜精量排种器投种口的种子流经导管竖直下落,从传感装置出种口流出。通过种子隔断光路使种子流的输出电压信号产生扰动,经由信号调理电路处理获得与排种种子流序列相对应的排种种子流脉冲序列信号。
车载终端装置一对六接收来自多路中小粒径种子流传感装置的排种排种脉冲序列信号,分析处理获得排种频率、排种总量、漏播指数、重播指数以及合格指数等播种状态参数,并显示在的触摸显示屏上。
本实施例田间试验结果表明:本发明的中小粒径种子播种监测装置能够实时准确地监测并显示排种频率、排种总量、漏播指数、重播指数以及合格指数等播种状态参数,准确率均可达到97%以上,并对所发生的漏播能够进行提示。
此外,本发明提供的***还具有较强的适应性,通过选用不同的种子流传感装置获得排种脉冲序列信号传输至车载终端装置,通过替换传感装置,可以适用于不同类型的种子多路播种状态实时监测及显示,有效提高播种机的播种质量与效率,实现播种机的机械化和智能化发展。
因此,本发明具有以下优点:
(1)本发明的车载终端装置结构紧凑、造型别致,界面友好形象。
(2)本发明的车载终端装置的计算机的软件是基于Python开发,采用模块化结构,使得计算机软件具有较强的可拓展性、可移植性,经过简单的移植,软件可在任何符合条件的计算机上使用,能随时以文件方式保存原始数据,供后续处理、分析与归档。
(3)本发明的播种监测装置成本低,种子信号的识别率高,可靠性高,安装方便,可扩展性强,适用性强,可实现中小粒径种子(如油菜、小麦、西洋参)播种机多路播种作业质量的实时监测、播种量的计量。
(4)本发明具有较强的适应性,种子流传感装置与车载终端装置的连接选用了Micro-USB接口,相比较其它接口,该接口体积小巧,成本低廉,通过对接口的引脚进行定义,实现了种子流传感装置的供电和信号传输的功能。通过选用不同的传感装置,连接选用相同的接口并采用相同的定义方式,可以适用于各种粒径种子多路播种状态实时监测,有效提高播种机的播种质量与效率,实现播种机械化和智能化发展。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种中小粒径种子精量播种监测装置,其特征在于,所述监测装置与精量播种机连接,所述监测装置包括:种子流传感装置、车载终端装置和排种盘测速模块;
所述种子流传感装置包括:种子流传输通道、激光发射模组、光电接收器和信号处理电路;所述激光发射模组与所述光电接收器相对设置于所述种子流传输通道的两侧;所述信号处理电路的输入端与所述光电接收器的输出端连接,所述信号处理电路的输出端与所述车载终端装置的输入端连接,所述信号处理电路用于将接收的电压信号转换为排种脉冲序列信号,并将所述排种脉冲序列信号传输至所述车载终端装置;所述排种盘测速模块与所述精量播种机的排种盘连接,所述排种盘测速模块用于监测所述排种盘的转速;所述车载终端装置的输入端还与所述排种盘测速模块的信号输出端连接;所述车载终端装置用于根据所述排种脉冲序列信号和所述排种盘的转速确定精量播种过程的播种参数;所述播种参数包括排种频率、排种总量、漏播指数、重播指数以及合格指数;所述车载终端装置的计算机软件通过一台微型计算机同时监测多路的排种脉冲序列信号,多路排种脉冲序列监测通过多线程技术实现。
2.根据权利要求1所述的监测装置,其特征在于,所述车载终端装置具体包括:包含多个GPIO引脚的微型计算机和触摸显示屏;所述微型计算机通过多个所述GPIO引脚与多个所述种子流传感装置连接;所述微型计算机用于对所述排种脉冲序列信号进行分析处理,并根据所述排种盘的转速确定精量播种过程的播种参数,还用于驱动所述触摸显示屏实时显示精量播种过程的播种参数。
3.根据权利要求2所述的监测装置,其特征在于,所述微型计算机通过多线程技术同时接收多路排种脉冲序列信号,对多路排种脉冲序列信号进行并行处理。
4.根据权利要求1所述的监测装置,其特征在于,所述车载终端装置通过Micro-USB接口与多个所述种子流传感装置连接。
5.根据权利要求4所述的监测装置,其特征在于,所述车载终端装置还包括:供电单元、风扇和封装外壳;所述供电单元用于为所述车载终端装置和所述种子流监测装置供电;所述风扇用于对车载终端装置进行散热,所述封装外壳用于封装所述车载终端装置内部的各个元件。
6.根据权利要求5所述的监测装置,其特征在于,所述供电单元具体包括:锂电池、电源开关、Micro-USB接口的VBUS和GND引脚、电源指示灯,Micro-USB接口的VBUS和GND引脚用于为多个所述种子流传感装置的供电;所述电源开关用于控制所述锂电池的供电状态;所述电源指示灯用于指示所述锂电池的供电状态。
7.根据权利要求1所述的监测装置,其特征在于,所述种子流传感装置还包括:入种口、导管、出种口、封装外壳和引线口;所述入种口与所述精量播种机的投种口对接;所述导管的上端口与所述入种口密封对接,所述导管的下端口与所述出种口对接;所述封装外壳用于将所述种子流传感装置内部的各个元件封装;所述种子流传感装置通过所述引线口与所述车载终端装置连接。
8.一种中小粒径种子精量播种监测方法,其特征在于,所述监测方法包括:获取监测装置中种子流传感装置输出的排种脉冲序列信号;所述监测装置包括:种子流传感装置、车载终端装置和排种盘测速模块;所述种子流传感装置包括:种子流传输通道、激光发射模组、光电接收器和信号处理电路;所述激光发射模组与所述光电接收器相对设置于所述种子流传输通道的两侧;所述信号处理电路的输入端与所述光电接收器的输出端连接,所述信号处理电路的输出端与所述车载终端装置的输入端连接,所述信号处理电路用于将接收的电压信号转换为排种脉冲序列信号,并将所述排种脉冲序列信号传输至所述车载终端装置;所述排种盘测速模块与所述精量播种机的排种盘连接,所述排种盘测速模块用于监测所述排种盘的转速;所述车载终端装置的输入端还与所述排种盘测速模块的信号输出端连接;播种参数包括排种频率、排种总量、漏播指数、重播指数以及合格指数;所述车载终端装置的计算机软件通过一台微型计算机同时监测多路的排种脉冲序列信号,多路排种脉冲序列监测通过多线程技术实现;获取所述排种盘测速模块输出的所述排种盘的转速;根据所述排种脉冲序列信号和所述排种盘的转速,确定精量播种过程的播种参数;所述播种参数包括:每一路播种对应的播量、排种频率、基于平均时间间隔计算的合格指数、漏播指数、基于时变窗口计算的漏播系数和排种盘转速、排种频率曲线;监测前,将中小粒径种子流传感装置设置为最佳参数,包括对中断延时的时长进行调节。
9.根据权利要求8所述的监测方法,其特征在于,所述获取监测装置中种子流传感装置输出的排种脉冲序列信号,之前还包括:获取待播种的种子粒径;判断待播种的种子粒径是否大于设定粒径阈值;当所述待播种的种子粒径大于设定粒径阈值时,根据所述待播种的种子粒径,确定所述种子流传感装置的中断延时的时长;开启所述种子流传感装置;当所述待播种的种子粒径不大于设定粒径阈值时,开启所述种子流传感装置。
10.根据权利要求8所述的监测方法,其特征在于,所述根据所述排种脉冲序列信号和所述排种盘的转速,确定精量播种过程的播种参数,之后还包括:获取用户点击的功能操作;根据所述用户点击的功能操作,将对应的播种参数进行显示与保存。
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