基於gps的智能農業作業系統及其作業方法

2023-05-09 23:54:06

專利名稱：基於gps的智能農業作業系統及其作業方法
技術領域：
本發明涉及無線監控系統，更具體地說，涉及一種基於GPS的智能農業作業系統及其作業方法。
背景技術：
農業信息化是國民經濟和社會信息化的重要組成部分，以農業信息化帶動農業現代化，對於促進國民經濟和社會持續協調發展具有重大意義。而由於我國的國情，每到農忙季節，大型農機設備常採用跨省跨地區的作業方式，以這種作業方式進行作業時，多個農機設備間缺少相應的指揮中心，因此常是各個農機設備各幹各的，基本上是屬於單兵作戰的方式，不能形成有效戰力，不能實現機械效能的最大優化利用；即使是在自己裝備有大型農機設備的農場，農機設備也同樣存在上述的問題。同時，現有的作業方式中，如播種作業方式時，農機設備也僅是採用土壤挖坑-坑 中播種-回填土壤的標準作業方式。由於我國地大物博，不同地區的土壤狀況和環境條件並不完全相同，上述的標準作業方式並不是在我國的所有地區完全適用，所以，作物的產量與農機設備的作業方式是怎樣的關係，這點是不能從現有技術的作業方式中得到，更不用說以產量與農機設備的關係為基礎指導農機設備的實時作業方式，進而提高產量。因此，現有的農機設備存在以下技術問題經常各幹各的，不能形成有效戰力，不能實現機械效能的最大優化利用，不能對產量與農機設備的關係實現有效的數據分析。

發明內容
本發明要解決的技術問題之一在於，針對現有技術的上述缺陷經常各幹各的，不能形成有效戰力，不能實現機械效能的最大優化利用，不能對產量與農機設備的關係實現有效的數據分析，提供一種基於GPS的智能農業作業系統的作業方法。本發明要解決的技術問題之二在於，針對現有技術的上述缺陷經常各幹各的，不能形成有效戰力，不能實現機械效能的最大優化利用，不能對產量與農機設備的關係實現有效的數據分析，提供一種基於GPS的智能農業作業系統。本發明以中控指揮系統對農機設備進行指揮和調度，避免了農機設備各自為戰的情況，使農機設備群形成高效的作業團體，有效地提高了作業效率，並實現了機械效能的最大利用化；中控指揮系統通過農機設備上的傳感器可以檢測到農機設備的實際操作，在中控指揮系統中對該實際操作進行顯示，方便、直觀，中控指揮系統可根據實際需求、農機設備的實際操作等情況，向農機設備下發調度任務，農機設備接收該調度任務，農機設備的操作手進行相應的操作；農機設備通過GPS終端，可以在中控指揮系統的基於GIS地圖的農業區域劃分圖中建立該農機設備對應的地理位置標記點，便於中控指揮系統追蹤農機設備的運行路線，同時便於指揮調度；中控指揮系統以工況信息和田間信息的歷史數據與作物產量的關係為基礎，分析實時獲取的工況信息及田間信息，向農機設備下達相應的調整指令，以實時調整與作物產量相關的工況信息和田間信息，以利於提高作物的產量。
本發明解決其技術問題之一所採用的技術方案是構造一種基於GPS的智能農業作業系統的作業方法，包括以下步驟SI :多個農機設備中，每一農機設備的GPS終端，以移動無線通信發送包含該農機設備的GPS定位數據的定位信息；S2:中控指揮系統獲取該定位信息，並通過該定位信息、在中控指揮系統的基於GIS地圖的農業區域劃分圖中建立該農機設備對應的地理位置標記點，據此多個農機設備在農業區域劃分圖中建立對應的地理位置標記點；中控指揮系統分析農業區域劃分圖的各個區域圖與各個農機設備的距離關係和路線關係，並進行規劃與調度，調度農機設備進入農業區域劃分圖的設定區域圖中，並使各個農機設備進入設定區域圖的距離之和最短；S3 :農機設備進入區域圖進行田間作業時，中控指揮系統通過農機設備的傳感器，無線獲取各個農機設備的工況信息及自然環境的田間信息，並對該工況信息和田間信息進 行存儲、處理和顯示，於農業區域劃分圖中顯示各個農機設備的實際操作，中控指揮系統根據各個農機設備的實際操作向農機設備下達相應的操作指令，農機設備接收該操作指令並進行顯示，以對農機設備的實際操作進行調整，其中，工況信息和田間信息與GPS終端發送的定位信息同步傳輸至中控指揮系統；並且，中控指揮系統以工況信息和田間信息的歷史數據與作物產量的關係為基礎，分析獲取的工況信息及田間信息，向農機設備下達相應的調整指令，以實時調整與作物產量相關的工況信息和田間信息；該工況信息包括農機設備的作業速度、發動機狀態、剩餘油量信息、收穫裝料箱的剩餘體積信息、播種時種子餘量信息或者已完成作業的面積；該田間信息包括田間作物的長勢平均信息、田間作物的圖像信息、空氣溼度信息、氣溫信息、播種時挖開土壤的深度信息、土壤肥力信息或土壤溼度信息。在本發明所述的基於GPS的智能農業作業系統的作業方法中，所述步驟S3中，中控指揮系統向每一農機設備發送當前工作任務信息，對應的農機設備中的人機界面實時顯示該當前工作任務信息；人機界面具有接受、拒絕和完成該當前工作任務信息的狀態按鍵，中控指揮系統接收狀態按鍵對應的按鍵信息，並在農業區域劃分圖中建立該農機設備對應的任務狀態。在本發明所述的基於GPS的智能農業作業系統的作業方法中，農機設備的當前工作任務完成後，中控指揮系統根據完成狀態按鍵的按鍵信息，向該農機設備發送下一步工作信息，且中控指揮系統基於農業區域劃分圖引導農機設備前進，其中，下一步工作信息包括前往農機站進行維修和保養、前往其它的區域圖進行田間作業。在本發明所述的基於GPS的智能農業作業系統的作業方法中，所述步驟S3中，農機設備的傳感器探測到的工況信息及田間信息，於該農機設備的人機界面進行實時顯示。在本發明所述的基於GPS的智能農業作業系統的作業方法中，所述步驟S3中，農機設備出現故障時，通過農機設備的人機界面的故障報警按鈕向中控指揮系統發送故障報警信息，且農機設備的GPS終端同步發送定位信息，中控指揮系統根據該定位信息與故障報警信息，在農業區域劃分圖中建立農機設備的地理位置標記點，調度並引導設置有GPS終端的維修車前往出現故障的農機設備處，對農機設備進行維修；同時，中控指揮系統調度並引導備用農機設備前往出現故障的農機設備處，繼續進行作業。在本發明所述的基於GPS的智能農業作業系統的作業方法中，所述步驟S3中，與作物產量相關的工況信息和田間信息包括作業速度、播種時挖開土壤的深度信息、土壤肥力信息、土壤溼度信息中的至少一種。本發明解決其技術問題之二所採用的技術方案是構造一種基於GPS的智能農業作業系統，包括在田間進行作業的若干農機設備和對所述農機設備進行調度和指揮的中控指 車系統；所述農機設備上設置有處理及存儲單元、及分別與所述處理及存儲單元連接的GPS終端、若干傳感器、人機界面和第一無線通訊模塊；、
所述GPS終端用於對所述農機設備的地理位置進行定位，產生包含GPS定位數據的定位信息，所述定位信息經所述處理及存儲單元存儲及處理後由所述第一無線通訊模塊發送出；所述傳感器用於探測所述農機設備的工況信息及自然環境的田間信息，所述工況信息及田間信息經所述處理及存儲單元存儲及處理後由所述第一無線通訊模塊發送出；所述工況信息包括所述農機設備的作業速度、發動機狀態、剩餘油量信息、收穫裝料箱的剩餘體積信息、播種時種子餘量信息或者已完成作業的面積；所述田間信息包括田間作物的長勢平均信息、田間作物的圖像信息、空氣溼度信息、氣溫信息、播種時挖開土壤的深度信息、土壤肥力信息或土壤溼度信息。所述第一無線通訊模塊用於發送所述定位信息、工況信息和田間信息，並接受所述中控指揮系統的操作指令和調整指令，所述操作指令和調整指令通過所述人機界面顯示；所述中控指揮系統包括處理器、及分別與所述處理器連接的第二無線通訊模塊、存儲器和顯示及指令輸入裝置；所述第二無線通訊模塊用於接收並傳送信息，其接收的信息包括所述定位信息、工況信息和田間信息，其傳送的信息包括所述操作指令和調整指令；所述存儲器用於對接收到的所述定位信息、工況信息和田間信息進行存儲，所述處理器用於對接收到的所述定位信息、工況信息和田間信息進行處理和圖形信號的輸出，所述圖形信號由所述顯示及指令輸入裝置顯示；所述存儲器中還存儲有基於GIS地圖的農業區域劃分圖，所述定位信息經所述處理器處理以在所述農業區域劃分圖中建立所述農機設備對應的地理位置標記點，所述農業區域劃分圖及其上的所述地理位置標記點由所述顯示及指令輸入裝置顯示，根據所述農機設備的實際操作，所述顯示及指令輸入裝置採集輸入指令以向所述農機設備下達相應的所述操作指令；所述存儲器中還存儲有工況信息和田間信息與作物產量的關係的歷史數據，所述處理器中安裝有分析軟體，用於以所述歷史數據為基礎，分析獲取的所述工況信息及田間信息，向所述農機設備下達相應的所述調整指令，以實時調整與作物產量相關的所述工況信息和田間信息。在本發明所述的基於GPS的智能農業作業系統中，所述中控指揮系統還用於向所述農機設備發送當前工作任務信息，該當前工作任務信息由所述人機界面顯示，所述人機界面包括接受、拒絕和完成該當前工作任務信息的狀態按鍵，所述中控指揮系統接收所述狀態按鍵對應的按鍵信息，並在所述農業區域劃分圖中建立所述農機設備對應的任務狀態。
在本發明所述的基於GPS的智能農業作業系統中，所述人機界面上還安裝有故障報警按鈕，用於當所述農機設備出現故障時，向所述中控指揮系統發送故障報警信息，且所述農機設備的GPS終端同步發送定位信息，所述中控指揮系統根據該定位信息與故障報警信息，在所述農業區域劃分圖中建立所述農機設備的地理位置標記點；該智能農業作業系統還包括維修車和備用農機設備，所述維修車上安裝有GPS定位終端，用於在所述農機設備出現故障時，所述中控指揮系統調度並引導所述維修車前往出現故障的所述農機設備處，對其進行維修；同時，所述中控指揮系統調度並引導所述備用農機設備前往出現故障的所述農機設備處，繼續進行作業。在本發明所述的基於GPS的智能農業作業系統中，所述顯示及指令輸入裝置為觸控螢幕式顯示及指令輸入裝置。實施本發明的基於GPS的智能農業作業系統及其作業方法，具有以下有益效果本發明以中控指揮系統對農機設備進行指揮和調度，避免了農機設備各自為戰的情況，使 農機設備群形成高效的作業團體，有效地提高了作業效率，並實現了機械效能的最大利用化；中控指揮系統通過農機設備上的傳感器可以檢測到農機設備的實際操作，在中控指揮系統中對該實際操作進行顯示，方便、直觀，中控指揮系統可根據實際需求、農機設備的實際操作等情況，向農機設備下發調度任務，農機設備接收該調度任務，農機設備的操作手進行相應的操作；農機設備通過GPS終端，可以在中控指揮系統的基於GIS地圖的農業區域劃分圖中建立該農機設備對應的地理位置標記點，便於中控指揮系統追蹤農機設備的運行路線，同時便於指揮調度；中控指揮系統以工況信息和田間信息的歷史數據與作物產量的關係為基礎，分析實時獲取的工況信息及田間信息，向農機設備下達相應的調整指令，以實時調整與作物產量相關的工況信息和田間信息，以利於提高作物的產量。


下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中圖I是本發明基於GPS的智能農業作業系統第一實施例的的結構示意圖；圖2是本發明基於GPS的智能農業作業系統第一實施例農機設備上的裝置的原理框圖；圖3是圖2中的人機界面的結構示意圖；圖4是本發明基於GPS的智能農業作業系統的第一實施例的中控指揮系統的原理框圖。
具體實施例方式為了對本發明的技術特徵、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細說明本發明的具體實施方式
。本發明主要是以中控指揮系統對農機設備進行指揮和調度，避免了農機設備各自為戰的情況，使農機設備群形成高效的作業團體，有效地提高了作業效率，並實現了機械效能的最大利用化；中控指揮系統通過農機設備上的傳感器可以檢測到農機設備的實際操作，在中控指揮系統中對該實際操作進行顯示，方便、直觀，中控指揮系統可根據實際需求、農機設備的實際操作等情況，向農機設備下發調度任務，農機設備接收該調度任務，農機設備的操作手進行相應的操作；農機設備通過GPS終端，可以在中控指揮系統的基於GIS地圖的農業區域劃分圖中建立該農機設備對應的地理位置標記點，便於中控指揮系統追蹤農機設備的運行路線，同時便於指揮調度；中控指揮系統以工況信息和田間信息的歷史數據與作物產量的關係為基礎，分析實時獲取的工況信息及田間信息，向農機設備下達相應的調整指令，以實時調整與作物產量相關的工況信息和田間信息，以利於提高作物的產量。本發明的基於GPS的智能農業作業系統的作業方法，包括以下步驟SI :多個農機設備中，每一農機設備的GPS終端，以移動無線通信發送包含該農機設備的GPS定位數據的定位信息。本實施例中農機設備的數量為9個，編號為N1-N9，當然，農機設備的數量不限於是9個也可以是I個、5個或者其它數量；農機設備指聯合收割機，用於收割小麥，當然，農機設備也可以是播種機、除草機、插秧機等其它設備。S2:中控指揮系統獲取該定位信息，並通過該定位信息、在中控指揮系統的基於GIS地圖的農業區域劃分圖中建立該農機設備對應的地理位置標記點，據此多個農機設備 在農業區域劃分圖中建立對應的地理位置標記點；中控指揮系統分析農業區域劃分圖的各個區域圖與各個農機設備的距離關係和路線關係，並進行規劃與調度，調度農機設備進入農業區域劃分圖的設定區域圖中，並使各個農機設備進入設定區域圖的距離之和最短。本實施例中，農業區域劃分圖中有9個區域圖，編號為Q1-Q9，呈九宮格布局，中控指揮系統計算9個農機設備與9個區域圖的路線距離，根據距離之和最短的原則，調度9個農機設備分別進入9個區域圖中，NI進入Q1，N2進入Q2……N9進入Q9。設定區域圖是指在9個區域圖中的某一個區域圖。當然，區域圖的數量並不限於是9個，也可以是5個等其它數量。S3 :農機設備進入區域圖進行田間作業時，中控指揮系統通過農機設備的傳感器，無線獲取各個農機設備的工況信息及自然環境的田間信息，並對該工況信息和田間信息進行存儲、處理和顯示，於農業區域劃分圖中顯示各個農機設備的實際操作，中控指揮系統根據各個農機設備的實際操作向農機設備下達相應的操作指令，農機設備接收該操作指令並進行顯示，以對農機設備的實際操作進行調整，其中，工況信息和田間信息與GPS終端發送的定位信息同步傳輸至中控指揮系統。例如，Q2中的N2的剩餘油量不足，中控指揮系統獲取傳感器探測到的N2剩餘油量不足的信息，中控指揮系統向N2發送「返回農機站，進行加油」的指令，以使農機進行加油。並且，中控指揮系統以工況信息和田間信息的歷史數據與作物產量的關係為基礎，分析獲取的工況信息及田間信息，向農機設備下達相應的調整指令，以實時調整與作物產量相關的工況信息和田間信息；該工況信息包括農機設備的作業速度、發動機狀態、剩餘油量信息、收穫裝料箱的剩餘體積信息、播種時種子餘量信息或者已完成作業的面積；該田間信息包括田間作物的長勢平均信息、田間作物的圖像信息、空氣溼度信息、氣溫信息、播種時挖開土壤的深度信息、土壤肥力信息或土壤溼度信息。與作物產量相關的工況信息和田間信息包括作業速度、播種時挖開土壤的深度信息、土壤肥力信息、土壤溼度信息中的至少一種。例如，農機設備為播種機進行播種時，根據歷史數據記載得知農機設備的作業速度為IOKM/小時、播種時挖開土壤的深度為8釐米時，作物的產量會提高至少2%，因此，農機設備作業時，中控指揮系統分析獲取的工況信息及田間信息，向農機設備下達相應的調整指令，使農機設備的作業速度為IOKM/小時、播種時挖開土壤的深度為8釐米，從而利於提高作物產量。歷史數據的獲得，是通過農機設備在多年的作業時採集得到，為了使歷史數據具有較強的參考性，還可以進行對比試驗，如兩塊面積相同的農田中，除了農機設備的作業速度及播種時挖開土壤的深度不同外，其它條件均相同。進一步講，所述步驟S3中，中控指揮系統向每一農機設備發送當前工作任務信息，對應的農機設備中的人機界面實時顯示該當前工作任務信息；人機界面具有接受、拒絕和完成該當前工作任務信息的狀態按鍵，中控指揮系統接收狀態按鍵對應的按鍵信息，並在農業區域劃分圖中建立該農機設備對應的任務狀態。農機設備的當前工作任務完成後，中控指揮系統根據完成狀態按鍵的按鍵信息，向該農機設備發送下一步工作信息，且中控指揮系統基於農業區域劃分圖引導農機設備前進，其中，下一步工作信息包括前往農機站進行維修和保養、前往其它的區域圖進行田間作業。同時，為了增加農機設備操作的便利性，所述步驟S3中，農機設備的傳感器探測到的工況信息及田間信息，於該農機設備的人機界面進行實時顯示。在其它的實施例中，農 機設備也可以安裝基於GIS地圖的農業區域劃分圖，在該農業區域劃分圖中建立農機設備對應的地理位置標記點，當然，這種方法只能在農業區域劃分圖中顯示一農機設備自己的地理位置標記點；也可以是中控指揮系統將標記有多個農機設備地理位置標記點的農業區域劃分圖發送至農機設備，於農機設備的人機界面進行實時顯示，這樣可以顯示多個農機設備的地理位置標記點，增加操作的便利性。所述步驟S3中，農機設備出現故障時，通過農機設備的人機界面的故障報警按鈕向中控指揮系統發送故障報警信息，且農機設備的GPS終端同步發送定位信息，中控指揮系統根據該定位信息與故障報警信息，在農業區域劃分圖中建立農機設備的地理位置標記點，調度並引導設置有GPS終端的維修車前往出現故障的農機設備處，對農機設備進行維修；同時，中控指揮系統調度並引導備用農機設備前往出現故障的農機設備處，繼續進行作業。如圖I-圖4所示，本發明的基於GPS的智能農業作業系統，包括在田間進行作業的若干農機設備I和對農機設備I進行調度和指揮的中控指揮系統2 ；農機設備I上設置有處理及存儲單元11、及分別與處理及存儲單元11連接的GPS終端12、若干傳感器13、人機界面14和第一無線通訊模塊15 ；GPS終端12用於對農機設備I的地理位置進行定位，產生包含GPS定位數據的定位信息，定位信息經處理及存儲單元11存儲及處理後由第一無線通訊模塊15發送出；傳感器13用於探測農機設備I的工況信息及自然環境的田間信息，工況信息及田間信息經處理及存儲單元11存儲及處理後由第一無線通訊模塊15發送出；工況信息包括農機設備I的作業速度、發動機狀態、剩餘油量信息、收穫裝料箱的剩餘體積信息、播種時種子餘量信息或者已完成作業的面積；田間信息包括田間作物的長勢平均信息、田間作物的圖像信息、空氣溼度信息、氣溫信息、播種時挖開土壤的深度信息、土壤肥力信息或土壤溼度信息。第一無線通訊模塊15用於發送定位信息、工況信息和田間信息，並接受中控指揮系統2的操作指令和調整指令，操作指令和調整指令通過人機界面14顯示；中控指揮系統2包括處理器21、及分別與處理器21連接的第二無線通訊模塊22、存儲器23和顯示及指令輸入裝置24 ；顯示及指令輸入裝置24優選為觸控螢幕式顯示及指令輸入裝置，當然，在其它的實施例中，顯示及指令輸入裝置24也可以由2個裝置組成，即顯示裝置和指令輸入裝置，顯示裝置可以採用常用的電腦顯示屏，輸入裝置可以採用鍵盤或者滑鼠。第二無線通訊模塊22用於接收並傳送信息，其接收的信息包括定位信息、工況信息和田間信息，其傳送的信息包括操作指令和調整指令；存儲器23用於對接收到的定位信息、工況信息和田間信息進行存儲，處理器21用於對接收到的定位信息、工況信息和田間信息進行處理和圖形信號的輸出，圖形信號由顯示及指令輸入裝置24顯示；存儲器23中還存儲有基於GIS地圖的農業區域劃分圖，定位信息經處理器21處理以在農業區域劃分圖中建立農機設備I對應的地理位置標記點，農業區域劃分圖及其上的地理位置標記點由顯示及指令輸入裝置24顯示，根據農機設備I的實際操作，顯示及指令輸入裝置24採集輸入指令以向農機設備I下達相應的操作指令；存儲器23中還存儲有工況信息和田間信息與作物產量的關係的歷史數據，處理器21中安裝有分析軟體，用於以歷史數據為基礎，分析獲取的工況信息及田間信息，向農機設備I下達相應的調整指令，以實時調整與作物產量相關的工況信息和田間信息。第一無線通訊模塊15和第二無線通訊模塊22均可採用GSM模塊或者GPRS模塊。中控指揮系統2還用於向農機設備I發送當前工作任務信息，該當前工作任務信息由人機界面14顯示，人機界面14包括接受、拒絕和完成該當前工作任務信息的狀態按鍵141，中控指揮系統2接收狀態按鍵141對應的按鍵信息，並在農業區域劃分圖中建立農機設備I對應的任務狀態。人機界面14上還安裝有故障報警按鈕142，用於當農機設備I出現故障時，向中控指揮系統2發送故障報警信息，且農機設備I的GPS終端12同步發送定位信息，中控指揮系統2根據該定位信息與故障報警信息，在農業區域劃分圖中建立農機設備I的地理位置標記點；該智能農業作業系統還包括維修車3和備用農機設備4，維修車3上安裝有GPS定位終端，用於在農機設備I出現故障時，中控指揮系統2調度並引導維修車3前往出現故障的農機設備I處，對其進行維修；同時，中控指揮系統2調度並引導備用農機設備4前往出現故障的農機設備I處，繼續進行作業。上面結合附圖對本發明的實施例進行了描述，但是本發明並不局限於上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的範圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬於本發明的保護之內。
權利要求
1.一種基於GPS的智能農業作業系統的作業方法，其特徵在於，包括以下步驟 51:多個農機設備中，每一農機設備的GPS終端，以移動無線通信發送包含該農機設備的GPS定位數據的定位信息； 52:中控指揮系統獲取該定位信息，並通過該定位信息、在中控指揮系統的基於GIS地圖的農業區域劃分圖中建立該農機設備對應的地理位置標記點，據此多個農機設備在農業區域劃分圖中建立對應的地理位置標記點；中控指揮系統分析農業區域劃分圖的各個區域圖與各個農機設備的距離關係和路線關係，並進行規劃與調度，調度農機設備進入農業區域劃分圖的設定區域圖中，並使各個農機設備進入設定區域圖的距離之和最短； 53:農機設備進入區域圖進行田間作業時，中控指揮系統通過農機設備的傳感器，無線獲取各個農機設備的工況信息及自然環境的田間信息，並對該工況信息和田間信息進行存儲、處理和顯示，於農業區域劃分圖中顯示各個農機設備的實際操作，中控指揮系統根據各個農機設備的實際操作向農機設備下達相應的操作指令，農機設備接收該操作指令並進行顯示，以對農機設備的實際操作進行調整，其中，工況信息和田間信息與GPS終端發送的定位信息同步傳輸至中控指揮系統；並且，中控指揮系統以工況信息和田間信息的歷史數據與作物產量的關係為基礎，分析獲取的工況信息及田間信息，向農機設備下達相應的調整指令，以實時調整與作物產量相關的工況信息和田間信息； 該工況信息包括農機設備的作業速度、發動機狀態、剩餘油量信息、收穫裝料箱的剩餘體積信息、播種時種子餘量信息或者已完成作業的面積；該田間信息包括田間作物的長勢平均信息、田間作物的圖像信息、空氣溼度信息、氣溫信息、播種時挖開土壤的深度信息、土壤肥力信息或土壤溼度信息。
2.根據權利要求I所述的基於GPS的智能農業作業系統的作業方法，其特徵在於，所述步驟S3中，中控指揮系統向每一農機設備發送當前工作任務信息，對應的農機設備中的人機界面實時顯示該當前工作任務信息；人機界面具有接受、拒絕和完成該當前工作任務信息的狀態按鍵，中控指揮系統接收狀態按鍵對應的按鍵信息，並在農業區域劃分圖中建立該農機設備對應的任務狀態。
3.根據權利要求2所述的基於GPS的智能農業作業系統的作業方法，其特徵在於，農機設備的當前工作任務完成後，中控指揮系統根據完成狀態按鍵的按鍵信息，向該農機設備發送下一步工作信息，且中控指揮系統基於農業區域劃分圖引導農機設備前進，其中，下一步工作信息包括前往農機站進行維修和保養、前往其它的區域圖進行田間作業。
4.根據權利要求I所述的基於GPS的智能農業作業系統的作業方法，其特徵在於，所述步驟S3中，農機設備的傳感器探測到的工況信息及田間信息，於該農機設備的人機界面進行實時顯示。
5.根據權利要求I所述的基於GPS的智能農業作業系統的作業方法，其特徵在於，所述步驟S3中，農機設備出現故障時，通過農機設備的人機界面的故障報警按鈕向中控指揮系統發送故障報警信息，且農機設備的GPS終端同步發送定位信息，中控指揮系統根據該定位信息與故障報警信息，在農業區域劃分圖中建立農機設備的地理位置標記點，調度並引導設置有GPS終端的維修車前往出現故障的農機設備處，對農機設備進行維修；同時，中控指揮系統調度並引導備用農機設備前往出現故障的農機設備處，繼續進行作業。
6.根據權利要求I所述的基於GPS的智能農業作業系統的作業方法，其特徵在於，所述步驟S3中，與作物產量相關的工況信息和田間信息包括作業速度、播種時挖開土壤的深度信息、土壤肥力信息、土壤溼度信息中的至少一種。
7.一種基於GPS的智能農業作業系統，其特徵在於，包括在田間進行作業的若干農機設備(I)和對所述農機設備(I)進行調度和指揮的中控指揮系統(2 ); 所述農機設備(I)上設置有處理及存儲單元(11)、及分別與所述處理及存儲單元(11)連接的GPS終端(12)、若干傳感器(13)、人機界面(14)和第一無線通訊模塊(15); 所述GPS終端(12)用於對所述農機設備(I)的地理位置進行定位，產生包含GPS定位數據的定位信息，所述定位信息經所述處理及存儲單元(11)存儲及處理後由所述第一無線通訊模塊(15)發送出； 所述傳感器(13)用於探測所述農機設備(I)的工況信息及自然環境的田間信息，所述工況信息及田間信息經所述處理及存儲單元(11)存儲及處理後由所述第一無線通訊模塊(15)發送出；所述工況信息包括所述農機設備(I)的作業速度、發動機狀態、剩餘油量信息、收穫裝料箱的剩餘體積信息、播種時種子餘量信息或者已完成作業的面積；所述田間信息包括田間作物的長勢平均信息、田間作物的圖像信息、空氣溼度信息、氣溫信息、播種時挖開土壤的深度信息、土壤肥力信息或土壤溼度信息。
所述第一無線通訊模塊(15)用於發送所述定位信息、工況信息和田間信息，並接受所述中控指揮系統(2)的操作指令和調整指令，所述操作指令和調整指令通過所述人機界面(14)顯示； 所述中控指揮系統(2)包括處理器(21)、及分別與所述處理器(21)連接的第二無線通訊模塊(22 )、存儲器(23 )和顯示及指令輸入裝置(24 ); 所述第二無線通訊模塊(22)用於接收並傳送信息，其接收的信息包括所述定位信息、工況信息和田間信息，其傳送的信息包括所述操作指令和調整指令； 所述存儲器(23)用於對接收到的所述定位信息、工況信息和田間信息進行存儲，所述處理器(21)用於對接收到的所述定位信息、工況信息和田間信息進行處理和圖形信號的輸出，所述圖形信號由所述顯示及指令輸入裝置(24)顯示； 所述存儲器(23)中還存儲有基於GIS地圖的農業區域劃分圖，所述定位信息經所述處理器(21)處理以在所述農業區域劃分圖中建立所述農機設備(I)對應的地理位置標記點，所述農業區域劃分圖及其上的所述地理位置標記點由所述顯示及指令輸入裝置(24)顯示，根據所述農機設備(I)的實際操作，所述顯示及指令輸入裝置(24)採集輸入指令以向所述農機設備(I)下達相應的所述操作指令；所述存儲器(23)中還存儲有工況信息和田間信息與作物產量的關係的歷史數據，所述處理器(21)中安裝有分析軟體，用於以所述歷史數據為基礎，分析獲取的所述工況信息及田間信息，向所述農機設備(I)下達相應的所述調整指令，以實時調整與作物產量相關的所述工況信息和田間信息。
8.根據權利要求7所述的基於GPS的智能農業作業系統，其特徵在於，所述中控指揮系統(2)還用於向所述農機設備(I)發送當前工作任務信息，該當前工作任務信息由所述人機界面(14)顯示，所述人機界面(14)包括接受、拒絕和完成該當前工作任務信息的狀態按鍵(141)，所述中控指揮系統(2)接收所述狀態按鍵(141)對應的按鍵信息，並在所述農業區域劃分圖中建立所述農機設備(I)對應的任務狀態。
9.根據權利要求7所述的基於GPS的智能農業作業系統，其特徵在於，所述人機界面(14)上還安裝有故障報警按鈕(142)，用於當所述農機設備(I)出現故障時，向所述中控指揮系統(2)發送故障報警信息，且所述農機設備(I)的GPS終端(12)同步發送定位信息，所述中控指揮系統(2)根據該定位信息與故障報警信息，在所述農業區域劃分圖中建立所述農機設備(I)的地理位置標記點； 該智能農業作業系統還包括維修車(3 )和備用農機設備(4)，所述維修車(3 )上安裝有GPS定位終端，用於在所述農機設備(I)出現故障時，所述中控指揮系統(2)調度並引導所述維修車(3)前往出現故障的所述農機設備(I)處，對其進行維修；同時，所述中控指揮系統(2)調度並引導所述備用農機設備(4)前往出現故障的所述農機設備(I)處，繼續進行作業。
10.根據權利要求7所述的基於GPS的智能農業作業系統，其特徵在於，所述顯示及指令輸入裝置(24)為觸控螢幕式顯示及指令輸入裝置。
全文摘要
本發明公開了一種基於GPS的智能農業作業系統及其作業方法，本發明以中控指揮系統對農機設備進行指揮和調度；中控指揮系統通過農機設備上的傳感器可以檢測到農機設備的實際操作，在中控指揮系統中對該實際操作進行顯示；農機設備通過GPS終端，可以在中控指揮系統的基於GIS地圖的農業區域劃分圖中建立該農機設備對應的地理位置標記點；中控指揮系統以工況信息和田間信息的歷史數據與作物產量的關係為基礎，分析實時獲取的工況信息及田間信息，向農機設備下達相應的調整指令，以實時調整與作物產量相關的工況信息和田間信息。本發明提高了農機設備的作業效率，實現了機械效能的最大利用化，同時操作方法利於提高作物的產量。
文檔編號H04W4/02GK102722973SQ20121022014
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月29日 優先權日2012年6月29日
發明者楚甲良, 洪軍, 王旭東 申請人:深圳市賽格導航科技股份有限公司