【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及谷物损失监测领域，特别涉及一种玉米收获损失监测系统及籽粒计数方法。
技术介绍
1、玉米是北方地区重要的农作物之一，近年来随着农业机械化水平的提高以及玉米种植面积的不断增加，联合收获机被越来越多的运用到玉米籽粒收获中，为玉米收获提供了极大的便利。联合收获机在作业过程中，不可避免的会产生各种各样的谷物损失，主要形式为清选及脱粒过程中的籽粒损失。其中谷物损失是衡量联合收获机作业性能的重要指标。根据谷物损失量自动调控联合收获机作业参数以降低收获过程损失对提高收获机作业性能有着重要意义。
2、目前籽粒损失监测大多以人工作业为主，劳动强度大且监测数据具有较大滞后性。此外，由于联合收获机振动、噪音、灰尘等复杂的作业环境，现有研究文献中提到的图像法及声电法只能应用于实验室阶段。并且由于玉米籽粒与破碎芯轴在质量、体积上具有相似性，区分难度大，因此目前针对玉米作物收获的实时损失监测研究较少，监测精度较低。综上，建立基于压电效应传感器与监测技术的玉米籽粒损失监测传感器以及开发高精度的计数算法是减少收获损失的有效措施。
技术实现思路
1、本专利技术公开一种玉米收获损失监测系统，所述系统包括籽粒损失监测传感器、控制器、上位机和电源系统。
2、优选地，所述籽粒损失监测传感器用于实时监测玉米作物物料撞击并产生相应的信号，包括传感器外壳、支撑柱、隔振装置、信号处理电路板、压电元件和电路板保护外壳；其中，传感器外壳与玉米物料直接接触，感受物料冲击并将振动传递至压电元件；支撑柱用
3、优选地，所述控制器用以控制整个监测系统的工作，并通过控制器中的无线传输功能实现传感器与上位机的无线连接，包括信号处理模块和无线传输模块；其中信号处理模块中籽粒计数方法通过对籽粒信号的处理分析，能够精确得出损失的籽粒数量，最后通过无线传输模块发送至上位机。
4、优选地，所述上位机能够实时接收籽粒损失监测传感器无线传输的籽粒损失量，并将籽粒损失数量实时显示至上位机界面。
5、优选地，所述电源系统，用以给籽粒损失监测传感器供电，保证整个玉米收获损失监测系统的正常工作。
6、本专利技术还公开一种籽粒计数方法，采用上述玉米收获损失监测系统实现，包括以下步骤：
7、步骤1：传感器监测有无物料撞击，如果无物料撞击传感器，则一直等待，直到籽粒撞击信号出现；
8、步骤2：判断信号处理模块检查籽粒撞击产生的信号中方波之间的间隔时间t是否小于a毫秒，如间隔时间t小于a毫秒，信号处理模块判定这一组信号为单个籽粒信号，籽粒计数加一；如出现间隔时间t大于a毫秒，信号处理模块则判定单个籽粒撞击过程结束；
9、步骤3：当信号处理模块监测到籽粒信号中方波信号间隔时间t小于a毫秒，同时本组信号总计时长t大于b毫秒时，监测系统则判定本组信号由多个籽粒撞击组成，当2b ms>t>b ms时，信号处理模块判定为两个籽粒信号，籽粒数量n＝n+2，当t>xb ms时，信号处理模块判定为x个籽粒信号，计算得出籽粒数量n＝n+x；
10、步骤4：联合收获机作业完成，监测系统停止工作。
11、本专利技术的有益效果在于：
12、(1)本专利技术提出的收获损失监测系统实现了联合收获机作业过程中的实时监测，对机手根据作业过程中的籽粒损失实时调整后续收获机工作参数，从而降低后续作业的籽粒损失提供了技术支撑与指导。
13、(2)本专利技术提出的籽粒损失监测传感器适用于玉米作物，能够精准鉴别籽粒信号与杂余信号，解决了目前研究中玉米籽粒与碎芯轴区分的技术难点，填补了玉米作物机械化作业过程中收获损失实时监测的空白。
14、(3)本专利技术改进了传统信号处理电路中对籽粒信号的处理及计数方法，提出一种基于信号间隔时长的籽粒计数方法。新型籽粒计数方法能够有效提高监测精度，对提升联合收获机的工作效率具有显著意义。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种玉米收获损失监测系统，其特征在于，所述系统包括籽粒损失监测传感器(1)、控制器(2)、上位机(3)和电源系统(4)。
2.根据权利要求1所述一种玉米收获损失监测系统，其特征在于，所述籽粒损失监测传感器(1)用于实时监测玉米作物物料撞击并产生相应的信号，包括传感器外壳(15)、支撑柱(13)、隔振装置(14)、信号处理电路板(12)、压电元件(11)和电路板保护外壳(10)；其中，传感器外壳(15)与玉米物料直接接触，感受物料冲击并将振动传递至压电元件(11)；支撑柱(13)用于将传感器固定于脱粒分离装置上；隔振装置(14)安装与传感器外壳(15)与信号处理电路板(12)之间，用以减少传感器作业过程中因收获机的固有振动及噪声造成的监测误差；信号处理电路板(12)用以处理压电元件(11)的振动，将振动转换为电信号，计算实时监测到的损失籽粒数量；压电元件(11)为监测系统的核心部件，接收来自传感器外壳(15)的振动，并将信号通过信号线传递至信号处理电路板(12)；电路板保护外壳(10)覆盖整个信号处理电路板(12)，用以隔离联合收获机工作过程中产生的灰尘，保证信号处
3.根据权利要求1所述一种玉米收获损失监测系统，其特征在于，所述控制器(2)用以控制整个监测系统的工作，并通过控制器(2)中的无线传输功能实现传感器与上位机(3)的无线连接，包括信号处理模块(8)和无线传输模块(9)；其中信号处理模块(8)中籽粒计数方法通过对籽粒信号的处理分析，能够精确得出损失的籽粒数量，最后通过无线传输模块(9)发送至上位机(3)。
4.根据权利要求1所述一种玉米收获损失监测系统，其特征在于，所述上位机(3)能够实时接收籽粒损失监测传感器(1)无线传输的籽粒损失量，并将籽粒损失数量实时显示至上位机(3)界面。
5.根据权利要求1所述一种玉米收获损失监测系统，其特征在于，所述电源系统(4)，用以给籽粒损失监测传感器(1)供电，保证整个玉米收获损失监测系统的正常工作。
6.一种籽粒计数方法，采用权利要求1-5任意一项所述系统实现，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种玉米收获损失监测系统，其特征在于，所述系统包括籽粒损失监测传感器(1)、控制器(2)、上位机(3)和电源系统(4)。
2.根据权利要求1所述一种玉米收获损失监测系统，其特征在于，所述籽粒损失监测传感器(1)用于实时监测玉米作物物料撞击并产生相应的信号，包括传感器外壳(15)、支撑柱(13)、隔振装置(14)、信号处理电路板(12)、压电元件(11)和电路板保护外壳(10)；其中，传感器外壳(15)与玉米物料直接接触，感受物料冲击并将振动传递至压电元件(11)；支撑柱(13)用于将传感器固定于脱粒分离装置上；隔振装置(14)安装与传感器外壳(15)与信号处理电路板(12)之间，用以减少传感器作业过程中因收获机的固有振动及噪声造成的监测误差；信号处理电路板(12)用以处理压电元件(11)的振动，将振动转换为电信号，计算实时监测到的损失籽粒数量；压电元件(11)为监测系统的核心部件，接收来自传感器外壳(15)的振动，并将信号通过信号线传递至信号处理电路板(12)；电路板保护外壳(10)覆盖整个信号处...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔涛，董佳琪，张东兴，杨丽，和贤桃，马荣华，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：
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