田间作业机车工况监测系统设计

为了能够快速、准确地获取田间作业机车的现场数据,设计开发了一种集车辆定位、作业工况监测、作业面积测量和环境信息检测功能与一体的农机信息采集系统,可采用北斗和GPS组合定位方式获取机车的位置及速度等信息,并利用数据传输距离单跳可达10km的XBee PRO无线收发模块进行组网。为此,设计并优化了硬件系统结构,使用C语言编写了相应的驱动程序。上位机软件采用C#语言进行编写,通过无线收发模块与硬件系统进行远程通信,获取田间作业机车的作业工况和环境温湿度等信息,并且能够对采集的信息进行显示、存储和查询,为田间机车的智能化管理和调度提供了可靠依据。     

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。     

农机远程监管服务系统的设计与实现——基于ArcGIS Server

为了有效管理农机资源,实时监控农机作业状态和工况数据,及时对农机故障进行预警,提高作业效率,采用.NET提供的应用程序开发接口服务(WCF)生成Web Service客户端,并在此基础上通过ArcGIS Server Java框架进行二次开发,设计并实现了基于ArcGIS Server的农机远程监管服务系统。该系统的主要功能包括农机信息管理、合作社内部信息管理、农机实时监控、农机历史轨迹查询、农机工况数据实时监测与即时报警。     

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。     

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。     

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。     

农业机械远程监控管理信息系统研究

基于GPS、GPRS和GIS的农机远程监控管理信息系统是一个高科技信息集成系统,由车载终端、通信网络和监控管理调度中心3部分组成。车载终端通过车载GPS和传感器对农机进行定位、获取农机工作状态信息并实时显示,系统通过GPRS无线通信网络对收集的农机作业数据进行打包发送,传送到监控管理调度中心网络服务器中,完成与车载终端的链接及数据存储。此系统能有效对农机作业进行监控与调度,提高了农机作业效率,减少了生产与管理成本。     

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。     

大数据时代数学教学在农机信息化技术中的应用

随着计算机和通信技术的不断发展,大数据已经进入人们的生活,如各种教学平台。为了提高农机调度的效率和管理水平,基于数学教学大数据云平台系统,设计了现代化农机协同作业系统。同时以农机调度为例,对系统进行了测试,包括农机调度、作业轨迹显示、海量信息查询效率、农机监控精度和作业效率,并对测试数据进行了统计汇总。对比结果表明:采用农机信息化系统可以明显提高信息查询效率及监控精度,对于现代农机协同化作业管理的研究具有重要的意义。     

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。     

基于阿克曼转向原理的滑转率测量方法与试验

拖拉机作业时滑转率过高会降低作业效率,准确监滑转率具有重要意义。针对基于最小轮速的滑转率测量方法在转向工况下失效的问题,提出一种基于阿克曼转向原理的滑转率测量方法。通过建立转向时的滑转率测量模型,得到滑转率与理论车速、右前轮车速、右前轮转向角的关系。基于约翰迪尔4720型拖拉机设计滑转率测量系统,包括右前轮轮速测量装置,CAN总线解析模块和滑转率计算模块。水泥路面直行工况下滑转率测量试验结果表明,直行工况滑转率的平均值为3.0%。在水泥路面转向工况下,进行目标理论速度分别为0.5、0.8、1.0、1.2、1.5 m/s的滑转率测量试验。试验结果表明：转向工况滑转率的平均值分别为3.9%、3.4%、3.7%、3.8%、2.9%,处于直行工况的滑转率区间;因此认为此方法可行,为农机田间转向工况滑转率测量提供支撑。     

基于大数据的农机作业管理与决策系统

农业机械是现代农业发展的物质基础和科技载体,也是农机作业大数据采集的主要途径。农机信息化是现代农业信息化的重要组成部分,加快推进农机作业与大数据的有机融合,构建基于大数据的农机作业管理与决策系统,实现农机监管与决策信息化,对现代农机作业管理、农业部门的决策监督有重大意义。本文设计了基于大数据的农机作业管理和决策系统,它可为农户、政府管理部门提供决策支持,并能带来巨大的经济效益。     

稻麦联合收获机械总线化监控系统研究

为满足精准农业与智能农机装备发展需求,针对当前国产稻麦收获机械参数监测与控制功能单一、智能化程度低和适应性差等问题,研制了一种基于CAN总线的稻麦联合收获机械作业与工况参数监控系统。介绍了监控系统的运行环境、软件架构、硬件组成、相关协议,以及作业与控制参数归类方法,实现了联合收获机械1 2 8个作业和工况参数的数据显示与工作模式控制。车间调试与田间试验表明:该监控系统能实现稻麦联合收获机械作业参数和工况参数的实时显示,系统稳定可靠,操作方便。     

基于DTN算法的农用无人机信息检测处理系统设计

为进一步实现农用无人机信息检测与数据处理的精准性,提高其智能化作业水平,结合DTN网络控制算法,针对其信息检测处理系统进行设计。以实现信息网络路由传递顺畅、性能高效为基点,考虑农用无人机作业低速低空特性,搭建DTN算法检测模型,进行基于DTN算法的农用无人机信息检测系统硬件结构配置与软件控制布局,并进行农用无人机作业飞行试验。结果表明:农用无人机的各姿态检测角误差与DTN算法应用前误差相差不大,验证了检测处理系统设计的可行性;将DTN算法应用到机载信息检测处理系统,具备较好的容错调节机制,其机载测量湿度与实际地面测量湿度相比平均误差为2.13%,整机作业过程信息传输与转换实时准确,可为类似农机装备的信息检测模块开发优化提供较好的参考。     

基于物联网技术的智能农机监测管理系统设计

随着物联网技术的快速发展和农业现代化的推进,智能农机监测管理系统成为提高农业生产效率和质量的关键。该文以智慧农机生产为研究对象,设计一种基于物联网技术的智能农机监测管理系统,利用传感器、嵌入式设备和云平台相结合的方式,实现农机工作状态、位置和运行数据的采集与传输。同时,系统还具备数据分析功能,通过对农机数据的统计和分析,为农场管理者提供决策支持和优化农机使用的建议。田间试验结果表明,该系统能够有效提高农机的利用率和作业效率,降低农机故障率,进一步推动农业现代化进程。     

智慧农机调配管理平台设计与实现

针对目前农机作业过程中资源调度不合理、效率低下以及缺乏有效的农机调度与监管手段等问题,提出一种基于互联网的智慧农机管理平台。该平台分为数据采集层、网络传输层、平台层、访问层、用户层5个层次。围绕该平台,开发谷物收割机的机载数据采集单元,"我是地主"、"我是机手"手机APP,通过终端+APP的方式,将农机信息,服务供需双方信息进行实时动态匹配和对接,解决农机服务过程中供需之间的信息不对称问题。为解决大规模数据高并发的数据接收和存储问题,给出三层数据接收与存储架构,该结构同时具备良好的可扩展性。以机手为服务对象,提出在多目标约束下的基于回溯策略的农机智能调度算法,在作业季内可提高机手收益20.6%,实现了对农机资源的高效调配。设计改进型的三角形分割法,该方法提高农机作业面积计算精确性,使平均相对误差降至4.5%以下,减少农机服务过程中因测量作业面积产生的人力成本,能够满足服务费用快速计算的要求。将互联网技术融入农业机械的作业和管理环节,为实现农业机械作业全程信息化和智能化进行有益的尝试。     

栾城区农机深松作业远程监测技术的实践

农机深松作业远程监测系统是将物联网、大数据运用于农机深松作业的农机信息化管理系统,结束了人工监测深松作业质量的历史,为深松整地作业补贴工作提供了科学量化依据。农机深松远程监测系统由终端、平台、计算机通讯网络等组成。     

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。     

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。     

农机深松智能监测技术的应用研究

近年来,信息化、智能化技术不断发展成熟,作业监测、远程调度等农机信息化服务平台被大量投入使用,数据信息互联共享更加便捷。加快机械化信息化融合,推广使用智慧农机装备与技术成为农业现代化发展的必然趋势。开展农机深松整地作业智能监测技术应用研究,可以提高对农机深松整地作业智能监测的认识,并为开展其他类型的农机作业智能监测提供可借鉴的经验。