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摘 要：精密播种是指按精确的粒数、间距和播深将种子播入土中，具有节省良种、提高作物产量、减轻间苗的劳动强度以及提高生产效率等优越性，越来越受到人们的欢迎。为此，在分析精密播种存在问题的基础上，对精密播种机监控系统的一般原理做了简单说明；详细分析了国内外精播机监控系统的发展现状；指出了国内监控系统存在问题及今后研究发展的趋势，最后总结了精密播种机监控系统的相关启示。
关键字： 农业工程；精密播种机监控系统；综述
0. 引言
随着农业生产的发展.在播种这一环节上，人们逐步认识到用种量大.浪费间苗用工，出苗过多苗期争肥、争水严重等弊端 同时也在不断寻找解决的办法。
20世纪80年代，根据当时的农业生产条件[1]，主要是进行半精量播种（或称精少量播种）。我国北方一些地区采取了既经济又方便的办法，即对传统机械进行改制。如BZ-6型播种机经改制后，下种量由原来的每穴5、6粒种子减少到3±1粒种子，比原来省种近l/3，提高了经济效益和社会效益。半精量播种在农业生产中的一定时期發挥了积极作用。进入90年代，由于机械精量播种技术的逐渐成熟，播种技术实现了质的飞跃，许多部门开始试验推广精密播种技术。1995年以来，由于精密播种机具性能的进一步完善及推广力度的加大，种子品质及处理技术的提高，这项技术被广大农民所接受，推广面积逐年增加。
目前，国内各生产厂家在不断改进精密播种机性能，尽量完善机具结构的基础上，注重提高播种机具的通用性、适应性和可靠性，使之具有良好的工作性能，以提高播种质量，满足农业生产要求。如配备不同排种部件以适应播种不同品种的需要；更换播种机的链轮改变传动比来实现不同株距的需要；单体、双行、多行播种机的出现，满足不同动力的需要；增加注水装置.满足抗旱播种的需要。国内使用的精密播种机大多数是机械式和气力式播种机。由于精播机在播种作业时种子流动过程是全封闭的，因此仅凭人的视听无法直接监视其作业质量。当播种机工作时发生机械故障、种箱排空、导种管堵塞、开沟器被土块堵塞等故障均会导致一行或数行下种管不能够正常播种，造成漏播。尤其是大型宽幅精播机，其作业速度高、播幅宽，一旦发生上述现象则会造成大面积的漏播，必然造成农业生产的严重损失。精密播种机的监测系统是现代精播机的一个重要组成部分，其性能的好坏将影响精密播种质量。研究精密播种机的监控系统对提高生产率、节约社会劳动、推动我国的经济发展有着重要的意义。精播机对不同性能有不同要求，而且其参数覆盖面广。目前国内外都在积极研制与精播机相配套的智能型监控装置，以减少漏播带来的损失。
1. 工作原理
精密播种机监控装置是通过传感器对播种机工作情况进行监视的，并能以不同的方式发出声光报警，告诉操作者故障位置和种类，最大限度地减少损失。精密播种机监控系统按照其工作原理的不同，可分为机械型、机电型和电子型等3种形式[2]。
1.1 机械型
在精密播种机上最早使用的报警器都是机械型的，完全利用机械元件进行工作。例如，法国NODET气吸式播种机[3]上的i一种响铃式排种故障报警器，发生故障时以敲击铃罩的形式不断发出响声，进行报警。由于该系统安装在播种机种箱附近，而机器本身具有很大的噪音，再加上作业环境的噪音，作业者很难及时听见。
1.2 机电型
机电型报警装置通常采用声音报警和指示灯报警两种方式，同时还可以实现其它动作，如探测种箱内的种子数量等。
1.3 电子型
现代精密播种机上一般安装有电子监视装置，这类装置一般由光电传感器、光电处理电路、报警控制和信号显示等装置构成。利用传感器将输种管中种子流动的情况变换成电信号，传送给CPU 进行处理。当出现播种故障时，监视装置进行声光报警。电子型监控装置具有更强的功能。随着新技术的不断涌现，监控装置也在不停地发展。例如，应用数字图像处理技术对排种情况进行监视；采用压电式或声电式传感器将种子下落时的机械碰撞产生的压力或声音转换成电脉冲，对排种情况进行监控等。这些新方法使得监控系统会越来越完善。
2. 国内外研究现状及存在问题
许多精密播种机上广泛采用各种监测装置，以及时发现和排除故障，确保播种质量。国外发达国家在该领域研究和发展比较早，并且得以推广；而我国在近几年才得到了重视和研究。2.1国外研究现状
国外在播种监测方面研究较早。20世纪80年代初，西方国家就已开始将电子技术用于播种机，如电子监视播深控制等。当今，西方发达国家的精密播种机的监控系统是相当先进的。精播机上采用的监测和报警装置大致有三种类型，即机械式报警器，机电信号式报警器和电子仪器式监视装置。前两种根据机械装置中工作部件的不正常状态发出报警，电子仪器式监视装置则主要监视种子流动是否正常。英国斯塔赫S870型精密播种机上采用了电子监视器，其种子箱中采用浮子式种子贮量测量监视器，用转轮式排种器监视器监视排种轮是否转动；澳大利亚AEE有限公司为气力播种机设计了一种监视器，它使用红外线传感器监控每个输种管中种子的排量，当某一输种管停止排种时，监控器立即发出声响信号，同时灯光指示出堵塞的输种管，该监视器还可监测风机转速；最近，日本的Inoti IK研制了电子控制的气力式精密播种机。该系统由电磁阀、数据采集与控制器、排种器组成，由电磁阀控制播种，排种性能通过种子下落间隔 30ms～210ms进行调整[4]。
目前，在欧美国家精密播种也已经达到相当完善的程度，精播机上的监控系统也随之发展起来。如法国NODET气吸式播种机上的一种响铃式排种故障报警器。与机械式报警器相比，机电式报警装置不仅有声音报警，还有指示灯显示，如德国DLG农业中心相继研究出了光电监测系统；又如美国内布拉斯加大学，最近研究出一种快速测量播种机排种间距的光电传感器系统。该系统可以取代人工，快速获得播种机排种间距一致性的数据，且输出的统计指标有排种合格率、重播率、漏播率，也可以用直方图形式表示结果。 2.2国内研究现状
随着国外不同类型精密播种机的相继引进，我国精密播种机的研制工作不断出现新的高潮，新式播种机和相应的监控系统也不断出现。河北农业大学刘淑霞等采用MCS-51单片机实现了精密播种机排种性能监测，对重播、漏播分别进行不同方式的声光报警，可定时计算重播率、漏播率，也可根据需要将这些参数打印下来，并送显示器显示。吉林工业大学马旭等运用计算机图像处理技术，建立了精密排种器性能检测系统。该系统通过对种子动态图像的详细分析，采用图像增强、平滑、锐化及分割等预处理方法，有效地提高了图像质量，提出了根据种子面积和种子间距来检测排种器性能的特征提取方式，确定了检测精密排种器重播、漏播及合格指数的方法，满足了精密排种器性能检测的要求。另外，吉林工业大学胡少兴根据基于计算机视觉的排种器性能检测的特点，提出了基于神经网络的种子位置智能检测方法。值得一提的是，中国农业大学机械工程学院的韩国留学生金衡模等不仅利用光电传感器技术实现了播种过程的排种监测，而且还提出了玉米免耕播种机的漏播补偿设计装置，通過机电结合手段解决漏播问题，并通过补偿装置采取措施实现及时补上种子。综上所述国内采用的主要方法有：裸眼直接观测、人工黄油粘胶带法、高速摄影法、基于微机的检测法、基于虚拟仪器的检测系统和基于图像处理的检测法等。
2.2.1 裸眼直接观测。
在排种器低速工作[5]时，这种方法是最直接、最有效的，大部分设计缺陷都可以发现。但当排种频率达到一定程度时，人眼已经观察不到排种部件的工作情况，就需要借助于其他手段来完成。
2.2.2 人工黄油粘胶带法
该方法是把在种子的同步带上涂抹黄油的方法应用于排种器性能的检测。此法比较直观，能在一定程度上反映种子的着落性能、状态。属人工检测统计法，主要检测工具为匀速运动的传送带、刻度尺、记录本、计算器等。但结果受人为因素影响较大。周期长。浪费种子、污染环境、耗费工时。同时检测排种器性能的黄油粘胶带因运动时产生振动，导致种子弹跳、滚动和滑移等。也会产生误差。
2.2.3 基于微机的检测法
国外早在20世纪80年代中期就开始了微机检测系统的研究。国内从20世纪80年代后期也开始微机检测系统的研究。具有代表性的有：1989年，北京农业工程大学电力电子学院开始将CCD 用于排种器性能的检测，能够满足对精播部分指标的评价。1996年，中国农大测试中心丁至成教授研制了基于单片机的排种均匀度检测仪。1998年，河北农业大学机电系开发完成了一套精密播种机工作性能的微机化检测系统。
2.2.4 基于虚拟仪器的检测系统
该系统主要由硬件平台和软件平台组成。硬件系统主要甫测试对象一精密排种器及实验台、传感器、信号预处理电路、数据采集卡和计算机组成；软件主要南排种信号采集模块、转速测定模块、数据处理和存储模块、报表生成和显示模块组成。研究能够充分地发挥计算机能进行高速数据采集的长处，研制出检测双粒（或多粒）重播情况的精密排种器虚拟器检测系统.使精密排种器检测系统的精度有较大的突破。系统研制了用于排种检测的新型光电传感器，开发了基于虚拟仪器的排种性能检测系统，设计了机械式精密排种器排种性能实验台。虚拟仪器的检测法，仅仅是虚拟仪器技术在播种机检测系统上的初步研究，其中很多问题还没解决。特别是在重播检测上。南于受到传统的播种机微机检测系统的设计思想的影响，其检测精度仍停留在原来的检测系统的基础上.有待于进一步的研究。
2.2.5 基于图像处理的检测法
吉林工业大学马旭等运用计算机图像处理技术，建立了精密排种器性能检测系统。该系统通过对种子动态图像的详细分析，采用网像增强、平滑、僦化及分割等预处理方法。有效地提高了冈像质量，提出了根据种子面积和种子间距来检测排种器性能的特征提取方式，确定了检测精密排种器重播、漏播及合格指数的方法，满足了精密排种器性能检测的要求。另外，吉林工业大学胡少兴根据基于计算机视觉的排种器性能检测的特点，提出了基于神经网络的种子位置智能检测方法。值得一提的是， 中国农业大学机械工程学院的韩国留学生金衡模等不仅利用光电传感器技术实现了播种过程的排种监测。而且还提出了玉米免耕播种机的漏播补偿设计装置。通过机电结合手段解决漏播问题，并通过补偿装置采取措施实现及时补上种子。
总之，现代的监测方法已经达到一定的水平，但目前国内精密播种机的研究也仅在适合国内情况下进行的，大部分的研究是运用价值低廉的单片机系统进行开发。而对精密机电子监视仪的研究也只是对传感器及监视部分研究较多，测量乃至监测系统的研究则较少。在控制重播、漏播方面还没有完善起来。
2.3 存在的问题
裸眼直接观测在排种器高速时工作，但当排种频率达到一定程度时，人眼已经观察不到排种部件的工作情况。因此，需要借助其他手段来完成。人工黄油粘胶带法虽然比较直观，能在一定范围上反映种子的着落情况；但因浪费种子、污染环境、耗费工时，且采集数据有限等缺陷而被淘汰。广泛研究的光电传感器检测方法，虽然优于人工检测，可以采集大量数据，而且操作简单。但实践证明，传感器检测对漏播检测效果良好，而对重播检测准确性差，特别对种子没有严格分级处理，速度快时误差容易产生。从光电检测的原理上分析，实际上也就降低了检测的准确性乃至采集数据的可信性。虚拟仪器的检测法，仅仅是虚拟仪器技术在播种机检测系统上的初步研究，其中很多问题还没解决。特别是在重播检测上，由于受到传统的播种机微机检测系统的设计思想的影响，其检测精度仍停留在原来的检测系统的基础上，还有待于进一步的研究。由于计算机图像技术的应用日益广泛，它也被应用到检测排种器的性能上面，但是由于图像处理的局限性无法做到定量的检测并计算出排种器的具体性能，只能做一些简单的定性判断；且投资大，所应用的一些理论还不成熟[6～11]。 3 精密播种监控系统发展趋势
随着科学技术的发展，机械技术与微电子技术相结合的机电一体化技术将逐渐进入精密播种机的监测装置。基于该技术下的监测系统不但有监测、报警功能，还具有执行动作机构，可以完成不正常播种的纠正。因此，运用机电一体化技术的精密播种机监测系统是将来的主要发展方向[12～14]。
（1）提高监控系统的灵敏度[5]。提高监控系统灵敏度：是监控系统发展的重要一环，也是精播机监控系统发展的第一走向。现在很多的研究利用微型单片机来进行控制监控装置。由单片机根据程序设置的时间，来对监视传感器、转换线路和报警系统进行监控，以至提高报警灵敏度，取得了一定的效果。
（2）自动补偿式监控系统。当司机听到报警后。马上停车检查故障。从报警到停车这段时间不能够正常播种。造成了漏种。当司机排除故障后，便从堵塞的位置开始重新播种.必然造成了漏播和重播情况。如果有自动补偿式监控系统。当监控系统检测到有故障造成不能正常播种时，报警系统瞬时启动，同时启动补偿系统代替出故障的部件，继续播种，直到司机停车检查.避免了漏种现象。因此自动补偿式监控系统的研制，將大大减少漏种造成的损失，同时也将极大提高播种机的工作质量，进一步地提高自动化、智能化水平。
（3）基于计算机视觉系统的监测系统。随着智能化技术不断发展，利用计算机视觉技术进行无接触测量的研究逐渐在国内外展开。运用计算机图像处理技术来实现对精密排种器性能快速、准确地检测。此系统主要由计算机、图像采集卡、摄像机、照明装置等组成。通过软件对图像进行采集、传送、处理、分析和显示得到对排种器检测的结果。采用图像处理技术最大的特点就是可以用机器或计算机代替人的眼睛和大脑，直接得到物体的图像。通过对图像的加工识别和处理。达到对事物的感知和检测。特别是随着图像处理所需的计算机设备的不断发展，高频的CPU和大容量物理内存及图像数字化设备不断更新，采集快速运动、多目标的图像成为现实。
4 结论
随着监控技术的发展，播种机的监控系统也将越来越完善，但其存在的问题也是不容忽视的。因此，提高监控系统性能质量、加快新技术在播种机监控系统中的应用等问题迫切需要解决。其中，提高监控系统灵敏度是监控系统发展的重要一环，也是精播机监控系统的发展方向。同时，采用自动补偿式监控系统，加快自动补偿式监控系统的研制，将大大减少漏种造成的损失，也将极大提高播种机的工作质量，进一步提高系统的自动化和智能化水平。
4.1 科研院所与企业合作，以促进成果转化
几年来，随着国外精密播种机械的引进，我国精密排种器监控系统的研究工作取得了很大的进步，不同形式的监控系统也相继出现，一些气力式播种机监控系统已先后投放市场，但播种精度和制造质量还有待提高。因此，要加强科研院所与农机企业的合作，集科研院所的科技实力和企业的资金优势于一体，从而达到资源优势互补，使科技成果尽快转化为生产力，推动播种机械水平的提高。
4.2 坚持引进与消化、吸收、创新的原则
引进国外先进精密播种机，对其排种器的性能、结构参数等进行研究，吸收先进的技术，制造准确度高的监控系统，为国内精密排种器的研究取得宝贵经验，是缩短与发达国家差距的有效途径。如在20世纪70年代末由中国农机院引进了西德、法国、美国的播种机，经过对其排种器的研究和试验，研制出了2BJ-6 型和2BJ-4型气吹式精密播种机[15]。
4.3 政府要加大扶持力度，增加资金投入
要进行精密排种器监控系统的研究，就要不断进行试制、试验、分析和测试，这就需要大量的资金作保障。而科研院所的资金又十分有限，大量研究会由于资金短缺而停滞，严重影响播种机械的发展，甚至影响农业发展水平的提高。这就需要政府主管部门加大对农业机械科研经费投入的倾斜力度，推动播种机械的技术进步。
参考文献
[1] 洪立华，朱喜才，董振，王奎伟，周会平.浅谈机械精播技术及优势[J].农业机械，2009，（21）.
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[4] M.E.Manchester and G.O. Hamies. Automatic control tractors and field machines.In Robotics and machines in agriculture[J]. ASAE Publication 4-84，1984：120-127.
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[7] 袁月明.基于高速摄像的精密排种器性能检测的研究[D].长春：吉林农业大学，2003.
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[9] 马旭.采用图像处理技术检测精密排种器性能[J].农业机械学报，2001，（4）：34-37.
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[13] 马旭.用图象处理技术检测精密排种器性能[J].农业机械学报，2001，（7）：34～37.
[14] 胡少兴.采用运动图象处理检测排种器填充性能[J].农业工程学报，2000，（9）：56～59.
[15] 刘桂兰.我国气力式播种机的发展[J].农村牧区机械化，1996，（4）：17.
关键字： 农业工程；精密播种机监控系统；综述
0. 引言
随着农业生产的发展.在播种这一环节上，人们逐步认识到用种量大.浪费间苗用工，出苗过多苗期争肥、争水严重等弊端 同时也在不断寻找解决的办法。
20世纪80年代，根据当时的农业生产条件[1]，主要是进行半精量播种（或称精少量播种）。我国北方一些地区采取了既经济又方便的办法，即对传统机械进行改制。如BZ-6型播种机经改制后，下种量由原来的每穴5、6粒种子减少到3±1粒种子，比原来省种近l/3，提高了经济效益和社会效益。半精量播种在农业生产中的一定时期發挥了积极作用。进入90年代，由于机械精量播种技术的逐渐成熟，播种技术实现了质的飞跃，许多部门开始试验推广精密播种技术。1995年以来，由于精密播种机具性能的进一步完善及推广力度的加大，种子品质及处理技术的提高，这项技术被广大农民所接受，推广面积逐年增加。
目前，国内各生产厂家在不断改进精密播种机性能，尽量完善机具结构的基础上，注重提高播种机具的通用性、适应性和可靠性，使之具有良好的工作性能，以提高播种质量，满足农业生产要求。如配备不同排种部件以适应播种不同品种的需要；更换播种机的链轮改变传动比来实现不同株距的需要；单体、双行、多行播种机的出现，满足不同动力的需要；增加注水装置.满足抗旱播种的需要。国内使用的精密播种机大多数是机械式和气力式播种机。由于精播机在播种作业时种子流动过程是全封闭的，因此仅凭人的视听无法直接监视其作业质量。当播种机工作时发生机械故障、种箱排空、导种管堵塞、开沟器被土块堵塞等故障均会导致一行或数行下种管不能够正常播种，造成漏播。尤其是大型宽幅精播机，其作业速度高、播幅宽，一旦发生上述现象则会造成大面积的漏播，必然造成农业生产的严重损失。精密播种机的监测系统是现代精播机的一个重要组成部分，其性能的好坏将影响精密播种质量。研究精密播种机的监控系统对提高生产率、节约社会劳动、推动我国的经济发展有着重要的意义。精播机对不同性能有不同要求，而且其参数覆盖面广。目前国内外都在积极研制与精播机相配套的智能型监控装置，以减少漏播带来的损失。
1. 工作原理
精密播种机监控装置是通过传感器对播种机工作情况进行监视的，并能以不同的方式发出声光报警，告诉操作者故障位置和种类，最大限度地减少损失。精密播种机监控系统按照其工作原理的不同，可分为机械型、机电型和电子型等3种形式[2]。
1.1 机械型
在精密播种机上最早使用的报警器都是机械型的，完全利用机械元件进行工作。例如，法国NODET气吸式播种机[3]上的i一种响铃式排种故障报警器，发生故障时以敲击铃罩的形式不断发出响声，进行报警。由于该系统安装在播种机种箱附近，而机器本身具有很大的噪音，再加上作业环境的噪音，作业者很难及时听见。
1.2 机电型
机电型报警装置通常采用声音报警和指示灯报警两种方式，同时还可以实现其它动作，如探测种箱内的种子数量等。
1.3 电子型
现代精密播种机上一般安装有电子监视装置，这类装置一般由光电传感器、光电处理电路、报警控制和信号显示等装置构成。利用传感器将输种管中种子流动的情况变换成电信号，传送给CPU 进行处理。当出现播种故障时，监视装置进行声光报警。电子型监控装置具有更强的功能。随着新技术的不断涌现，监控装置也在不停地发展。例如，应用数字图像处理技术对排种情况进行监视；采用压电式或声电式传感器将种子下落时的机械碰撞产生的压力或声音转换成电脉冲，对排种情况进行监控等。这些新方法使得监控系统会越来越完善。
2. 国内外研究现状及存在问题
许多精密播种机上广泛采用各种监测装置，以及时发现和排除故障，确保播种质量。国外发达国家在该领域研究和发展比较早，并且得以推广；而我国在近几年才得到了重视和研究。2.1国外研究现状
国外在播种监测方面研究较早。20世纪80年代初，西方国家就已开始将电子技术用于播种机，如电子监视播深控制等。当今，西方发达国家的精密播种机的监控系统是相当先进的。精播机上采用的监测和报警装置大致有三种类型，即机械式报警器，机电信号式报警器和电子仪器式监视装置。前两种根据机械装置中工作部件的不正常状态发出报警，电子仪器式监视装置则主要监视种子流动是否正常。英国斯塔赫S870型精密播种机上采用了电子监视器，其种子箱中采用浮子式种子贮量测量监视器，用转轮式排种器监视器监视排种轮是否转动；澳大利亚AEE有限公司为气力播种机设计了一种监视器，它使用红外线传感器监控每个输种管中种子的排量，当某一输种管停止排种时，监控器立即发出声响信号，同时灯光指示出堵塞的输种管，该监视器还可监测风机转速；最近，日本的Inoti IK研制了电子控制的气力式精密播种机。该系统由电磁阀、数据采集与控制器、排种器组成，由电磁阀控制播种，排种性能通过种子下落间隔 30ms～210ms进行调整[4]。
目前，在欧美国家精密播种也已经达到相当完善的程度，精播机上的监控系统也随之发展起来。如法国NODET气吸式播种机上的一种响铃式排种故障报警器。与机械式报警器相比，机电式报警装置不仅有声音报警，还有指示灯显示，如德国DLG农业中心相继研究出了光电监测系统；又如美国内布拉斯加大学，最近研究出一种快速测量播种机排种间距的光电传感器系统。该系统可以取代人工，快速获得播种机排种间距一致性的数据，且输出的统计指标有排种合格率、重播率、漏播率，也可以用直方图形式表示结果。 2.2国内研究现状
随着国外不同类型精密播种机的相继引进，我国精密播种机的研制工作不断出现新的高潮，新式播种机和相应的监控系统也不断出现。河北农业大学刘淑霞等采用MCS-51单片机实现了精密播种机排种性能监测，对重播、漏播分别进行不同方式的声光报警，可定时计算重播率、漏播率，也可根据需要将这些参数打印下来，并送显示器显示。吉林工业大学马旭等运用计算机图像处理技术，建立了精密排种器性能检测系统。该系统通过对种子动态图像的详细分析，采用图像增强、平滑、锐化及分割等预处理方法，有效地提高了图像质量，提出了根据种子面积和种子间距来检测排种器性能的特征提取方式，确定了检测精密排种器重播、漏播及合格指数的方法，满足了精密排种器性能检测的要求。另外，吉林工业大学胡少兴根据基于计算机视觉的排种器性能检测的特点，提出了基于神经网络的种子位置智能检测方法。值得一提的是，中国农业大学机械工程学院的韩国留学生金衡模等不仅利用光电传感器技术实现了播种过程的排种监测，而且还提出了玉米免耕播种机的漏播补偿设计装置，通過机电结合手段解决漏播问题，并通过补偿装置采取措施实现及时补上种子。综上所述国内采用的主要方法有：裸眼直接观测、人工黄油粘胶带法、高速摄影法、基于微机的检测法、基于虚拟仪器的检测系统和基于图像处理的检测法等。
2.2.1 裸眼直接观测。
在排种器低速工作[5]时，这种方法是最直接、最有效的，大部分设计缺陷都可以发现。但当排种频率达到一定程度时，人眼已经观察不到排种部件的工作情况，就需要借助于其他手段来完成。
2.2.2 人工黄油粘胶带法
该方法是把在种子的同步带上涂抹黄油的方法应用于排种器性能的检测。此法比较直观，能在一定程度上反映种子的着落性能、状态。属人工检测统计法，主要检测工具为匀速运动的传送带、刻度尺、记录本、计算器等。但结果受人为因素影响较大。周期长。浪费种子、污染环境、耗费工时。同时检测排种器性能的黄油粘胶带因运动时产生振动，导致种子弹跳、滚动和滑移等。也会产生误差。
2.2.3 基于微机的检测法
国外早在20世纪80年代中期就开始了微机检测系统的研究。国内从20世纪80年代后期也开始微机检测系统的研究。具有代表性的有：1989年，北京农业工程大学电力电子学院开始将CCD 用于排种器性能的检测，能够满足对精播部分指标的评价。1996年，中国农大测试中心丁至成教授研制了基于单片机的排种均匀度检测仪。1998年，河北农业大学机电系开发完成了一套精密播种机工作性能的微机化检测系统。
2.2.4 基于虚拟仪器的检测系统
该系统主要由硬件平台和软件平台组成。硬件系统主要甫测试对象一精密排种器及实验台、传感器、信号预处理电路、数据采集卡和计算机组成；软件主要南排种信号采集模块、转速测定模块、数据处理和存储模块、报表生成和显示模块组成。研究能够充分地发挥计算机能进行高速数据采集的长处，研制出检测双粒（或多粒）重播情况的精密排种器虚拟器检测系统.使精密排种器检测系统的精度有较大的突破。系统研制了用于排种检测的新型光电传感器，开发了基于虚拟仪器的排种性能检测系统，设计了机械式精密排种器排种性能实验台。虚拟仪器的检测法，仅仅是虚拟仪器技术在播种机检测系统上的初步研究，其中很多问题还没解决。特别是在重播检测上。南于受到传统的播种机微机检测系统的设计思想的影响，其检测精度仍停留在原来的检测系统的基础上.有待于进一步的研究。
2.2.5 基于图像处理的检测法
吉林工业大学马旭等运用计算机图像处理技术，建立了精密排种器性能检测系统。该系统通过对种子动态图像的详细分析，采用网像增强、平滑、僦化及分割等预处理方法。有效地提高了冈像质量，提出了根据种子面积和种子间距来检测排种器性能的特征提取方式，确定了检测精密排种器重播、漏播及合格指数的方法，满足了精密排种器性能检测的要求。另外，吉林工业大学胡少兴根据基于计算机视觉的排种器性能检测的特点，提出了基于神经网络的种子位置智能检测方法。值得一提的是， 中国农业大学机械工程学院的韩国留学生金衡模等不仅利用光电传感器技术实现了播种过程的排种监测。而且还提出了玉米免耕播种机的漏播补偿设计装置。通过机电结合手段解决漏播问题，并通过补偿装置采取措施实现及时补上种子。
总之，现代的监测方法已经达到一定的水平，但目前国内精密播种机的研究也仅在适合国内情况下进行的，大部分的研究是运用价值低廉的单片机系统进行开发。而对精密机电子监视仪的研究也只是对传感器及监视部分研究较多，测量乃至监测系统的研究则较少。在控制重播、漏播方面还没有完善起来。
2.3 存在的问题
裸眼直接观测在排种器高速时工作，但当排种频率达到一定程度时，人眼已经观察不到排种部件的工作情况。因此，需要借助其他手段来完成。人工黄油粘胶带法虽然比较直观，能在一定范围上反映种子的着落情况；但因浪费种子、污染环境、耗费工时，且采集数据有限等缺陷而被淘汰。广泛研究的光电传感器检测方法，虽然优于人工检测，可以采集大量数据，而且操作简单。但实践证明，传感器检测对漏播检测效果良好，而对重播检测准确性差，特别对种子没有严格分级处理，速度快时误差容易产生。从光电检测的原理上分析，实际上也就降低了检测的准确性乃至采集数据的可信性。虚拟仪器的检测法，仅仅是虚拟仪器技术在播种机检测系统上的初步研究，其中很多问题还没解决。特别是在重播检测上，由于受到传统的播种机微机检测系统的设计思想的影响，其检测精度仍停留在原来的检测系统的基础上，还有待于进一步的研究。由于计算机图像技术的应用日益广泛，它也被应用到检测排种器的性能上面，但是由于图像处理的局限性无法做到定量的检测并计算出排种器的具体性能，只能做一些简单的定性判断；且投资大，所应用的一些理论还不成熟[6～11]。 3 精密播种监控系统发展趋势
随着科学技术的发展，机械技术与微电子技术相结合的机电一体化技术将逐渐进入精密播种机的监测装置。基于该技术下的监测系统不但有监测、报警功能，还具有执行动作机构，可以完成不正常播种的纠正。因此，运用机电一体化技术的精密播种机监测系统是将来的主要发展方向[12～14]。
（1）提高监控系统的灵敏度[5]。提高监控系统灵敏度：是监控系统发展的重要一环，也是精播机监控系统发展的第一走向。现在很多的研究利用微型单片机来进行控制监控装置。由单片机根据程序设置的时间，来对监视传感器、转换线路和报警系统进行监控，以至提高报警灵敏度，取得了一定的效果。
（2）自动补偿式监控系统。当司机听到报警后。马上停车检查故障。从报警到停车这段时间不能够正常播种。造成了漏种。当司机排除故障后，便从堵塞的位置开始重新播种.必然造成了漏播和重播情况。如果有自动补偿式监控系统。当监控系统检测到有故障造成不能正常播种时，报警系统瞬时启动，同时启动补偿系统代替出故障的部件，继续播种，直到司机停车检查.避免了漏种现象。因此自动补偿式监控系统的研制，將大大减少漏种造成的损失，同时也将极大提高播种机的工作质量，进一步地提高自动化、智能化水平。
（3）基于计算机视觉系统的监测系统。随着智能化技术不断发展，利用计算机视觉技术进行无接触测量的研究逐渐在国内外展开。运用计算机图像处理技术来实现对精密排种器性能快速、准确地检测。此系统主要由计算机、图像采集卡、摄像机、照明装置等组成。通过软件对图像进行采集、传送、处理、分析和显示得到对排种器检测的结果。采用图像处理技术最大的特点就是可以用机器或计算机代替人的眼睛和大脑，直接得到物体的图像。通过对图像的加工识别和处理。达到对事物的感知和检测。特别是随着图像处理所需的计算机设备的不断发展，高频的CPU和大容量物理内存及图像数字化设备不断更新，采集快速运动、多目标的图像成为现实。
4 结论
随着监控技术的发展，播种机的监控系统也将越来越完善，但其存在的问题也是不容忽视的。因此，提高监控系统性能质量、加快新技术在播种机监控系统中的应用等问题迫切需要解决。其中，提高监控系统灵敏度是监控系统发展的重要一环，也是精播机监控系统的发展方向。同时，采用自动补偿式监控系统，加快自动补偿式监控系统的研制，将大大减少漏种造成的损失，也将极大提高播种机的工作质量，进一步提高系统的自动化和智能化水平。
4.1 科研院所与企业合作，以促进成果转化
几年来，随着国外精密播种机械的引进，我国精密排种器监控系统的研究工作取得了很大的进步，不同形式的监控系统也相继出现，一些气力式播种机监控系统已先后投放市场，但播种精度和制造质量还有待提高。因此，要加强科研院所与农机企业的合作，集科研院所的科技实力和企业的资金优势于一体，从而达到资源优势互补，使科技成果尽快转化为生产力，推动播种机械水平的提高。
4.2 坚持引进与消化、吸收、创新的原则
引进国外先进精密播种机，对其排种器的性能、结构参数等进行研究，吸收先进的技术，制造准确度高的监控系统，为国内精密排种器的研究取得宝贵经验，是缩短与发达国家差距的有效途径。如在20世纪70年代末由中国农机院引进了西德、法国、美国的播种机，经过对其排种器的研究和试验，研制出了2BJ-6 型和2BJ-4型气吹式精密播种机[15]。
4.3 政府要加大扶持力度，增加资金投入
要进行精密排种器监控系统的研究，就要不断进行试制、试验、分析和测试，这就需要大量的资金作保障。而科研院所的资金又十分有限，大量研究会由于资金短缺而停滞，严重影响播种机械的发展，甚至影响农业发展水平的提高。这就需要政府主管部门加大对农业机械科研经费投入的倾斜力度，推动播种机械的技术进步。
参考文献
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