Design and Construction of Monitoring System for Seed Drills Performance
نام نخستين پديدآور
/هادی کریمی
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: کشاورزی
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۳۹۷
نام توليد کننده
، میرزائی
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۱۲۶ص
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی - الکترونیکی
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
کارشناسی ارشد
نظم درجات
مهندسی مکانیزاسیون کشاورزی گرایش کشاورزی دقیق
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۷/۰۶/۱۹
کسي که مدرک را اعطا کرده
تبریز
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
در فرآیند کاشت بهوسیله خطیکارها، بهدلیل مشکلاتی نظیر خرابیهای مکانیسم توزیع بذر، گرفتگی لولههای بذر، خالی شدن محفظه بذر و غیره عدم کاشت بذرها میتواند بهطور گسترده اتفاق بیافتد .سامانه پایش عملکرد خطیکار با ارائه بازخوردی برخط از وضعیت کاری قسمتهای مختلف خطیکار، بازده عملیات کاشت را تا حد مطلوبی بهبود میدهد .برای طراحی و ساخت سامانه پایش عملکرد خطیکارها در گام نخست، سه نوع حسگر جریان بذر با عنصرهای مقاومتنوری، مادونقرمز و لیزر ساخته و توسط مکانیسم موزع لرزهای با بذر گندم مورد ارزیابی قرار گرفتند .از میان سه حسگر جریان بذر، نوع مادونقرمز با توجه به تشخیص بهتر جریان بذر در لوله سقوط، انتخاب شد .ساختار حسگر جریان بذر مادونقرمز برای نصب در لوله سقوط خطیکارها مورد بازطراحی قرار گرفت .برای یافتن رابطه بین نرخ جریان جرمی و ولتاژ، حسگر بازطراحی شده بهوسیله سکوی شبیهساز موزع غلتکی با سه نوع بذر نخود، گندم و یونجه) بهترتیب نماینده بذرهای درشت، متوسط و ریز (تحت آزمایش قرار گرفت .با استنتاج از دادههای آزمایش، مشخص شد که رابطهیابی کاملا قابل قبولی بین ولتاژ و نرخ جریان هر نوع بذر قابل انجام است .در گام بعد، طراحی و ساخت سامانه پایش عملکرد خطیکارها مبتنی بر حسگرهای جریان بذر توسعه یافته انجام گرفت .در سامانه پیشنهادی حسگرهای جریان بذر در هر کدام از لولههای سقوط کارنده بهطور جداگانه کار گذاشته شدند، بهطوری که میزان جریان بذر، وجود و یا عدم وجود جریان بذر از طریق رابط گرافیکی نمایش داده شود .در این سامانه سرعت پیشروی توسط حسگر اثر هال اندازهگیری و با در نظر گرفتن نرخ جریان جرمی بذر، میزان بذر برحسب واحد سطح محاسبه میشود .درنهایت، پس از برآورد میزان بذر به ازای هر واحد سطح و ثبت موقعیت مکانی توسط حسگر موقعیتیاب، اطلاعات همزمان با نمایش در رابط گرافیکی در کارت حافظه تعبیهشده ثبت میگردد .سامانه پیشنهادی علاوه برپایش عملیات کاشت، سطح بذر و کود موجود در مخزن خطیکار را بهوسیله حسگرهای مسافتسنج التراسونیک بهطور پیوسته تخمین و نمایش میدهد .نتایج آزمون مزرعهای سامانه پایش خطیکار، ضریب تبیین ۸۵ درصدی را بین میانگین دادههای وزنی بهدست آمده از ترازو و دادههای میانگین مربوط به تخمین جریان جرمی بذر توسط سامانه پایش را نتیجه داد .سامانه ساخته شده روی کارنده شرکت سازهکشت کاوه بوکان نصب و راهاندازی گردید و در اراضی کرکج دانشگاه تبریز مورد ارزیابی قرار گرفت .نتایج آزمون مزرعهای نسبت به نتایج آزمایشگاهی حسگر جریان بذر، ضعیفتر به نظر میرسد .این نتیجه ناشی از گرفتگی عناصر نوری حسگر توسط گردوغبار حاصل از ریزش بذرها تشخیص داده شد .این غبار بیشترین تأثیر منفی را بر عملکرد سامانه پایش پیشنهادی داشت .یکی از روشهای ارزیابی عملکرد سامانه پایش عملکرد کارنده ساختهشده، میتواند مقایسه درستی عملکرد آن با بررسی جمعیت رویش گیاهان کشتشده در واحد سطح مزرعه باشد .امکان شناسایی نقطه رویش و شمارش تعداد جمعیت آن در واحد سطح با استفاده از روشهای یادگیری عمیق و شبکههای عصبی کانولوشن (CNN) در طول مدت فرصت کوتاهمدت تحقیقاتی، در گروه پردازش سیگنال دانشگاه آرهوس مورد بررسی قرار گرفت .در این مطالعه یک رویکرد جدید و موفق برای توسعه یک سامانه مکانیابی نقاط رویش ساقه گیاهان غلات طراحیشده است .از آنجاییکه چندین مجموعه داده از مزارع مختلف برای آموزش شبکه استفاده شد، مدل توسعهیافته بهمنظور تشخیص موقعیت گیاه نسبتا تعمیمیافته بود .نتایج نشان داد که مدل میتواند بازخورد قابل قبولی در مورد عملکرد کاشت به تولیدکنندگان و کشاورزان ارائه و مدیریت و کارایی مزرعه را در گامهای بعدی بهبود ببخشد
متن يادداشت
During sowing with seed drills over a field, seedless areas may largely remain due to inevitable problems, such as a malfunction of the seed measuring mechanism, clogging of the seed tubes, emptying of the seed hopper, etc. The seed drill performance monitoring system by providing on-line feedback on the operating status of various parts, could optimally improve the efficiency of sowing. At first step, to develop a seed drill monitoring system, three types of resistance, infrared and laser element seed flow sensors were constructed and compared using a data acquisition platform based on the vibratory mechanism. Among the three seed flow sensors, the infrared type was selected according to the best detection of seed flow. The infrared seed sensor was redesigned to be installed in sowing tubes of seed drills. To establish an equation for mass flow rate estimation, the redesigned sensor was evaluated by a roller seed metering system and three types of seeds including chickpea, wheat and alfalfa (respectively, representative of large, medium and fine seeds). It was found that a completely acceptable equation can be made between the voltage and the flow rate of each type of seed. Afterwards, designing and constructing a seed drill performance monitoring system based on developed seed flow sensors was considered. In the proposed monitoring system, the seed flow sensors were installed separately in each seed tube, so that the amount of seed flow rate, the presence or absence of seed flow in the graphical interface can be displayed. The forward speed is measured with the Hall sensor and, taking into account the mass flow rate of the seed, the sowing rate is calculated according to the seed mass sown per unit area. During operation, the system registers sowing data with the location information provided by the GPS module. The overall information from the sowing performance is then recorded simultaneously on the embedded memory card and displayed in the graphical interface. In addition to sowing operations, the proposed system continuously indicate the seed and fertilizer levels of the hoppers measured by ultrasonic sensors. The developed monitoring system was constructed and installed on a seed drill, equipped with 13 sowing units. With applications of three levels of ground speed and sowing speed during field experiment, the sensing system is assessed under outdoor operating conditions, including planter vibrations, tractor speed variation, and the dust. The field test resulted in a correlation coefficient of 85 percent between the mean of the weighted data obtained from the scale and the mass flow estimates. The outdoor experiments results appeared to be weaker than laboratory evaluation. Regarding the outdoor operating conditions, the obstruction of the optical elements by the dust seems to have the most adverse effect on the performance of the proposed sensing system. A method that can be used to evaluate the performance of a monitoring system is an investigation of its performance with the population emergence rate of plants planted per unit area across a field. The possibility of identifying the emerging points and counting its population per unit area using deep learning methods and fully-convolutional neural network (CNN) was studied during the short-term research opportunity at signal processing group of the Aarhus University. In this study, a novel and successful approach are made in the development of a system for locating cereal plant stem emerging points. Since several datasets were used in different fields for network training, The developed model was relatively generalized to detect plant position. With regard to the obtained results, it was concluded that the developed model can give a reliable clue about the quality of PSEPs distribution and the performance of seed drills in fields
عنوان اصلی به زبان دیگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
Design and Construction of Monitoring System for Seed Drills Performance
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )