一種具有定位功能的深松機智能管理系統及其管理方法與流程
2023-05-09 02:56:36
本發明涉及農業生產技術領域，具體來說是一種具有定位功能的深松機智能管理系統及其管理方法。
背景技術：
深松是疏鬆土層而不翻轉土層，保持原土層不亂的一種土壤耕作法，不打亂土層，既能使土層上部保持一定的堅實度，減少多次耕翻對團粒結構的不良影響，還可以打破鏵式犁形成的平板犁底層。智能深松作業探測是專為深松作業開發的功能，可以自動準確的探測深松作業的深度是否達標及耕作面積，工作方式上全自動進行有別於以往的人工探測，極大的節省了人力物力。
目前，我國農業生產方式實現了從人畜力為主到機械化作業為主的歷史性跨越，隨著農村勞動力的城市轉移，農業機械在農業生產的各個領域被廣泛應用，農業生產對農業機械的依賴性越來越強，農業機械化水平越來越高。農民對農業機械田間作業的質量要求也越來越高，如何提高對田間作業的管理水平，這對農機管理部門來說是新的挑戰。針對農業機械的管理，雖然制定有《農業機械田間作業技術標準》、《農業機械操作規程》等要求和規範，並對部分農機手進行各種培訓，但是一到「三夏」「三秋」大忙季節，大量農機具湧入田間作業，督導、管理人員不可能面面俱到，所以農民機手能不能按田間作業技術標準操作，完全由機手自身素質決定。如小麥聯合收割機收割麥時，抬高割茬高度超過15cm，直接影響夏糧播種；土壤深松作業時，深松深度小於25cm，達不到深松效果，致使土地蓄水保墒能力很差，直接影響農作物產量。最近幾年來，國家為提高糧食作物單產，提高農民種糧的積極性，鼓勵農民使用先進的農機具、先進的耕作技術，並對使用者給予一定的作業補貼；如農民深松一畝土地，國家財政補貼15元，並要求地方財政給予相應補貼。農民採用機械化收穫玉米，每畝給予補貼10---30元等。如在商丘市區域範圍內，由於各縣(市、區)農機局積極努力，全市各級財政均拿出資金給予相應補貼，但在落實作業面積與作業質量時工作量很大。如：去年「三秋」時節，睢陽區農機局為落實深松作業面積，採取全體管理人員下鄉入村，每人跟蹤兩臺深松機監督質量、核實面積、發放補貼的辦法。但深松作業量很大不可能對深松地塊進行塊塊丈量，就採用由享受深松補貼的農戶寫出申請，由所在村委會蓋章證明，作業機手籤字按手印等管理手段，其結果也不盡人意。其原因是農民機手素質不一，有些機手田間作業「偷工減料」，兩地頭深松深度達到25cm，地中間監督人員不易到達的位置提犁淺耕，得不到深松效果。農機管理部門也無法真正得到實際深松的真實數字。所以，在投入農業生產的農機具數量越來越大的情況下，完全靠管理人員田間作業監督管理是遠遠不夠的，也是不可能的。因此，急需在田間作業的農機具上安裝一種智能電子控制設備，對作業機械的作業質量、作業數量等情況給予如實記錄，並實施有效控制以便監管，就迫切而且必要。
技術實現要素：
本發明的目的是為了解決現有技術中深松機管理難的缺陷，提供一種一種具有定位功能的深松機智能管理系統來解決上述問題。
本發明提供一下技術方案來實現上述技術目的：
一種具有定位功能的深松機智能管理系統，包括伺服器、車輛終端；所述伺服器分別與所述車輛終端進行通信；
所述車輛終端固定在深松機上；所述車輛終端包括控制器、GPS、GPRS、深度傳感器、速度傳感器、機具識別傳感器；所述GPS、GPRS、深度傳感器、速度傳感器均與所述控制器通信；所述GPS、深度傳感器、速度傳感器均與機具識別傳感器一一綁定；
所述伺服器包括權限管理模塊、處理模塊、存儲模塊；
按照深松機所屬管轄區域不同，多所有深松機進行訪問權限設定；所述權限管理模塊根據用戶登陸指令向用戶推送權限範圍內深松機作業信息；
所述處理模塊對車輛終端發送來的信息進行處理後存入所述存儲模塊；
所述處理模塊包括深松機信息管理單元、實時監控單元、深度監測單元、速度監測單元、圖表製作單元；
所述深松機信息管理單元通過識別深松機身份信息判斷其所屬權限；
通過所述實時監控單元對該深松機的位置進行實時監控；
通過所述深度監測單元計算得出該深松機深松深度是否達標；
通過所述速度監測單元對該深松機進行速度的實時監控；
通過所述圖表製作單元對該深耕機採集的信息進行處理，並形成圖表。
優選的，在所述機具識別傳感器內輸入深松機身份信息，並在所述伺服器內設定該深松機的訪問權限；所述身份信息包括機型、車牌信息、幅寬、車主信息。
優選的，所述深松機具有犁耙；所述深度傳感器實時獲取所述犁耙的下壓角度α；作業深度計算公式為：
z＝α×π/180*r；其中z為作業深度、r為拖拉機三點懸掛下拉杆長度。
優選的，所述深度傳感器固定在所述下拉杆上。
優選的，所述GPS實時採集深松機的經度x、緯度y；所述控制器將深松機的x、y、z信息與深松機身份信息匹配後傳輸給所述伺服器的處理模塊。
優選的，在所述深度監測單元先設定標準深松深度閾值n；當z≥n時，表示作業達標；當z<n時，表示作業不達標，並將結果信息傳送給所述圖表製作單元。
優選的，所述圖表製作單元通過MATLAB的圖形算法計算繪出預估地塊外圈軌跡及面積、深耕面積及軌跡、淺耕面積及軌跡、復耕面積及軌跡、漏耕面積及軌跡。
優選的，所述漏耕面積＝預估地塊面積-深耕面積-淺耕面積+復耕面積。
本發明還提供一種根智能深松機管理系統的管理方法，包括以下步驟：
1)網絡架構搭建
11)車輛終端安裝
在深松機上安裝控制器、GPS、GPRS、深度傳感器、速度傳感器、機具識別傳感器；並調試合格；
12)權限設置
在伺服器內錄入各深松機身份信息並在伺服器內設置訪問不同深松機的權限；
2)車輛終端信息採集與傳輸
GPS、深度傳感器、速度傳感器採集深松機作業信息後，控制器將該信息與該深松機身份信息綁定後通過GPRS傳輸給伺服器；
3)信息處理
伺服器通過MATLAB的圖形算法對車輛終端採集的信息進行處理，並繪出預估地塊外圈軌跡及面積、深耕面積及軌跡、淺耕面積及軌跡、復耕面積及軌跡、漏耕面積及軌跡。
本發明與現有技術相比，具有以下有益效果：
本系統將定點定位、作業軌跡、圖像獲取、作業量計算、深耕探測、農機管理等功能緊密的結合，使農機管理更便捷。
根據登錄用戶的不同權限，可以查看到該權限下的當日作業面積，當日的達標率，當日的平均耕深以及累計該權限下的完成深松的面積。可以進行一天的24小時制內的任意時間段的作業查詢，如作業面積、達標面積、未達標面積、重複面積、遺漏面積、達標率等信息。
實時監控單元可以查詢到農機的實時信息和歷史的軌跡回放。實時跟蹤監控農機的位置，隨時了解農機的狀態；宏觀上統計全自治區(市、區縣)的農機動態，從而根據作業時節分析農機使用效率、農機耕作分布等。
通過農機上安裝的終端設備，通過GPRS鏈路將農機的地理位置、行駛狀態、速度、方向、基站信息等數據傳送至伺服器，伺服器將農機定位的數據加以描繪形成軌跡。軌跡可以一次性的描繪從而展示整體的行駛作業情況，亦可以逐點、跨點的播放從而模擬當時的行駛路程。
附圖說明
圖1為本發明一種具有定位功能的深松機智能管理系統的結構框圖。
具體實施方式
為使對本發明的結構特徵及所達成的功效有更進一步的了解與認識，用以較佳的實施例及附圖配合詳細的說明，說明如下：
如圖1所示，一種具有定位功能的深松機智能管理系統，包括伺服器、車輛終端；伺服器分別與車輛終端進行通信。具體為：
車輛終端固定在深松機上；車輛終端包括控制器、GPS、GPRS、深度傳感器、速度傳感器、機具識別傳感器；GPS、GPRS、深度傳感器、速度傳感器均與控制器通信；GPS、深度傳感器、速度傳感器均與機具識別傳感器一一綁定。
其中，深度傳感器通過抱箍固定在下拉杆上，以實時獲取犁耙的下壓角度α；作業深度計算公式為：
z＝α×π/180*r；其中z為作業深度、r為拖拉機三點懸掛下拉杆長度。速度傳感器固定在拖拉機的輪轂上，以獲取深松機的作業速度。GPS固定在深松機或這拖拉機的中軸線上，以便於準確獲取深松機的位置。GPRS和控制器均固定在駕駛室內，且GPRS距控制器較近，便於控制車輛終端以及保證網絡的通暢。控制器還自帶有顯示屏，可顯示當前作業深度，便於司機及時調整作業深度。
伺服器包括權限管理模塊、處理模塊、存儲模塊。
先在伺服器裡錄入所有深松機的身份信息，並安裝規定的管轄範圍對所有深松機進行訪問權限劃分，具有該權限的用戶僅能訪問該權限內的深松機作業情況，上級用戶可訪問本級權限以及所屬的下級權限範圍內的深松機作業情況，以此類推。權限管理模塊根據登陸指令向用戶推送權限範圍內深松機作業信息。
處理模塊對車輛終端發送來的信息進行處理後存入存儲模塊。
處理模塊包括深松機信息管理單元、實時監控單元、深度監測單元、速度監測單元、圖表製作單元；
深松機信息管理單元通過識別深松機身份信息判斷其所屬權限。通過實時監控單元對該深松機的位置進行實時監控。通過深度監測單元計算得出該深松機深松深度是否達標。通過速度監測單元對該深松機進行速度的實時監控。通過圖表製作單元對該深耕機採集的信息進行處理，並形成圖表。
上述的深松機身份信息為在機具識別傳感器內輸入深松機的機型、車牌信息、幅寬、車主信息。並在伺服器內設定該深松機訪問權限。
GPS實時採集深松機的經度x、緯度y；控制器將深松機的x、y、z信息與深松機身份信息匹配後通過GPRS傳輸給伺服器的處理模塊。
在深度監測單元先設定標準深松深度閾值n；當z≥n時，表示作業達標；當z<n時，表示作業不達標，並將結果信息傳送給圖表製作單元。
當所有信息齊全後，圖表製作單元通過MATLAB的圖形算法計算繪出預估地塊外圈軌跡及面積、深耕面積及軌跡、淺耕面積及軌跡、復耕面積及軌跡、漏耕面積及軌跡。其中，漏耕面積＝預估地塊面積-深耕面積-淺耕面積+復耕面積。用不同的顏色畫出不同軌跡，查看更加直觀、清楚。
一種具有定位功能的深松機智能管理系統的管理方法，包括以下步驟：
1)網絡架構搭建
11)車輛終端安裝
在深松機上安裝控制器、GPS、GPRS、深度傳感器、速度傳感器、機具識別傳感器；並調試合格；
12)權限設置
在伺服器內錄入各深松機身份信息並在伺服器內設置訪問不同深松機的權限；
2)車輛終端信息採集與傳輸
GPS、深度傳感器、速度傳感器採集深松機作業信息後，控制器將該信息與該深松機身份信息綁定後通過GPRS傳輸給伺服器；
3)信息處理
伺服器通過MATLAB的圖形算法對車輛終端採集的信息進行處理，並繪出預估地塊外圈軌跡及面積、深耕面積及軌跡、淺耕面積及軌跡、復耕面積及軌跡、漏耕面積及軌跡。
以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明的範圍內。本發明要求的保護範圍由所附的權利要求書及其等同物界定。