联合收割机脱粒滚筒堵塞故障的频发长期以来影响着联合收割机作业效率的提升。2005年农机故障频率的调查报告表明：联合收割机脱粒滚筒发生堵塞故障的频率占据收割机堵塞故障频率的30%,占作业总故障频率的10%。由此可见脱粒滚筒堵塞故障已经演变为制约联合收割机作业效率提升的主要因素之一。为了降低联合收割机在作业时发生脱粒滚筒堵塞故障的频率,要求滚筒在发生堵塞之前可以发出预警或报警信号,以便指导操作者做出合理的调整。于是迫切需要一种可以实时监测滚筒作业状态的监测系统。本文利用电动式脱粒机对大豆进行田间脱粒实验,研究其脱粒过程中各个参数对滚筒转速的影响规律,并测得该脱粒机在脱粒过程中的滚筒堵塞预警的相关上限值和下限值,为本文设计的监测系统提供理论依据。传统的滚筒堵塞故障监测系统是使用单一参数评判滚筒的作业状态,例如滚筒的转速和扭矩。这种监测系统结构简单,但是其预警的准确度尚且不能令人满意。这主要是因为无论是滚筒转速或是扭矩,在收割作业过程中均需要根据实际情况做一些调整,这时预警系统就有可能发生误报或漏报现象。针对上述原因,本文设计出基于单片机的多参数多级别滚筒堵塞故障监测系统。将脱粒滚筒作业时的多参数进行信息融合后作为滚筒作业状态的第二级评判标准,第一级评判标准是根据滚筒与动力输出轴之间转速的滑差率大小做出决策。这便使得该监测系统的预警规则对收割作业时的实际情况具有高度的适应性,预警的准确度得到了很大的提高。本文设计的监测系统是基于单片机STC89C52和无线收发芯片nRF905的多参数在线监测系统。以相关参数的计算结果来判断滚筒作业状态,即正常、预警、报警三级状态。其基本原理是利用霍尔转速传感器分别监测滚筒转速和动力输出轴转速,将这两路转速信号传递至单片机并计算出两轴之间的滑差率,将计算出的滑差率大小与标准模式库中的数值进行比较。如果滑差率大于设定的数值,监测系统则发出预警或报警信号；如果滑差率大小处于正常范围之内,监测系统则需要进一步提取滚筒转速脉冲周期序列的各个参数(一阶差分、相对速比、差分累积和、二阶差分),将这些参数进行信息融合后,根据其计算结果判断滚筒的作业状态。监测系统分为上位机和下位机,下位机安装于脱粒滚筒内部,上位机安装于驾驶室内。下位机通过无线发送模块将转速信号和预警信号发送至上位机。综上所述,本文设计出基于单片机和无线收发模块的滚筒作业状态监测系统。在驾驶室接收到相关信号后,由机械操作者决定是否需要调整联合收割机的作业参数。该监测系统的预警规则相对于传统单一参数预警规则在准确度方面提高了很多。