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随着农业机械化水平的提高,精量播种机被广泛应用于农业生产活动中,对提高作业效率起到重要作用。排种器是精量播种机的核心部件,其性能优劣决定了机具播种作业质量。气吸式精量播种机作业过程中不可避免出现排种盘吸种不畅、导种管被杂物堵塞,种箱排空等情况,将造成种粒漏播,影响作物产量。因此,为保证排种作业质量,亟需为精量播种机配备性能完善、可靠性高的排种质量实时监测报警系统,对提高播种作业经济效益、降低人工跟随观测劳动成本等具有重要意义。目前常用的电子监测方法有4种:光电感应法、电容感应法、压电感应法和机器视觉法,通过对比与分析,确定采用光电感应实现玉米粒子流下落过程监测,以此优化设计玉米精量播种机排种监测系统软硬件结构。通过试验改进优化系统性能,满足实际作业需求。本文主要研究内容如下:(1)开发以STM32单片机为核心的玉米精量播种机排种监测系统,系统通过TFT LCD液晶显示屏对各组排种单体的排种量、漏播量、重播量等进行实时显示,故障发生时可以通过声、光装置进行报警。(2)为提高系统监测稳定性与作业灵敏度,设计基于对射式光电感应的排种监测探头,通过优化二极管空间排布与排种管结构改造消除监测盲区,同时阻断发射端散射光线对接收端非直射匹配二极管的影响,从而滤除杂光干扰。(3)为实现排种信号获取、处理与响应提示功能,优化设计了信号采集电路、车速拾取电路、单片机系统电路、报警显示电路、电源电路等各功能电路模块,计算选型关键元件,完成监测电路硬件系统集成。(4)为实现参数统计与故障判别显示,设计开发系统软件程序,主要包括脉冲中断监测子程序、定时器子程序、漏播和重播判定算法、参数显示子程序以及声光报警子程序等。(5)开展实验室台架试验和田间试验。利用JPS-12试验台进行不同转速下的排种量试验:速度在300粒/min、420粒/min和540粒/min时,系统的排种量监测精度分别为98.2%、97.9%、97.5%,满足实际作业要求。集成监测系统进行田间试验,播种机的车速控制在4 km/h至6 km/h,试验结果表明:排种量监测精度达96.2%,并且在发生断条漏播时,能够准确定位漏播所在路数且发出声光报警,报警成功率达到100%。