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基于电容法的齿盘式棉花穴播器播种量传感器设计与试验
被引量：
1
1
作者
周利明
季雨希
+3 位作者
牛康
韩璧蔓
白圣贺
刘阳春
《农业机械学报》
CSCD
北大核心
2024年第S1期177-185,共9页
针对新疆地区广泛应用的齿盘式穴播器无导种管结构,常规光电传感器无法安装的问题,研究一种基于微弱电容信号获取与分析的播种传感器。通过对穴播器内取种过程分析,确定检测位置及极板外尺寸。以提高信号显著性和检测精度为目标,以可靠...
针对新疆地区广泛应用的齿盘式穴播器无导种管结构,常规光电传感器无法安装的问题,研究一种基于微弱电容信号获取与分析的播种传感器。通过对穴播器内取种过程分析,确定检测位置及极板外尺寸。以提高信号显著性和检测精度为目标,以可靠性为边界约束条件,建立三因素三水平响应面试验对电极结构参数寻优,并对传感器敏感单元屏蔽处理,集中场能。经改进后传感器敏感单元厚度0.64 mm,基础电容平均值13.94 pF,电容变化量为0.16 pF,有效提升信号显著性和检测精度。设计了以电容转换芯片AD7745为核心的电容信号采集模块。上位机通过对采集信号自适应阈值正交小波变换滤波,基于二阶导数寻峰获取种子实时播量。试验结果表明:在采样周期11 ms、穴播器转速20~30 r/min条件下,传感器具有较高的检测精度,实际播量和测量播量之间相对误差为-2.604%~1.836%,均小于5%。本文所设计的播种传感器为解决穴播器式播种装备播种检测问题提供了一种有效途径,对提高精量播种技术具有重要意义。
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关键词
棉花
齿盘式穴播器
播种量
传感
器
电容法
滤波寻峰算法
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职称材料
基于CEEMDAN-小波阈值的电容式棉种监测信号降噪方法
2
作者
杨苗
任玲
+2 位作者
王双
李韬
张玉泉
《农业机械学报》
北大核心
2025年第5期71-81,共11页
针对电容式棉花排种监测中产生的信号含噪声导致排种信息不易提取的问题,提出CEEMDAN-小波阈值联合降噪方法。根据棉花排种质量检测原理构造含噪仿真信号,对比经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)、集合经验模态分解(Ensemb...
针对电容式棉花排种监测中产生的信号含噪声导致排种信息不易提取的问题,提出CEEMDAN-小波阈值联合降噪方法。根据棉花排种质量检测原理构造含噪仿真信号,对比经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)、集合经验模态分解(Ensemble empirical mode decomposition,EEMD)和自适应噪声完备集合经验模态分解(Complementary ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)去噪法3种传统方法对正常播种、漏播、重播仿真信号的降噪效果;其次将小波阈值去噪法融入CEEMDAN去噪法,设计相关系数阈值公式,区分大量含噪的本征模态函数(Intrinsic mode function,IMF)分量与含有效信号的IMF分量,去除含噪IMF分量中的噪声且保留更多原始信号的形状特征,漏播、重播信号信噪比(SNR)分别增加4.9509、6.8493 dB,曲线相似度(NCC)分别增加0.0280、0.0549,平滑度(SR)分别减小0.0024、0.0045,改善了单独使用CEEMDAN去噪法对漏播、重播信号降噪效果不优的问题。搭建排种信号采集试验平台对所提方法进行验证,结果表明,该方法具有良好的降噪及信号特征还原能力,降噪后可实现对排种数量监测。
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关键词
电容式棉种监测信号
CEEMDAN去噪
小波阈值去噪
齿盘式穴播器
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职称材料
题名
基于电容法的齿盘式棉花穴播器播种量传感器设计与试验
被引量：
1
1
作者
周利明
季雨希
牛康
韩璧蔓
白圣贺
刘阳春
机构
中国农业机械化科学研究院集团有限公司
农业装备技术全国重点实验室
出处
《农业机械学报》
CSCD
北大核心
2024年第S1期177-185,共9页
基金
国家重点研发计划项目(2022YFD2002400)
兵团财政科技计划项目(2023AB014)
文摘
针对新疆地区广泛应用的齿盘式穴播器无导种管结构,常规光电传感器无法安装的问题,研究一种基于微弱电容信号获取与分析的播种传感器。通过对穴播器内取种过程分析,确定检测位置及极板外尺寸。以提高信号显著性和检测精度为目标,以可靠性为边界约束条件,建立三因素三水平响应面试验对电极结构参数寻优,并对传感器敏感单元屏蔽处理,集中场能。经改进后传感器敏感单元厚度0.64 mm,基础电容平均值13.94 pF,电容变化量为0.16 pF,有效提升信号显著性和检测精度。设计了以电容转换芯片AD7745为核心的电容信号采集模块。上位机通过对采集信号自适应阈值正交小波变换滤波,基于二阶导数寻峰获取种子实时播量。试验结果表明:在采样周期11 ms、穴播器转速20~30 r/min条件下,传感器具有较高的检测精度,实际播量和测量播量之间相对误差为-2.604%~1.836%,均小于5%。本文所设计的播种传感器为解决穴播器式播种装备播种检测问题提供了一种有效途径,对提高精量播种技术具有重要意义。
关键词
棉花
齿盘式穴播器
播种量
传感
器
电容法
滤波寻峰算法
Keywords
cotton
hill-drop planter
seeding quantity
sensors
capacitance method
filtered peak detection algorithm
分类号
S223.2 [农业科学—农业机械化工程]
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职称材料
题名
基于CEEMDAN-小波阈值的电容式棉种监测信号降噪方法
2
作者
杨苗
任玲
王双
李韬
张玉泉
机构
石河子大学机械电气工程学院
农业农村部西北农业装备重点实验室
出处
《农业机械学报》
北大核心
2025年第5期71-81,共11页
基金
国家自然科学基金项目(52165036)
石河子大学高层次人才项目(RCZK2021B17)
石河子大学自主资助校级科研项目(ZZZC202105)。
文摘
针对电容式棉花排种监测中产生的信号含噪声导致排种信息不易提取的问题,提出CEEMDAN-小波阈值联合降噪方法。根据棉花排种质量检测原理构造含噪仿真信号,对比经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)、集合经验模态分解(Ensemble empirical mode decomposition,EEMD)和自适应噪声完备集合经验模态分解(Complementary ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)去噪法3种传统方法对正常播种、漏播、重播仿真信号的降噪效果;其次将小波阈值去噪法融入CEEMDAN去噪法,设计相关系数阈值公式,区分大量含噪的本征模态函数(Intrinsic mode function,IMF)分量与含有效信号的IMF分量,去除含噪IMF分量中的噪声且保留更多原始信号的形状特征,漏播、重播信号信噪比(SNR)分别增加4.9509、6.8493 dB,曲线相似度(NCC)分别增加0.0280、0.0549,平滑度(SR)分别减小0.0024、0.0045,改善了单独使用CEEMDAN去噪法对漏播、重播信号降噪效果不优的问题。搭建排种信号采集试验平台对所提方法进行验证,结果表明,该方法具有良好的降噪及信号特征还原能力,降噪后可实现对排种数量监测。
关键词
电容式棉种监测信号
CEEMDAN去噪
小波阈值去噪
齿盘式穴播器
Keywords
capacitive cotton seed monitoring signal
CEEMDAN denoising
wavelet threshold denoising
toothed plate dibblers
分类号
S24 [农业科学—农业电气化与自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于电容法的齿盘式棉花穴播器播种量传感器设计与试验
周利明
季雨希
牛康
韩璧蔓
白圣贺
刘阳春
《农业机械学报》
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于CEEMDAN-小波阈值的电容式棉种监测信号降噪方法
杨苗
任玲
王双
李韬
张玉泉
《农业机械学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
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