农机作业路径规划策略研究 —基于智慧农机大数据平台

针对我国农机跨区作业中存在的信息不对称、缺少有效农机调度手段等现状,建立了基于"互联网+"的农机作业信息服务平台,通过研发的手机APP、农机智能采集终端,实现了信息智能无缝对接,解决了农机服务产业链中信息不对称的问题。针对多机多地块作业调度问题,分析了基于智慧农机大数据平台的农机作业路径规划模型,设计了基于单位时间平均作业收益最大的优化调度算法,通过智能分单方式为农机大户或农机合作社的多台农机提供最优作业区域和行驶路线。试验结果表明:所提出的算法不仅确保了作物作业及时高效地完成,同时提高了作业收益,减少了作业成本。     

基于ARM的农机作业信息远程传输系统设计与实现

【目的】为了快速采集影响农作物成长的环境信息,提高生产效率及管理水平。【方法】针对现有农机作业信息远程传输系统产品功能单一、无线网络信号差、地块存在数据丢失等问题,笔者开发了基于ARM的农机作业信息远程传输系统,通过CAN总线采集作业数据信息,采用集成化SIM808模块采集卫星定位信息,设计远程数据传输协议。【结果与结论】笔者设计的基于ARM的农机作业信息远程传输系统结构精简,可实现农机作业数据空间信息远程传输,保证田间GPRS移动无线网络信号丢失时作业信息正常传输,系统丢包率低于0.2%,系统通信可靠性良好。     

基于北斗系统的大田智慧农业精准服务体系构建

农机精确导航技术正在中国大田种植领域规模化应用,但农机精准作业技术和农业生产精细管理技术的应用仍进展缓慢,精准农业技术、装备与服务体系尚未完成构建,节本增效和节能环保等农业生产目标的实现仍缺乏技术手段。随着物质、能量和信息三要素的不断融合,智能农机系统呼之欲出,将为农业生产提供安全、高效和科学的解决方案。基于智能农机系统的特点、中国农机社会化服务的特征及农业财政补贴的现状,本研究以节本增效和节能环保为主要目标,围绕农业生产组织、农机服务组织和农业主管部门等农机生产作业的核心参与者,融合农机社会化服务和农机精准化服务,建立了中国农机社会化精准服务体系。该体系预期可精确监测农机作业面积和肥药施用量等基本作业参数,可作为社会化服务结算和作业补助发放的精准依据。本研究为实现肥药双减等目标、帮助国家有关农业补贴政策调整和促进中国精准农业技术的全面应用提供了解决思路和技术手段。     

基于大马力精播机工况监测的田间无线调度系统

针对农机作业工况信息滞后,与农机作业规模化、集成化程度提高之间不匹配的问题,设计了以大马力精播机为主要研究对象的田间作业机工况信息采集硬件系统。在传统的作业速度和作业面积测量基础上,结合数据融合技术,降低了由于地轮打滑引起的测量误差,提高了种肥监测精度;系统增加了发动机转速与油耗的测量,为高效、经济作业提供了优化方案。系统采用基于802.11n的无线传感器网络将各工况信息进行采集,降低了系统布线难度,也为进一步实现农机作业合理调度提供了可靠数据。     

农机作业自动监测系统的设计与应用

传统的人工操作方式难以完成农机作业面积的精准计算和农机补贴申请流程的贯通,影响了农机作业补贴政策的有效实施。综合利用物联网、移动互联网等信息技术设计农机作业自动监测系统,利用农机监测终端采集并上传农机的定位数据、状态数据、作业轨迹数据等,利用管理系统实现农机机具管理、农机定位、农机运行状态监测、农机作业管理、农机作业发布、农机作业面积统计、农机作业轨迹回放、农机作业查询、农机作业面积汇总等应用,为农机作业监测及补贴提供一站式管理与应用,大大提高了农机作业补贴的精准性、便捷性和透明度。     

农机高效跨区作业信息决策支持系统设计

针对当前农机跨区作业过程中存在的信息滞后、时效性差及可用率低等问题,以Labwindows/CVI作为开发平台,采用模块化设计方法,设计了农机高效跨区作业信息决策支持系统。该系统通过Lab Windows/CVI调用SQL以及ODBC等技术,实现CVI对MYSQL数据库的访问和农机调度的智能优化算法用Mat Lab编辑,并通过Labwindows/CVI调用,给出农机高效跨区作业的决策信息,可为农机管理及跨区作业节约人力和物力,提高农机工作效率和农机手的经济效益。该系统界面友好,易于操作,具有较好的应用前景。     

农业机械远程信息服务系统研究

农业机械作业远程信息服务是充分发挥农业机械作用、提高农业机械作业效率的重要保证。基于网络远程服务和信息共享功能,建立了主要农业机械品种厂家分类数据库、维修保养服务数据库和农机作业远程保障服务体系等农业机械化信息管理系统,为农业机械高效作业提供技术保障和信息查询,弥补农业机械行业网络信息资源极度不足的现状,更好地服务农机作业。     

北斗导航农机作业面积管理系统设计与试验

针对农机精准作业规模化管理与农机作业服务计费需要准确的农机作业面积,设计北斗导航农机作业面积管理系统,其中包括北斗导航农机作业面积管理终端和北斗导航农机作业面积管理平台,实现农机作业面积测量与管理。基于北斗卫星导航定位系统、北斗地基增强系统及ARM32位Cortex-M3处理器设计并开发管理终端,采集农机作业位置信息;同时采用C#、JAVA语言及SQL Server 2008数据库设计并开发前后端分离结构的管理平台,实现农机作业监控、面积测量、数据统计等功能。通过田间试验,检验管理终端定位误差和管理平台面积测量精度。试验结果表明,该系统能够实现农机工作时间、工作地点、作业面积、作业轨迹等信息实时记录和回放。北斗导航农机作业面积管理终端水平定位误差仅为2.7 cm,作业面积平均测量误差为1.818%。该系统能够精准测量农机作业面积。     

基于物联网和耕地数字化的农机智能管理系统的设计

提出了利用低成本物联网设备和高精度耕地轮廓信息建立当代互联网智慧农机管理系统的基本思路和方法,旨在解决目前基层农机工作实践中存在的管理效率低、信息不对称问题。系统可实现农户信息、耕地信息、农机信息、实时作业信息的自动匹配,较好地解决各级农机服务部门信息处理不对称、资源调度不合理的问题,同时有效改善了农户和农机户因缺少有效沟通渠道产生的沟通不畅问题。通过将互联网技术融入农机作业和管理环节,将农户、耕地、农机等要素有机结合,实现了农机资源高效调配和利用。     

基于ARM的农机作业信息远程传输系统设计

针对现有的农机作业信息远程传输系统产品功能过于单一,无法满足日益增长的农机监管需求,且在无线网络信号差的地块存在数据丢失的问题,开发一种基于ARM的农机作业信息远程传输系统,选用STM32F103作为主控制芯片,通过CAN总线采集作业的数据信息,通过RS232串口采集作业的图像信息,采用集成化的SIM808模块来采集卫星定位信息和实现远程数据传输功能,同时设计远程数据传输协议和数据补传系统,可以实现即使在田间GPRS移动无线网络信号丢失时的农机作业的数据信息、空间信息和图像信息的远程传输。试验结果表明,该远程传输系统无线通信数据丢包率小于等于0.2%,数据补传成功率100%,系统功能全、通信可靠性和安全保障机制高,对提升农业装备机械化与信息化融合具有重大的意义。