虛擬儀器技術(shù)在農(nóng)機(jī)測(cè)試中的應(yīng)用嘗試

錢(qián)祥新

摘 要：在我國(guó)近年來(lái)農(nóng)業(yè)技術(shù)不斷發(fā)展的過(guò)程中，農(nóng)技測(cè)試成為了農(nóng)機(jī)生產(chǎn)當(dāng)中的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容。在本文中，將就虛擬儀器技術(shù)在農(nóng)機(jī)測(cè)試中的應(yīng)用進(jìn)行一定的研究。

關(guān)鍵詞：虛擬儀器技術(shù)；農(nóng)機(jī)測(cè)試；應(yīng)用嘗試

農(nóng)機(jī)測(cè)試具有復(fù)雜、動(dòng)態(tài)以及影響因素多的特點(diǎn)，通過(guò)農(nóng)機(jī)領(lǐng)域虛擬儀器技術(shù)的應(yīng)用，則能夠在實(shí)現(xiàn)新型農(nóng)技測(cè)試系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)上更好的滿足農(nóng)機(jī)行業(yè)發(fā)展需求。對(duì)此，即需要能夠做好應(yīng)用重點(diǎn)把握，保障具體應(yīng)用效果。

一、虛擬儀器技術(shù)

對(duì)于虛擬儀器來(lái)說(shuō)，其通過(guò)應(yīng)用程序的應(yīng)用將功能化模塊同計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)合，使用戶(hù)能夠以簡(jiǎn)單圖形界面的方式對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作，即如同對(duì)儀器進(jìn)行自己設(shè)計(jì)與定義一樣，對(duì)被測(cè)試量的判斷、分析以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等目標(biāo)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)?；緲?gòu)成方面，則主要包括有虛擬儀器軟件、硬件結(jié)構(gòu)模塊以及計(jì)算機(jī)。同傳統(tǒng)儀器相似，虛擬儀器在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中的主要模塊為數(shù)據(jù)采集、分析處理以及結(jié)果表達(dá)這幾方面，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，其能夠以更為清晰透明的方式將儀器硬件能力實(shí)現(xiàn)同計(jì)算機(jī)資源的結(jié)合，以此對(duì)儀器設(shè)備的運(yùn)作目標(biāo)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。同傳統(tǒng)儀器相比，其所具有的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：第一，虛擬儀器在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，用戶(hù)可以根據(jù)自身的需求自定義相關(guān)功能。而對(duì)于傳統(tǒng)儀器設(shè)備來(lái)說(shuō)，則無(wú)法由用戶(hù)定義，是廠商之前已經(jīng)定義完成的，整個(gè)系統(tǒng)具有固定、封閉的特點(diǎn)，同其相比，虛擬儀器系統(tǒng)更為靈活、開(kāi)放，且在計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中將獲得進(jìn)一步的發(fā)展；第二，在虛擬儀器當(dāng)中，其能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)備的應(yīng)用集中實(shí)現(xiàn)信號(hào)的顯示、分析以及存儲(chǔ)等一系列處理，在信號(hào)處理方面具有較強(qiáng)的能力表現(xiàn)。因?qū)τ?jì)算機(jī)計(jì)算進(jìn)行了充分的利用，則能夠在對(duì)數(shù)據(jù)在交換、傳輸?shù)确矫嫘阅苓M(jìn)行較好完善的基礎(chǔ)上使系統(tǒng)具有更為簡(jiǎn)單以及靈活的特征；第三，在虛擬儀器應(yīng)用當(dāng)中，軟件在整個(gè)過(guò)程當(dāng)中具有著重要的功能表現(xiàn)，在對(duì)儀器性能進(jìn)行提升、或需要對(duì)新的儀器功能進(jìn)行構(gòu)造時(shí)，用戶(hù)則可以通過(guò)自己對(duì)軟件進(jìn)行改變的方式實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，而不需要對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行重新的購(gòu)買(mǎi)。

二、農(nóng)機(jī)測(cè)試中虛擬儀器技術(shù)的應(yīng)用

1.應(yīng)用價(jià)值

在科學(xué)研究當(dāng)中，測(cè)試技術(shù)具有著重要的地位，通過(guò)其相互之間的配合應(yīng)用不斷推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展。在現(xiàn)今相關(guān)產(chǎn)品的具體設(shè)計(jì)以及制造環(huán)節(jié)當(dāng)中，測(cè)試成為了一項(xiàng)重點(diǎn)的工作內(nèi)容，對(duì)于很多產(chǎn)品生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，測(cè)試系統(tǒng)的成本比重已經(jīng)接近了總成本的70%，也是保障正常工作活動(dòng)開(kāi)展、保障產(chǎn)品性能滿足要求的重要指標(biāo)，也是產(chǎn)品實(shí)用水平以及性能情況的重要保障。在農(nóng)機(jī)產(chǎn)品生產(chǎn)中也是如此，在新機(jī)器生產(chǎn)完成之后，即需要能夠?qū)ζ涓黜?xiàng)的性能指標(biāo)進(jìn)行全面的試驗(yàn)與測(cè)試，以此判定其是否能夠同設(shè)計(jì)要求相符合。在該過(guò)程當(dāng)中，所使用測(cè)試技術(shù)的先進(jìn)性與否將直接對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量與性能產(chǎn)生影響，對(duì)此，在具體工作開(kāi)展當(dāng)中即需要能夠做好新技術(shù)的選擇與應(yīng)用，保障產(chǎn)品性能質(zhì)量。

對(duì)于虛擬儀器技術(shù)來(lái)說(shuō)，其自身靈活、開(kāi)放特征的存在，使其在能夠同計(jì)算機(jī)技術(shù)保持同步發(fā)展，通過(guò)該技術(shù)在測(cè)試方面的應(yīng)用，即能夠在實(shí)現(xiàn)成本降低的基礎(chǔ)上對(duì)用戶(hù)的開(kāi)發(fā)時(shí)間進(jìn)行有效的節(jié)約，也正是這部分特征的存在，使其在現(xiàn)今農(nóng)技測(cè)試工作當(dāng)中得到了較多的應(yīng)用。具體來(lái)說(shuō)，根據(jù)類(lèi)型的不同，可以將農(nóng)機(jī)測(cè)試分為田間以及室內(nèi)兩種測(cè)試類(lèi)型。同田間測(cè)試相比，室內(nèi)測(cè)試方式存在著一定的局限性，這是因?yàn)閷?duì)于室內(nèi)測(cè)試方式來(lái)說(shuō)，其在實(shí)際測(cè)試當(dāng)中對(duì)于部分隨機(jī)影響因素存在著忽略的情況。實(shí)際上，無(wú)論最終以哪一種方式進(jìn)行測(cè)試，都不能夠單一的考慮相關(guān)測(cè)試指標(biāo)。在具體指標(biāo)分析當(dāng)中，也需要能夠做好不同指標(biāo)間交互作用的考慮，在此基礎(chǔ)上做好綜合性的分析工作。對(duì)于農(nóng)機(jī)測(cè)試這項(xiàng)工作來(lái)說(shuō)，其具有著復(fù)雜、因素多以及動(dòng)態(tài)等方面特征，這部分特點(diǎn)的存在，如果以傳統(tǒng)設(shè)備對(duì)其中的單個(gè)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，之后再分析處理相關(guān)數(shù)據(jù)，整個(gè)過(guò)程不僅十分耗時(shí)，且所獲得結(jié)果的精確性也難以保障。通過(guò)虛擬儀器技術(shù)的應(yīng)用，則能夠?qū)υ囼?yàn)對(duì)象不同指標(biāo)在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行測(cè)量分析，在對(duì)具有較高精確程度結(jié)論進(jìn)行獲得的基礎(chǔ)上為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化提供可靠依據(jù)。

2.應(yīng)用進(jìn)展

目前，我國(guó)已經(jīng)有研究人員通過(guò)虛擬儀器平臺(tái)的應(yīng)用對(duì)蘋(píng)果分選以及免耕精密播種機(jī)虛擬儀器檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了開(kāi)發(fā)。在該系統(tǒng)當(dāng)中，使用了計(jì)算機(jī)、圖像采集卡以及數(shù)據(jù)采集板設(shè)備。在系統(tǒng)當(dāng)中，通過(guò)CVI技術(shù)的應(yīng)用對(duì)具有簡(jiǎn)潔、直觀特征的GUI進(jìn)行了建立，使用數(shù)據(jù)采集板模擬量輸出方式的應(yīng)用對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)閉環(huán)控制進(jìn)行建立，使用I/O采集方式得以經(jīng)驗(yàn)對(duì)來(lái)自光電傳感器的脈沖信號(hào)進(jìn)行獲得。在具體應(yīng)用當(dāng)中，系統(tǒng)即能夠?qū)ε_(tái)架實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的項(xiàng)目進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，以此對(duì)各類(lèi)結(jié)果進(jìn)行獲得，包括有合格粒距平均距、種子外型尺寸以及理論調(diào)整粒距等，并對(duì)界面的可視化進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，其也具有DDE的建立，以此實(shí)現(xiàn)測(cè)試結(jié)果對(duì)EXCEL軟件的傳送，以此實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)本報(bào)告的自動(dòng)打印。蘋(píng)果自選系統(tǒng)方面，即能夠在獲得實(shí)時(shí)圖像的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行采集分析，在獲得檢測(cè)結(jié)果之后，對(duì)蘋(píng)果分選電磁閥門(mén)的開(kāi)關(guān)情況進(jìn)行控制，適合應(yīng)用在田間試驗(yàn)項(xiàng)目測(cè)試當(dāng)中。

3.發(fā)展趨勢(shì)

作為一種先進(jìn)的測(cè)試技術(shù)，虛擬儀器技術(shù)能夠應(yīng)用在傳統(tǒng)測(cè)試當(dāng)中復(fù)雜的項(xiàng)目當(dāng)中，更好的實(shí)現(xiàn)其自身優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。如在精密播種機(jī)械當(dāng)中，則可以對(duì)精播機(jī)的其余參數(shù)測(cè)量進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，在以虛擬儀器技術(shù)為基礎(chǔ)的情況下通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)種子運(yùn)動(dòng)軌跡的檢測(cè)與捕捉，以此對(duì)種子的運(yùn)動(dòng)方程以及速度情況進(jìn)行確定，以此為更為合理精播機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與改進(jìn)提供依據(jù)。收獲機(jī)械方面，則能夠應(yīng)用在撥禾輪割刀速度、前進(jìn)速度的檢測(cè)，并做好其相互之間關(guān)系的分析?？偟膩?lái)說(shuō)，虛擬儀器技術(shù)動(dòng)態(tài)處理以及實(shí)時(shí)采集特征的存在，則使其能夠在農(nóng)技檢測(cè)領(lǐng)域當(dāng)中具有廣泛的應(yīng)用范圍以及較好的應(yīng)用前景。

三、 結(jié)語(yǔ)

在上文中，我們對(duì)虛擬儀器技術(shù)在農(nóng)機(jī)測(cè)試中的應(yīng)用進(jìn)行了一定的研究。在具體測(cè)試工作當(dāng)中，需要能夠做好虛擬儀器技術(shù)的應(yīng)用重點(diǎn)把握，獲得更好的測(cè)試效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]王瑞，李耀明，唐忠，李有為，徐立章.聯(lián)合收割機(jī)載荷測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)建與影響因素分析[J].農(nóng)機(jī)化研究.2016（04）.

[2]貌建華，韓光偉，湯志軍，張超凡.玉米秸稈粉碎破茬功耗的田間測(cè)試系統(tǒng)與試驗(yàn)[J].拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸車(chē).2008（05）.

[3]李耀明，葉曉飛，徐立章，龐靖，馬征.聯(lián)合收割機(jī)行走半軸載荷測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)建與性能試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào).2013（06）.