通过科技创新提升农田深松作业应用管理研究

李明哲，纪素梅

(商丘职业技术学院 机电工程系， 河南 商丘 476000)

0 引言

随着农村劳动力的城市转移，农业生产对农业机械的依赖性越来越强，农民对农业机械田间作业的质量要求也越来越高，如何提高对田间作业的管理水平，这对农机管理部门来说是新的挑战. 针对农业机械的管理，特别是“三夏”“三秋”大忙季节，大量农机具涌入田间作业，农机管理人员的督导和管理不可能面面俱到，农机手能不能按田间作业技术标准操作，完全由机手自身素质决定. 近年来，国家为提高粮食作物单产，提高农民种粮的积极性，鼓励农民使用先进的农机具、先进的耕作技术，并对使用者给予一定的作业补贴. 但在落实作业面积与作业质量时，因工作量庞大，其结果是不尽人意的. 究其原因，主要是农机手素质不一. 有些机手田间作业“偷工减料”，如土壤深松作业时，深松深度小于25 cm，达不到深松效果，致使土壤蓄水保墒能力差，直接影响农作物产量. 所以，在投入农业生产的农机具越来越多的情况下，急需在各种田间作业的农机具上安装一种智能电子控制设备，对作业机械的作业质量、作业数量等情况如实记录，并实施有效控制. 我们研究开发的“深松机械智能控制系统管理器”，有效地解决了对深松作业质量的智能管理.

1 系统组成设计

我们开发的一种智能深松机作业控制器(专利号：ZL201110319902)，由数据管理和功能控制系统组成，如图1所示.

图1 深松机智能控制管理系统组成框图

智能深松作业控制器用于自动检测进行农田作业的深松机械是否达到预设深度，并自动计算出深松机每次作业的面积，对不满足预设深度的作业不进行作业面积计算. 而对于满足预设深度的深松作业面积存入作业面积存储器，并累计出全季合格作业面积，保存到专用U盘中. U盘内数据通过专用读取设备和安装在计算机内的深松数据管理软件提取显示，供农机管理部门审核或统计使用.

数据管理独立系统主要供业务管理部门使用，利用深松数据管理软件完成管理部门所要求的功能.

功能控制独立系统由控制器主机(微处理器)、落铲深度传感器、地轮限深传感器、深松铲限深传感器、动力车速传感器等组成，用于各种作业数据的检测和数据提取、保存. 并对采集到的数据进行处理，实时通过数码显示系统同步显示系统状态情况. 传感器测定模块对深松作业深度、作业距离等技术参数进行技术处理，将各相关参数送给微处理器，使控制器主机能够及时、准确地将当前工作的信息保存到U盘中，确保作业数据安全. 当深松机作业深度没有达到预设深度时，控制器进行声光报警，提示操作手进行处理. 这一技术的应用，较好地解决了当前深松作业质量难以监管，深松作业面积仍需人工丈量的落后现状，不但大大节省了人力资源和经济成本，而且深松作业质量得到了保证，大大提高了深松作业面积统计准确性，对农作物产量的提高起到了积极作用[1].

2 系统核心电路硬件设计

系统硬件以Peripheral Interface Controller单片机PIC16F877为核心，以24LC256作为外部存储器，完成对各种数据的处理、存储和调用，智能深松机械控制器数据读写是与计算机通过串行端口与读卡器相连，进行数据通信[2]80-82. 其电路如图2所示.

图2 功能控制系统单片机组成电路

3 实施与应用

智能深松机械作业控制器运用时，首先进行系统自检，并显示如机手身份、深松铲作业宽度、已完成作业次数、面积总数等基本信息. 功能控制系统主机的作业深度处理模块，检测3个深度控制传感器的信号数据，若其中一个或几个信号数据不能达到要求，欠深指示灯亮，且报警器发出提示音，提醒机手调整机器. 只有当全部信号符合要求时，工作指示灯才亮，表示工作正常. 在此状态下，作业机器进行深松作业，微处理器进行数据处理，显示本次作业序数和本次即时作业面积. 当本次深松作业完成后，微处理器将及时进行作业次数、面积等有关数据汇总运算，并刷新存储，为下一次新的作业数据记录做好准备.

图3 数据管理系统应用程序截图

在计算机上运行“智能深松机读卡器应用程序”，将使用者身份信息、作业动力车技术数据等基本信息写入或读出，供农机管理部门审核或统计使用. 图3为智能深松机读卡器应用程序实际工作机器截图，读卡程序左侧为U盘内的基本信息，右侧为全季作业的详细数据.

通过我们在商丘地区2年多的农田深松垦作实践，农机管理部门利用该装置有效地改变了无法真实掌握农田深松机械实际作业状况的现状，既加强了对作业机手的管理，又提高了土地深松质量，避免了与机手因作业面积和质量产生的纠纷；既保障了国家补贴政策真正惠及深松作业的农机手，又促进了粮食产量和科学种田水平的提高.

4 结 语

随着我国对粮食安全和粮食产量的要求提高，农业机械的投入应用的数量会越来越多，国家对农业机械的补贴投入也会越来越大. 因此，通过现代化的技术手段加强对农业机械作业质量的管理势在必行. 通过这一新技术的应用，充分证明了科技创新与农业机械相结合具有广阔的应用前景.

参考文献：

[1] 李明哲.农业机械田间作业智能管理器: 中国,ZL201110319902.8[P].2013-11-20.

[2] 李贵山. PCI局部总线及其应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，2003.