Entwicklung und Laborbewertung eines neuartigen IoT-basierten elektrisch betriebenen Messsystems für hochpräzise Knoblauchpflanzer

Um viele Probleme anzugehen, wie den inkonsistenten und unzuverlässigen Einsaatprozess in traditionellen mechanischen Knoblauchsaatmesssystemen (SMS) sowie das Fehlen der Fähigkeit, die Effektivität der Einsaat zu überwachen, wurde ein hochpräzises elektrisch betriebenes Messsystem (EDMS) speziell für Knoblauchpflanzer entwickelt und geschaffen. Diese Studie lieferte eine Beschreibung der Gesamtstruktur und des Funktionsprinzips sowie eine Analyse des Mechanismus für reibungslosen Transport und Lieferung. Eine Kombination aus einem Infrarotsensor (IR), Arduino Mega Board, Schrittmotor, Geschwindigkeitssensor und einem Wi-Fi-Modul wurde eingesetzt, um das EDMS zu betreiben und die Menge an Knoblauchsamen während des Pflanzprozesses zu überwachen und zu zählen sowie die Qualifizierungsrate (QR) und die Fehlerrate (MR) zu bestimmen. Ein Überwachungssystem für die Pflanzqualität von Knoblauchsamen wurde auf der Grundlage des IoT-Konzepts erstellt. Anschließend wurde die Leistung des EDMS in einem Laborumfeld mit einem Banktest bei sechs Betriebsdrehzahlen von 10, 20, 30, 40, 50 und 60 U/min des EDMS validiert. Die erhaltenen Ergebnisse zeugten von einem Korrelationskoeffizienten zwischen den tatsächlichen und erfassten Knoblauchsamen mittels des Knoblauchsaatüberwachungs- und Zählsystems (GSMCS) von 0,9723. Darüber hinaus erzielte das EDMS eine maximale QR von 96,23 % bei einer Betriebsdrehzahl von 20 U/min, mit einer Standardabweichung und einem Standardfehler von 1,61030 bzw. 0,72015. Das EDMS minimierte zudem die MR auf bis zu 3,77 % bei derselben Betriebsdrehzahl, mit einer Standardabweichung und einem Standardfehler von 1,65325 bzw. 0,73936. Darüber hinaus zeigten die Ergebnisse einen fortschreitenden Anstieg der QR und MQ-Standardfehler, als die Betriebsdrehzahl des EDMS erhöht wurde. Außerdem nahm die Überwachungsgenauigkeit des Sensors allmählich mit einer Erhöhung der Betriebsdrehzahl des EDMS ab. Schließlich führte diese Studie ein neuartiges EDMS für Knoblauchpflanzer ein, das zuvor nicht verwendet wurde. Das entwickelte EDMS und GSMCS sind technische Handbücher für die Entwicklung und den Entwurf von Überwachungssystemen, die in der Lage sind, die Raten der qualifizierenden und fehlenden Knoblauchsaatmessungen präzise zu messen und zu identifizieren.