CN112529139A - 计数方法、计数器、穴播器、漏播种监控方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种计数方法、计数器、穴播器、漏播种监控方法及系统，其中计数方法为：光电计数器的发射装置发出的信号，经计数区域后由光电计数器的接收装置接收并输出待计数信号；以时间为X轴，以光电计数器的接收装置输出的待计数信号的幅值为Y轴，对待计数信号进行输出波形统计分析，获得每个计数周期的波峰值、波谷值及动态阈值并记录；若波谷值小于动态阈值，记为计数一次，否则不计数；计数器采用所述计数方法进行计数，穴播器采用所述计数器进行播种计数，漏播种监控方法通过计算漏播数，当漏播数达到设定值时进行报警，以达到监控提醒的目的，避免了播种空穴率过高造成的经济损失。
Description
技术领域
本发明属于农机设计技术领域，具体的说，涉及了一种计数方法、计数器、穴播器、漏播种监控方法及系统。
背景技术
我国是农业大国，播种是收获的保证。尤其是在国家实现现代化农业、智慧农业、数字农业的进程中，提倡精良播种，做到一穴一颗。农业机械现代化操作具有播种速度快、面积大、周期短的特点。如果在播种环节出现问题，会给生产带来极大的经济损失。
农业机械中一般采用计数器进行播种计数，通过播种计数可以对播种情况进行监控，能够及时发现漏播等状况而做好应对处理，减少播种的空穴率。现有一般采用反射式光电传感器，通过将红外发光管与光电接收管相邻安放，每当物体通过一次，红外光就被物体反射，光电接收管接收一次，光电接收管的输出电压就发生一次变化，这个变化的电压信号通过放大和处理后，形成计数脉冲，通过译码LED加以显示，便可实现对物体的计数统计。
然而，现有的计数器中间不能有障碍物，且判断有无采用的是固定阈值，用于农业机械的特殊环境时将无法满足监控计数的需求。为了解决上述问题，人们一直再找解决办法。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种计数方法、计数器、穴播器、漏播种监控方法及系统。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
本发明第一方面提供了一种动态阀值计数方法，包括：
光电计数器的发射装置发出的信号，经计数区域后由光电计数器的接收装置接收并输出待计数信号；
以时间为X轴，以光电计数器的接收装置输出的待计数信号的幅值为Y轴，对待计数信号进行输出波形统计分析，获得每个计数周期的波峰值、波谷值及动态阈值并记录；
若波谷值小于动态阈值，记为计数一次，否则不计数；
其中，所述动态阈值为波峰与波谷下降沿之间的幅值，或为波谷与下一个波峰上升沿之间的幅值。
基于上述，若波谷值小于等于动态阈值的0.7，记为计数一次，否则不计数。
基于上述，获得波峰值、波谷值及动态阈值的方法为：对输出的待计数信号进行低通滤波后，取每个计数周期的最大值为波峰值，最小值为波谷值，下降沿或上升沿间的定幅值为动态阈值。
基于上述，获得波峰值、波谷值及动态阈值的方法为：记录并统计待计数信号的幅值；当待计数信号的幅值在连续时间段内维持在高位输出范围内，取连续时间段内的高位输出的平均值为波峰值；当待计数信号的幅值在连续时间段内维持在低位输出范围内，取连续时间段内的低位输出的平均值为波谷值；取上升沿或下降沿的连续时间段内的维持在一定幅值范围内的输出的平均值为动态阈值。
本发明第二方面提供了一种动态阀值计数器，包括光电计数器和数据处理器，所述光电计数器包括发射装置和接收装置；所述动态阀值计数器计数时，执行所述的动态阀值计数方法。
本发明第三方面提供了一种穴播器，包括穴播器本体，还包括所述的动态阀值计数器，所述动态阀值计数器设置在所述穴播器本体的排种口之前，用于穴播器播种计数。
基于上述，所述光电计数器为采用不可见光的光电计数器。
本发明第四方面提供了一种漏播种监控方法，包括以下步骤：
S1：执行所述的动态阀值计数方法判别是否漏种，当动态阀值计数器不计数时，判定漏播一粒种子，从而确定漏播数；
S2：采集穴播器转动圈数；
S3：根据穴播器转动圈数确定穴播器转速和理论播种数，所述理论播种数为不漏种情况下穴播器的播种个数，取理论播种数与漏播数差值为实际播种数；显示穴播器转速、实际播种数以及漏播数，当漏播数达到设定值时进行报警。
本发明第五方面提供了一种漏播种监控系统，包括：
动态阀值计数器播种监测单元，用于执行所述的动态阀值计数方法判别是否漏种；
穴播器转速监测单元，安装于穴播器外部，用于采集穴播器转动圈数；
车载监测显示报警终端，电性连接所述动态阀值计数器播种监测单元和所述穴播器转速监测单元；所述接收穴播器转动圈数，根据穴播器转动圈数确定穴播器转速和理论播种数，所述理论播种数为不漏种情况下穴播器的播种个数；接收动态阀值计数器的计数信号，当动态阀值计数器不计数时，判定漏播一粒种子，从而确定漏播数；
显示穴播器转速、实际播种数以及漏播数，当漏播数达到设定值时进行报警；其中，理论播种数与漏播数的差值为实际播种数。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著进步，具体的说，本发明计数器，当被计数物体通过计数器检测区域时，障碍物的特性会被数据处理器抓取到，将这个特性进行逻辑分析拆解，获得波峰值、波谷值及动态阈值，屏蔽障碍物上无效的信息，分析拆解出被计数物体所在的位置。分析出被计数物体所在位置与无被计数物体时的信号进行比较分析，判断是否有被计数物体通过。虽然障碍物自身的特性各不相同，但障碍物反映出来的特性是规律性的，根据该规律，能够动态调整波峰值、波谷值及动态阈值，避免障碍物对计数的准确性造成的影响。
附图说明
图1是本发明方法中光电计数器的接收装置输出的待计数信号的波形图。
图2是本发明方法中光电计数器的接收装置输出的待计数信号的整形后的波形图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例一种动态阀值计数方法，光电计数器的发射装置发出的信号，经计数区域后由光电计数器的接收装置接收并输出待计数信号；
以时间为X轴，以光电计数器的接收装置输出的待计数信号的幅值为Y轴，对待计数信号进行输出波形统计分析，获得每个计数周期的波峰值、波谷值及动态阈值并记录；
若波谷值小于动态阈值，记为计数一次，否则不计数；
其中，所述动态阈值为波峰与波谷下降沿之间的幅值，或为波谷与下一个波峰上升沿之间的幅值。
优选地，若波谷值小于等于动态阈值的0.7，记为计数一次，否则不计数。
具体的，获得波峰值、波谷值及动态阈值的方法为：对输出的待计数信号进行低通滤波后，取每个计数周期的最大值为波峰值，最小值为波谷值，下降沿或上升沿间的定幅值为动态阈值。
在其它实施例中，获得波峰值、波谷值及动态阈值的方法还可以为：记录并统计待计数信号的幅值；当待计数信号的幅值在连续时间段内维持在高位输出范围内，取连续时间段内的高位输出的平均值为波峰值；当待计数信号的幅值在连续时间段内维持在低位输出范围内，取连续时间段内的低位输出的平均值为波谷值；取上升沿或下降沿的连续时间段内的维持在一定幅值范围内的输出的平均值为动态阈值。
实施例2
本实施例提供一种动态阀值计数器，包括光电计数器和数据处理器，所述光电计数器包括发射装置和接收装置；所述动态阀值计数器计数时，执行实施例1所述的动态阀值计数方法。
特别的，采用滤波方法获得波峰值、波谷值及动态阈值的方案中，动态阀值计数器还包括低通滤波器，所述低通滤波器连接在所述光电计数器的接收装置和数据处理器之间。
实施例3
本实施例一种穴播器，包括穴播器本体，还包括实施例2所述的动态阀值计数器，所述动态阀值计数器设置在所述穴播器本体的排种口之前，用于穴播器播种计数。
对于穴播器本体来说，排种口之前的位置如果有种子，则种子一定能播种出去，因此，计数器计数传送到此处的种子即可计数播种的数量。现有的穴播器均设置有用于传送种子的取种盘，然而由于现有光电计数器的比较阀值是固定的，在取种盘上的凹凸结构的影响下，当取种盘中无种子时也可能判定为有种子，从而计数输出，进而使光电计数器的接收装置无法进行正确的计数输出。
本实施例的穴播器，当取种盘通过计数器检测区域时，取种盘自身的特性会被数据处理器抓取到，将这个特性进行逻辑分析拆解，获得波峰值、波谷值及动态阈值，屏蔽取种盘上无效的信息，分析拆解出种子所在的位置。分析出种子所在位置与无种子时的信号进行比较分析，判断是否有种子通过。虽然取种盘自身的特性各不相同，但取种盘上的凹凸反映出来的特性是规律性的，根据该规律，能够动态调整波峰值、波谷值及动态阈值，避免使用环境恶化对计数的准确性造成的影响。
本实施例的穴播器通过动态捕捉，实时分析取种盘带来的干扰信号，将其屏蔽后获得种子通过信息，从而实现对种子的精确计数。
特别的，为了保证计数的准确性，所述光电计数器为采用不可见光的光电计数器。
实施例4
本实施例提供一种漏播种监控方法，包括以下步骤：
S1：执行所述的动态阀值计数方法判别是否漏种，当动态阀值计数器不计数时，判定漏播一粒种子，从而确定漏播数；
S2：采集穴播器转动圈数；
S3：根据穴播器转动圈数确定穴播器转速和理论播种数，所述理论播种数为不漏种情况下穴播器的播种个数，取理论播种数与漏播数差值为实际播种数；显示穴播器转速、实际播种数以及漏播数，当漏播数达到设定值时进行报警，以达到监控提醒的目的，避免了播种空穴率过高造成的经济损失。
实施例5
本实施例提供一种漏播种监控系统，包括：
动态阀值计数器播种监测单元，用于执行所述的动态阀值计数方法判别是否漏种；
穴播器转速监测单元，安装于穴播器外部，用于采集穴播器转动圈数；
车载监测显示报警终端，电性连接所述动态阀值计数器播种监测单元和所述穴播器转速监测单元；所述接收穴播器转动圈数，根据穴播器转动圈数确定穴播器转速和理论播种数，所述理论播种数为不漏种情况下穴播器的播种个数；接收动态阀值计数器的计数信号，当动态阀值计数器不计数时，判定漏播一粒种子，从而确定漏播数；
显示穴播器转速、实际播种数以及漏播数，当漏播数达到设定值时进行报警；其中，理论播种数与漏播数的差值为实际播种数。
本实施例提供的漏播种监控系统能够达到监控提醒的目的，避免了播种空穴率过高造成的经济损失。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (9)
1.一种动态阀值计数方法，其特征在于，包括：
光电计数器的发射装置发出的信号，经计数区域后由光电计数器的接收装置接收并输出待计数信号；
以时间为X轴，以光电计数器的接收装置输出的待计数信号的幅值为Y轴，对待计数信号进行输出波形统计分析，获得每个计数周期的波峰值、波谷值及动态阈值并记录；
若波谷值小于动态阈值，记为计数一次，否则不计数；
其中，所述动态阈值为波峰与波谷下降沿之间的幅值，或为波谷与下一个波峰上升沿之间的幅值。
2.根据权利要求1所述的动态阀值计数方法，其特征在于：若波谷值小于等于动态阈值的0.7，记为计数一次，否则不计数。
3.根据权利要求1或2所述的动态阀值计数方法，其特征在于，获得波峰值、波谷值及动态阈值的方法为：对输出的待计数信号进行低通滤波后，取每个计数周期的最大值为波峰值，最小值为波谷值，下降沿或上升沿间的定幅值为动态阈值。
4.根据权利要求1或2所述的动态阀值计数方法，其特征在于，获得波峰值、波谷值及动态阈值的方法为：记录并统计待计数信号的幅值；当待计数信号的幅值在连续时间段内维持在高位输出范围内，取连续时间段内的高位输出的平均值为波峰值；当待计数信号的幅值在连续时间段内维持在低位输出范围内，取连续时间段内的低位输出的平均值为波谷值；取上升沿或下降沿的连续时间段内的维持在一定幅值范围内的输出的平均值为动态阈值。
5.一种动态阀值计数器，其特征在于：包括光电计数器和数据处理器，所述光电计数器包括发射装置和接收装置；所述动态阀值计数器计数时，执行权利要求1-4任一项所述的动态阀值计数方法。
6.一种穴播器，包括穴播器本体，其特征在于：还包括权利要求5所述的动态阀值计数器，所述动态阀值计数器设置在所述穴播器本体的排种口之前，用于穴播器播种计数。
7.根据权利要求6所述的穴播器，其特征在于：所述光电计数器为采用不可见光的光电计数器。
8.一种漏播种监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：执行权利要求1-4任一项所述的动态阀值计数方法判别是否漏种，当动态阀值计数器不计数时，判定漏播一粒种子，从而确定漏播数；
S2：采集穴播器转动圈数；
S3：根据穴播器转动圈数确定穴播器转速和理论播种数，所述理论播种数为不漏种情况下穴播器的播种个数，取理论播种数与漏播数差值为实际播种数；显示穴播器转速、实际播种数以及漏播数，当漏播数达到设定值时进行报警。
9.一种漏播种监控系统，其特征在于，包括：
动态阀值计数器播种监测单元，用于执行权利要求1-4任一项所述的动态阀值计数方法判别是否漏种；
穴播器转速监测单元，安装于穴播器外部，用于采集穴播器转动圈数；
车载监测显示报警终端，电性连接所述动态阀值计数器播种监测单元和所述穴播器转速监测单元；所述接收穴播器转动圈数，根据穴播器转动圈数确定穴播器转速和理论播种数，所述理论播种数为不漏种情况下穴播器的播种个数；接收动态阀值计数器的计数信号，当动态阀值计数器不计数时，判定漏播一粒种子，从而确定漏播数；
显示穴播器转速、实际播种数以及漏播数，当漏播数达到设定值时进行报警；其中，理论播种数与漏播数的差值为实际播种数。
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