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摘 要：本文主要通过对联合收割机智能测产系统的工作原理进行分析，总结得出GPS的测产应用原理以及联合收割机智能测产系统的结构设计形式，针对系统软件程序框图进行详尽分析的基础上，从而进一步的明确联合收割机智能财产系统的实际工作效用。希望通过本文的探究，能够为相关的人员提供一定的参考和借鉴。
关键词：联合收割机；智能测产系统；工作原理
在目前的农业耕作中，采用的机械设备主要就是联合收割机，该收割机在运用智能测产系统进行农业产量测量的过程中，严格的依据农艺的要求，合理的利用GPS来进行农业测产，从而达到精确农业耕作的目的。目前的联合收割机智能测产系统在实际的应用中，主要就是针对农耕进行精确作业，从而更好的推动我国农业的发展。下面本文就主要针对联合收割机智能测产系统的工作原理进行深入的分析。
1 GPS测产原理
1.1 硬件
一般来说，联合收割机的上部位置通常都会设有产量产量传感器，产量传感器主要是用来对刮板所提供的信息进行收集，从而明确了解到谷物的具体数量。将所收集的信号，经过全桥平衡电路的传送，合理的应用应变感应方式，来对谷物的具体数量信息进行有效的转换，转换成电信号，从而就可以依据谷物冲量的电信号，来恒定传感器的温度以及传送响应的特点。
要想能够使得系统具有较强的供电性，就需要合理的对传感器的电源电流进行控制，一般传感器的电源电流需要控制为24V，而该电源电流通常为直流电。在车载电源的电流通过升压稳压器后，便得到该直流电。该直流电的输出信号电流一般在0-10mA之间，由于电流量大小的不同，使得电流信号的电阻值大小也不尽相同。在不同的电阻影响下，输出的信号电流电压会在0-5V之间。
在产量传感器中，刮板在进行运作的过程中，所能够产生的振动频率一般为15Hz，而每一个刮板在受到电流波的冲击之后，采样的点会被设置为200个，由此就可以得出产量传感器系统在运行频率为3000Hz，根据相关的实验，可以了解到，产量传感器的采样频率一般为2.25kHz。要想能够使得相应的机械引进成本费用得到降低，可以应用国产的一些产量传感器，而这些产量传感器在经过相应的实验研究后，证明精确度都相对较高，能够满足精耕的要求。
在联合收割机的上部位置除了安置了产量传感器之外，还安置了湿度传感器。但是湿度传感器被安置在产量传感器的下部位置上。应用湿度传感器可以对0-100%RH进行测量，而测量的精确度可以达到±2%RH的程度。其在进行信号传输的过程中，可以将信号传输的电流量控制在0-10mA的范围内，根据信号输出的电流量就可以判断得出输入电源的电压量在12-24V的范围内。而信号主要是根据实验所得的数据来进行标定。在湿度传感器中，湿度值的变化相对较小，不会出现较大的变化情况。而在对湿度值进行测量的过程中，进行测量的次数也并不多，只需要在每个10m的距离进行一次测量。而且测量的数值不需要较高的精确度。只需要符合测量标准值即可。
针对湿度传感器进行上述方式的设定，主要就是为了能够使得主控制单元单片机的运作压力降低，同时也可以降低CF卡的运行压力。并能进一步地提高系统的采样频率，提高系统精度。
因为联合收割机智能测产系统中的收割面积等于速度×时间×割幅，所以速度传感器对实验结果非常重要。使用接近开关记数，以达到计量收割面积的目的。但受收割机轮子打滑的影响，精度较低且受地形影响精度不稳；但成本很低。在收割机的驱动主轴上安装了电容式接近开关，利用主轴相对于轮毂的转动读取脉冲次数，并且利用主轴和轮子相对减速比，计算出每一脉冲所对应收割机前进的距离。
同时为防止由于轮子打滑等原因而引起的位移误差，在软件算法上，用GPS解算出收割机的相对位移，而加以校正。这样使用安装接近开关辅以GPS解算校正的方法，实现了国外常用的多普勒雷达的测量精度，并且价格仅是后者的1/50。割台传感器使用限位开关，用以指示收割机是否工作。当割台抬起时，系统不工作。
1.2 软件
在软件算法上，为了保证系统的定位精度，借鉴卡尔曼滤波原理进行最优估计。在处理产量传感器信号时，由于在实际情况下收割机会引起机械振动，而导致测量误差的增大，严重时该噪声会完全淹没谷物冲击传感器产生的输出信号。这样对这两种信号进行谱分析，得到其信号源的数字特征，通过在硬件和软件上的滤波，增强自适应能力，以获得更好的数据精度。
2 系统结构设计
联合收割机智能测产系统中安置了GPS，同时还配备有相应的主控制单元、CF卡以及传感器等。这些元件就构成了一个智能测产系统结构框架。其中，传感器包括湿度传感器以及产量传感器，这两个传感器在进行相关信号收集后，反映出联合收割机运行适宜湿度以及作物冲量。而GPS主要是针对所设置的一些测试点进行精确的经纬度测量，调控整个系统的运行。各个元件所收集的信息，最终都会经过单片机处理之后，存储到CF卡上。因此，可选用CF卡作为系统的海量存储器。
CF卡是由集成的ATA控制器和闪速存储器构成。它以512B为擦除单位。不需要在操作系统下装入新的软件，模拟磁盘功能在集成的ATA控制器上完成。Compact Flash体积小、重量轻，而它抗冲击能力相当强，可以承受2000g的冲击；同时读写速率快，分别为8.0MB/s和4.0MB/s。Compact Flash具有良好的硬件兼容性，可以与PC卡ATA完全兼容，适用于ATA标准的任何计算机，只要将Compac tFlash的PC卡适配器插入Ⅱ类或Ⅲ类槽中即可使用。它也具有良好的软件兼容性，在MS-DOS、Windows95、WindowsNT等环境下，可以当作IDE硬盘直接被使用。
3 系统软件程序框图
单片机（Philips80C552）上电后，系统进行初始化。通过初始化，更新系统默认值--系统的采样模式、传感器/测距方式、割幅宽度。
因为电子盘使用标准的IDE接口，是以扇区为单位读写的，就是最小的读写单位是512B。而PhiliDs80C552的内部RAM只有256B，因此，必须接片外RAM来作为数据缓冲区。当片外RAM的数据达到512B的整数倍时，一次性的写入电子盘。本设计中选用了静态RAMCY62256，这样当RAMCY62256写满32kB，产生标志位，置Flag为“1”，进入电子盘存盘中断服务程序。否则，系统单片机进行A/D转换、I/0读取。
结束语
综上所述，联合收割机智能测产系统在具体的运行过程中，需要借助相关硬件以及软件的支持，才能够保障系统正常的运行。而为保障联合收割机智能测产系统运行的安全性和合理性，就需要对系统结构进行合理的设计，保障系统结构具有较高的运行效率。另外，也要注意对系统软件程序进行合理的设定，保障系统在运行的过程中，能够进一步提升运行的效率。通过本文的研究，可充分的了解到联合收割机智能测产系统的工作原理，从而有效的推动了精耕农业的发展。
参考文献
[1]雷志军.对联合收割机智能测产系统工作原理的思考[J].农民致富之友，2013（15）.
[2]杨草.农机节能四法[J].致富之友，2010（11）.
[3]张波屏.农业机械化论坛——中国特色的精准农业之路[J].农业机械学报，2010（3）.
关键词：联合收割机；智能测产系统；工作原理
在目前的农业耕作中，采用的机械设备主要就是联合收割机，该收割机在运用智能测产系统进行农业产量测量的过程中，严格的依据农艺的要求，合理的利用GPS来进行农业测产，从而达到精确农业耕作的目的。目前的联合收割机智能测产系统在实际的应用中，主要就是针对农耕进行精确作业，从而更好的推动我国农业的发展。下面本文就主要针对联合收割机智能测产系统的工作原理进行深入的分析。
1 GPS测产原理
1.1 硬件
一般来说，联合收割机的上部位置通常都会设有产量产量传感器，产量传感器主要是用来对刮板所提供的信息进行收集，从而明确了解到谷物的具体数量。将所收集的信号，经过全桥平衡电路的传送，合理的应用应变感应方式，来对谷物的具体数量信息进行有效的转换，转换成电信号，从而就可以依据谷物冲量的电信号，来恒定传感器的温度以及传送响应的特点。
要想能够使得系统具有较强的供电性，就需要合理的对传感器的电源电流进行控制，一般传感器的电源电流需要控制为24V，而该电源电流通常为直流电。在车载电源的电流通过升压稳压器后，便得到该直流电。该直流电的输出信号电流一般在0-10mA之间，由于电流量大小的不同，使得电流信号的电阻值大小也不尽相同。在不同的电阻影响下，输出的信号电流电压会在0-5V之间。
在产量传感器中，刮板在进行运作的过程中，所能够产生的振动频率一般为15Hz，而每一个刮板在受到电流波的冲击之后，采样的点会被设置为200个，由此就可以得出产量传感器系统在运行频率为3000Hz，根据相关的实验，可以了解到，产量传感器的采样频率一般为2.25kHz。要想能够使得相应的机械引进成本费用得到降低，可以应用国产的一些产量传感器，而这些产量传感器在经过相应的实验研究后，证明精确度都相对较高，能够满足精耕的要求。
在联合收割机的上部位置除了安置了产量传感器之外，还安置了湿度传感器。但是湿度传感器被安置在产量传感器的下部位置上。应用湿度传感器可以对0-100%RH进行测量，而测量的精确度可以达到±2%RH的程度。其在进行信号传输的过程中，可以将信号传输的电流量控制在0-10mA的范围内，根据信号输出的电流量就可以判断得出输入电源的电压量在12-24V的范围内。而信号主要是根据实验所得的数据来进行标定。在湿度传感器中，湿度值的变化相对较小，不会出现较大的变化情况。而在对湿度值进行测量的过程中，进行测量的次数也并不多，只需要在每个10m的距离进行一次测量。而且测量的数值不需要较高的精确度。只需要符合测量标准值即可。
针对湿度传感器进行上述方式的设定，主要就是为了能够使得主控制单元单片机的运作压力降低，同时也可以降低CF卡的运行压力。并能进一步地提高系统的采样频率，提高系统精度。
因为联合收割机智能测产系统中的收割面积等于速度×时间×割幅，所以速度传感器对实验结果非常重要。使用接近开关记数，以达到计量收割面积的目的。但受收割机轮子打滑的影响，精度较低且受地形影响精度不稳；但成本很低。在收割机的驱动主轴上安装了电容式接近开关，利用主轴相对于轮毂的转动读取脉冲次数，并且利用主轴和轮子相对减速比，计算出每一脉冲所对应收割机前进的距离。
同时为防止由于轮子打滑等原因而引起的位移误差，在软件算法上，用GPS解算出收割机的相对位移，而加以校正。这样使用安装接近开关辅以GPS解算校正的方法，实现了国外常用的多普勒雷达的测量精度，并且价格仅是后者的1/50。割台传感器使用限位开关，用以指示收割机是否工作。当割台抬起时，系统不工作。
1.2 软件
在软件算法上，为了保证系统的定位精度，借鉴卡尔曼滤波原理进行最优估计。在处理产量传感器信号时，由于在实际情况下收割机会引起机械振动，而导致测量误差的增大，严重时该噪声会完全淹没谷物冲击传感器产生的输出信号。这样对这两种信号进行谱分析，得到其信号源的数字特征，通过在硬件和软件上的滤波，增强自适应能力，以获得更好的数据精度。
2 系统结构设计
联合收割机智能测产系统中安置了GPS，同时还配备有相应的主控制单元、CF卡以及传感器等。这些元件就构成了一个智能测产系统结构框架。其中，传感器包括湿度传感器以及产量传感器，这两个传感器在进行相关信号收集后，反映出联合收割机运行适宜湿度以及作物冲量。而GPS主要是针对所设置的一些测试点进行精确的经纬度测量，调控整个系统的运行。各个元件所收集的信息，最终都会经过单片机处理之后，存储到CF卡上。因此，可选用CF卡作为系统的海量存储器。
CF卡是由集成的ATA控制器和闪速存储器构成。它以512B为擦除单位。不需要在操作系统下装入新的软件，模拟磁盘功能在集成的ATA控制器上完成。Compact Flash体积小、重量轻，而它抗冲击能力相当强，可以承受2000g的冲击；同时读写速率快，分别为8.0MB/s和4.0MB/s。Compact Flash具有良好的硬件兼容性，可以与PC卡ATA完全兼容，适用于ATA标准的任何计算机，只要将Compac tFlash的PC卡适配器插入Ⅱ类或Ⅲ类槽中即可使用。它也具有良好的软件兼容性，在MS-DOS、Windows95、WindowsNT等环境下，可以当作IDE硬盘直接被使用。
3 系统软件程序框图
单片机（Philips80C552）上电后，系统进行初始化。通过初始化，更新系统默认值--系统的采样模式、传感器/测距方式、割幅宽度。
因为电子盘使用标准的IDE接口，是以扇区为单位读写的，就是最小的读写单位是512B。而PhiliDs80C552的内部RAM只有256B，因此，必须接片外RAM来作为数据缓冲区。当片外RAM的数据达到512B的整数倍时，一次性的写入电子盘。本设计中选用了静态RAMCY62256，这样当RAMCY62256写满32kB，产生标志位，置Flag为“1”，进入电子盘存盘中断服务程序。否则，系统单片机进行A/D转换、I/0读取。
结束语
综上所述，联合收割机智能测产系统在具体的运行过程中，需要借助相关硬件以及软件的支持，才能够保障系统正常的运行。而为保障联合收割机智能测产系统运行的安全性和合理性，就需要对系统结构进行合理的设计，保障系统结构具有较高的运行效率。另外，也要注意对系统软件程序进行合理的设定，保障系统在运行的过程中，能够进一步提升运行的效率。通过本文的研究，可充分的了解到联合收割机智能测产系统的工作原理，从而有效的推动了精耕农业的发展。
参考文献
[1]雷志军.对联合收割机智能测产系统工作原理的思考[J].农民致富之友，2013（15）.
[2]杨草.农机节能四法[J].致富之友，2010（11）.
[3]张波屏.农业机械化论坛——中国特色的精准农业之路[J].农业机械学报，2010（3）.