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。     

Android 平台农机作业服务信息采集系统-基于 Google Maps

我国农机作业配套服务信息缺失,需要便捷、准确、高效的农机服务信息采集系统。为此,设计开发了基于Android智能终端的便携式农机作业服务信息采集系统,应用Google Maps的电子地图和遥感地图开放资源,通过GPS实时定位或地图拾取方式进行农田地块、维修点、加油站、粮库等农机作业服务信息采集,实现地物属性及图像信息的快速获取、远程传输与动态更新,为规模化农机作业服务提供更加高效、科学的信息支持。系统应用实践表明:地图数据清晰可信、界面操作简便、数据传输可靠。     

农机作业现场视频无线传输系统的设计与实现

为解决农业机械作业信息滞后、时效性差的问题,基于嵌入式技术和3G通信技术设计一套应用于农机作业现场的视频无线传输系统.系统中制定了一种可靠的进程间通信规约,采用H.264视频编码技术编码视频,根据RTP协议封装编码后的视频数据,使用3G无线网络作为通信信道传输视频数据给远程监控中心.试验表明,系统工作稳定可靠,能够实现每秒25帧720×576分辨率大小的实时视频的传输.     

基于ZigBee通信网络的农机作业监测系统设计

首先，介绍了ZigBee通信网络技术，并设计了系统总体设计方案；然后，分别从转速测量模块、振动信号采集模块和割台高度检测设计了系统硬件部分；最后，针对设备节点和协调器两部分设计了ZigBee无线网络传输软件，实现了农机作业监测系统。测试结果表明：系统能够正确采集农机作业参数并通过无线网络发送到云平台，证明系统的可靠性和可行性。     

共享农机技术可行性研究——以圆捆机为例

共享经济模式不断应用于农业生产,以共享农机为媒介的经济合作形式发展迅速,其运行过程中,远程监控技术不可或缺。以圆捆机为例,基于物联网技术,设计圆捆机作业过程远程监控系统,传感器采集圆捆机动静器件状态,PLC输出相应动作并将圆捆机状态信息传送至网络模块,完成现场端与远程端信息交互,GPS模块采集位置信息,实现圆捆机作业状态远程监控、位置定位、画面监控、远程熄火、故障报警、工作量云存储等。经试验,数据实时高效传输,系统稳定运行,以期为共享农机模式中远程监控环节提供技术支持。     

农机数据采集传输系统的设计与实现——基于CAN总线

随着CAN总线的发展应用,越来越多的农业机械开始装备使用CAN总线,采集农机CAN数据对于农机作业运行及故障维修的应用研究具有重要意义。农机CAN总线数据采集传输系统,能够实时采集、解析、传输农机CAN总线数据信息,且可将数据传输到PC机进行数据处理和数据分析。为此,详细介绍了基于单片机、CAN控制器及CAN收发器的农机CAN总线数据采集传输系统,并给出了硬件设计和软件实现。试验表明:该系统将发动机转速、油耗、经纬度、高程等数据解析并传输存储,在实际应用过程中,系统可靠性好,信息准确、运行正常。     

农机深松整地作业监测系统的设计

【目的】针对传统人工方式抽检农机作业质量和数量,存在检测效率比较低的问题,设计了一种农机深松整地作业监测系统。【方法】笔者分析监测系统设计原理,利用倾角感应器和超声波传感器构成耕深数据收集设备,利用不同的作业参数实现耕深信息的实时更新,为耕深信息实时监测提供数据基础。利用农机具终端实现位置定位,通过移动网络上传到服务平台中,实现统一管理。【结果】该系统通过田间试验,系统作业的深度测量误差在1.18 cm以下,均方根误差在0.64 cm以下;系统作业面积测量误差和平均误差均不超过0.91%、0.53%,为深松作业的补助提供量化的依据。【结论】系统已经在全国各地开展应用示范,进一步了提高补贴监测管理的准确性,降低了管理部门人力、物力的付出成本,提高了农机作业信息化管理水平。     

基于FPGA智能温度采集系统的设计研究

温度采集是测量系统中重要的指标之一,针对当前温度采集系统存在的传输距离短、实时性差、成本高等特点,笔者设计了一种基于FPGA的智能温度采集系统。该智能温度采集系统分为数据采集前端和后台数据处理两部分。数据采集前端采用FPGA作为中央处理器,通过Wi Fi模块将数据发送到OneNet平台上,实现数据的远程查看,还可以通过以太网收发电路将温度信号发送到后台数据处理端,实现温度采集电路的数据传输。后台数据采集端包括服务器和数据分析处理软件,可接收主机传输过来的温度信息,实现前端温度信息的远程监控。另外,可以通过在服务器上进行必要的参数远程设置,实现温度智能检测的目的。     

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。     

基于移动互联网技术的农田生态环境远程监测系统研究

为了对农田生态环境的污染情况进行监测,并能够实现实时、准确的获取信息,提出了基于移动互联网技术的生态环境的远程信息采集系统,并最终得到了实现。开发了以ARM9系列的S3C2440处理器、GPRS模块和传感器等组成数据采集系统,实现了对农田生态环境信息的无线网络监测和信息的实时采集。同时,通过GPRS模块构建网络实现了嵌入式系统与移动互联网的信息传递,完成了农田生态环境远程监测。系统可将结果在客户端的上位机软件显示,有效地解决了传统监测系统存在的传输距离受限及数据无法实时性等问题。     

甘蔗联合收割机作业远程信息平台设计与实现

甘蔗收割机作业工况数据的实时监测具有重要的实际意义,设计并实现一种基于云平台的甘蔗收割机作业远程信息平台。通过PLC、CAN总线和Modbus协议完成车载端的现场作业数据实时采集,使用通信模块并采用MQTT协议将数据上传到云平台,终端用户可以通过手机App或Web访问云数据,实现移动终端对甘蔗收割机作业工况数据的实时监测。通过现场测试结果表明：在1.52 h内,实际收到甘蔗收割机实时传来数据5 465条,数据丢失7条,数据准确率为99.88%,丢失率为0.12%。该系统对甘蔗收割机数据监测参数准确,实时性高,能够实现甘蔗联合收割机作业数据的实时采集、远程传输、数据储存与分析等功能,为甘蔗联合收割机的智能化与信息化应用提供了技术支撑。     

基于GPRS和ARM的农田图像采集系统

设计了一种基于GPRS和ARM处理器S3C2410的农田图像采集系统。该系统利用CMOS图像传感器完成图像的获取,通过GSM的GPRS业务完成远程图像终端和监控中心之间的信息传输,保证了图像采集的高可靠性,降低了图像传输的通信费用,又使系统具有较好的可扩展性。     

蓝牙技术在农机监控系统中的应用研究

农业机器作业过程中,针对不同的作业情况,需要安装不同的传感器设备,以获取不同的作业数据。为此,在分析这种农机监控系统的结构和特点基础上,针对其作业环境恶劣、布线繁琐的情况,基于蓝牙技术无需布线等方面的优势,选择了蓝牙技术对农机监控系统进行数据的采集和传输[1]。同时,通过计算机技术、蓝牙技术和编程技术,把各个传感器设备连接起来,建立一个无线的农机监控系统,并通过对硬件电路和软件编程的设计,实现数据的采集、处理及无线传输功能[2]。     

基于TD-LTE的多机协同导航通信系统研究

为实现多个农机在农田环境中自主导航协同作业,设计了基于TD-LTE的多机协同导航通信系统。该系统由导航定位传感器、无线通信模块、车载控制终端和远程通信软件组成,其中：传感器包含GNSS接收机、惯性测量单元（IMU）和角度传感器,用于获取每台农机的地理位置、自身姿态和车辆转向角信息。无线通信模块采用4G DTU作为系统通信设备,与车载终端串口相连,实现RS232串口转TD-LTE网络功能。4G DTU经配置软件配置好串口参数等信息后,连接目的服务器IP地址和端口号,将车载传感器采集的数据按设计好的通信协议经TD-LTE网络传输到远程服务器的通信软件中。车载控制终端采用工控机（IPC）,实现农机自动导航控制与人机交互。远程通信软件应用Socket网络编程开发了数据接收显示与数据发送的功能模块。系统对每台农机的状态信息实时上传的同时也可以接收远程服务器端对多台农机的协同控制命令,对于软件界面中显示的在线农机,可以根据优先级有选择的进行通信。以4台雷沃欧豹拖拉机为试验平台,每台农机状态信息的发送频率为5Hz,进行了系统稳定性试验测试,丢包率均为0.1%,且均无延迟,系统具有较高的可靠性与实时性。     

基于以太网的农业环境无纸记录仪软硬件设计

【目的】针对智慧农业现场数据采集的要求及技术的发展,为实时记录和检测农业环境的各种环境参数,避免传统记录仪存在的传输速度低、容量小等缺点。【方法】课题组设计了一种基于以太网的农业环境远程数据无纸记录仪,利用STM32、铁电存储器FM25CL64、CH395等完成了系统的硬件设计,针对系统后续升级要求,完成了U盘升级程序设计,上位机可以通过以太网接口将控制命令及采集参数下发至记录仪,并控制各功能模块完成数据测量功能。【结果】记录仪可以实时在线记录现场数据,并可以通过以太网通信方式与上位机进行通信,与上位机进行双向信息传送,无纸记录仪与农业环境传感器等组成测量系统,可完成各个被测量数据的实时采集与记录。【结论】设计方案合理可行,能够满足农业环境远程无纸记录仪对大容量存储、可升级、实时传输数据的要求。     

基于GPRS智能温室环境监控系统的设计

介绍了基于GPRS无线网络的远程数据采集和智能监控设计与实现方法,讨论了使用INTEL单片机80C 196KC来控制GPRS模块MC35i,以短信息的形式来完成远程数据的采集和监控;同时,给出了系统的软硬件设计和实验测试结果。系统的优越性在于采用先进的GPRS无线通信方式,打破了区域的界限,数据的传输更加方便可靠。     

基于数据高容量的农机信息存储系统设计

农机信息的采集和存储是实现精细农业的关键环节,但由于传统信息存储系统存储容量低、速度慢、数据容易丢失,导致农机信息容易出现缺失或数据紊乱等现象。为此,设计了基于数据高容量的农机信息存储系统,通过分析现有存储器技术的功能和特点,完成了信息存储系统总体方案的设计,同时进行了硬件系统总体结构的设计,包括电源模块、控制模块和存储模块3个方面,并完成了系统软件设计。实际运用结果表明:基于数据高容量的农机信息存储系统具有较好的稳定性,数据存储速度快,容量大,能够保证农机信息存储的安全性和连续性。     

基于FPGA的农田图像采集与3G无线传输系统设计

针对目前农田图像采集装置功耗大、成本高、图像无线传输速度慢的问题,设计了一套基于FPGA和3G无线通信技术的农田图像采集传输系统.该系统由农田图像采集终端和远程服务器组成,服务器与终端通过3G无线网络进行图像传输.研究了基于FPGA的JPEG压缩算法,实现了3G模块的驱动与远程数据通信.试验表明,系统能够快速采集图像并进行无线传输,传输一幅图像所需的时间约为5.42 s,无丢帧现象.     

基于滤波算法的林果采摘机器智能控制系统研究

【目的】提高林果采摘机器的综合采摘效率,减轻人工作业强度,优化系统数据收集与传输性能,提升系统稳定性。【方法】课题组设计了一款基于滤波算法的林果采摘机器智能控制系统。该系统利用滤波算法实现了网络信息拥堵控制,其工作原理为：通过高分辨率相机收集林果图像发送至总控系统,使用滤波算法识别目标林果后检测位置信息;由传感器收集林果与机械爪的距离进行位姿计算,运动控制设备发送指令后机械臂到达采摘位置;末端执行设备控制电机运转后操控机械臂完成采摘。【结果】测试表明,系统应用滤波算法的适应性良好,与应用灰狼算法相比,整体运行稳定率达到了92%以上,各项参数指标符合预期。【结论】该林果采摘机器智能控制系统可实现高效智能采摘,推广前景较为良好,本研究可为类似采摘或收获农机装备的优化设计提供参考。