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文檔簡(jiǎn)介
1、土地機(jī)械深松是提高我國(guó)耕地質(zhì)量的主要方式之一,深松作業(yè)可有效提高農(nóng)作物產(chǎn)量,并列入農(nóng)業(yè)部唯一的單項(xiàng)作業(yè)補(bǔ)貼得到大力推廣。但實(shí)際作業(yè)中,由于作業(yè)深度不足導(dǎo)致深松質(zhì)量降低,作業(yè)面積缺乏實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)手段,造成補(bǔ)貼發(fā)放存在困難,謊報(bào)、虛報(bào)套取國(guó)家補(bǔ)貼現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。因此實(shí)現(xiàn)深松作業(yè)過(guò)程中的面積、深度準(zhǔn)確監(jiān)測(cè),對(duì)國(guó)家深松政策落實(shí)、提高作物產(chǎn)量具有重大意義。本文以深松作業(yè)的深度監(jiān)測(cè)和面積監(jiān)測(cè)為研究對(duì)象,采用傾角傳感器與拖拉機(jī)三點(diǎn)懸掛系統(tǒng)結(jié)合測(cè)量深度,通過(guò)
2、低成本GPS模塊結(jié)合網(wǎng)格測(cè)算方法計(jì)算作業(yè)面積;利用微處理器采集傳感器作業(yè)原始數(shù)據(jù),工控屏嵌入算法計(jì)算作業(yè)深度與面積并實(shí)現(xiàn)在線顯示,用戶可通過(guò)觸控屏幕實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互;采用U盤(pán)存儲(chǔ)、斷電存儲(chǔ)以及GPRS上傳數(shù)據(jù)確保深松作業(yè)深度和面積數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全,以期實(shí)現(xiàn)深松作業(yè)面積、深度準(zhǔn)確監(jiān)測(cè),為落實(shí)國(guó)家深松政策提供技術(shù)手段。本文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:
(1)研究分析了深松作業(yè)深度測(cè)算方法。通過(guò)分析拖拉機(jī)提鏟落鏟過(guò)程,綜合對(duì)比現(xiàn)有作業(yè)深度測(cè)算技
3、術(shù)與方法,提出基于傾角傳感器與三點(diǎn)懸掛的幾何深度算法。分析三點(diǎn)懸掛結(jié)構(gòu)角度變化規(guī)律,解析出初始狀態(tài)與作業(yè)狀態(tài)幾何圖,確定測(cè)算方案并推導(dǎo)出計(jì)算公式。利用MPU6050傾角傳感器、計(jì)算機(jī)、土槽試驗(yàn)車搭建試驗(yàn)平臺(tái),驗(yàn)證了三點(diǎn)懸掛角度變化規(guī)律與深度測(cè)算方法可行性。
(2)研究分析了深松作業(yè)面積測(cè)算方法。分析深松拖拉機(jī)作業(yè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程和行駛軌跡,綜合對(duì)比現(xiàn)有的農(nóng)機(jī)作業(yè)面積測(cè)算方法與技術(shù),確定采用低成本GPS技術(shù)測(cè)算面積方案,提出基于面積格點(diǎn)
4、覆蓋的面積測(cè)算方法。集成低成本GPS模塊、單片機(jī)、工控屏、U盤(pán)等搭建深松作業(yè)經(jīng)緯度數(shù)據(jù)采集平臺(tái),采集深松作業(yè)過(guò)程坐標(biāo)數(shù)據(jù)。利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立面積測(cè)算方法模型并確定算法參數(shù),包括區(qū)域網(wǎng)格化、密度分類、網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)、求取均值等步驟。最后通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了面積算法的可行性。
(3)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了車載深松作業(yè)質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備。該設(shè)備以MT4414TE工控屏為核心處理器實(shí)現(xiàn)了深松作業(yè)面積、深度測(cè)算和人機(jī)交互。設(shè)備硬件設(shè)計(jì)主要包括各模塊電路設(shè)計(jì)、關(guān)鍵器件的
5、封裝設(shè)計(jì)和設(shè)備整體安裝固定設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、電源供給等功能。設(shè)備軟件設(shè)計(jì)包括單片機(jī)軟件和工控屏軟件,實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)、用戶配置、作業(yè)查詢、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能。
(4)構(gòu)建了車載深松作業(yè)質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備測(cè)試試驗(yàn),包括功能測(cè)試、精度測(cè)試與性能測(cè)試。通過(guò)模擬試驗(yàn)表明設(shè)備功能滿足深松監(jiān)測(cè)的要求。通過(guò)模擬與實(shí)際深松作業(yè)表明,實(shí)時(shí)深度與平均深度測(cè)算誤差不超過(guò)5%,面積測(cè)算誤差不超過(guò)5%。同時(shí)對(duì)設(shè)備系統(tǒng)性能進(jìn)行測(cè)試,包括電壓穩(wěn)定性與斷電存儲(chǔ)性能,經(jīng)測(cè)
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