一種農機具作業耕深實時監測系統的製作方法

2024-03-24 02:40:05

本發明屬於農機作業質量監測技術領域,尤其涉及一種對農機具作業耕深狀況進行實時監測的系統。

背景技術：

耕深是衡量農田耕作機械作業性能的重要參數，合理的耕作深度有助於農作物的增產增值。傳統的手工測量耕深方法勞動強度大、效率低且測量誤差大，不能實時且全程獲取耕深質量狀況。

技術實現要素：

發明目的：為了彌補傳統手動測量耕深方法的不足，滿足對耕深作業質量精確評價的需要以及減小耕深測量誤差，本發明提供了一種農機具作業耕深實時監測系統。

技術方案：為了實現上述目的，本發明的一種農機具作業耕深實時監測系統，包括耕深檢測裝置、機載終端、車載終端和耕深監測管理信息系統，其特徵在於：

所述耕深檢測裝置包括：兩個或多個前伸架(7)和安裝於每個前伸架上的耕深測距傳感器(8)；所述前伸架(7)安裝於農機具主機架(9)前橫梁上，使每個前伸架上的耕深測距傳感器與安裝於主機架上的耕作部件前後對齊；前伸架(7)的伸出長度應使安裝其上的耕深測距傳感器(8)工作時不受主機架(9)上的耕作部件(3)所產生的土壤擾動對傳感器的影響；因此這裡前伸架的前伸長度至少應為耕作部件長度的1倍。所述的耕深測距傳感器(8)實時輸出其與待作業地面的距離信號；耕深檢測裝置可為超聲波測距傳感器或雷射測距傳感器。

所述機載終端安裝於農機具主機架(9)上，包括機載終端單片機電路、近程無線收發模塊和基準值設置按鍵；所述機載終端單片機電路與耕深測距傳感器(8)相連，耕深測距傳感器(8)輸出的距離信號經機載終端單片機電路處理後獲得實時耕深數據，並由所述無線收發模塊發送給車載終端；所述的近程無線收發模塊可以是無線串口、藍牙或Wifi，且傳輸數據是雙向的,可實現機載終端與車載終端的耕深信息相互傳輸。

所述車載終端安裝於駕駛室內，包括車載終端智能單元電路、定位模塊、移動無線通信模塊、近程無線收發模塊、儲存卡和液晶屏；所述智能單元電路通過近程無線收發模塊接收來自機載終端發送的實時耕深數據，所述定位模塊獲得農機具作業的地理位置數據；實時耕深數據和地理位置數據由儲存卡存儲並顯示於車載終端液晶屏上；所述移動無線通信模塊將實時耕深數據和地理位置數據傳送至遠程伺服器終端；所述車載終端通過近程無線收發模塊對所述機載終端耕深校正參數進行設置。所述的定位系統可以是GPS、北鬥或GNSS；所述的移動網際網路模塊可以是GPRS、3G或4G通信模塊；所述的儲存卡可以是SD卡和TF卡但不限於以上。

所述耕深監測管理信息系統由信息管理平臺和信息管理網站組成；所述的信息管理平臺將移動網際網路模塊傳送的實時耕深數據和地理位置信息進行分析處理，且顯示、記錄在遠程電腦監測終端，並由所述的信息管理網站將其經緯度，海拔高度，耕深值和時間等信息可視化的顯示於液晶屏上。所述的信息管理平臺主要是GIS，所述的信息管理網站可以是ArcGIS、Server、JAVA或C#。

有益效果：本發明的一種農機具作業耕深實時監測系統與現有技術相比，具有以下優點：

1)本發明通過對耕深的實時監測和對作業時間的實時記錄，並將這些數據按照作業時間進行存儲，可以通過GIS軟體對其分析處理，獲得耕深地理信息的數據可視化圖，便於對作業質量進行綜合評價。

2)軟體上把GIS、GPRS和GPS等多項技術相結合，將耕深監測管理信息系統的數據可視化的顯示於電腦液晶屏上，可實現對農機作業耕深的實時在線全面監測。

3)本發明的一種農機具作業耕深實時監測系統包括多個耕深測距傳感器能對複雜作業耕地表面進行實時監測；並且耕深測距傳感器可安放在主機架的左右兩側，提高了耕深測量精度，增加了農機作業測量耕深的效率。

附圖說明

圖1是耕深實時監測系統的機械部分結構俯視圖；

圖2是耕深實時監測系統的機械部分結構左視圖；

圖3是耕深實時監測系統的前伸架的局部放大圖；

圖4是耕深實時監測系統框圖；

圖中：

1-懸掛板 2-輔助支架 3-耕作部件 4-固定槽 5-滑杆 6-地輪 7-前伸架 8-超聲波測距傳感器 9-主機架 10-懸掛孔 11-機載終端 14-螺柱 15-鍵型槽

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。

如圖1所示：圖1是耕深實時監測系統的機械部分結構俯視圖，包括：耕深檢測裝置，機載終端(11)，懸掛板(1)，主機架(9)，耕作部件(3)，兩個地輪(6)以及其安轉調節部件固定槽(4)和滑杆(5)。所述耕深檢測裝置，包括兩個前伸架(7)和安裝於每個前伸架上的超聲波測距傳感器(8)，所述機載終端和超聲波測距傳感器有線連接，懸掛板固定在主機架上，且其上安置有若干個垂直方向的懸掛孔(10)，可通過螺栓與農機具車載部分連接。耕作部件安裝於主機架的前、後橫梁上，兩個地輪分別安裝在主機架的左、右兩側，其與滑杆連接，滑杆可在固定槽內上下移動，通過上下移動滑杆調節兩個地輪的中心距地面高度，使得主機架位於左、右兩側在同一水平面內。

如圖2、3所示：圖2是耕深實時監測系統的機械部分結構左視圖，圖3是耕深實時監測系統的前伸架的局部放大圖。所述兩個前伸架(7)分別安裝於農機具主機架(9)前橫梁的左、右兩側，其伸出長度應使安裝其上的超聲波測距傳感器(8)工作時不受主機架(9)上的耕作部件(3)所產生的土壤擾動對傳感器的影響，即為耕作部件長度的1.5倍；所述兩前伸架(7)都為L型，其一端有一鍵型槽(15)，通過兩個螺栓(14)與主機架(9)間隙配合；兩個前伸架(7)間距可調，可在主機架上左右滑動，通過改變兩個前伸架(7)在主機架(9)前橫梁上的相對位置，使位於每個前伸架上的耕深測距傳感器分別與安裝在主機架(9)橫梁上的耕作部件(3)前後對齊，使得每個耕深測距傳感器所測的數據是其所對應的耕作部件的入土深度值，即符合國家標準對耕深的定義「深松溝底距該點未作業地表面的垂直距離」。

如圖4所示，為耕深實時監測系統框圖。所述的安裝於兩個前伸架上的每個超聲波測距傳感器(8)實時輸出其與待作業地面的距離信號；所述機載終端安裝於農機具主機架(9)上，包括機載終端單片機電路和無線串口。所述機載終端單片機電路與超聲波測距傳感器(8)有線相連，超聲波測距傳感器(8)輸出的距離信號經機載終端單片機電路處理後獲得實時耕深數據，並由所述無線串口發送給車載終端；所述車載終端安裝於駕駛室內，包括車載終端智能單元電路、GPS定位模塊、GPRS模塊、無線串口、SD卡和液晶屏；所述智能單元電路通過無線串口接收來自機載終端發送的實時耕深數據，所述GPS定位模塊獲得農機具作業的地理位置數據；實時耕深數據和地理位置數據由SD卡存儲並顯示於車載終端液晶屏上；所述GPRS模塊將實時耕深數據和地理位置數據傳送至遠程伺服器終端；所述車載終端通過無線串口對所述機載終端基準值和校正值參數進行設置。參數設置方案具體如下：機具未耕作前，通過按下機載終端上的按鈕，記錄下主機架距離地面的初始高度h，作為測量基準值。機具正常作業後，人工檢測耕深數值與機載終端輸出耕深測量值比對。若有誤差，通過操作車載終端對機載終端耕深校正參數進行設置。

所述耕深監測管理信息系統由信息管理平臺GIS和信息管理網站ArcGIS組成；所述的信息管理平臺GIS將GPRS模塊傳送的實時耕深數據和地理位置信息進行分析處理，且顯示、記錄在遠程電腦監測終端，並由所述的信息管理網站ArcGIS將其經緯度，海拔高度，耕深值和時間等信息可視化的顯示於液晶屏上。

最後需要說明的是,以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制,參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明,本領域的普通技術人員應當理解,可以對本發明的技術方案進行修改和等同替換,而不脫離本發明技術方案的精神和範圍,其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍。