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《河北农业大学》 2005年
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测产系统小麦含水率在线测量的研究

刘洪杰  
【摘要】:本课题是精确农业的技术点之一,精确农业又称精准农业,是一种农业新战略,是信息技术和人工智能高新技术在宏观特别是在微观发展应用的产物。它的全部概念是构建在对农田‘空间差异’的数据采集和处理上,其核心意图是实时测知作物个体或小群体或小区域地块内生长及疫病的实际情况,进而确定其针对性投入的最佳性。配备测产系统和GPS定位系统的联合收割机是精确农业生产体系中的关键一环,联合收割机提供的产量数据直接反映生产决策的优劣,为下一次更佳的决策提供依据。为完成任务,联合收割机应先配备全球定位系统和测产系统。测产系统作为影响精确农业重要因素之一应该具备很高的测量水平,割幅宽度,割台高度,升运器转速,小麦流量,小麦含水率和行驶速度的测量是测产系统的重要环节。目前,对于小麦含水率的测量方法分为间接法和直接法,测量原理包括电阻式、电容式、微波式、中子源法、称重法等。现有这些方法中,离线静态测量精度较高,适用于实验室测量,在线式测量研究相对较少。针对目前的小麦含水率在线测试方法及联合收割机测产系统对小麦含水率的具体要求,本文将对电容法测量小麦的含水率作重点研究,对如何利用电容法实现对小麦的含水率测量,以及整个系统的硬件和软件原理作深度论述,为小麦含水率的在线测量提供一种新的方法和思路。 在本文的研究中,详细阐述了电容法测量小麦含水率的原理、电容传感器的制备和优化、小麦含水率检测样本的制备,数据采集方案的设计及具体实施,最后通过对影响含水率检测各因素之间的数据分析,指出了含水率与差频、温度、紧实度之间的关系。对小麦含水率测量的软硬件部分进行了设计,包括下位机程序设计和上位机程序设计以及数据处理部分程序设计。指出了含水率检测中主要的误差来源,进行了误差分析和重复性检验。 由于时间和客观条件的限制,本课题阶段主要进行了粮食含水率在线检测方法制定和传感器研究,并对数据采集控制和软件设计进行了设计,但离能达到使用要求还有一定距离,需要进一步的深入研究和探索。
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