中国作为农业大国,玉米是我国主要的大田农作物之一。本文针对玉米的传统施肥中存在的化肥投放量大和肥料利用率低等问题,按照玉米生产中精准变量施肥的要求,设计了一个双变量玉米施肥量监测系统,通过改变排肥轴有效工作长度和排肥轴转速对施肥量进行精准控制。并针对施肥作业中肥料下落的流量信号进行分析研究,对施肥信号进行两种滤波去噪处理,从中选出最优处理方法,实时监测玉米施肥作业的流量信号,研究内容对提高玉米施肥实时流量监测,保证精准变量施肥具有重要意义。本文主要研究内容如下:（1）以玉米施肥作业中使用的颗粒肥料（磷酸二铵、尿素和氮钾追肥）作为研究对象,对选用的颗粒肥料进行物料特性的测量分析,物料特性主要包括颗粒肥料的三轴尺寸、等效粒径、球形度、真实密度、堆积密度等物理特性和其休止角和刚度系数等力学特性。试验测得磷酸二铵和尿素球形度为89%以上,氮钾追肥球形度为81%;颗粒密度最高为1.531 g/cm,真实密度最高为1.667 g/cm;由休止角的计算公式测得三种颗粒肥中最大的为38.488°;通过对载荷速度和颗粒形变量的分析,得到三种颗粒肥中的刚度系数最大的是磷酸二铵,变化范围在182N/mm-240N/mm之间。（2）分析影响施肥状态的主要因素,确定双变量施肥整体方案,其中包括驱动装置和数据采集装置的选择;设计出双变量施肥系统,对系统中应用到的各个部分电路进行分析说明,包括液压驱动控制模块、计算机控制查询模块、机车作业速度北斗/GPS采集装置、单片MCU控制单元、施肥量采集传感器等,重点分析多普勒效应的原理,研究肥量流量反馈采集传感器的工作过程。（3）对双变量施肥量数据进行采集和信号处理。试验以微波多普勒传感器作为核心检测模块,通过颗粒肥料流量测量的台架试验,使用数据采集仪对排肥管中肥料颗粒下落的速度信号进行采集,监测排肥管内正常排肥时的流量或肥料用尽的状态,并采用小波变换和小波包变换两种方法对采集的含噪信号进行滤波去噪方法处理。通过对比两种方法处理后的波形及信噪比,最终选择使用低频小波分解重构的方法去除噪声。（4）为验证所设计的双变量玉米施肥量监测系统性能,进行室内试验和田间试验。通过室内试验对排肥量进行标定;通过田间试验测试系统各节点之间的通信稳定性。试验结果表明,排肥状态下由微波多普勒传感器模块检测的排肥量与实际排肥量的变化趋势一致,平均误差为7.68%。