小麥精少量播種播量檢測(cè)系統(tǒng)研制

姜 萌，劉彩玲，都 鑫，戴 磊，黃嶸彪，袁 昊

小麥精少量播種播量檢測(cè)系統(tǒng)研制

姜 萌，劉彩玲※，都 鑫，戴 磊，黃嶸彪，袁 昊

（1. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，北京 100083；2. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部土壤-機(jī)器-植物系統(tǒng)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083）

針對(duì)小麥精少量播種存在種子相互重疊、播種量準(zhǔn)確檢測(cè)難的問(wèn)題，該研究以小麥寬苗帶精少量播種施肥機(jī)為載體，基于紅外檢測(cè)原理，開發(fā)了內(nèi)插式播種量檢測(cè)傳感器。根據(jù)種子通過(guò)傳感器的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，確定系統(tǒng)采樣頻率為1×103Hz。分別對(duì)1、2和3粒種子通過(guò)檢測(cè)區(qū)域時(shí)的傳感器電壓進(jìn)行采樣，并通過(guò)傳感器電壓峰值和均值2種方法，確定了區(qū)分1粒與2粒、2粒與3粒種子的判定閾值。以衡觀35、濟(jì)麥22和存麥11為對(duì)象進(jìn)行靜態(tài)試驗(yàn)，結(jié)果表明2種方法的平均絕對(duì)百分比檢測(cè)誤差分別為7.08%和8.87%，不同品種間最大檢測(cè)誤差分別為0.72%和1.18%。為進(jìn)一步提高檢測(cè)精度，對(duì)峰值檢測(cè)法進(jìn)行修正，修正系數(shù)為7.08%。田間試驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)的絕對(duì)檢測(cè)誤差范圍為1.12%～5.63%，平均絕對(duì)百分比誤差為3.12%，所研制的播種量檢測(cè)系統(tǒng)具有較高的檢測(cè)準(zhǔn)確率，滿足播種量120～180 kg/hm2、作業(yè)速度2.5～4.6 km/h條件下的播量檢測(cè)要求，且具有較好的抗日光和粉塵干擾性能。

農(nóng)業(yè)機(jī)械；傳感器；小麥；播種量監(jiān)測(cè)；田間試驗(yàn)

0 引 言

播種量決定作物在田間的分布密度，對(duì)農(nóng)作物最終產(chǎn)量有重大影響[1-2]，實(shí)現(xiàn)播種量實(shí)時(shí)檢測(cè)是對(duì)其精準(zhǔn)控制的基礎(chǔ)[3]，也是農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)[4]，然而針對(duì)小麥精少量播種的播量檢測(cè)技術(shù)還尚未成熟[5]。

小麥精少量播種是以精少量排種器為核心，將種子按照一定穴距排出，播量通常為120～180 kg/hm2[6-7]，使用的排種器主要有窩眼式、氣吸式和組合式等，能夠?qū)⒎N子以每穴1～3粒排出[7]，隨著玉米、大豆等作物精密播種的實(shí)現(xiàn)，小麥精少量播種逐漸被接受，實(shí)現(xiàn)小麥精少量播種過(guò)程的播量檢測(cè)具有重要意義。

目前播種量檢測(cè)主要有間接檢測(cè)法和直接檢測(cè)法。早期播種量檢測(cè)為間接法[8]，該方法通過(guò)計(jì)算地輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈對(duì)應(yīng)排量，作業(yè)時(shí)檢測(cè)地輪運(yùn)動(dòng)間接估算播量，當(dāng)排種器或輸種管堵塞時(shí)會(huì)出現(xiàn)較大檢測(cè)誤差。直接檢測(cè)法使用傳感器在排種器或輸種管位置對(duì)種子進(jìn)行檢測(cè)，具有較高的檢測(cè)精度。目前，播量檢測(cè)主要應(yīng)用于玉米、大豆等株距較大的中耕作物，相關(guān)檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)成熟，如美國(guó)約翰迪爾公司的Seed-Star播種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[9]，應(yīng)用光電傳感器采集播種信息，并通過(guò)觸摸屏實(shí)現(xiàn)顯示，能夠準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)漏播、斷條，各行及總的播種量和株距等信息。Dickey-Join生產(chǎn)的IntelliAg[10]精密播種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用CAN總線與多傳感器融合技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)多行播種量檢測(cè)、種肥箱料位檢測(cè)、作業(yè)面積在線統(tǒng)計(jì)等功能；國(guó)內(nèi)新星電子、常州懷玉電子等公司生產(chǎn)的播種機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)已大規(guī)模在大豆、玉米等播種機(jī)上使用[11-12]，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)播種量的準(zhǔn)確檢測(cè)。小麥等小粒徑作物播種質(zhì)量檢測(cè)方面已實(shí)現(xiàn)輸種管堵塞、斷條等故障的監(jiān)測(cè)與報(bào)警，但在播種粒數(shù)統(tǒng)計(jì)等方面尚未有成熟產(chǎn)品。

針對(duì)上述問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量研究。如王金武等[13]針對(duì)水稻穴直播開發(fā)了沖擊式播量檢測(cè)傳感器，利用種子對(duì)敏感元件沖擊產(chǎn)生脈沖電壓，控制器讀取脈沖信號(hào)并識(shí)別種子量；丁幼春等[14]研究了基于壓電薄膜的小粒徑種子流量傳感器，通過(guò)對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行隔直通交、放大、整流等處理得到單脈沖信號(hào)，應(yīng)用單片機(jī)外部中斷進(jìn)行計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)油菜、小麥播種量的統(tǒng)計(jì)。周利明等[15]根據(jù)極板電容隨介質(zhì)質(zhì)量變化的原理設(shè)計(jì)了電容式流量傳感器，用于小麥流量檢測(cè)；陳建國(guó)等[16]設(shè)計(jì)了基于平行板電容器的小麥播量檢測(cè)系統(tǒng)，建立了小麥種子數(shù)目與電容積分值之間的最小二乘回歸模型，臺(tái)架試驗(yàn)表明系統(tǒng)相對(duì)檢測(cè)誤差介于?2.26%～2.17%之間；Rajeev等[17]將紅外LED布置為環(huán)形，以期紅外光線能夠密布整個(gè)播種管截面，但該方法對(duì)小麥等小粒徑種子的檢測(cè)效果不理想；Anil等[18]采用對(duì)射式光纖傳感器進(jìn)行播種流量檢測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)大、中、小粒徑種子檢測(cè)，但該研究?jī)H限于單粒播種。丁幼春等[19]采用1 mm厚度薄面激光發(fā)射器進(jìn)行種子流監(jiān)測(cè)，可有效識(shí)別縱向距離大于1 mm的種子，在一定程度上提高了傳感器分辨率，但該方法未能從根本上解決重疊種子的檢測(cè)問(wèn)題。Devin等[20]利用LabVIEW開發(fā)了高速成像系統(tǒng)，通過(guò)圖像處理技術(shù)識(shí)別重疊種子，該系統(tǒng)檢測(cè)準(zhǔn)確率高達(dá)99%，但造價(jià)昂貴，不適合大面積推廣使用。Liu等[21]提出種流重構(gòu)檢測(cè)方法，將種子疏散入多個(gè)輸種通道，避免種子間相互重疊；王在滿等[22]開發(fā)了面源式光電傳感器，通過(guò)脈沖寬度判別種子數(shù)量，實(shí)現(xiàn)了水稻穴數(shù)和穴粒數(shù)檢測(cè)，其中穴粒數(shù)平均檢測(cè)誤差范圍為7.99%～24.07%。

綜上，播種量直接檢測(cè)方式主要有壓電式、電容式和光電式，其中壓電式與電容式傳感器仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，未見(jiàn)其相關(guān)產(chǎn)品推廣應(yīng)用；光電法將種子對(duì)光線的遮擋轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào)[23]，控制器通過(guò)讀取脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，在玉米、大豆等作物播量檢測(cè)方面已有成熟產(chǎn)品，但不能直接用于小麥精少量播種檢測(cè)，主要原因是檢測(cè)光束覆蓋密度低，小麥種子容易從光束間隙穿過(guò)，且小麥種子體積小，引起的電壓變化微弱，不足以觸發(fā)脈沖信號(hào)；相關(guān)研究多以單粒種子通過(guò)檢測(cè)區(qū)域?yàn)榛A(chǔ)，而小麥精少量播種通常為1～3粒種子同時(shí)排出，當(dāng)多粒種子相互重疊時(shí)僅能檢測(cè)出一粒，從而導(dǎo)致檢測(cè)精度差。鑒于當(dāng)前小麥精少量播種以機(jī)械式排種器為主，種子排施過(guò)程容易相互重疊增加檢測(cè)難度的問(wèn)題，本文基于紅外檢測(cè)檢測(cè)原理設(shè)計(jì)了播種量檢測(cè)傳感器，提出峰值法和均值法重疊粒數(shù)判定算法，并通過(guò)試驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。

1 傳感器結(jié)構(gòu)與檢測(cè)原理

本研究以課題組研制的小麥寬苗帶精量播種施肥機(jī)[24]為載體，該機(jī)作業(yè)幅寬2.1 m，共安裝7行窩眼輪式排種器，窩眼列數(shù)為4、每列窩眼數(shù)量為20，排種器下接內(nèi)四等分輸種管對(duì)窩眼輪各列種子進(jìn)行間隔輸送，能夠保證種子在寬苗帶上均勻分布，排種器及內(nèi)四等分輸種管結(jié)構(gòu)如圖1所示；為方便安裝，傳感器設(shè)置為內(nèi)嵌式，安裝在內(nèi)四等分輸種管頂部（圖1a）。根據(jù)內(nèi)四等分輸種管設(shè)計(jì)播種量檢測(cè)傳感器結(jié)構(gòu)如圖2所示，傳感器入口尺寸為20 mm×16.5 mm，為避免種子與紅外LED產(chǎn)生碰撞，對(duì)傳感器進(jìn)行漸變縮口設(shè)計(jì)，同時(shí)兼顧種子通過(guò)性，最窄處尺寸為11 mm×12 mm；傳感器位于種箱的正下方，可避免陽(yáng)光直射，經(jīng)試驗(yàn)得出檢測(cè)區(qū)域與傳感器頂部距離為130 mm時(shí)有效避免外界光線的干擾。由于小麥種子體積較小，為避免漏檢，本文選用直徑為3 mm紅外LED為檢測(cè)元件，采用上下2層交錯(cuò)布置，紅外發(fā)射端與接收端對(duì)稱安裝，使光線較為密集地分布于檢測(cè)截面。

紅外接收端在電路中采用反接形式，檢測(cè)原理為：反接入電路中的紅外接收端表現(xiàn)為反向截止，可將其等效為電阻，當(dāng)紅外發(fā)射端發(fā)光強(qiáng)度一定時(shí)，接收端阻值隨受光量增加而減小，反之則增大；種子下落至檢測(cè)區(qū)域時(shí)對(duì)紅外光線產(chǎn)生遮擋，導(dǎo)致紅外接收端受光量減少，進(jìn)而等效阻值增大；在紅外接收電路串聯(lián)接入分壓電阻D，通過(guò)檢測(cè)電阻D兩端電壓變化可以間接反映接收端受光量的變化，進(jìn)而反映當(dāng)前時(shí)刻通過(guò)檢測(cè)區(qū)域的種子數(shù)量。

為掌握種子下落情況，借助EDEM軟件模擬種子通過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)區(qū)域時(shí)的狀態(tài)。根據(jù)小麥精少量播種播種量120～180 kg/hm2 [7]計(jì)算得到顆粒工廠產(chǎn)生種子速率為31.25～46.88 粒/s，寬苗帶播種機(jī)排種軸實(shí)際工作轉(zhuǎn)速為35 r/min，計(jì)算種子初速度為0.08 m/s，根據(jù)文獻(xiàn)[1,7]對(duì)相關(guān)仿真參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，仿真時(shí)間為20 s，重復(fù)3次。仿真結(jié)果表明：?jiǎn)瘟７N子通過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)區(qū)域的概率為68.6%，2粒種子同時(shí)通過(guò)的概率為28.3%，3粒的概率為3.1%，仿真過(guò)程中未出現(xiàn)4粒及以上種子同時(shí)通過(guò)的情況，因此監(jiān)測(cè)系統(tǒng)重點(diǎn)提高對(duì)1～3粒種子的識(shí)別能力。

2 采樣頻率設(shè)置與閾值劃分

2.1 采樣頻率設(shè)置

檢測(cè)電路如圖3所示，紅外接收與發(fā)射端均采用5 V電壓供電，為保證紅外發(fā)光強(qiáng)度穩(wěn)定，紅外發(fā)射端采用并聯(lián)連接；同時(shí)為提高紅外接收端對(duì)遮光量變化的敏感程度，接收端串聯(lián)連接；電路中添加電阻R可起到穩(wěn)流功能，其阻值應(yīng)盡量小，但阻值過(guò)小增加檢測(cè)難度，綜合考慮選擇R阻值為900 Ω。為實(shí)現(xiàn)對(duì)R兩端電壓的準(zhǔn)確感知，采用ADS1256采樣模塊對(duì)流量傳感器輸出電壓信號(hào)進(jìn)行采集，該采樣模塊精度為24位，采樣頻率為2.5～3×104Hz，共16檔可調(diào)[25]。

2.1.1 采樣頻率確定

采樣頻率低容易產(chǎn)生漏檢，高則會(huì)過(guò)多占用CPU，因此需要對(duì)種子下落過(guò)程進(jìn)行分析（如圖4所示），以確定合適的采樣頻率。忽略種子下落過(guò)程中的空氣阻力和碰撞造成的速度損失，則種子由窩眼輪排出并通過(guò)檢測(cè)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)過(guò)程如式（1）所示。

式中1為排種器出口至檢測(cè)區(qū)域的距離，1=175 mm；2為檢測(cè)區(qū)域長(zhǎng)度，2=6 mm；為種子三軸尺寸中的最短軸，mm。以濟(jì)麥22包衣種子為試驗(yàn)材料（千粒質(zhì)量為43.6 g，長(zhǎng)×寬×厚為6.23 mm×3.24 mm×3.08 mm），=3.08 mm；為排種器角速度，rad/s；為排種器轉(zhuǎn)速，=35 r/min；1為種子從排種口下落至檢測(cè)區(qū)域的時(shí)間，s；2為種子通過(guò)檢測(cè)區(qū)域所用時(shí)間，s；0為種子離開排種器的速度，m/s；1為種子下落至檢測(cè)區(qū)域時(shí)的速度，m/s；為排種輪半徑，=28.75 mm，排種器參數(shù)詳見(jiàn)文獻(xiàn)[24]；為重力加速度，m/s2。

由式（1）計(jì)算得到種子通過(guò)傳感器檢測(cè)區(qū)域的時(shí)間2=4.79 ms，為保證每粒種子通過(guò)檢測(cè)區(qū)域時(shí)都能被傳感器采集到，則采樣周期應(yīng)小于種子穿過(guò)檢測(cè)區(qū)域的時(shí)間；為了準(zhǔn)確獲取種子下落過(guò)程的完整采樣波形，應(yīng)保證每粒種子穿越檢測(cè)區(qū)域時(shí)至少進(jìn)行3次采樣，即種子開始進(jìn)入、完全進(jìn)入和離開檢測(cè)區(qū)域時(shí)各進(jìn)行1次采樣，則采樣周期約束條件為

式中為采樣周期，s；為采樣頻率，Hz；為2時(shí)間內(nèi)的采樣次數(shù)，3。

由式（2）可得采樣頻率>626 Hz，根據(jù)AD1256芯片手冊(cè)[25]設(shè)置檢測(cè)采樣系統(tǒng)頻率為1×103Hz。

1.種子 2.窩眼輪 3.紅外接收端 4.檢測(cè)區(qū)域 5.紅外發(fā)射端

1.Seeds 2.Cell wheel 3.Infrared receiver end 4.Detection area 5.Infrared transmitter end

注：為排種器角速度，rad·s-1；1、2分別為排種器出口至檢測(cè)區(qū)域的距離和檢測(cè)區(qū)域長(zhǎng)度，mm。

Note:is the angular velocity of the cell wheel, rad·s-1;1and2are the distance from the seed metering device to the detection area and the length of the detection area, respectively, mm.

圖4 種子下落過(guò)程示意圖

Fig.4 Schematic diagram of seed falling process

2.1.2 采樣頻率驗(yàn)證

為驗(yàn)證采樣頻率設(shè)置的正確性，以stm32c8t6單片機(jī)為控制器，以上述濟(jì)麥22包衣種子為材料進(jìn)行試驗(yàn)；隨機(jī)選取100粒種子，使其逐個(gè)從距檢測(cè)區(qū)域175 mm處落下，獲得種子通過(guò)傳感器的采樣數(shù)據(jù)100組，提取每粒種子通過(guò)傳感器檢測(cè)區(qū)域時(shí)的實(shí)際采樣次數(shù)，如圖5所示。單粒種子通過(guò)檢測(cè)區(qū)域時(shí)平均采樣次數(shù)為5.77次，采樣次數(shù)合格率為100%（采樣次數(shù)不少于3即為合格），表明上述采樣頻率的分析及設(shè)定合理；最小采樣次數(shù)為3、最大采樣次數(shù)為12，主要由種子通過(guò)檢測(cè)區(qū)域時(shí)的姿態(tài)和自身形狀差異引起，當(dāng)種子較為飽滿且以最長(zhǎng)軸通過(guò)檢測(cè)區(qū)域時(shí)獲得的采樣次數(shù)較多，反之則較少。

2.2 判定閾值確定

為提高系統(tǒng)檢測(cè)精度，控制器對(duì)傳感器輸出電壓進(jìn)行采樣，進(jìn)而根據(jù)傳感器電壓采樣值判定種子數(shù)量；由于芯片采集電壓時(shí)輸出的是整型數(shù)字信號(hào)，且控制器運(yùn)行整型數(shù)據(jù)效率較高，因此傳感器電壓采樣值用數(shù)字量表示。隨機(jī)選取濟(jì)麥22包衣種子600粒，并以任意姿態(tài)粘合成2粒和3粒各100組，按照2.1.2節(jié)試驗(yàn)條件獲得1、2和3粒種子通過(guò)傳感器的電壓采樣數(shù)據(jù)各100組。

通過(guò)對(duì)上述傳感器電壓采樣值分析可知，1、2、3粒種子采樣值存在重疊區(qū)間，需要分析1粒與2粒種子、2粒與3粒種子間的判定閾值[26]；通過(guò)前期試驗(yàn)，同時(shí)通過(guò)檢測(cè)區(qū)域的種子越多，傳感器電壓越大，即電壓采樣峰值（多次采樣中的最大值，數(shù)字量）越大，電壓采樣均值（多次采樣的平均值，數(shù)字量）也越大；本文分別提出了峰值法和均值法對(duì)種子數(shù)量進(jìn)行判定，即分別采用種子通過(guò)檢測(cè)區(qū)域時(shí)的傳感器電壓采樣峰值和均值判定種子數(shù)量。為確定判定閾值，引入理論檢測(cè)誤差作為閾值評(píng)價(jià)指標(biāo)，其定義如下：

式中1為判定閾值確定后1粒種子被誤判為2粒的數(shù)量；2為2粒種子被誤判為1粒的數(shù)量；3為2粒種子被誤判為3粒的數(shù)量；4為3粒種子誤判為2粒的數(shù)量；、分別為種子以1、2和3粒形式通過(guò)檢測(cè)區(qū)域的概率，%；1、2和分別為1粒與2粒種子間的理論檢測(cè)誤差、2粒與3粒種子間的理論檢測(cè)誤差，%；為總理論檢測(cè)誤差，%。

2.2.1 峰值判定法

提取1、2、3粒種子通過(guò)檢測(cè)區(qū)域時(shí)的傳感器電壓采樣峰值如圖6所示。由圖6可知，無(wú)種子通過(guò)時(shí)，電壓采樣峰值在0～9之間波動(dòng)，表明檢測(cè)系統(tǒng)性能穩(wěn)定，有種子通過(guò)和無(wú)種子通過(guò)檢測(cè)區(qū)域時(shí)的電壓采樣峰值差異明顯，可有效識(shí)別；1、2、3粒種子采樣峰值存在明顯的重疊區(qū)域，其中1粒與2粒種子通過(guò)檢測(cè)區(qū)域的傳感器電壓采樣峰值重疊區(qū)域?yàn)閇362，539]，2粒與3粒的重疊區(qū)域?yàn)閇514，821]。

采用最小二分法對(duì)傳感器電壓采樣值進(jìn)行區(qū)間劃分，當(dāng)理論檢測(cè)誤差最小時(shí)，即認(rèn)為該判定閾值最優(yōu)。經(jīng)計(jì)算1粒與2粒種子的判定閾值為489，2粒與3粒種子的判定閾值為616，即傳感器電壓采樣值為10～489時(shí)為1粒種子，為489～616時(shí)為2粒種子，大于616時(shí)為3粒種子。此時(shí)通過(guò)式（3）可計(jì)算得到最小總理論檢測(cè)誤差，為4.91%。

2.2.2 均值判定法

分別求得1、2和3粒種子同時(shí)通過(guò)檢測(cè)區(qū)域的傳感器電壓采樣平均值，如圖7所示。由圖7可知，1粒與2粒種子通過(guò)檢測(cè)區(qū)域的傳感器電壓采樣均值重疊區(qū)域?yàn)閇121，325.3]，2粒與3粒重疊區(qū)域?yàn)閇276，433]，采用上述理論檢測(cè)誤差評(píng)價(jià)與最小二分法確定判定閾值。經(jīng)計(jì)算1粒與2粒種子的判定閾值為277，2粒與3粒種子的判定閾值為330，即傳感器電壓采樣值為10~277時(shí)為1粒種子，為277~330時(shí)為2粒種子，大于330時(shí)為3粒種子。此時(shí)計(jì)算得到最小總理論檢測(cè)誤差，為5.39%。

3 檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)組成與工作原理

小麥精少量播種播量檢測(cè)系統(tǒng)如圖8所示，主要由主控制器（STM32f103zet6）、觸摸屏（T5UIC3_800600）、下位機(jī)（STM32f103c8t6）、播種量檢測(cè)傳感器、ADS1256采樣模塊、步進(jìn)電機(jī)（86HBP150，12Nm）、編碼器（E6B2-C，NPN，1000P/R）、超聲波傳感器（HC-SR04）和電壓轉(zhuǎn)換模塊等組成。系統(tǒng)采用拖拉機(jī)12 V蓄電池供電，經(jīng)5 V降壓模塊、60 V升壓模塊和防反接保護(hù)板（DG7512，12A）分配至各模塊；下位機(jī)、ADS1256采樣模塊和播種量檢測(cè)傳感器共同組成播種質(zhì)量檢測(cè)單元，采樣模塊以高速巡檢方式對(duì)傳感器輸出電壓進(jìn)行采集，并通過(guò)SPI通訊發(fā)送至下位機(jī)；下位機(jī)對(duì)傳感器電壓采樣值進(jìn)行分析進(jìn)而判定種子數(shù)量，同時(shí)通過(guò)CAN總線與主控制器通訊；觸摸屏用于對(duì)各傳感器檢測(cè)信息的展示，以及對(duì)播種量進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。步進(jìn)電機(jī)、編碼器、測(cè)速齒輪和接近開關(guān)（LJ12A3-4-Z，NPN）等用于實(shí)現(xiàn)電驅(qū)播種；超聲波傳感器用于種肥箱料位檢測(cè)；SD卡模塊能夠?qū)ψ鳂I(yè)速度、播種量等數(shù)據(jù)進(jìn)行在線采集，便于后續(xù)對(duì)控制精度進(jìn)行分析優(yōu)化，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)頻率為10 Hz。

3.2 系統(tǒng)流程

檢測(cè)系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)如圖9圖，系統(tǒng)啟動(dòng)后首先進(jìn)行初始化；為保證系統(tǒng)檢測(cè)精度，防止采樣零點(diǎn)隨溫度、濕度等外界條件漂移，對(duì)采樣零點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)；排種器開始運(yùn)行后，ADS1256采樣模塊以設(shè)定頻率進(jìn)行系統(tǒng)巡檢，當(dāng)傳感器電壓采樣值高于無(wú)種子通過(guò)時(shí)最大采樣值的3倍（27），判定為種子到達(dá)檢測(cè)區(qū)域；反之，當(dāng)傳感器電壓采樣值小于該值（27）時(shí)，判定種子已經(jīng)離開檢測(cè)區(qū)域；種子離開檢測(cè)區(qū)域后，計(jì)算種子經(jīng)過(guò)檢測(cè)區(qū)域時(shí)的采樣峰值或均值，然后根據(jù)上述判定閾值對(duì)種子數(shù)量進(jìn)行判定。

4 檢測(cè)性能試驗(yàn)

4.1 靜態(tài)試驗(yàn)

為檢驗(yàn)上述2種重疊種子閾值判定方法的檢測(cè)精度，在小麥寬苗帶播種施肥機(jī)靜態(tài)條件下進(jìn)行試驗(yàn)研究。對(duì)照組為直接檢測(cè)法，該組未采用重疊種子判定方法，無(wú)法對(duì)重疊種子粒數(shù)做進(jìn)一步區(qū)分?？紤]小麥種子大小及豐滿程度會(huì)對(duì)傳感器檢測(cè)精度造成影響，選擇千粒質(zhì)量差別較大的3種小麥種子進(jìn)行試驗(yàn)，分別為衡觀35（千粒質(zhì)量41.4 g）、濟(jì)麥22（千粒質(zhì)量43.6 g）、存麥11（千粒質(zhì)量46.7 g）。各組試驗(yàn)檢測(cè)目標(biāo)均為1 000粒種子，設(shè)置排種器轉(zhuǎn)速分別為25、35、45 r/min，每組試驗(yàn)重復(fù)7次并取平均值，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1，表中檢測(cè)值由觸摸屏讀取，實(shí)際值通過(guò)Pfeuffer數(shù)粒儀得到，檢測(cè)誤差與平均絕對(duì)百分比誤差計(jì)算方法[17]如下：

式中為檢測(cè)誤差，%；E為平均絕對(duì)百分比誤差，%；為系統(tǒng)檢測(cè)的播種粒數(shù)；為通過(guò)數(shù)粒儀統(tǒng)計(jì)的播種粒數(shù)；分別為試驗(yàn)次數(shù)和序號(hào)。

表1 傳感器檢測(cè)精度靜態(tài)試驗(yàn)結(jié)果

由表1可知，3個(gè)品種的小麥檢測(cè)粒數(shù)均高于實(shí)際粒數(shù)，主要原因?yàn)檎澈秃蠓N子較為緊密，遮光量較實(shí)際情況有所降低，從而導(dǎo)致判定閾值設(shè)定偏低，1粒種子被誤判為2粒的概率及2粒種子被誤判為3粒的概率增加；峰值法和均值法的平均絕對(duì)百分比誤差分別是7.08%和8.87%，均高于1.3節(jié)判定閾值確定后的理論檢測(cè)誤差4.91%和5.39%，這主要由種子實(shí)際下落姿態(tài)和組合形式與理論分析中粘合種子下落姿態(tài)和組合形式存在差異導(dǎo)致。對(duì)照組平均百分比誤差為19.44%，主要原因?yàn)?粒及3粒種子相互重疊經(jīng)過(guò)檢測(cè)區(qū)域時(shí)，傳感器僅能識(shí)別1粒，因此檢測(cè)值小于實(shí)際值。峰值和均值檢測(cè)方法與對(duì)照組相比平均絕對(duì)百分比誤差分別降低了12.36和10.57個(gè)百分點(diǎn)。使用平均絕對(duì)百分比誤差對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正[16,20]，可有效提高傳感器檢測(cè)精度，修正后檢測(cè)播種粒數(shù)為

式中為修正后傳感器檢測(cè)播種粒數(shù)，為修正前傳感器檢測(cè)播種粒數(shù)。為修正系數(shù)，對(duì)于峰值法和均值法分別為7.08%和8.87%。

圖10為峰值法與均值法的檢測(cè)誤差對(duì)比，對(duì)于3個(gè)小麥品種，峰值法的檢測(cè)誤差均低于均值法，主要是因?yàn)?、2和3粒種子通過(guò)檢測(cè)區(qū)域的采樣峰值分布范圍較大，而均值范圍分布則較?。ㄈ鐖D6、圖7所示），因此采用峰值法更容易對(duì)通過(guò)的小麥種子數(shù)量進(jìn)行判別；對(duì)于峰值法，衡觀35、濟(jì)麥22和存麥11的檢測(cè)誤差分別為7.04%、6.73%和7.46%，不同品種間最大差異為0.72個(gè)百分點(diǎn)，低于均值法最大檢測(cè)差異的1.18個(gè)百分點(diǎn)，表明峰值法播種檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)不同小麥品種適應(yīng)性更好，因此本研究將以峰值法作為最終檢測(cè)方法，并通過(guò)田間試驗(yàn)對(duì)其檢測(cè)性能做進(jìn)一步評(píng)價(jià)。

表2為峰值法修正前后檢測(cè)誤差對(duì)比，修正前檢測(cè)誤差范圍為5.20%～8.80%，修正后誤差范圍?2.42%～0.91%，平均絕對(duì)百分比誤差為1.05個(gè)百分點(diǎn)，修正后平均絕對(duì)百分比誤差下降6.03個(gè)百分點(diǎn)，表明使用平均絕對(duì)百分比誤差對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正可使其更接近實(shí)際值。

4.2 田間試驗(yàn)

為進(jìn)一步檢驗(yàn)小麥精少量播種播量檢測(cè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確率、抗光照干擾和田間灰塵性能進(jìn)行田間試驗(yàn)，將該系統(tǒng)搭載于課題組研發(fā)的小麥寬苗帶精量播種施肥機(jī)，如圖11所示，試驗(yàn)時(shí)間為2020年10月25日，地點(diǎn)為河南省南陽(yáng)市宛城區(qū)佰泉家庭農(nóng)場(chǎng)（地理坐標(biāo)112.72°E、33.09°N），試驗(yàn)地前茬作物為玉米，玉米收獲后秸稈全量還田處理。試驗(yàn)用拖拉機(jī)為東方紅LX1204，試驗(yàn)工具和儀器包括卷尺、鋼尺、電子秤、秒表、S5C測(cè)畝儀、Pfeuffer數(shù)粒儀等。試驗(yàn)用小麥種子為河南地區(qū)推廣的存麥11，千粒質(zhì)量為46.7 g，包衣處理。

表2 峰值法修正前后檢測(cè)誤差對(duì)比

4.2.1 播種檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)精度測(cè)試

為測(cè)試檢測(cè)系統(tǒng)在不同播種量和作業(yè)速度下的檢測(cè)精度，根據(jù)《谷物播種機(jī)技術(shù)條件》，設(shè)置播種速度和播種量各3個(gè)水平，共進(jìn)行9組試驗(yàn)，具體試驗(yàn)設(shè)置如圖12所示，根據(jù)拖拉機(jī)檔位設(shè)置作業(yè)速度分別為2.5（慢Ⅰ）、3.8（慢Ⅱ）和4.6 km/h（慢Ⅲ）；播種量分別為120、150和180 kg/hm2。每組試驗(yàn)作業(yè)長(zhǎng)度為40 m，地塊兩端5 m為加速緩沖區(qū)，試驗(yàn)前將各行輸種管底部堵塞，試驗(yàn)結(jié)束后接取各行種子并計(jì)算播種粒數(shù)平均值。

以各行種子粒數(shù)作為實(shí)際播種量、系統(tǒng)檢測(cè)播種量通過(guò)觸摸屏讀取，如表3所示。由表3可知，播種檢測(cè)系統(tǒng)絕對(duì)檢測(cè)誤差（實(shí)際檢測(cè)誤差的絕對(duì)值）范圍為1.12%～5.63%，平均絕對(duì)百分比誤差為3.12%，表明小麥精少量播種檢測(cè)系統(tǒng)具有較高的檢測(cè)準(zhǔn)確率，能夠滿足120～180 kg/hm2播種量在2.5～4.6 km/h作業(yè)速度下的檢測(cè)準(zhǔn)確率要求。文獻(xiàn)[22]通過(guò)高電平持續(xù)時(shí)間判定種子量，穴粒數(shù)檢測(cè)誤差范圍為7.99%~24.07%，本研究檢測(cè)誤差低于目前同類研究結(jié)果。

表3 播種粒數(shù)檢測(cè)精度田間試驗(yàn)結(jié)果

4.2.2 播種檢測(cè)系統(tǒng)抗干擾性測(cè)試

為了考察系統(tǒng)的抗日光干擾性能，選擇晴朗天氣，在早、中、晚不同時(shí)間段分別進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試在播種機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行，拔出輸種軟管并開啟播種量檢測(cè)系統(tǒng)，隨機(jī)選取100粒小麥種子，手動(dòng)使其逐個(gè)從固定高度下落并通過(guò)傳感器檢測(cè)區(qū)域，計(jì)算100粒種子通過(guò)檢測(cè)區(qū)域時(shí)的平均采樣值。結(jié)果表明，3個(gè)時(shí)間段的平均采樣值變化率低于0.6%，表明傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，系統(tǒng)具有較好的抗日光干擾性能。

抗粉塵干擾性能測(cè)試在4.2.1節(jié)播種檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)精度測(cè)試前后分別進(jìn)行。測(cè)試在播種機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行，測(cè)試方法同抗日光干擾測(cè)試。結(jié)果顯示，100粒種子的平均采樣值變化率低于0.89%，表明種子包衣處理和田間粉塵對(duì)檢測(cè)傳感器干擾較小，不影響檢測(cè)系統(tǒng)的正常使用。

5 結(jié) 論

本文開發(fā)了小麥精少量播種檢測(cè)系統(tǒng)，用于解決因小麥種子相互重疊導(dǎo)致不能準(zhǔn)確檢測(cè)播種量的難題，并對(duì)系統(tǒng)檢測(cè)準(zhǔn)確率、抗日光干擾性能、抗粉塵干擾性能進(jìn)行了測(cè)試。

1）以小麥寬苗帶精少量播種機(jī)為載體、紅外LED為敏感原件、ADS1256為AD采樣模塊開發(fā)了內(nèi)插式小麥播種量檢測(cè)傳感器，確定了傳感器采樣頻率為1×103Hz。

2）為實(shí)現(xiàn)對(duì)重疊種子粒數(shù)的準(zhǔn)確判定，提出了基于傳感器電壓采樣峰值和均值的兩種判定閾值確定方法。通過(guò)峰值法確定了1粒與2粒種子、2粒與3粒種子的判定閾值分別為489、616；通過(guò)均值法確定了1粒與2粒種子、2粒與3粒種子的判定閾值分別為277、330。

3）播種機(jī)靜態(tài)試驗(yàn)表明峰值檢測(cè)法誤差較低，對(duì)不同品種小麥具有較高的適應(yīng)性，確定以峰值法為最終檢測(cè)方法，并對(duì)其檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行了修正，修正系數(shù)為7.08%。為一步測(cè)試檢測(cè)系統(tǒng)綜合性能，進(jìn)行了田間試驗(yàn)，結(jié)果表明系統(tǒng)絕對(duì)檢測(cè)誤差范圍為1.12%～5.63%，平均絕對(duì)百分比誤差為3.12%，小麥精少量播種播種量檢測(cè)系統(tǒng)具有較高的檢測(cè)準(zhǔn)確率，能夠滿足不同播種量和作業(yè)速度下檢測(cè)準(zhǔn)確率的要求，且具有較好的抗日光和粉塵干擾性能。

本文傳感器的設(shè)計(jì)和播種量檢測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)也可用于常規(guī)輸種管傳感器設(shè)計(jì)，為小麥精少量播種過(guò)程的播種檢測(cè)、漏播檢測(cè)等提供技術(shù)支撐，并為相關(guān)研究提供借鑒。

[1]劉彩玲，魏丹，都鑫，等. 寬苗帶勾型窩眼輪式小麥精量排種器設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2019，50(1)：75-84.

Liu Cailing, Wei Dan, Du Xin, et al. Design and test of wide seedling strip wheat precision hook-hole type seed-metering device[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2019, 50(1): 75-84.(in Chinese with English abstract)

[2]張麗英，張正斌，徐萍，等. 黃淮小麥農(nóng)藝性狀進(jìn)化及對(duì)產(chǎn)量性狀調(diào)控機(jī)理的分析[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，47(5)：1013-1028.

Zhang Liying, Zhang Zhengbin, Xu Ping, et al. Evolution of agronomic traits of wheat and analysis of the mechanism of agronomic traits controlling the yield traits in the Huang-Huai Plain[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2014, 47(5): 1013-1028.(in Chinese with English abstract)

[3]趙春江. 智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及戰(zhàn)略目標(biāo)研究[J]. 智慧農(nóng)業(yè)，2019，1(1)：1-7.

Zhao Chunjiang. State-of-the-art and recommended developmental strategic objectives of smart agriculture[J]. Smart Agriculture, 2019, 1(1): 1-7. (in Chinese with English abstract)

[4]King A. Technology: The future of agriculture[J]. Nature, 2017, 544(7651): 21-23.

[5]廖慶喜，雷小龍，廖宜濤，等. 油菜精量播種技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2017，48(9)：1-16.

Liao Qingxi, Lei Xiaolong, Liao Yitao, et al. Research progress of precision seeding for rapeseed[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2017, 48(9): 1-16.(in Chinese with English abstract)

[6]中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部. 小麥精少量播種機(jī)作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：NY/T996-2006 [S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版，2006.

[7]程修沛，盧彩云，孟志軍，等. 氣吸型孔組合式小麥精密排種器設(shè)計(jì)與參數(shù)優(yōu)化[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2018，34(24)：1-9.

Cheng Xiupei, Lu Caiyun, Meng Zhijun, et al. Design and parameter optimization on wheat precision seed meter with combination of pneumatic and type hole[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(24): 1-9.(in Chinese with English abstract)

[8]Yu Hongfeng, Ding Yongqian, Fu Xiuqing et al. A solid fertilizer and seed application rate measuring system for a seed-fertilizer drill machine[J]. Computers and Electronics in Agriculture,2019, 162: 836-844.

[9]楊麗，顏丙新，張東興，等. 玉米精密播種技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2016，47(11)：38-48.

Yang Li, Yan Bingxin, Zhang Dongxing, et al. Research progress on precision planting technology of maize[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2016, 47(11): 38-48.(in Chinese with English abstract)

[10]The UniRate? seed sensor works with all seed types regardless of seed size and shape[EB/OL]. [2020-10-24] http://www.dickey-john.com/product/unirate-seed-sensor.

[11]SX-DEF6型播種機(jī)智能報(bào)警器[EB/OL]. [2020-10-24] http://www.xinxingdianzi.cn/cpshow.asp?id=334

[12]播種監(jiān)視系統(tǒng)(BJ8)[EB/OL]. [2020-10-24] https://cn.made-in-china.com/gongying/guozun656-bBgQJoEhqnkD.html

[13]王金武，張曌，王菲，等. 基于壓電沖擊法的水稻穴直播監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2019，50(6)：74-84.

Wang Jinwu, Zhang Zhao, Wang Fei, et al. Design and experiment of monitoring system for rice hill-direct-seeding based on piezoelectric impact method[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2019, 50(6): 74-84. (in Chinese with English abstract)

[14]丁幼春，楊軍強(qiáng)，朱凱，等. 油菜精量排種器種子流傳感裝置設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2017，33(9)：29-36.

Ding Youchun, Yang Junqiang, Zhu Kai, et al. Design and experiment on seed flow sensing device for rapeseed precision metering device[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(9): 29-36.(in Chinese with English abstract)

[15]周利明，張小超，苑嚴(yán)偉. 小麥播種機(jī)電容式排種量傳感器設(shè)計(jì)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2010，26(10)：99-103.

Zhou Liming, Zhang Xiaochao, Yuan Yanwei. Design of capacitance seed rate sensor of wheat planter[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE),2010, 26(10): 99-103. (in Chinese with English abstract)

[16]陳建國(guó)，李彥明，覃程錦，等. 小麥播種量電容法檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2018，34(18)：51-58.

Chen Jianguo, Li Yanming, Qin Chengjin, et al. Design and test of capacitive detection system for wheat seeding quantity[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(18): 51-58. (in Chinese with English abstract)

[17]Rajeev K, Hifjur R.Detection of flow of seeds in the seed delivery tube and choking of boot of a seed drill[J].Computers and Electronics in Agriculture, 2018(153): 266-277.

[18]Anil C, Habib K, Bilal K, et al. Development of an opto-electronic measurement system for planter laboratory tests[J].Measurement, 2017, 102: 90-95.

[19]丁幼春，朱凱，王凱陽(yáng)，等. 薄面激光-硅光電池中小粒徑種子流監(jiān)測(cè)裝置研制[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2019，35(8)：12-20.

Ding Youchun, Zhu Kai, Wang Kaiyang, et al. Development of monitoring device for medium and small size seed flow based on thin surface laser-silicon photocell[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(8): 12-20. (in Chinese with English abstract)

[20]Devin L M, Ajay S, Daniel F, et al.Development of high-speed camera hardware and software package to evaluate real-time electric seed meter accuracy of a variable rate planter[J].Computers and Electronics in Agriculture, 2017, 142: 314-325.

[21]Liu Wei, Hu Jianping, Zhao Xingsheng, et al, Development and experimental analysis of an intelligent sensor for monitoring seed flow rate based on a seed flow reconstruction technique[J]. Computers and Electronics in Agriculture, 2019, 164: 104899.

[22]王在滿，裴娟，何杰，等. 水稻精量穴直播機(jī)播量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研制[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2020，36(10)：9-16.

Wang Zaiman, Pei Juan, He Jie, et al. Development of the sowing rate monitoring system for precision rice hill-drop drilling machine[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(10): 9-16. (in Chinese with English abstract)

[23]Zheng Y N, Liu Q. Review of techniques for the mass flow rate measurement of pneumatically conveyed solids[J].Measurement, 2011, 44(6): 589-604.

[24]姜萌，劉彩玲，魏丹，等. 小麥寬苗帶精量播種施肥機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2019，50(11)：53-62.

Jiang Meng, Liu Cailing, Wei Dan, et al. Design and test of wide seedling strip wheat precision planter[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2019, 50(11): 53-62.(in Chinese with English abstract)

[25]ADS1256模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)手冊(cè)[EB/OL]. [2020-10-24] https://www.ti.com.cn/zh-cn/data- converters/overview.html.

[26]吳一全，張金礦. 二維直方圖劃分最大平均離差閾值分割算法[J]. 自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2010，36(5)：634-643.

Wu Yiquan, Zhang Jinkuang. Image thresholding based on two-dimensional histogram-division and maximum between-cluster error criterion [J] Acta Automatica Simica, 2010, 36(5): 634-643.(in Chinese with English abstract)

Development of seeding rate detection system for precision and small amount sowing of wheat

Jiang Meng, Liu Cailing※, Du Xin, Dai Lei, Huang Rongbiao, Yuan Hao

(1.,,100083; 2.,,,100083,)

Seeding amount determines the distribution density of plants in the field, thereby posing a significant impact on the final yield of crops. Real-time detection of sowing amount is an inevitable trend in precise agriculture. However, the current technology is difficult to rapidly identify overlapping seeds for the total amount of wheat precision seeding. In this study, an accurate detection system with an interpolation sensor was developed to control the seeding amount in a wheat precision planter with a wide seedling strip. Infrared radiation LEDs were used as the sensitive elements, and the 24-bit ADS1256 as the high-precision sampling module. The sampling frequency of the system was determined to be 1×103Hz. The process of seed falling was analyzed, where the seeds were sampled at least three times when the sensor was scanning over the detection areas. The sampling voltage of one seed, two seeds, and three seeds were obtained when the sensor passed through. Two sampling threshold divisions were set using the peak and the mean value, according to the sampling voltage. In the peak, 489 was the threshold value for 1 and 2 seeds while 616 for 2 and 3 seeds. In the mean, 277 was the threshold value for 1 and 2 seeds while 330 for 2 and 3 seeds. A detection system of precision seeding was realized to integrate with the interaction interface of touch screen personal-computer and drive control of a stepper motor. A field experiment of planter under static state was carried out to verify the detection accuracy of the system, the adaptability for different varieties of wheat and seeding frequency, and further to evaluate the two-threshold division. Three types of wheat were selected as the research objects, including Heng-Guan 35, Ji-Mai 22, and Cun-Mai 11. It was found that the peak detection was optimal, due to the low detection error and good adaptability to different wheat varieties. The peak detection was further revised, where the correction coefficient was 7.08%. A field experiment was also carried out to further verify the performance of the detection system under dynamic conditions. It was found that the absolute detection error of the system ranged from 1.12%-5.63%, and the mean absolute error was 3.12%, indicating a high detection accuracy for the high requirements under various sowing rates and operation speeds, as well as a high resistance to sunlight and dust interference. The finding can provide potential technical support for the design of seed tube sensor, and the rapid detection of seeding amount in the process of precision wheat sowing.

agricultural machinery; sensors; wheat; seeding rate detection; field experiment

10.11975/j.issn.1002-6819.2021.05.006

S223.2+5

A

1002-6819(2021)-05-0050-09

姜萌，劉彩玲，都鑫，等. 小麥精少量播種播量檢測(cè)系統(tǒng)研制[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2021，37(5)：50-58.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.05.006 http://www.tcsae.org

Jiang Meng, Liu Cailing, Du Xin, et al. Development of seeding rate detection system for precision and small amount sowing of wheat[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2021, 37(5): 50-58. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.05.006 http://www.tcsae.org

2020-11-12

2021-02-25

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2016YFD020060704）

姜萌，博士生，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)機(jī)械與農(nóng)業(yè)裝備。Email：740083534@qq.com

劉彩玲，博士，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)機(jī)械與農(nóng)業(yè)裝備。Email：cailingliu@163.com

中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)會(huì)員：姜萌（E040000810A）