基于单片机的玉米播种机漏播检测装置设计与实现

1、基于单片机的玉米播种机漏播检测装置设计与实现

点击链接下载protues仿真设计资料：https://download.csdn.net/download/m0_51061483/92081469

2、系统总体概述

2.1 研究背景与应用意义

玉米作为重要的粮食与饲料作物，其种植过程对播种质量高度敏感。精量播种机在现代农业中广泛应用，其优势在于能够将种子按照设定株距和穴距进行均匀排布，从而提高出苗整齐度、减少种子浪费并提升后期田间管理效率。然而，在实际作业中，由于种子大小不均、排种器磨损、播种管内壁粘附泥土、震动导致种子跳动、管道弯折或异物堵塞等因素，常常会出现"漏播"（某穴无种子）或"堵塞"（连续一段时间完全无种子下落）的情况。

漏播会直接造成空穴，导致群体结构不合理、单位面积有效株数降低，最终影响产量。堵塞则会使漏播面积扩大，并可能造成排种器异常损坏甚至停机。传统人工观察方式效率低、准确性差、无法实时统计和报警，因此需要一种可靠的漏播检测装置，实现对播种过程的在线监测与统计分析。

本设计基于单片机控制，以光电传感器对种子下落进行计数，结合时间窗口判定漏播与堵塞，并统计不同穴粒数（空穴、一穴一粒、一穴两粒、一穴三粒）的总量。同时，为了便于实验验证与调试，本设计额外引入一套"模拟种子下落信号发生器"，由另一块单片机产生随机下落脉冲，用于在室内模拟真实播种过程，不依赖机械播种机即可完成系统测试。

2.2 系统功能概览

本系统由两部分构成：

1）漏播检测计数终端（主单片机）：接收光电传感器输出信号，对种子下落计数，进行时间窗口判定，输出统计结果并给出漏播/堵塞告警。

2）随机模拟种子信号发生器（从单片机）：产生随机脉冲信号模拟种子下落，使主系统在实验室环境下即可测试不同工况。

系统实现的主要功能包括：

1）光电传感器对下落种子进行计数。

2）设定理论下落时间间隔为T，在时间T内若有k粒种子下落，则判定播种一穴为k粒。

3）设定基本时间T=0.5s：

• 在1.5T（0.75s）内没有种子落下，判定为漏播；
• 在3T（1.5s）内没有种子落下，判定为播种管道堵塞。
  4）统计空穴、一穴一粒、一穴两粒、一穴三粒的总量，并可拓展统计"四粒及以上"。
  5）提供模拟下落信号，便于调试：随机产生种子脉冲，包括正常、漏播与堵塞的随机组合。

2.3 系统总体工作流程

系统工作流程可概括如下：

1）主单片机完成初始化（时钟、IO、定时器、外部中断、显示/通信模块等）。

2）光电传感器输出信号接入外部中断或捕获通道，每当检测到"种子遮光"事件，就产生一次有效脉冲，主单片机对其计数。

3）主单片机以T为基本统计窗口：在每个T窗口结束时，将本窗口计数k作为该穴粒数结果，并累加到对应统计项（0粒/1粒/2粒/3粒）。

4）同时维护无种子持续时间计时器：若超过1.5T触发漏播判定；若超过3T触发堵塞判定并报警。

5）模拟信号发生器单片机在需要时输出随机脉冲信号，可直接接入主单片机的传感器输入端，完成室内联调。

3、系统功能设计详解

3.1 光电传感器计数原理

光电传感器常用结构包括对射式与反射式。对射式由发射端与接收端组成，种子经过时遮挡光路，接收端输出电平翻转；反射式则由发射与接收集成，利用反射变化检测物体通过。播种管下端环境粉尘多、光照变化大，通常对射式稳定性更好，抗干扰能力强。

主单片机将光电传感器输出信号作为计数脉冲来源。当种子经过光束时产生一个有效脉冲，单片机即可识别为"1粒种子下落"。为了提高可靠性，需要做如下处理：

1）硬件去抖与整形：避免传感器输出抖动导致多计数。

2）软件抗干扰：设定最小脉冲间隔（例如3~10ms），在该时间内不重复计数。

3）环境适应：可调灵敏度或阈值（若使用模拟输出型传感器则可ADC采样判断）。

3.2 时间窗口T内k粒判定为一穴k粒

播种机在理论上每走过一个穴距（或每完成一次排种动作）就应该下落一穴种子。设定落种时间间隔为T，则每个T周期对应一穴。

系统逻辑如下：

1）设定T=0.5s作为基础窗口。

2）在每个T窗口期间，统计种子脉冲数k。

3）窗口结束时，判定该穴播种粒数为k，并累加统计：

• k=0：空穴+1
• k=1：一穴一粒+1
• k=2：一穴两粒+1
• k=3：一穴三粒+1
• k≥4：可归入"三粒以上"或扩展统计项
  4）窗口计数清零，进入下一个穴周期。

这种方法无需直接读取播种机轮速或位移信息，适合实验室验证和基础实现。在实际田间应用中，T可以根据播种机速度实时调整（例如通过轮速传感器或GPS测速），实现更准确的穴距匹配，这是后续可扩展方向。

3.3 漏播与堵塞判定逻辑

系统要求：

• 若在1.5T内没有种子落下，判定为漏播；
• 若在3T内没有种子落下，判定为管道堵塞。

设计思路：

1）维护一个"无种子计时器"NoSeedTimer，当检测到种子脉冲时立即清零。

2）系统定时（例如每10ms或每1ms）累加NoSeedTimer。

3）当NoSeedTimer ≥ 1.5T（0.75s）且未达到3T时，置漏播报警标志。

4）当NoSeedTimer ≥ 3T（1.5s）时，置堵塞报警标志。

5）当再次检测到种子下落时，报警标志可自动解除或记录一次故障次数。

需要注意：漏播是针对"穴"的概念，即某个穴内k=0属于漏播；而堵塞是连续无种子的更严重情况，通常意味着机械故障或管道完全阻塞。因此报警等级应不同：

• 漏播：提示用户检查排种器或种子供给，可蜂鸣短响或灯慢闪。
• 堵塞：强烈报警，可蜂鸣持续响、灯快闪，提示立即停车排查。

3.4 数据统计与显示逻辑

系统统计项：

1）空穴总量 N0

2）一穴一粒总量 N1

3）一穴两粒总量 N2

4）一穴三粒总量 N3

可选扩展：

• 三粒以上总量 N4plus
• 总穴数 Ntotal = N0 + N1 + N2 + N3 + ...
• 总落种粒数 SeedsTotal = 1N1 + 2N2 + 3*N3 + ...
• 漏播率 = N0 / Ntotal
• 重播率（多粒率）= (N2+N3+...) / Ntotal

数据输出方式可根据需求选择：

1）数码管/LED显示：显示穴数与漏播次数。

2）LCD/OLED显示：可显示更多统计信息与实时状态。

3）串口通信：输出到上位机或记录仪，便于数据分析。

4）无线通信：可扩展LoRa/蓝牙/WiFi，进行远程监控。

4、系统电路设计（模块化详细说明）

4.1 电源模块

4.1.1 功能说明

系统通常安装在播种机上，供电来源可能是拖拉机电瓶（12V/24V）或独立电池。电源模块负责将输入电压稳定转换为单片机系统所需的5V或3.3V，并保证抗干扰、耐压与过流保护。

4.1.2 设计要点

1）输入保护：

• 保险丝或自恢复保险丝防止短路
• TVS二极管抑制瞬态浪涌（拖拉机电气系统干扰较大）
• 反接保护（串联二极管或MOS反接保护）
  2）DC-DC降压：
• 12V转5V可使用开关降压芯片，效率高、发热小
• 5V转3.3V可用LDO或小型DC-DC
  3）滤波与隔离：
• 输入端电解电容+陶瓷电容滤波
• 关键模块附近加0.1uF去耦电容
  4）电源监测（可选）：
• ADC采样电源电压，低电压时提示或进入保护状态

4.2 主单片机控制核心模块（计数与判定）

4.2.1 功能说明

主单片机负责接收光电传感器脉冲，对种子计数、漏播判定、堵塞判定与统计输出。

4.2.2 关键外设资源

1）外部中断/定时器输入捕获：用于高精度计数脉冲。

2）定时器：提供系统节拍（1ms/10ms/100ms），用于T窗口计时和无种子计时。

3）GPIO：控制LED、蜂鸣器、显示器等。

4）UART：串口输出调试信息或与上位机通信。

4.2.3 抗干扰设计要点

1）传感器输入端加入RC滤波或施密特触发器，提高信号边沿质量。

2）PCB布局中传感器信号线尽量短，远离电源与大电流走线。

3）软件中加入最小脉冲间隔判定，过滤抖动。

4.3 光电传感器接口模块

4.3.1 功能说明

光电传感器安装在排种管下端，用于检测种子经过情况。其输出通常为NPN开集电极、PNP、TTL电平或继电器输出。

4.3.2 接口设计要点

1）若为NPN开集电极：需上拉电阻到MCU电源，输出接入外部中断。

2）若为PNP输出：注意输入电平与MCU兼容性，可通过分压或光耦隔离。

3）信号整形：可加入施密特触发器（如74HC14）增强抗干扰。

4）隔离设计（可选）：若电磁环境恶劣，可用光耦隔离传感器信号与MCU，降低共地干扰风险。

4.4 报警与指示模块

4.4.1 LED指示灯

用于显示系统工作状态与报警状态：

1）绿灯：系统正常工作

2）黄灯：检测到漏播（或漏播累计超过阈值）

3）红灯：堵塞报警

LED驱动方式：GPIO直接驱动（串联限流电阻）或三极管驱动（高亮LED）。

4.4.2 蜂鸣器

蜂鸣器可用无源或有源：

1）有源蜂鸣器：GPIO控制开关即可。

2）无源蜂鸣器：使用PWM输出不同频率，实现不同报警音。

报警策略示例：

• 漏播：蜂鸣短响（间隔1秒）
• 堵塞：蜂鸣连续响或高频闪烁提示

4.5 显示与通信模块（可选但推荐）

4.5.1 显示模块

可选择：

1）1602字符LCD：显示统计量与当前状态。

2）0.96寸OLED：显示更丰富信息。

3）数码管：仅显示关键数字（如空穴数、总穴数）。

4.5.2 通信模块

串口输出可用于：

1）实时打印k值、T窗口统计结果。

2）记录漏播、堵塞事件发生时刻。

3）连接上位机进行数据保存。

4.6 随机模拟种子信号发生器模块（第二单片机）

4.6.1 功能说明

第二单片机产生随机脉冲信号，模拟真实种子下落过程。其输出接入主单片机的传感器输入端，使系统无需真实播种机即可测试。

4.6.2 设计要点

1）输出脉冲宽度要足够（如5~20ms），保证主单片机能够稳定捕获。

2）输出电平与主单片机兼容（3.3V/5V）。

3）随机策略应覆盖：

• 正常落种（每T窗口1粒或2粒）
• 漏播（超过1.5T无脉冲）
• 堵塞（超过3T无脉冲）
  4）可通过按键切换模拟模式（正常/漏播/堵塞/混合随机）。

5、系统程序设计（模块化详细说明）

5.1 软件总体架构

主系统采用"中断计数 + 定时窗口统计 + 状态判定"的结构：

1）外部中断负责捕获每粒种子对应的脉冲并计数。

2）定时器负责产生系统节拍（1ms或10ms），用于T窗口计时与无种子计时。

3）主循环或周期任务在每个T窗口结束时生成统计结果并更新显示/报警状态。

软件模块划分如下：

1）系统初始化模块

2）光电传感器计数中断模块

3）时间管理模块（T窗口与NoSeedTimer）

4）穴粒数判定与统计模块

5）漏播/堵塞判定模块

6）报警与显示模块

7）串口调试输出模块

8）模拟信号发生器程序模块（第二单片机）

5.2 系统初始化模块

负责初始化以下内容：

1）时钟配置

2）GPIO输入输出配置

3）外部中断配置（光电传感器输入）

4）定时器配置（1ms/10ms节拍）

5）显示模块初始化（若使用）

6）串口初始化（调试输出）

初始化完成后，计数器清零，统计量清零，并点亮绿灯进入正常监测状态。

5.3 光电传感器计数中断模块

当检测到光电传感器有效边沿（上升沿或下降沿）时进入中断服务程序：

1）判断与上次脉冲的时间间隔是否大于最小间隔MIN_PULSE_GAP，防止抖动多计。

2）若有效，则当前T窗口计数SeedCount++。

3）清零无种子计时NoSeedTimer。

5.4 时间管理模块（T窗口与NoSeedTimer）

系统设定T=0.5s，即500ms：

1）WindowTimer累加，达到500ms则触发一次窗口结束事件。

2）NoSeedTimer持续累加，用于漏播和堵塞判定。

3）1.5T=750ms，3T=1500ms，分别为漏播和堵塞阈值。

5.5 穴粒数判定与统计模块

每个T窗口结束时：

1）读取SeedCount作为当前穴粒数k。

2）根据k更新统计：N0/N1/N2/N3。

3）若k>3可计入N3或扩展统计项。

4）总穴数Ntotal++。

5）清零SeedCount，进入下一个窗口。

5.6 漏播/堵塞判定模块

在周期任务中持续判断：

1）若NoSeedTimer ≥ 750ms且 <1500ms：漏播标志置位。

2）若NoSeedTimer ≥ 1500ms：堵塞标志置位。

3）当检测到脉冲时清零NoSeedTimer并清除报警。

4）漏播与堵塞事件可记录次数用于统计。

5.7 报警与显示模块

根据报警状态控制LED和蜂鸣器：

1）正常：绿灯常亮

2）漏播：黄灯闪烁，蜂鸣短响

3）堵塞：红灯快闪，蜂鸣持续响

显示模块可实时显示：

• 当前窗口k值
• N0/N1/N2/N3统计总量
• 漏播次数与堵塞次数

5.8 串口调试输出模块

在开发调试阶段，通过串口打印：

1）每个窗口的k值

2）漏播/堵塞事件发生时刻

3）累计统计结果

这样可快速验证算法是否符合需求。

6、参考程序示例（主单片机 + 随机模拟信号单片机）

6.1 主单片机程序示例（漏播检测与统计）

/************************************************************
 * 玉米播种机漏播检测装置（主单片机示例程序）
 * 功能：
 * 1) 光电传感器脉冲计数（外部中断）
 * 2) T=0.5s窗口统计：k粒 => 一穴k粒
 * 3) 1.5T无脉冲 => 漏播；3T无脉冲 => 堵塞
 * 4) 统计空穴、一穴一粒、一穴两粒、一穴三粒总量
 ************************************************************/

#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>

/*==================== 参数定义 ====================*/
#define T_MS            500     // 基本时间窗口T=0.5s
#define T_1P5_MS        750     // 1.5T=0.75s
#define T_3_MS          1500    // 3T=1.5s

#define MIN_PULSE_GAP_MS  5     // 最小脉冲间隔，用于去抖/防多计

/*==================== 全局变量 ====================*/
volatile uint16_t g_seedCount = 0;         // 当前窗口计数
volatile uint32_t g_lastPulseTimeMs = 0;   // 上次脉冲时间戳

volatile uint32_t g_windowTimerMs = 0;     // 窗口计时
volatile uint32_t g_noSeedTimerMs = 0;     // 无种子计时

uint32_t g_N0 = 0; // 空穴
uint32_t g_N1 = 0; // 一穴一粒
uint32_t g_N2 = 0; // 一穴两粒
uint32_t g_N3 = 0; // 一穴三粒
uint32_t g_totalHoles = 0;

bool g_alarmMiss = false;     // 漏播报警
bool g_alarmBlock = false;    // 堵塞报警

/*==================== 硬件抽象接口（需移植实现） ====================*/
uint32_t HW_GetSysTimeMs(void);

void HW_LED_Green(bool on);
void HW_LED_Yellow(bool on);
void HW_LED_Red(bool on);

void HW_Buzzer_On(bool on);
void HW_Buzzer_BeepShort(void); // 可实现短鸣一次

void HW_UART_Printf(const char *fmt, ...);

/*==================== 光电传感器中断：检测到种子通过 ====================*/
void EXTI_SeedSensor_IRQHandler(void) {
    uint32_t now = HW_GetSysTimeMs();
    if ((now - g_lastPulseTimeMs) >= MIN_PULSE_GAP_MS) {
        g_seedCount++;
        g_lastPulseTimeMs = now;

        /* 有种子下落，清除无种子计时与报警 */
        g_noSeedTimerMs = 0;
        g_alarmMiss = false;
        g_alarmBlock = false;
    }

    /* 清中断标志（由具体芯片实现） */
}

/*==================== 每1ms定时器中断（系统节拍） ====================*/
void TIM_1ms_IRQHandler(void) {
    g_windowTimerMs++;
    g_noSeedTimerMs++;
}

/*==================== 统计窗口处理：每T_ms执行一次 ====================*/
static void Process_WindowResult(void) {
    uint16_t k = g_seedCount;
    g_seedCount = 0;

    g_totalHoles++;

    if (k == 0) g_N0++;
    else if (k == 1) g_N1++;
    else if (k == 2) g_N2++;
    else g_N3++; // k>=3 统一计入三粒（可扩展更多分类）

    HW_UART_Printf("Hole=%lu, k=%u, N0=%lu, N1=%lu, N2=%lu, N3=%lu\r\n",
                   g_totalHoles, k, g_N0, g_N1, g_N2, g_N3);
}

/*==================== 报警判定与输出 ====================*/
static void Alarm_Update(void) {
    if (g_noSeedTimerMs >= T_3_MS) {
        g_alarmBlock = true;
        g_alarmMiss = false;
    } else if (g_noSeedTimerMs >= T_1P5_MS) {
        g_alarmMiss = true;
        g_alarmBlock = false;
    } else {
        g_alarmMiss = false;
        g_alarmBlock = false;
    }

    if (g_alarmBlock) {
        HW_LED_Red(true);
        HW_LED_Yellow(false);
        HW_LED_Green(false);
        HW_Buzzer_On(true);
    } else if (g_alarmMiss) {
        HW_LED_Red(false);
        HW_LED_Yellow(true);
        HW_LED_Green(false);
        HW_Buzzer_BeepShort();
    } else {
        HW_LED_Red(false);
        HW_LED_Yellow(false);
        HW_LED_Green(true);
        HW_Buzzer_On(false);
    }
}

/*==================== 主循环 ====================*/
int main(void) {
    /* 初始化硬件（略） */
    HW_LED_Green(true);

    while (1) {
        /* 每T_MS统计一次穴粒数 */
        if (g_windowTimerMs >= T_MS) {
            g_windowTimerMs -= T_MS;
            Process_WindowResult();
        }

        /* 更新报警 */
        Alarm_Update();

        /* 可加入显示刷新、低功耗等 */
    }
    return 0;
}

6.2 模拟种子下落随机信号发生器（第二单片机示例程序）

该单片机用于产生随机脉冲，模拟种子下落。输出端连接主单片机的传感器输入端。策略示例：

1）正常模式：平均每T=0.5s输出1~2个脉冲。

2）漏播模式：随机出现超过0.75s无脉冲。

3）堵塞模式：随机出现超过1.5s无脉冲。

4）混合模式：随机切换上述状态。

/************************************************************
 * 随机模拟种子下落信号发生器（从单片机示例程序）
 * 输出：在GPIO上输出脉冲（模拟光电传感器）
 ************************************************************/

#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>

/*==================== 参数 ====================*/
#define T_MS            500
#define PULSE_WIDTH_MS  10

/*==================== 硬件接口（需移植实现） ====================*/
void HW_OutPin_Set(bool high);
void HW_DelayMs(uint32_t ms);
uint32_t HW_Rand(void); // 简单伪随机数
bool HW_Button_ModePressed(void); // 切换模拟模式

typedef enum {
    SIM_NORMAL = 0,
    SIM_MISS,
    SIM_BLOCK,
    SIM_MIX
} SimMode;

static SimMode g_mode = SIM_MIX;

/*==================== 输出一个脉冲 ====================*/
static void OutputPulse(void) {
    HW_OutPin_Set(true);
    HW_DelayMs(PULSE_WIDTH_MS);
    HW_OutPin_Set(false);
}

/*==================== 正常模式：每T输出1~2粒 ====================*/
static void Sim_Normal(void) {
    uint32_t r = HW_Rand() % 100;
    if (r < 70) {
        /* 70%概率：1粒 */
        OutputPulse();
    } else {
        /* 30%概率：2粒，间隔50ms */
        OutputPulse();
        HW_DelayMs(50);
        OutputPulse();
    }
    HW_DelayMs(T_MS);
}

/*==================== 漏播模式：制造>1.5T无脉冲间隔 ====================*/
static void Sim_Miss(void) {
    uint32_t r = HW_Rand() % 100;
    if (r < 60) {
        /* 60%正常落种 */
        OutputPulse();
        HW_DelayMs(T_MS);
    } else {
        /* 40%制造漏播：延时>=0.8s */
        HW_DelayMs(800);
    }
}

/*==================== 堵塞模式：制造>3T无脉冲间隔 ====================*/
static void Sim_Block(void) {
    uint32_t r = HW_Rand() % 100;
    if (r < 70) {
        OutputPulse();
        HW_DelayMs(T_MS);
    } else {
        /* 30%概率模拟堵塞：延时>=1.6s */
        HW_DelayMs(1600);
    }
}

/*==================== 混合模式：随机切换 ====================*/
static void Sim_Mix(void) {
    uint32_t r = HW_Rand() % 100;
    if (r < 60) {
        Sim_Normal();
    } else if (r < 85) {
        Sim_Miss();
    } else {
        Sim_Block();
    }
}

/*==================== 主程序 ====================*/
int main(void) {
    HW_OutPin_Set(false);

    while (1) {
        if (HW_Button_ModePressed()) {
            g_mode = (SimMode)((g_mode + 1) % 4);
        }

        switch (g_mode) {
            case SIM_NORMAL: Sim_Normal(); break;
            case SIM_MISS:   Sim_Miss();   break;
            case SIM_BLOCK:  Sim_Block();  break;
            case SIM_MIX:    Sim_Mix();    break;
            default:         Sim_Mix();    break;
        }
    }
    return 0;
}

7、关键设计细节与工程化建议

7.1 关于T=0.5s的适用性与可扩展性

T=0.5s适用于某一固定作业速度与穴距的播种情况。在真实应用中，播种机速度会变化，若T固定可能导致"穴判定"与真实穴距不一致。工程上可扩展：

1）增加轮速传感器（霍尔传感器+磁钢），以车轮转速实时计算T。

2）增加GPS测速或编码器，结合穴距参数动态调整T。

3）将"位移窗口"替代"时间窗口"，按每移动一个穴距统计一次，精度更高。

7.2 关于光电传感器误计数

可能出现的问题：

1）种子快速连续下落，脉冲间隔很短，去抖时间过长会漏计。

2）粉尘遮挡导致传感器长时间输出低电平，误判为堵塞。

解决策略：

1）合理选择MIN_PULSE_GAP（如2~5ms），并通过实验校准。

2）对传感器信号做边沿计数，而非电平计数。

3）增加"传感器自检"：若长期保持固定电平且无变化，提示传感器故障。

7.3 漏播与堵塞报警的逻辑一致性

系统通过NoSeedTimer实现漏播与堵塞判定，这对于连续无种子的异常情况非常敏感。建议在报警后仍继续统计窗口穴粒数，形成完整数据链：

1）漏播报警出现时，该穴大概率为k=0，统计到空穴中。

2）堵塞报警出现时，可能连续多个穴为k=0，系统应持续计入空穴，并记录堵塞开始与结束穴号，便于故障定位。

7.4 数据统计对农业管理的价值

统计结果不仅用于实时报警，也能为播种质量评估提供依据：

1）空穴率过高：可能种子供给不足、排种器异常、种子破损率高。

2）多粒率过高：排种器参数不合适、种子大小差异大、盘孔与种子匹配度低。

3）堵塞次数：反映管道结构设计是否合理、是否需要清洁维护。

通过将统计数据记录到存储器或无线上传，可形成播种质量档案，为精细农业管理提供数据支撑。

8、总结

本设计围绕玉米精量播种机的漏播检测需求，提出并实现了一套基于单片机的实时计数与判定装置。系统利用光电传感器对种子下落脉冲计数，通过T=0.5s时间窗口判定每穴粒数，并依据1.5T与3T的无种子时长实现漏播与堵塞报警。同时系统对空穴、一穴一粒、一穴两粒、一穴三粒进行累计统计，能够直观反映播种质量。为了便于实验验证，系统额外设计了基于第二单片机的随机模拟下落信号发生器，可在无机械播种机条件下完成全流程联调与算法验证。该方案具备结构清晰、成本可控、可靠性高、可扩展性强等特点，可进一步结合轮速传感器、无线通信与数据记录模块实现更精准、更智能的播种质量监测系统。