嵌入式谷物流量传感器设计与试验-IngentaConnect.PDF

第 34 卷 第 5 期 农 业 工 程 学 报 Vol.34 No.5 2018 年 3 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Mar. 2018 39 嵌入式谷物流量传感器设计与试验 1 2 ※ 2 2 2 熊迎军 ，周 俊 ，韦 玮 ，沈明霞 ，张保华 （1. 南京农业大学信息科学与技术学院，南京 210095 ；2. 南京农业大学工学院，南京 210031 ） 摘 要：为进一步提高双平行梁谷物测产系统的集成度以便于推广应用，提出一种嵌入式谷物质量流量传感器。设计了 基于混合信号控制器 HY16F188 和嵌入式处理器 STM32F405 的信号采集处理模块。其中 HY16F188 负责谷物冲击信号的 后置放大和 AD 转换，STM32F405 则主要完成自适应噪声对消算法，输出谷物质量流量信号。基于 MFC 设计了配套的 上位机软件，用于谷物产量显示、存储和产量图生成。为验证传感器性能，2016 年 11 月在扬州市江都区的实际生产稻田 进行了空载振动试验、标定试验、测产试验。空载振动试验分成原地小油门、原地大油门和行走等 3 种工况，振动干扰 噪声幅度降低了 97.4% 。标定试验中采用线性关系对传感器进行标定，通过直线拟合获得了标定系数。选择 3 个不同田 块开展测产试验，共计进行 8 次实际测产试验，获得了产量分布图，可以直观看出农田各位置的谷物产量分布情况。大 田测产试验结果表明最大测量误差小于7.4% 。该研究可为精准农业谷物在线测产研究提供参考。 关键词：农业机械；传感器；粮食产量；嵌入式系统；双平行梁；谷物质量流量传感器；自适应对消 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.05.006 中图分类号：S225.3；TP212.6 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2018)-05-0039-08 熊迎军，周 俊，韦 玮，沈明霞，张保华. 嵌入式谷物流量传感器设计与试验[J]. 农业工程学报，2018，34(5)：39 －46. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.05.006 Xiong Yingjun, Zhou Jun, Wei Wei, Shen Mingxia, Zhang Baohua. Design and experiment of grain mass flow sensor based on embedded system[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(5): 39 －46. (in Chinese with English abstract) doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.05.006 件，南京农业大学[14] 、江苏大学[15] 、华南农业大学[16]等 0 引 言  研究机构也相继开展了谷物测产系统研究。为了提高传 作物产量受农田土壤特性、生产管理方式等多种因 感器信号处理系统的集成度，2015 年，王恒兵[17]在双平 素影响，在空间上存在差异[1-2] 。获取作物产量信息，建 行梁测量元件基础上，基于 DSP 技术设计了智能谷物流 立产量分布图，是实现作物生产过程中科学调控投入和 量传感器信号处理模块，进行了实验