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谷物联合收获机清选损失监测系统研究

作　者: 周贤龙
导　师: 朱瑞祥
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 农业机械化工程
关键词: 谷物联合收获机 清选损失率 监测 单片机
分类号: S225.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


谷物联合收获机是现代农业生产过程中的重要装备之一,随着联合收获机使用年限的增加和维修、调整不当,收获过程中造成的损失越来越受到人们的重视。目前,国内还没有与谷物联合收获机相配套的清选损失监测产品,对清选损失率的计算大都采用收获时接袋或收获后人工计数的方法,效率低、误差大,且不能实时监测。本文针对谷物联合收获机作业过程中清选损失较大以及无法实时检测的问题,设计了一种智能监测系统,当损失率超标时及时报警提示驾驶员,达到实时监测的目的,旨在减小收获损失。本文在分析了清选损失的原因及国内外谷物联合收获机清选损失测试方法与产品的基础上,设计了一种感应膜,通过对谷物撞击感应膜产生脉冲的计数,实现对谷物籽粒损失量的测量。依据联合收获机作业环境对感应膜性能要求与感应膜工作原理,确定了感应膜的材料和结构,并在Pro/Engineer和Auto-CAD中对感应膜进行了三维实体造型和工程图纸设计。设计了以STC89C52单片机为核心的监测系统硬件,硬件主要由电源电路、速度传感器、单片机及其外围电路、键盘电路、光电隔离电路、逻辑电路、液晶显示电路和报警电路等组成。选择了相应的元器件,搭建了硬件电路,并对电路进行了调试。采用模块化的编程思想,运用C51语言编制了监测系统的软件,软件部分主要由初始化模块、键盘模块、中断模块、液晶显示模块和主程序模块等组成。通过Keil和Proteus联合,对系统软、硬件进行了调试和仿真。仿真结果表明:系统能在人为估算设定谷物产量和千粒重的条件下,自动采集机具前进速度、损失谷物质量并进行损失率的计算与监测;在损失率超标的情况下能自动报警;系统运行稳定、可靠,符合设计要求。

全文目录


摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
第一章 绪论  11-17
  1.1 研究的目的及意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-14
    1.2.1 国外研究现状  12-13
    1.2.2 国内研究现状  13-14
  1.3 主要研究内容  14-15
  1.4 技术路线  15-17
第二章 系统总体方案设计  17-20
  2.1 设计思路  17
  2.2 清选损失量信号获取方案选择  17-18
    2.2.1 图像法  17-18
    2.2.2 冲量式传感器  18
    2.2.3 感应膜  18
  2.3 微处理器选择  18-19
  2.4 速度传感器的选择  19
  2.5 显示器件的选择  19
  2.6 本章小结  19-20
第三章 感应膜设计  20-26
  3.1 感应膜工作原理  20
  3.2 感应膜材料的选择  20-21
    3.2.1 感应膜使用环境  20
    3.2.2 感应膜材料性能  20-21
  3.3 感应膜结构设计  21-25
    3.3.1 感应层设计  21-23
    3.3.2 薄膜层设计  23-24
    3.3.3 银浆层设计  24
    3.3.4 隔离层设计  24-25
  3.4 本章小结  25-26
第四章 系统硬件设计  26-35
  4.1 系统硬件构成  26
  4.2 速度传感器  26-27
  4.3 电源电路  27-28
  4.4 单片机及其外围电路设计  28-29
    4.4.1 单片机选择  28
    4.4.2 时钟电路  28
    4.4.3 复位电路  28-29
  4.5 光电隔离电路  29
  4.6 独立键盘电路  29-30
  4.7 逻辑电路  30-31
  4.8 液晶显示电路  31-32
  4.9 报警电路  32-33
  4.10 硬件电路总图  33
  4.11 本章小结  33-35
第五章 系统软件设计  35-43
  5.1 系统软件构成  35
    5.1.1 系统语言选择  35
  5.2 初始化模块  35-36
  5.3 键盘模块  36-37
  5.4 外部中断模块  37-38
  5.5 定时中断模块  38
  5.6 液晶显示模块  38-40
  5.7 主程序模块  40-42
  5.8 本章小结  42-43
第六章 系统调试与仿真  43-50
  6.1 系统调试  43-46
    6.1.1 实验目的  43
    6.1.2 实验条件  43
    6.1.3 实验过程与结果  43-46
  6.2 系统仿真  46-49
    6.2.1 仿真环境  46
    6.2.2 仿真实验过程及结果  46-49
  6.3 本章小结  49-50
第七章 结论与展望  50-52
  7.1 结论  50
  7.2 创新点  50
  7.3 展望  50-52
参考文献  52-55
致谢  55-56
作者简介  56

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中图分类: > 农业科学 > 农业工程 > 农业机械及农具 > 收获机械 > 谷物、小麦联合收获机（康拜因）
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