椰青作为日常食用水果,营养价值高,主要营养成分包括椰肉及椰汁。为了通过自动化设备获取椰青可食用部分,目前国内外研究学者在椰青切削开孔原型机方面进行了相关研究,基本满足同时采集椰肉和椰汁的功能需求。但是,这类开孔设备仍存在自动化程度低、切削开孔工作安全性低、不适用直接面对消费者使用的场合等问题。因此,本文研究一种椰青开孔机工作状态监控系统,采用食品级不锈钢切刀,在25秒左右安全高效地完成椰青开孔工作,开孔直径60mm,并实现远程监控设备工作状态。本文在开孔原型机结构基础上,采用直流电机驱动切刀旋转,根据木质材料切削力的电功率和轴功率检测法,设计一种椰壳切削力的间接识别方案。该方案通过STM32F103RCT6芯片将开孔过程电机实时转速值和电流值发送至PC端,间接辨识开孔各阶段椰壳切削力的变化规律,为开孔机关键元件选型及系统软硬件参数的配置提供基础。系统由开孔设备终端及远程监控设备两部分组成。开孔设备终端采用STM32F103RCT6处理器,结合工作状态识别单元及切换单元监控椰青开孔过程。处理器以切刀电机电流值为原始数据,对设定时间段的电流值采用绝对差值及微分算法,自动辨识椰青切削开孔进展阶段,间接监测椰青切削开孔过程。处理器通过监测抱紧电机电流值,计算抱紧过程电机输出功累积值,基于电机输出功与椰青抱紧程度呈正相关,间接识别椰青抱紧状态。由终端处理器实时监控开孔过程设备的工作状态信息,及时存储椰青开孔数量和报警信息等。根据设备编号的唯一性,采用GPRS通信技术,在设备空闲状态时将设备工作状态数据准确的发送至监控中心,对设备状态信息进行统一集约式管理。通过监控系统控制,开孔机可以自动、高效、安全地完成椰青切口工作,并将开孔机工作状态数据及时传输至监控中心。经过系统测试,椰青开孔准确率达到98%,抱紧滑动率0.1%。从调优开孔机性能考虑,开孔机的最佳切刀进给速度设定为4mm/s,抱紧电机输出功为250J。