基于互联网的多行智能高速播种机排种排肥监测系统及方法

allin2026-01-31  15


本发明涉及属于播种机领域,具体涉及基于互联网的多行智能高速播种机排种排肥监测系统及方法。


背景技术:

1、当前国内外对高速播种机排种、排肥性能监测系统的研究起始于20世纪40年代,在这方面,欧美各国进行了大量研究,并做了相关实验,发明了各式各样的监测装置。当前,播种机上所采用的监测系统,大体上有以下三类:机械式监测装置、机电式监测装置和电子监测装置。

2、当前高速播种机监测方式主要为低速小行数的监测方式,受时间、空间、人力、物力、土壤条件及季节影响极大。在播种过程中存在着严重的漏播、重播、误报警等问题,除了不便于精准的采集农机具的作业数据外,还存在着作业品质不可控的严重问题。因此,如何解决当前高速播种机监测方式在播种过程中存在着严重的漏播、重播、误报警的问题,也是为了解决不便于精准的采集农机具的作业数据以及作业品质不可控的问题。


技术实现思路

1、本发明是为了解决当前 高速播种机监测方式在播种过程中存在着严重的漏播、重播、误报警的问题,也是为了解决不便于精准的采集农机具的作业数据以及作业品质不可控的问题,提供了基于互联网的多行智能高速播种机排种排肥监测系统及方法。

2、本发明采用的技术方案是:

3、基于互联网的多行智能高速播种机排种排肥监测系统,该监测系统包括智能控制器(1)、通讯模块(2)、云服务器数据库(3)、pc管理模块(4)、机具行进速度监视传感器(5)、排种排肥监视传感器(6)、语音播报模块(7)、机具作业效果及作业数据记录上报模块(8)、人机交互端(9)、输入输出模块(10)、漏报重播报警器(11);

4、智能控制器(1)的通讯信号输入输出端连接通讯模块(2)的通讯信号输出输入端;智能控制器(1)的机具行进速度信号输入输出端连接机具行进速度监视传感器(5)的机具行进速度信号输出输入端;智能控制器(1)的排种排肥信号输入输出端连接排种排肥监视传感器(6)的排种排肥输出输入端;智能控制器(1)的语音播报信号输入输出端连接语音播报模块(7)的语音播报输出输入端;智能控制器(1)的机具作业效果及作业数据记录信号输入输出端连接机具作业效果及作业数据记录上报模块(8)的机具作业效果及作业数据记录信号输出输入端;智能控制器(1)的人机交互信号输入输出端连接人机交互端(9)的人机交互信号输出输入端;智能控制器(1)的输入输出信号输入输出端连接输入输出模块(10)的输出输入端;智能控制器(1)的漏报重播信号输入输出端连接漏报重播报警器(11)的漏报重播输出输入端;

5、通讯模块(2)的云数据信号输入输出端连接云服务器数据库(3)的云数据信号输出输入端;云服务器数据库(3)的pc管理信号输入输出端连接pc管理模块(4)的pc管理信号输出输入端。

6、优选的,所述智能控制器(1)为智能mcu(即plc、单片机及其它智能芯片)作为核心控制器。

7、优选的,所述通讯模块(2)的通讯协议为modbus或can总线。

8、优选的,通讯模块(2)通过gprs、4g或5g通讯方式与云服务器数据库(3)或pc管理模块(4)实现实时通讯,用于记录存储机具的作业速度、排种排肥状态、作业面积、作业位置、作业质量。

9、优选的,该监测系统还包括测速装置,所述测速装置由测速雷达、霍尔传感器、光电编码器、gps或北斗测速芯片构成。

10、基于互联网的多行智能高速播种机排种排肥监测方法,该方法包括下述步骤:

11、步骤一、机具行进速度监视传感器(5)将采集的机具行进速度信号发送至智能控制器(1),智能控制器(1)对机具行进速度信号进行分析,

12、排种排肥监视传感器(6)将采集排种(导种管)顺序、排肥(导肥管)顺序发送至智能控制器(1);

13、机具作业效果及作业数据记录上报模块(8)将采集的机具的作业幅宽、株距、行距发送至智能控制器(1),用于实现对机具作业效果的监视及数据统计;

14、步骤二、智能控制器(1)对采集的所述机具行进速度信号、排种(导种管)顺序、排肥(导肥管)顺序通过内置算法进行处理,计算得出判据;

15、步骤三、若判据结果正常,则执行步骤五;若判据结果异常,即排种排肥漏播、重播间距不合理,则执行步骤四;

16、步骤四、智能控制器(1)将判据得到的结果异常信息实时显示在所述人机交互端(9),同时智能控制器(1)控制漏报重播报警器(11)报警,同时控制语音播报模块(7)通过语音播报的形式提示机具操作手,同时执行步骤五;

17、步骤五、智能控制器(1)将步骤一接收的数据通过通讯模块(2)以3g、4g甚至5g网络上传至服务器数据库(3),用于对数据进行存储;

18、步骤六、所述云服务器数据库(3)将步骤五中的数据与pc管理模块(4)进行数据交互。

19、所述步骤二中的智能控制器(1)对采集的所述机具行进速度信号、排种(导种管)顺序、排肥(导肥管)顺序通过内置算法进行处理,计算得出判据,所述计算过程为:

20、根据机具行进速度监视传感器(5)和排种排肥监视传感器(6)反馈的机具行进速度信号、排种顺序、排肥顺序,计算单位时间内落肥量和落种量,小于内置设定值即为错误,否则正常。

21、所述步骤三中若判据结果正常和异常是指:根据机具行进速度监视传感器(5)和排种排肥监视传感器(6)反馈的机具行进速度信号、排种顺序、排肥顺序,计算单位时间内落肥量和落种量,小于内置设定值即为错误,否则正常。

22、有益效果:本发明是提出了一种智能控制器(1)通过机具行进速度监视传感器(5)、排种排肥监视传感器(6)实时监视机具行进速度、排种(导种管)、排肥(导肥管)状态,经智能控制器内置算法,计算得出判据实现对排种排肥漏播、重播不合理间距等作业情形进行实时监视,在出现任何异常情况是以全中文显示在人机交互终端(9)、高分贝语音播报形式(11)告知作业机具操作手,达到完美的作业效果。同时可对排机具作业运动速度测量(5)、机具作业情况及效果记录(8),也可根据机具的作业幅宽、株距、行距实现对作业效果进行统计监视、数据统计。同时可将机具测试数据通过通讯模块(2)以3g、4g甚至5g网络上传至云空间的服务器(3)用以对数据进行存储也为将来的大数据分析提供数据支撑,而云端服务器(3)除了可以被智能控制器(1)访问进行双向数据交互以外,还可以被监控总站的pc管理软件访问(4),实现设备间、云端服务器、监控总站间的数据交互与数据计算。

23、1.可全程不需要人为干预自动监测农机具的排种排肥状态、可实时监视拖拽机具的作业速度。

24、2.可实现中文、英文、俄文的显示与操作,可通过智能控制器1对机具行进速度监视传感器5、排种排肥监视传感器6、机具作业效果及作业数据记录上报模块8上传的数据进行分析和处理,从而利用智能控制器1快速调整作业品种的株距、行距、检测精度。

25、3.可实时记录农机机具作业数据。

26、4.记录农机具作业效果及相关数据便于查询某块地块作业情况,便于日后仔分析细研究。

27、5.具有多种对作业机具作业效果的监视功能。

28、6.降低拖拽机械机手人工工作量。

29、7.具有数据云端及大数据分析功能。

30、附图说明

31、图1是基于互联网的多行智能高速播种机排种排肥监测系统的结构示意图;

32、图2是基于互联网的多行智能高速播种机排种排肥监测方法的示意图;

33、图3是智能控制器的示意图;其中,a、b、c为智能控制器外围电路;d为智能控制器主体元件;

34、图4是操作按键原理(即输入输出模块)图示意;

35、图5是语音播报模块7中语音播报(音频)(a)、漏报重播报警器11中的报警灯(b)、显示(c)(即漏报重播报警器)、液晶(d)(即人机交互端);

36、图6是通讯模块2的原理图;


技术特征:

1.基于互联网的多行智能高速播种机排种排肥监测系统,其特征在于,该监测系统包括智能控制器(1)、通讯模块(2)、云服务器数据库(3)、pc管理模块(4)、机具行进速度监视传感器(5)、排种排肥监视传感器(6)、语音播报模块(7)、机具作业效果及作业数据记录上报模块(8)、人机交互端(9)、输入输出模块(10)、漏报重播报警器(11);

2.根据权利要求1所述的基于互联网的多行智能高速播种机排种排肥监测系统,其特征在于,所述智能控制器(1)为智能mcu(即plc、单片机及其它智能芯片)作为核心控制器。

3.根据权利要求2所述的基于互联网的多行智能高速播种机排种排肥监测系统,其特征在于,所述通讯模块(2)的通讯协议为modbus或can总线。

4.根据权利要求3所述的基于互联网的多行智能高速播种机排种排肥监测系统,其特征在于,通讯模块(2)通过gprs、4g或5g通讯方式与云服务器数据库(3)或pc管理模块(4)实现实时通讯,用于记录存储机具的作业速度、排种排肥状态、作业面积、作业位置、作业质量。

5.根据权利要求4所述的基于互联网的多行智能高速播种机排种排肥监测系统,其特征在于,该监测系统还包括测速装置,所述测速装置由测速雷达、霍尔传感器、光电编码器、gps或北斗测速芯片构成。

6.基于权利要求5所述的基于互联网的多行智能高速播种机排种排肥监测系统的监测方法,其特征在于,该方法包括下述步骤:

7.根据权利要求6所述的基于互联网的多行智能高速播种机排种排肥监测方法,其特征在于,所述步骤二中的智能控制器(1)对采集的所述机具行进速度信号、排种(导种管)顺序、排肥(导肥管)顺序通过内置算法进行处理,计算得出判据,所述计算过程为:

8.根据权利要求6所述的基于互联网的多行智能高速播种机排种排肥监测方法,其特征在于,所述步骤三中若判据结果正常和异常是指:


技术总结
基于互联网的多行智能高速播种机排种排肥监测系统及方法,属于播种机领域。智能控制器通过机具行进速度监视传感器、排种排肥监视传感器实时监视机具行进速度、排种、排肥状态,经智能控制器计算得出判据实现对排种排肥漏播、重播不合理间距等作业情形进行实时监视,在出现任何异常情况以全中文显示在人机交互终端、高分贝语音播报形式告知作业机具操作手,达到作业效果。同时可对排机具作业运动速度测量、机具作业情况及效果记录,通过通讯模块将数据上传至云空间的服务器。解决了当前高速播种机监测方式在播种过程中存在着严重的漏播、重播、误报警的问题,还解决了不便于精准的采集农机具的作业数据以及作业品质不可控的问题。

技术研发人员:王欢,孙向瑞,吕品,祁红岩
受保护的技术使用者:黑龙江科技大学
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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