近日，機(jī)械電氣工程學(xué)院胡斌團(tuán)隊(duì)在棉花數(shù)字化、智能化精準(zhǔn)播種方面取得重大進(jìn)展，研究結(jié)果以“An effcient seeding state monitoring system of a pneumatic dibbler based on an interdigital capacitive sensor”，在農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域期刊《Computers and Electronics in Agriculture》上發(fā)表（中國(guó)科學(xué)院1區(qū)，IF=7.7, TOP期刊）。

氣吸式穴播器作為播種機(jī)的重要組成，其性能好壞直接影響其播種質(zhì)量，然而在田間作業(yè)環(huán)境下其無(wú)法完全避免空穴漏播、多粒重播等播種故障，而傳統(tǒng)排種檢測(cè)裝置不適配且易受環(huán)境溫濕度影響。該研究結(jié)合氣吸式穴播器工作及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，研制一種基于叉指型電容傳感器的棉花穴播取種狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)正常單粒播種、重播和漏播的準(zhǔn)確判定，如圖1所示。

圖1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

Fig.1  System structure schematic

該研究以叉指式電容傳感器和微電容采集模塊為核心，展開(kāi)軟件耦合仿真和信號(hào)采集試驗(yàn)研究并對(duì)其分析處理，構(gòu)建溫濕度校正模型、棉種質(zhì)量預(yù)測(cè)模型和取種狀態(tài)判斷模型，從而實(shí)現(xiàn)取種盤(pán)取種狀態(tài)的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。試驗(yàn)結(jié)果表明：該系統(tǒng)能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)棉種質(zhì)量并判定取種盤(pán)所攜棉種狀態(tài)，系統(tǒng)整體監(jiān)測(cè)誤差小于4%，能滿足氣吸式穴播器的工作需求，具有較好的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，對(duì)棉花實(shí)現(xiàn)智能化精準(zhǔn)播種具有重要意義。

本文的通訊作者為機(jī)械電氣工程學(xué)院的胡斌教授和李俊偉教授，第一作者為機(jī)械電氣工程學(xué)院2023級(jí)博士研究生徐洛川。近年來(lái)，該團(tuán)隊(duì)立足于石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備試驗(yàn)平臺(tái)，致力于新疆特色作物的數(shù)字化和智能化精準(zhǔn)播種領(lǐng)域的研究，研究成果發(fā)表在《Computers and Electronics in Agriculture》，《Scientific reports》和《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》等農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域權(quán)威期刊，相關(guān)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和石河子大學(xué)高層次人才科研啟動(dòng)項(xiàng)目的資助。

（通訊員：胡斌 李俊偉 郜建銳 鞏芮君）