采棉机智能监控系统的设计与研究——基于嵌入式云计算平台

近年来,越来越多的虚拟仪器技术及相应的机械设备得到了一定的推广普及,且在工业生产、农业生产领域取得了巨大效益。为此,基于嵌入式云计算平台设计了一种车载式采棉机自动监测控制系统。以我国新疆棉花生产、采摘作为探究对象,重点介绍了安装车载监控终端如何对采棉机作业位置信息与状态数据进行实时自动采集。     

采摘机器人智能监控和路径规划设计研究

为了提高采摘机器人自主导航和自动化定位能力,提升机器视觉的路径规划精度,基于 TI 公司的MSP430 F149 单片机,设计了一款具有监控终端和GPS导航功能的自动采摘机器人,实现了机器人路径规划实时处理、通讯、定位、报警一体化和自动化控制功能. 通过测试发现,MSP430F149 单片机具有功耗低、体积小、操作简单,便于系统管理维护等优点. 对机器人5 种路径规划的总体行驶精度路、径规划的移动时间利用率、路径规划的漏采率进行了测试,通过测试发现:5 种路径规划中套行法的各种指标测试效果最好. 同时,结合MSP430 F149 单片机和PID算法,实现了采摘机器人高效自动化采摘功能,提高了机器人的采摘精度,为采摘机器人的智能化设计提供了较有价值的参考 .     

采棉机GPS导航监控终端软硬件设计研究

根据目前车载导航终端的发展状况,结合新疆采棉机作业时的具体需要,设计了一套适合农业机械的基于ARM处理器的车载导航监控终端。设计时采用了S3C44B0X处理器作为硬件平台,在该处理器上移植μC/OS-Ⅱ操作系统,利用该操作系统上的资源编写程序实现GPS和GPRS功能在车载导航终端上的应用。移动终端通过GPRS无线网络传输模块将采集到的信息传送到监控中心,从而实现了对采棉机车辆进行监控和管理,有较高的使用价值。     

基于 GPS/GPRS 采棉机监控终端设计与应用

通过对多种型号的采棉机供电电源及风机等关键设备的输出信号特点进行分析,设计出一套适用于多种型号采棉机的监控终端。终端采用 STM32F101C8处理器作为核心控制单元,集成 GPS 定位和 GPRS 通信模块,可获取位置信息、风机转速及采头升降等状态信息,与监控中心构成采棉机远程监控系统。经实际应用证明,其性能稳定且可靠。     

基于GSM嵌入式物流监控的农业自主导航车辆设计

为提高农用车辆视觉导航系统对不同环境的适应性,基于GSM无线通信和嵌入式系统,提出了一种新的农业运输车辆自主导航的物流监控系统设计方法,并研究了其对路径的识别能力。该系统对环境的适应能力较强,可以快速、准确地提取导航路径的特征,并具有物流跟踪监控功能,可以实现农用运输车辆在特定的田垄里进行自主换向,提高了车辆的自主导航能力。利用GSM无线通信导航技术对驾驶员实际输出转角进行追踪测试,结果表明:驾驶员的目标曲线和转角无线控制实测曲线比较吻合,从而验证了基于GSM通信的嵌入式物流系统在农业运输车上实现自主导航的可行性和可靠性。     

基于GIS和GPS的采棉机跨区作业调度与服务系统设计

精细农业是21世纪农业发展的主要方向,随着农业机械化的深入发展,农机规模作业和跨区域作业已成为趋势。为此,针对兵团棉花机械收获实际,将GPS与GIS技术相结合,设计了一套采棉机实时监控、调度与服务系统。该系统可实现在遥感影像地图上实时显示采棉机的位置,对采棉机作业进行监控,辅助农机管理人员科学有效地对采棉机进行调度和管理,从而提高采棉机的作业效率和机采棉公司的经济效益。     

采棉机地理位置信息服务系统设计--基于 Google Maps

Google Maps 提供的高精度地理信息和开放 API 为各个行业提供了新的变革。为此,基于．net 平台,采用二次开发语言 C ＃和JavaScript ,结合GPS 技术和 SQL server 数据库技术,开发出基于Google Maps 的采棉机地理位置服务系统,实现对采棉机实时定位、历史轨迹回放和路径导航功能,为机采棉公司提供监控和管理服务。     

采棉机智能监控系统CAN应用层协议设计

以4MZ-6A型六行采棉机为应用对象,搭建了基于CAN总线的数字化智能监控系统。以CAN2.0B协议帧结构为基础,解析扩展帧ID报文标识符的组成和含义,研究了基于CAN总线应用层协议的制定原则、方法及其实现。该协议在六行采棉机样机上应用试验表明:该应用层协议不仅能满足实际需要,而且还具有极强的移植性、扩展性,在其他大型农业机械或工程机械的监控系统中具有通用性。     

基于嵌入式 Web 的无线传感温室监控系统设计

针对当前温室大棚管控系统存在的诸多问题,使用在嵌入式领域已趋于成熟的无线传感器网络技术和Web技术,设计了无线传感智能温室监控系统。该系统主要运用 ZigBee 无线传感器技术、嵌入式 Web 技术和嵌入式数据库技术,所使用的元器件功耗低且便宜耐用;可根据大棚情况灵活布置监测点;具有良好的人机界面;可方便地使用电脑或手机上网的形式进行现场和远程管理。经过永城市农业局所属示范园的实践验证表明,系统效果良好,达到设计要求,为无线传感器网络和 Web 技术在温室管理领域应用做了有益探索。     

基于传感控制的自动采棉机系统设计

为了实现棉花依据成熟度进行采摘，基于图像传感器设计图像处理方法，完成棉桃图像特征提取，进而实现棉花成熟度评估和空间棉桃定位。采用HSV方案进行图像灰度处理，采用二维大津法进行图像分割，提取棉桃特征参数。对成熟棉花和未成熟棉花图像样本分析发现，棉桃图像轮廓周长L和面积S比大于0.31时棉花成熟，从而建立棉花采摘标准，并采用双目图像系统，实现目标棉桃的图像坐标向空间坐标的转换。对图像分割精度，棉桃提取精度和视觉定位精度进行测试，结果表明：系统具有较高的可靠性。     

基于云计算平台的农田土壤墒情信息系统设计

土壤墒情是精细农业发展的关键,传统的土壤墒情监测手段落后,仅仅依靠手持设备进行人工采集,需要耗费大量的人力物力,且墒情信息获取缺乏实时性和全面性,对农田灌溉工作和农作物的生长造成了较大的影响。为此,引入了云计算技术,构建了基于云计算平台的农田土壤墒情信息系统,通过对土壤墒情信息系统的功能需求分析,完成了信息系统总体架构的设计,并对土壤墒情信息处理流程进行了优化分析。研究结果表明:基于云计算平台的农田土壤墒情信息系统能够保证墒情信息获取的实时性、有效性,同时墒情信息采集全面,数据共享及时,对实现精细农业具有主要意义。     

基于平行轨迹导航的采棉机自动对行控制方法

为解决传统人工操作采棉机长距离对行作业时存在劳动强度大、作业速度受限和效率较低的问题,利用棉花采用卫星导航平行精准播种的特性,提出了一种基于平行轨迹导航的采棉机自动对行控制方法。首先,人工驾驶采棉机完成首行对行作业,记录RTK定位轨迹数据,并进行线性拟合,得到参考导航线斜率;然后,对后续各行收获时,在任意起点对齐待收获的棉花行,由起点坐标和参考斜率计算得到平行导航基准线;最后,采用速度自适应纯追踪算法,实现采棉机自动对行。田间试验表明,该方法能够从任意行起始位置开始自动对行,不同速度下,平均绝对横向偏差为2.91cm,最大绝对横向偏差为9.22cm,平均标准差为1.80cm,控制性能均优于手动对行,满足采棉机对行精度要求。相对机械触碰式自动对行方法,该方法不受缺株歪株影响,并且在较高速7km/h行驶时仍能保持良好的对行精度。     

嵌入式收割机车载系统底层硬件的设计——基于智能控制技术

为了提高收割机车载系统的智能化水平,将嵌入式系统和智能PID控制技术引入到了车载控制系统的设计上,并以车载自主导航系统的设计为例,设计了底层硬件系统.为了验证系统的可行性,以收割机自主导航为研究对象,对收割机使用智能控制技术前后的避障轨迹进行了测试.测试结果表明:未采用智能控制技术时,收割机自主行走时容易与障碍物发生碰...     

基于云计算的农业机器人路径规划与实时定位研究

首先阐述了云计算的的特点和工作原理,然后结合农业机器人运动特性,采用蚂蚁算法,搭建了由农业机器人、云计算平台、ARM开发板、图像处理、摄像头和无线路由器等模块组成的云系统架构,实现了一套基于云计算的农业机器人路径规划与实时定位的系统。结果表明:采用云计算平台调用蚁群算法效率高、可行性强,高效解决了农业机器人路径规划与定位问题,具有一定的实际应用前景。     

基于计算机视觉的棉花生长监测自主导航车辆研究

为了克服农作物生长大面积遥感监测精度较低的缺陷,实现作物生长态势的自动化监测,提出了一种基于计算机视觉的自主导航作物生长监测车辆,从而有效地提高了作物生长监测的精度和自动化程度。该型自动化车辆通过导航标定线在田间对作物的生长状况进行实时跟踪监测,采用CCD数字摄像头对作物的生长状况进行图像采集,使用PC机对图像进行处理,并将图像利用通信技术传输到远程监控端,并根据图像特征数据建立了作物长势的监测和预测模型。为了验证其可行性,对作物的长势进行了实地测试,通过对叶面指数和作物生物量预测模型的测试表明:数据模型的实测值和理论值基本吻合,利用该方法可以建立多种作物的长势监测和预测模型,具有推广价值。     

层次分析法在新疆兵团现有采棉机选型上的应用

本文根据层次分析法,构建了较为客观的采棉机综合评价指标体系,对新疆兵团现有采棉机机型进行选型分析,从而选出适宜新疆兵团推广使用的最佳机型。