联合收获机在线测产系统是实施精准农业的主要起点,是完善精准农业生产管理体系、推广智慧农业的首要任务。我国向日葵种植面积超1372万亩,主要种植于内蒙古自治区,种植面积达到882万亩。传统向日葵测产方法是通过人工抽样估产或直接装袋称量,这类方法用于大面积种植的农田,劳动强度大、效率低,且只能得到地块的平均产量,不满足精准农业的实施前提。同时,向日葵收获作业存在季节性劳动力紧缺、农民平均年龄大、插盘和打籽成本高等现状。如何在线获取向日葵空间分布产量成为我国向日葵产业实施精准农业发展亟待解决的问题,而开发向日葵联合收获机在线测产系统是实现可持续发展向日葵产业精准农业的客观要求和必然趋势。考虑到现有测产方法主要集中于净粮输送结构为刮板式升运器及谷物产量监测的研究,为此,本文以向日葵联合收获机测产方法和系统开发为对象展开研究,基于气固耦合的葵花籽粒输送运动特性分析,构建了一种适用于气力输粮结构的向日葵联合收获机在线测产系统,旨在完善测产系统应用于不同联合收获机结构、不同收获作物,以加速推进我国智慧农业生产管理体系的发展。主要研究内容和研究成果如下:（1）葵花籽粒离散元仿真模型建立。选取内蒙古自治区主栽的3个葵花籽粒品种:1013、SH361、SH363,建立了葵花籽粒三轴尺寸函数关系,并利用葵花籽粒标定模型获得了葵花籽粒离散元仿真最优参数组合。同时,根据葵花籽粒三轴尺寸函数关系和葵花籽粒几何形态,提出了葵花籽粒离散元模型建立方法,建立了不同粗糙度的多球面葵花籽粒离散元仿真模型（25球、28球、31球、34球、37球和40球）和不同形状的多面体葵花籽粒离散元仿真模型（长方体和三棱锥）,通过对比休止角和容积密度仿真试验结果发现,当组成球数大于等于31球和选用长方体多面体模型时,仿真试验结果在物理试验标准差范围内。（2）葵花籽粒气力输送力学特性分析。基于对4ZXRKS-4型自走式向日葵联合收获机工作原理的分析,计算了收获机气力输粮输送管道内的气流雷诺数,确定了空气在收获机气力输送管道内的流动状态为紊流。结合理论分析、气固两相流耦合仿真、实验室高速摄影台架试验,开展了气力输送装置气流场流动规律和葵花籽粒运动特性的研究。分别建立了气力输送管道内气流平均流速与风机转速的数学模型,葵花籽粒在气流作用下从加速区、倾斜管道、弯管、离开出料口后的动力学模型。同时,搭建了风机转速与葵花籽粒速度的数学模型,分析了不同进口风速下输送管道出口的气流速度和相同出口位置处不同风速下籽粒速度。（3）向日葵联合收获机在线测产系统设计研究。采用Solid Works Simulation机械仿真设计软件工具,重点设计了冲量式葵花籽粒流量传感器,通过静力学分析和频率分析确定了葵花籽粒流量传感器冲击板与弹性元件采用中间固支方式,并通过分析葵花籽粒的运动学特性及其对葵花籽粒流量传感器作用的力学原理,建立了“质量-电压/风机转速”葵花籽粒二元产量模型。以单片机控制器和可编程触摸屏为基础,采用模块化双层电路板设计了向日葵联合收获机在线测产系统,并应用物联网云盒子作为数据透传模块,开发了物联网云盒子监控平台。系统基于RS485总线技术,实现了冲量式葵花籽粒流量传感器、风机转速传感器、农机定位模块的数据实时采集与集中显示、产量数据实时变化曲线绘制、运行数据包导出与转发等功能。（4）测产信号处理与田间试验。采用自适应CEEMD小波阈值去噪算法对冲量式葵花籽粒流量传感器信号进行降噪处理,根据传感器电压信号自身特点实现自适应分解,将信号分解为由高频至低频各阶IMF分量,经过对信噪比较低的高频IMF分量进行去噪处理,得到可用于建立产量模型的电压信号。经自适应CEEMD小波阈值去噪算法处理后的田间平均测产误差为2.42%。通过葵花籽粒流量传感器和GPS定位模块生成了农田中带有位置信息的单产量,将单产量数据和GPS数据导入专用的产量绘制Surfer软件中,生成了带有位置信息的向日葵产量空间分布图,以可视化的方式直接了解葵花籽粒的产量分布情况。