收割机远程监测系统的设计 —基于云平台数据挖掘并行算法

随着农业自动化技术的不断发展,无人驾驶收割机被逐渐应用到农业生产中,由于其远程监测和控制技术还不成熟,还无法达到完全无人化作业的水平。为了实现收割机的完全无人化作业,需要提高远程监测系统的实时监测效率。为此,将云平台数据挖掘和并行算法引入到了远程监测系统的设计上,通过对漏收率、破损率的实时监测来提高收割机自主作业水平。为了验证方案的可行性,对收割机远程监测系统的性能进行了测试,结果表明:收割机远程监测系统可以有效地提高播种机的作业效率和质量,对于提高其无人化作业的自动化程度具有重要的意义。     

甘蔗联合收获机运行工况数传终端的设计与试验

针对现有甘蔗联合收获机信息化水平低、相关参数监测系统缺乏等问题,设计了甘蔗联合收获机运行工况数传终端。通过对甘蔗联合收获机发动机参数、关键工作部件的扭矩与转速信息进行实时监测、自动记录并保存,从而实现作业质量的监测,且数传终端可将数据传至云平台,实现大量数据的存储和处理。试验台试验表明：数传终端能够建立一种连续、稳定、可靠的甘蔗联合收获机多信息采集方法,可有效地对收获机运行工况信息进行管理。     

基于Web技术的新能源汽车状态监测平台开发

为推动车联网的发展,针对新能源汽车的安全性问题,设计了一种基于web技术的新能源汽车状态监测平台。平台主要由车载终端、云服务器端、远程客户端3部分组成。车载终端将汽车上各项参数编码并通过通信模块将数据打包发送到云服务器,云服务器端对报文进行解析并保存到数据库,远程监测中心调取并显示新能源汽车各项参数、地理位置等,实现对新能源汽车运行数据的实时采集与处理、实时定位、远程监测等功能。     

履带式收割机远程状态监测系统智能终端的研究

农业机械设备在实际的生产应用中,常常存在信息管理不集中、设备利用率低及设备维修不及时等问题。为此,以履带式收割机为研究对象,提出了一种基于STM32的履带式收割机远程状态监测系统智能终端,采用嵌入式智控平台、GPS、GSM以及CAN总线技术,实现远程对履带式收割机地理信息、工作信息、清洗夹带损失、机械故障,以及预防突发性障碍的监测和预警。试验表明:该系统终端可以实现对履带式联合收割机实时工作状态和潜在故障信息的准确采集与判断,对实现收割机的地理信息、主动维护和预防突发性故障的发生具有重要的参考价值。     

基于LabVIEW的联合收割机远程作业数据采集系统

针对联合收割机工作状况远程监测需求,设计一种基于LabVIEW的远程作业数据采集系统。通过霍尔转速传感器和谷物损失量传感器分别对联合收割机主要工作部件转速(或频率)以及出草口处谷物损失量进行监测,同时通过车载GPS模块实时获取收割速度与位置,最后经GPRS模块将采集到的联合收割机工作数据传输到云端存储。运行数据表明,该系统可稳定远程监测联合收割机转速(或频率)以及损失量等。     

城市客车远程监控系统的设计与应用

为了实现对城市工况下客车的车辆状态监控、远程诊断与数据管理,设计了一种远程实时监控系统。该系统主要由车载终端、智能云平台和客户端应用组成。其中,各车载终端利用移动互联网实现与云平台之间的数据传输和指令收发,智能云平台实现对各类数据的存储与管理,用户端通过SSL安全访问协议实现与云平台之间的通讯。本系统为城市客车运营状况的监控与管理提供了便利,且更加注重信息安全,有良好的应用前景。     

基于Hadoop云平台的联合收割机远程监控系统研究

建立了云计算的海量数据处理数学模型和算法,并将Hadoop分布式计算方法引入到了数据库处理系统中,实现了数据库数据的自动分区和主从节点的设置,以及数据的分布式计算功能,得到了数据的处理速度、容量和传输速率等系统性能参数;结合农业生产中联合收割机应用越来越广泛,加之农田小路比较狭窄,给农田交通运输带来了的巨大压力等问题,提出了一套能够提供定位、监控、导航、车况采集等综合服务的联合收割机远程监控系统。通过对系统的测试,证明云存储平台在联合收割机监控系统中具有良好的表现,并具有很好的扩展性,为现代化的农业收割机监控系统提供了优越的条件。     

小型收割机作业信息监测系统研制

国内小型农机现有使用状况调查分析表明,对小型农机的质量监测、售后具体使用情况的跟踪调查、耕作状态信息检测与农机故障预诊断仍是一个十分薄弱环节。为此,研制了一套小型收割机作业信息监测系统。通过本系统能够对小型收割机作业状态进行实时监测,自动记录并保存作业时间和作业位置,从而达到对质量监测和售后使用情况的跟踪;能够保存所有监测数据,同时通过无线模块传输到指定的网络服务器,实现数据远程监测管理;能够自动预警小型收割机在收割过程中常见的脱粒堵转故障,并发出相应警告信息通知农机耕作者采取相应措施。本系统具有实时监测、远程数据传输、价格低廉和轻便等优点,适合安装于任何小型农机上。     

基于WSN和嵌入式系统的收割机智能监测优化设计

为了降低收割机作业的故障率,提高收割机的实时智能化监测水平,提出了基于WSN和嵌入式系统的收割机智能监测优化方法,并据此设计了基于无线传感网络的嵌入式监控系统硬件架构和功能软件。根据收割机无线传感网络的特点,结合自适应加权平均算法,提出了一种多传感器采集数据的误差融合算法,有效地提高了收割机滚筒信息的监测精度,降低了WSN数据传输时延和离散性带来的误差。以收割机作业为基本条件,对嵌入式系统和WSN进行了可行性测试,测试结果表明:在发生滚筒阻塞时,收割机的滚筒和搅龙的转速突变的趋势是相同的,与现场查看阻塞情况时收割机的作业情况相符合,从而验证了WSN和嵌入式系统在收割机智能监测系统中应用的可行性。     

拖拉机作业工况参数检测系统研究

拖拉机田间作业工况参数实时、同步、适宜频率的采集对于可靠性分析与优化具有重要意义。本文设计了基于NI-C DAQ控制器的拖拉机作业工况参数检测系统,对所需传感器进行了选型、设计及安装,并结合LabVIEW平台开发了检测软件和远程监控平台。该系统由传感器、数据采集控制器和数据采集监测平台组成,可实现对发动机、车轮/桥、悬挂系统和机具等多种机构的参数测取。此外,该系统可通过便携式触摸屏远程控制和实时监测。为了验证检测系统的准确性和稳定性,开展了信号误差测试和典型参数田间试验。信号误差测试结果表明,各类信号的采集误差、丢包率以及初始误差均能满足参数检测系统的要求。在田间测试中,拖拉机车轮速度和实际速度测量值的最大相对误差为3.1%;悬挂系统水平牵引力的计算值与测量值的最大相对误差为4.5%;根据测取的车轮加速度,辨识田间作业地面类型的准确率为96%;根据悬挂位置拟合耕作深度的决定系数R2为0.99156。最后,开展了检测系统田间作业24h连续运行试验,该系统能始终保持运行稳定与数据准确。开发的拖拉机作业工况信息检测系统相比于同类系统,采集的参数更多,操作更为方便,可为可靠性分析与优化提供有效的数据测取依据。     

基于移动终端的谷物产量实时监测平台设计

作物产量的空间变异性反映了农田环境和管理等因素对产量的影响,获取准确的产量空间分布信息是实施资源按需最优化投入的前提。为了获取谷物产量空间信息,设计了基于移动终端的农田谷物产量空间分布信息实时监测平台,可实现对联合收获机实时位置、作业状况和产量数据的远程监测,进而对产量数据的空间分布状况进行分析。平台主要由数据接收及存储、数据传输、数据显示和数据分析4个模块构成。其中,数据接收及存储模块接收由收获机传来的位置、谷物流量、升运器转速、谷仓温湿度和割幅宽度等作业状况信息数据包,将数据解析并存入数据库。数据传输模块为移动终端提供Web service服务,提取数据库中相应数据供前端调用。数据显示模块在移动终端上实时显示联合收获机作业位置和作业状况等信息。数据分析模块通过调用ArcGIS Server GP服务,将谷物产量信息的空间分布进行插值分析,分析结果以产量空间分布图的形式显示。经过测试,该监测平台运行稳定,能够实时显示和分析农田谷物产量信息,为农田精细管理提供技术支持。     

基于PIE-Engine的甘蔗榨季砍收进度监测

为了及时获得甘蔗砍收进度信息，提高甘蔗榨季砍收进程的信息化管理水平。基于国产遥感云计算平台PIE-Engine，以广西来宾市兴宾区2020/2021榨季为例，使用甘蔗砍收前三个关键时点的Sentinel-2多光谱影像合成NDVI时序数据集，根据当地主要作物NDVI走势差异，采用非监督分类提取甘蔗种植区域。在此基础上，利用Sentinel-1 双极化SAR数据的重访周期短和全天候的特点，合成雷达植被指数（RVI）时序数据集，经变化检测获取不同甘蔗种植区域的近似砍收日期。在PIE-Engine平台上开发了县域甘蔗榨季砍收进度信息遥感在线监测程序。使用该方法提取的2020年兴宾区甘蔗种植面积接近多年稳定的种植面积，实现了兴宾区2020/2021榨季甘蔗砍收进度的全区与按乡镇统计分析和展示。研究表明基于国产遥感云计算平台的甘蔗砍收监测方法切实可行。     

基于PSO-LSSVM的甘蔗破头率预测

甘蔗收割机收割后的甘蔗宿根破头率是评价甘蔗收割质量的重要指标,破头率过高会严重影响下一年甘蔗产量及甘蔗收割机的广泛推广与应用,但甘蔗破头率的采集方式复杂、费时费力,是研究降低甘蔗破头率的控制策略中的一项难题.为此,提出了一种基于PSO-LSSVM的甘蔗破头率预测方法,通过在田间采集甘蔗收割机刀盘与行走子系统的工作压力、...     

基于STM32和OneNet云平台的奶牛计步器系统设计

奶牛活动量的及时准确监测对奶牛发情检测具有重要意义,为了实现奶牛活动量的无线远距离实时监测,设计一种基于STM32和OneNet云平台的奶牛计步器系统。系统采用STM32单片机作为主控制器,基于ADXL345加速度传感器来实时检测奶牛运动状况,同时利用ESP8266 WIFI实现活动量数据到OneNet云平台的传输。并通过LabVIEW开发奶牛计步器上位机监控系统,实现奶牛活动量的实时监视功能。测试结果表明：系统安装方便,实时性好,对奶牛活动计步的准确率可达97%以上,能够实现奶牛活动量的无线远程监测,及时有效地对发情状态的奶牛进行干预,对奶牛养殖的信息化和智能化具有一定的应用价值。     

基于智能手机的农田墒情远程监测系统

针对农田信息采集的需要,设计了一套基于智能手机的远程监测系统。在Windows Mobile 6.1嵌入式操作系统平台上开发了基于GSM短信息服务平台的SMS系统,从而有效地利用AT命令实现了对短信息收发的控制。系统采集农田中土壤温度、作物叶片温度、土壤含水量和光照强度信息数据,控制网关基于ARM9和嵌入式Linux操作系统进行设计,用于农田信息的接收、实时显示和存储,通过GPRS方式实现与远程智能手机的通信。该系统可以通过智能手机实时收集农田信息参数或发送农田信息控制命令,并依据采集的信息参数进行控制作业。实验结果证明,该设计可行性良好,系统运行效果满足实际要求。     

生物质颗粒机组远程监控系统设计与试验

为提高生物质颗粒生产自动化水平,实时监控制粒机组生产过程中作业参数,解决当前存在的粉料喂入量不精确导致的压缩室壅堵问题,设计了一套生物质制粒远程监控系统,依托运行于远程上位机内的模糊PID控制算法,PLC通过OPC与之通信实现对粉料喂入量的控制; 以5G网络作为远程数据传输途径,选择5G工业路由器作为网络数据收发器,通过网页、手机APP或微信小程序实现客户端的远程监控功能。本系统设置了用户监控层、数据网络传输层和测控现场层; 基于系统远程监控要求,工业路由器与PLC之间通过PROFINET协议实现数据传递; 并使用MQTT协议,实现其与云服务器之间数据传输。根据对系统稳定性、喂料量准确性及其通信性能的试验,稳定时电流实际值与目标值平均相对误差在1%~12%范围内波动,变异系数在0.19%~0.28%范围内波动,满足生物质颗粒生产需求,有效提高了生物质颗粒生产智能化水平。     

整秆式甘蔗收获机输送调控系统设计与试验

针对甘蔗生长的随机性使收获机喂入量随时变化,易导致整秆式甘蔗收获机输送堵塞或工作效率低下的问题,设计了一种整秆式甘蔗收获机输送调控系统。该系统由动态扭矩传感器、PLC控制系统、液压系统、伺服电机系统组成,通过实时调节输送辊转速与喂入速度使得甘蔗收获机输送能力与喂入量相匹配,减少甘蔗堵塞情况。通过搭建甘蔗收获机试验平台,开展甘蔗输送调控试验。甘蔗输送调控试验结果表明,安装了输送调控系统后,各试验水平下的甘蔗平均输送速度为4.06、3.42、3.04、2.42m/s,相比无调控系统有了明显提升,并且收获机输送能力在喂入量峰值过后恢复到初始值,保证了工作效率;调控试验的平均堵塞率降低到5%,输送调控系统对缓解输送堵塞有显著作用。     

基于嵌入式的农田灌溉管网漏损智能无线监测系统设计

农田灌溉对于提高农作物产量具有重要作用,灌溉管网漏损实时在线监测对提升农田用水效率具有积极的现实意义。本文设计基于嵌入式的农田灌溉管网漏损智能监测系统,通过压电加速度传感器、压力变送器和超声波流量计等传感器信号采集,获取农田灌溉管网的振动噪声、水压和流量等数据,通过嵌入式单片机自适应滤波处理后,应用4G无线数据通信模块,将传感器采集的数据传输到云平台,云平台应用管理软件系统对灌溉管网监测数据进行实时处理和分析,从而准确确定灌溉管网漏损情况。试验结果表明,在非灌溉时间测试管网漏损状态,系统能够有效采集噪声、水压和流量等传感器数据,噪声数值超过预警值80 dB并进行报警。数据在无线网络中传输稳定高效,数据无线传输延时小于1.8 s。云平台应用管理软件系统功能正常,数据查询平均响应时间小于1.2 s。系统部署实施快捷,可广泛应用于农田灌溉管网运行状态实时监测,有效提高农田灌溉用水效率进而实现用水精细化管理。     

花生联合收获机智能测产系统研究

为解决花生收获过程中产量监测问题,结合4HBLZ-2型自走式花生联合收获机设计了一种智能测产系统。硬件部分包括北斗导航车载接收系统、单片微处理器及重量传感器、德国麦希欧接触式在线水分传感器,通过CAN总线接口与上位机连接。将定量称重与网格细分技术相结合应用于收获机测产领域,相较于冲量式测产系统,极大地降低了收获机振动引起的产量累积误差。软件采用跨平台应用程序Qt完成了各传感器数据的实时接收、存储,以及对任意划定地块产量数据的查询,并且能够实现查询产量数据的平面及3D立体渐变色显示。在5种不同工况下对该测产系统进行试验,测试花生收获机工作状态下测产系统的稳定性。在发动机大油门、开动夹持输送装置工况下,产量相对误差绝对值小于2%,在田间试验情况下产量相对误差绝对值小于5%。