基于小区育种的智能化测产系统设计论文.docx

基于社区育种的智能生产计量系统设计 目录 TOC \o 1-2 \h \z \u 摘要 二 1简介 1 1.1研究背景 1 1.2国外发展现状 1 1.3研究目的及意义 3 1.4研究计划的建立与实施 3 2系统机械结构设计 6 2.1机箱外壳设计 6 2.2称量筒的机械设计 7 2.3测湿回收设备 8 2.4湿桶卸料设备 9 2.5生产测试系统总体架构 10 3系统硬件电路设计 12 3.1主控芯片 12 3.2称重计量生产 14 3.3水分测量 16 3.4机械传动电机 17 3.5热敏打印机 19 3.6条码阅读器 21 3.7触摸屏工控机 22 3.8系统电源设计 23 4系统软件设计与调试 25 4.1 ModBus通信协议数据分析 25 4.2触摸屏配置设计 29 4.3打印机控制程序 32 5系统软硬件调试 34 5.1 KEIL软件和ISP下载使用 34 5.2系统整体调试 37 6总结 39 参考文献 40 至 41 附录1打印机控制板示意图及PCB 3D渲染图 42 附录2水分仪称重控制板示意图及PCB 44 3D渲染图 基于社区育种的智能生产计量系统设计 摘要 完成产量测量，然后用便携式谷物水分计测量谷物水分。手动记录产量和水分数据后，汇总并输入记录的信息。电脑存储。 本系统由上位机系统和下位机系统两部分组成。上位机以MCGS触摸屏为核心部件；下位机主要包括STC12单片机、电容式湿度传感器、电阻应变式负载传感器、不干胶热敏打印机和条码阅读器等外围设备。系统通过称重传感器获取种子和谷物的产量信息，利用电容式水分传感器测量种子和谷物的水分含量信息，然后通过Moudbus通信协议将数据输出到上位机，完成条码通过嵌入式集成触摸屏输入，并打印产量信息。该系统最终完成了玉米等十多个粮食品种的水分含量测量，其响应速度和测量精度达到了国际通用测量水平。 关键词：小区测产；MCGS触摸屏；STC12单片机 1 简介 1.1研究背景 在小区育种试验过程中，育种者每年需要记录每个品种的产量、水分、容重、千粒重等信息，以验证杂交种自交系的配合力、品质和适应性。 .面对如此巨大的检测工作量，目前我国大部分养殖小区仍依靠人工方式进行采收和产量检测。使用国内相对便宜的小型脱粒机脱粒后，通过天平称重记录产量，然后使用便携式谷物水分测量。仪器对粮食水分进行测量和记录，然后需要将记录的信息汇总并输入计算机存储，以供后续分析测试结果。育种测产工作面临劳动强度大、测试数据准确性低等诸多问题[1] 。因此，如何在保持其正常的研发、生产、推广和应用的基础上，提高其收获效率，成为养殖者面临的难题。 随着农业的快速发展，社区育种的试验环节显得尤为重要，甚至可以影响规模化农业种植的产业模式。在群落育种中实现智能测产已成为亟待解决的问题。 1.2国外发展现状 早些年，中国的中小型育种单位每年都需要组装大量的种子组合。但由于要测试的数据量巨大，可能由于各种原因无法完成所有的pair，甚至一些看似良率不错的地块也只能选择进行生产测试。面对如此尴尬的局面，育种者只能依靠经验梳理数据，选择优质种子进行进一步论证。现阶段中小型养殖单位可以选择使用相对便宜的设备，对各种粮食信息进行人工复制汇总，但问题依然突出，收割作业效率低，无法适应大量水和产量的测量。只有大型养殖企业每年需要对上万个组合进行多点检测时才会采购大型机械设备，但由于资金问题，只能采购落后的国外机型。国外育种技术和方案的差异导致育种者可能需要花费大量时间对地块进行分类和使用笔记本电脑收集产量和水分信息[2] 。当然，也有带GPS的小区收割机，只需要收割每块地块，就可以记录每块地块的产量、水分、容重等信息。这种社区养殖收割机的应用在国外已经比较普遍。但是，如果要在国内广泛使用，由于价格高、运输不便、操作复杂等诸多问题，可能还需要很长一段时间才能完全实现。拥有国家计划的大型单位通常也无法利用已购买的各种测试系统。 相应地，美国Amike、丹麦Hall等公司设计生产的社区养殖、收获、测产系统均达到或领先于国际先进水平。美国Ameco公司设计生产的细胞种子重量和水分检测系统包括种子产量测量系统、电子秤、湿度传感器、种子产量测量桶、DPA掌上电脑、收获产量测量软件、专用打印机等设备。完成对种子谷物产量、水分和其他信息的高效和自动化测量。奥地利公司Wintersteiger设计生产的小型养殖测产设备不仅配备了条码扫描器，实现了免分拣功能，加快了采收测产速度，还可以测量诸如此类的信息。作为测试重量。与以往的人工收割相比，这些产量测量系统用于小区育种和收割，大大解放了劳动力，减少了收割损