BR112023012243B1 - MONITORING SYSTEM FOR A PIVOT IRRIGATION SYSTEM, COMPUTER IMPLEMENTED METHOD FOR MONITORING A PIVOT IRRIGATION SYSTEM AND NON-TRANSIENT COMPUTER READABLE MEDIA - Google Patents

MONITORING SYSTEM FOR A PIVOT IRRIGATION SYSTEM, COMPUTER IMPLEMENTED METHOD FOR MONITORING A PIVOT IRRIGATION SYSTEM AND NON-TRANSIENT COMPUTER READABLE MEDIA Download PDF

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BR112023012243B1
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end gun
electrical signal
gun
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BR112023012243-0A
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Inventor
Russell Sanders
Jeremie Pavelski
Robert Buchburger
Original Assignee
Heartland Ag Tech, Inc
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Abstract

MONITORAMENTO DE IRRIGAÇÃO BASEADO EM CONDIÇÕES. Trata-se de um sistema de monitoramento para um sistema de irrigação. O sistema de irrigação inclui um pivô e uma pistola de extremidade móvel operacionalmente associada ao pivô. O sistema de monitoramento inclui um sensor configurado para gerar um sinal elétrico indicativo de movimento e/ou posicionamento da pistola de extremidade móvel em relação ao pivô com o passar do tempo, um processador e uma memória. A memória inclui instruções armazenadas nela, que quando executadas pelo processador induzem o sistema a: receber o sinal elétrico gerado, determinar se a pistola de extremidade móvel, um ou mais componentes da mesma, requer manutenção com base no sinal elétrico, e determinar quando a pistola de extremidade móvel estiver em um estado de ativação ligado e/ou desligado com base no sinal elétrico.CONDITION-BASED IRRIGATION MONITORING. It is a monitoring system for an irrigation system. The irrigation system includes a pivot and a movable end gun operatively associated with the pivot. The monitoring system includes a sensor configured to generate an electrical signal indicative of movement and/or positioning of the moving end gun relative to the pivot over time, a processor, and a memory. The memory includes instructions stored therein, which when executed by the processor induce the system to: receive the generated electrical signal, determine whether the moving end gun, one or more components thereof, require maintenance based on the electrical signal, and determine when the moving end gun is in an on and/or off activation state based on the electrical signal.

Description

REFERÊNCIA REMISSIVA AOS PEDIDOS DE DEPÓSITO CORRELATOSREFERENCE TO RELATED DEPOSIT REQUESTS

[001] O presente pedido reivindica o benefício ao Pedido de Patente Provisório no U.S. 63/129.799, depositado em 23 de dezembro de 2020, estando seus conteúdos incorporados ao presente documento em suas totalidades a título de referência.[001] The present application claims the benefit of the Provisional Patent Application in U.S. 63/129,799, filed on December 23, 2020, its contents being incorporated into the present document in its entirety by way of reference.

CAMPO DA TÉCNICAFIELD OF TECHNIQUE

[002] A presente revelação refere-se a sistemas de irrigação e, mais particularmente, a estruturas e métodos para realizar manutenção preditiva de sistemas de irrigação.[002] The present disclosure relates to irrigation systems and, more particularly, to structures and methods for performing predictive maintenance of irrigation systems.

FUNDAMENTOSFUNDAMENTALS

[003] Sistemas de irrigação tais como pivôs, sistemas de movimento lateral, sistemas de irrigação por gotejamento, etc. quebram em média três vezes por ano em 40 usos. Essas quebras ocorrem durante etapas de crescimento críticas e, em muitos casos, no meio do campo.[003] Irrigation systems such as pivots, lateral movement systems, drip irrigation systems, etc. They break on average three times a year after 40 uses. These breaks occur during critical growth stages and, in many cases, in the middle of the field.

SUMÁRIOSUMMARY

[004] Com o intuito de limitar atrasos, custos aumentados e outros problemas associados à quebra de sistema de irrigação, esta revelação detalha uma solução que inclui observação digital do sistema de irrigação durante a operação normal e define parâmetros que indicam uma operação anormal. Para observar essas anomalias operacionais, sensores podem ser adicionados ao sistema de irrigação para fornecer dados para que algoritmos processem. Esses algoritmos podem ser baseados em lógica ou análise. Dados operacionais existentes daqueles prontos para uso podem ser usados em alguns casos. Em aspectos, outras fontes de dados podem ser externas ao sistema, tais como clima da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional (NOAA), mapas topográficos, umidade do solo, etc., ou combinações dos mesmos.[004] In order to limit delays, increased costs and other problems associated with irrigation system breakdowns, this disclosure details a solution that includes digital observation of the irrigation system during normal operation and defines parameters that indicate abnormal operation. To observe these operational anomalies, sensors can be added to the irrigation system to provide data for algorithms to process. These algorithms can be based on logic or analysis. Existing operational data from those out of the box can be used in some cases. In aspects, other data sources may be external to the system, such as National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) weather, topographic maps, soil moisture, etc., or combinations thereof.

[005] De acordo com um aspecto, apresenta-se um sistema de monitoramento para um sistema de irrigação. O sistema de irrigação inclui uma pistola de extremidade móvel operacionalmente associada a uma porção do sistema de irrigação. O sistema de monitoramento inclui um sensor configurado para se acoplar à pistola de extremidade móvel e configurado para gerar um sinal elétrico indicativo do movimento e/ou posicionamento da pistola de extremidade móvel em relação à porção do sistema de irrigação com o passar do tempo, um processador e uma memória. A memória inclui instruções armazenadas nela, que quando executadas pelo processador, induz o sistema a: receber o sinal elétrico gerado, determinar se a pistola de extremidade móvel, ou um ou mais componentes da mesma, precisam de manutenção com base no sinal elétrico, e determinar quando a pistola de extremidade móvel está em um estado de ativação ligado e/ou desligado com base no sinal elétrico.[005] According to one aspect, a monitoring system for an irrigation system is presented. The irrigation system includes a movable end gun operatively associated with a portion of the irrigation system. The monitoring system includes a sensor configured to couple to the tail gun and configured to generate an electrical signal indicative of the movement and/or positioning of the tail gun relative to the portion of the irrigation system over time, a processor and memory. The memory includes instructions stored therein, which when executed by the processor, induce the system to: receive the generated electrical signal, determine whether the moving end gun, or one or more components thereof, require maintenance based on the electrical signal, and determine when the trailing end gun is in an on and/or off activation state based on the electrical signal.

[006] Em outro aspecto da presente revelação, as instruções, quando executadas, podem induzir, ainda, o sistema a determinar uma taxa angular da pistola de extremidade móvel e o tempo gasto se movendo para frente e/ou para trás com base no sinal elétrico.[006] In another aspect of the present disclosure, the instructions, when executed, can further induce the system to determine an angular rate of the moving end gun and the time spent moving forward and/or backward based on the signal electric.

[007] Em ainda outro aspecto da presente revelação, as instruções, quando executadas, podem induzir, ainda, o sistema a gerar um relatório com base nas determinações.[007] In yet another aspect of the present disclosure, the instructions, when executed, may further induce the system to generate a report based on the determinations.

[008] Em um aspecto adicional da presente revelação, as instruções, quando executadas, podem induzir, ainda, o sistema de monitoramento a determinar se a pistola de extremidade se pivota além de um número predeterminado de graus sem uma pistola de extremidade em estado de ativação e proporcionar uma indicação a um usuário que um local não foi irrigado com base na determinação.[008] In a further aspect of the present disclosure, the instructions, when executed, may further induce the monitoring system to determine whether the end gun pivots beyond a predetermined number of degrees without an end gun in a state of activation and provide an indication to a user that a location has not been irrigated based on the determination.

[009] Ainda em um aspecto adicional da presente revelação, onde a porção do sistema de irrigação inclui pelo menos um dentre um acionador lateral, um esguicho de água ou um pivô, e a pistola de extremidade móvel pode ser montada de modo móvel sobre o pivô.[009] In yet a further aspect of the present disclosure, wherein the portion of the irrigation system includes at least one of a side actuator, a water nozzle or a pivot, and the movable end gun may be movably mounted on the pivot.

[010] Em outro aspecto da presente revelação, a pistola de extremidade móvel pode ser parte do mesmo sistema, mas separado da porção do sistema de irrigação.[010] In another aspect of the present disclosure, the movable end gun may be part of the same system, but separate from the irrigation system portion.

[011] Em ainda outro aspecto da presente revelação, o sistema pode incluir, ainda, um mecanismo de análise configurado para realizar as determinações.[011] In yet another aspect of the present disclosure, the system may further include an analysis mechanism configured to perform the determinations.

[012] Em um aspecto adicional da presente revelação, as instruções, quando executadas pelo processador, podem induzir, ainda, o sistema de monitoramento a receber dados a partir de pelo menos um dentre uma estação climática, um sensor de umidade do solo em campo, um mapa de terreno e solo, um sensor de temperatura, ou clima da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional.[012] In a further aspect of the present disclosure, the instructions, when executed by the processor, may further induce the monitoring system to receive data from at least one of a weather station, a field soil moisture sensor , a terrain and soil map, a temperature sensor, or weather from the National Oceanic and Atmospheric Administration.

[013] Ainda em um aspecto adicional da presente revelação, o mecanismo de análise pode incluir um modelo de aprendizagem por máquina, e em que o modelo de aprendizagem por máquina se baseia em uma rede de aprendizagem profunda, um modelo de aprendizagem por máquina clássico ou combinações dos mesmos.[013] In yet a further aspect of the present disclosure, the analysis mechanism may include a machine learning model, and wherein the machine learning model is based on a deep learning network, a classic machine learning model or combinations thereof.

[014] Em outro aspecto da presente revelação, o sensor pode incluir um codificador, um sensor de pressão, um medidor de fluxo, um magnetômetro, um giroscópio, um acelerômetro, uma câmera, um sensor de gestos, um microfone, um telêmetro a laser, um interruptor reed, um interruptor magnético, um GPS e/ou um interruptor óptico.[014] In another aspect of the present disclosure, the sensor may include an encoder, a pressure sensor, a flow meter, a magnetometer, a gyroscope, an accelerometer, a camera, a gesture sensor, a microphone, a rangefinder and laser, a reed switch, a magnetic switch, a GPS and/or an optical switch.

[015] Em um aspecto da presente revelação, um apresenta-se um método implementado por computador para monitorar um sistema de irrigação incluindo quatro zonas de pistola de extremidade. Cada zona de pistola de extremidade inclui uma pistola de extremidade móvel operacionalmente associada a uma porção do sistema de irrigação. O método inclui receber um sinal elétrico gerado por um sensor configurado se acoplar à pistola de extremidade móvel, em que o sinal elétrico é indicativo de movimento e/ou posicionamento da pistola de extremidade móvel em relação à porção do sistema de irrigação com o passar do tempo, determinar se a pistola de extremidade móvel, ou um ou mais componentes da mesma, requer manutenção com base no sinal elétrico, e determinar quando a pistola de extremidade móvel está em um estado de ativação ligado e/ou desligado com base no sinal elétrico.[015] In one aspect of the present disclosure, a computer-implemented method for monitoring an irrigation system including four end gun zones is disclosed. Each end gun zone includes a movable end gun operatively associated with a portion of the irrigation system. The method includes receiving an electrical signal generated by a sensor configured to couple to the movable end gun, wherein the electrical signal is indicative of movement and/or positioning of the movable end gun relative to the portion of the irrigation system over time. time, determine whether the trailing end gun, or one or more components thereof, requires maintenance based on the electrical signal, and determine when the trailing end gun is in an on and/or off activation state based on the electrical signal .

[016] Em ainda outro aspecto da presente revelação, o método pode incluir, ainda, determinar uma taxa angular da pistola de extremidade móvel e o tempo gasto movimentando para frente e/ou para trás com base no sinal elétrico.[016] In yet another aspect of the present disclosure, the method may further include determining an angular rate of the moving end gun and the time spent moving forward and/or backward based on the electrical signal.

[017] Em um aspecto adicional da presente revelação, o método pode incluir, ainda, gerar um relatório com base nas determinações.[017] In a further aspect of the present disclosure, the method may further include generating a report based on the determinations.

[018] Ainda em um aspecto adicional da presente revelação, o método pode incluir, ainda, determinar se a pistola de extremidade se pivota além de um número predeterminado de graus sem uma pistola de extremidade em um estado de ativação e proporcionar uma indicação a um usuário que um local não foi irrigado com base na determinação.[018] In yet a further aspect of the present disclosure, the method may further include determining whether the end gun pivots beyond a predetermined number of degrees without an end gun in an activated state and providing an indication to an user that a location has not been irrigated based on the determination.

[019] Em outro aspecto da presente revelação, onde a porção do sistema de irrigação inclui pelo menos um dentre um acionador lateral, um esguicho de água, ou um pivô, e a pistola de extremidade móvel pode ser montada de modo móvel sobre o pivô.[019] In another aspect of the present disclosure, wherein the portion of the irrigation system includes at least one of a side actuator, a water nozzle, or a pivot, and the movable end gun may be movably mounted on the pivot .

[020] Em ainda outro aspecto da presente revelação, a pistola de extremidade móvel pode ser parte do mesmo sistema, mas separado da porção do sistema de irrigação.[020] In yet another aspect of the present disclosure, the movable end gun may be part of the same system, but separate from the irrigation system portion.

[021] Em um aspecto adicional da presente revelação, o método pode incluir, ainda, realizar as determinações por um mecanismo de análise.[021] In a further aspect of the present disclosure, the method may further include making determinations by an analysis mechanism.

[022] Ainda em um aspecto adicional da presente revelação, o método pode incluir, ainda, receber dados a partir de pelo menos um dentre uma estação climática, um sensor de umidade do solo em campo, um mapa de terreno e solo, um sensor de temperatura, ou clima da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional.[022] In yet a further aspect of the present disclosure, the method may further include receiving data from at least one of a weather station, a field soil moisture sensor, a terrain and soil map, a temperature, or climate from the National Oceanic and Atmospheric Administration.

[023] Em ainda outro aspecto da presente revelação, o mecanismo de análise inclui um modelo de aprendizagem por máquina, e em que o modelo de aprendizagem por máquina se baseia em uma rede de aprendizagem profunda, um modelo de aprendizagem por máquina clássico, ou combinações dos mesmos.[023] In yet another aspect of the present disclosure, the analysis engine includes a machine learning model, and wherein the machine learning model is based on a deep learning network, a classical machine learning model, or combinations thereof.

[024] Em um aspecto da presente revelação, apresenta-se uma mídia legível por computador não transitória armazena instruções que, quando executadas por um processador, induz o processador a executar um método para monitorar um sistema de irrigação. O sistema de irrigação inclui uma pluralidade de zonas de pistola de extremidade. Cada zona de pistola de extremidade, da pluralidade de zonas de pistola de extremidade, inclui uma pistola de extremidade móvel operacionalmente associada a uma porção do sistema de irrigação. O método inclui receber um sinal elétrico gerado por um sensor configurado para se acoplar à pistola de extremidade móvel, em que o sinal elétrico é indicativo de movimento e/ou posicionamento da pistola de extremidade móvel em relação à porção do sistema de irrigação com o passar do tempo, determinar se a pistola de extremidade móvel, um ou mais componentes da mesma, requer manutenção com base no sinal elétrico, e determinar quando a pistola de extremidade móvel está em um estado de ativação ligado e/ou desligado com base no sinal elétrico.[024] In one aspect of the present disclosure, a non-transitory computer-readable medium stores instructions that, when executed by a processor, induces the processor to execute a method for monitoring an irrigation system. The irrigation system includes a plurality of end gun zones. Each end gun zone of the plurality of end gun zones includes a movable end gun operatively associated with a portion of the irrigation system. The method includes receiving an electrical signal generated by a sensor configured to couple to the moving end gun, wherein the electrical signal is indicative of movement and/or positioning of the moving end gun relative to the portion of the irrigation system as it passes. of time, determine whether the trailing end gun, one or more components thereof, require maintenance based on the electrical signal, and determine when the trailing end gun is in an on and/or off activation state based on the electrical signal .

[025] Outros aspectos, recursos e vantagens se tornarão aparentes a partir da descrição, dos desenhos e das reivindicações a seguir.[025] Other aspects, features and advantages will become apparent from the following description, drawings and claims.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[026] Os desenhos anexos, que são incorporados e constituem uma parte deste relatório descritivo, ilustram aspectos da revelação e, juntos a uma descrição geral da revelação fornecida abaixo e a descrição detalhada dada abaixo, servem, para explicar os princípios desta revelação, em que:[026] The attached drawings, which are incorporated and constitute a part of this specification, illustrate aspects of the disclosure and, together with a general description of the disclosure provided below and the detailed description given below, serve, to explain the principles of this disclosure, in what:

[027] A Figura 1 é um diagrama que ilustra um sistema de monitoramento;[027] Figure 1 is a diagram illustrating a monitoring system;

[028] A Figura 2 é um diagrama de blocos de um controlador configurado para uso com o sistema de manutenção preditiva da Figura 1;[028] Figure 2 is a block diagram of a controller configured for use with the predictive maintenance system of Figure 1;

[029] A Figura 3 é um diagrama que ilustra um modelo de aprendizagem por máquina configurado para uso com o sistema de manutenção preditiva da Figura 1;[029] Figure 3 is a diagram illustrating a machine learning model configured for use with the predictive maintenance system of Figure 1;

[030] A Figura 4A ilustra um fluxograma exemplificador de uma operação agropecuária típica;[030] Figure 4A illustrates a flowchart exemplifying a typical agricultural operation;

[031] A Figura 4B ilustra um fluxograma exemplificador de uma operação agropecuária incluindo um sistema de manutenção preditiva de acordo os princípios desta revelação;[031] Figure 4B illustrates an exemplary flowchart of an agricultural operation including a predictive maintenance system in accordance with the principles of this disclosure;

[032] A Figura 5 ilustra um fluxo de trabalho de ciência de dados com vários modelos do sistema de manutenção preditiva ilustrado na Figura 1;[032] Figure 5 illustrates a data science workflow with various models of the predictive maintenance system illustrated in Figure 1;

[033] As Figuras 6 a 8 são diagramas da interface de hardware exemplificadora e instrumentação do sistema de manutenção preditiva da Figura 1;[033] Figures 6 to 8 are diagrams of the exemplary hardware interface and instrumentation of the predictive maintenance system of Figure 1;

[034] A Figura 9 é uma vista em perspectiva de uma porção de um pivô exemplificador do sistema de manutenção preditiva da Figura 1;[034] Figure 9 is a perspective view of a portion of an exemplary pivot of the predictive maintenance system of Figure 1;

[035] A Figura 10 é uma vista em perspectiva de uma porção da instrumentação do compressor de ar de outro pivô exemplificador do sistema de manutenção preditiva da Figura 1;[035] Figure 10 is a perspective view of a portion of the air compressor instrumentation of another pivot exemplifying the predictive maintenance system of Figure 1;

[036] A Figura 11A é uma vista em perspectiva de uma montagem de pistola de extremidade do sistema de manutenção preditiva de acordo com os princípios desta revelação;[036] Figure 11A is a perspective view of an end gun assembly of the predictive maintenance system in accordance with the principles of this disclosure;

[037] A Figura 11B é uma vista lateral da montagem de pistola de extremidade da Figura 11A;[037] Figure 11B is a side view of the end gun assembly of Figure 11A;

[038] As Figuras 12A-12C são sinais exemplificadores gerados com o sistema de manutenção preditiva da Figura 11A;[038] Figures 12A-12C are exemplary signals generated with the predictive maintenance system of Figure 11A;

[039] As Figuras 13A e 13B ilustram fluxogramas exemplificadores do sistema de manutenção preditiva incluindo monitoramento da pistola de extremidade de acordo os princípios desta revelação;[039] Figures 13A and 13B illustrate exemplary flowcharts of the predictive maintenance system including end gun monitoring in accordance with the principles of this disclosure;

[040] A Figura 14 ilustra um fluxo de trabalho de ciência de dados exemplificador dos sistemas de manutenção preditiva desta revelação;[040] Figure 14 illustrates a data science workflow exemplifying the predictive maintenance systems of this disclosure;

[041] As Figuras 15 a 17 são fluxogramas ilustrativos para sistemas de teste dos sistemas de manutenção preditiva desta revelação;[041] Figures 15 to 17 are illustrative flowcharts for test systems of the predictive maintenance systems of this disclosure;

[042] A Figura 18 é um modelo ilustrativo para previsão de desempenho da pistola de extremidade usando uma unidade de medição inercial com nove graus de liberdade;[042] Figure 18 is an illustrative model for predicting tip gun performance using an inertial measurement unit with nine degrees of freedom;

[043] As Figuras 19 a 21 são diagramas de blocos de alto nível para um sistema de monitoramento de acordo com a revelação;[043] Figures 19 to 21 are high-level block diagrams for a monitoring system according to the disclosure;

[044] A Figura 22 é um diagrama de máquina de estado para o sistema da Figura 27 de acordo com a revelação;[044] Figure 22 is a state machine diagram for the system of Figure 27 according to the disclosure;

[045] A Figura 23 é um diagrama de quadrantes da pistola de extremidade em um campo sendo utilizado para determinar locais de falha de irrigação, de acordo com a revelação;[045] Figure 23 is a quadrant diagram of the end gun in a field being used to determine irrigation failure locations, in accordance with the disclosure;

[046] A Figura 24 é um gráfico de saída de sinal de giroscópio exemplificadora para o sistema de monitoramento da Figura 1, de acordo com a revelação;[046] Figure 24 is an exemplary gyroscope signal output graph for the monitoring system of Figure 1, in accordance with the disclosure;

[047] A Figura 25 é um gráfico de saída de sinal de bússola exemplificadora para o sistema de monitoramento da Figura 1, de acordo com a revelação; e[047] Figure 25 is an exemplary compass signal output graph for the monitoring system of Figure 1, in accordance with the disclosure; It is

[048] A Figura 26 é um gráfico de saída de sinal de acelerômetro exemplificadora para o sistema de monitoramento da Figura 1, de acordo com a revelação.[048] Figure 26 is an exemplary accelerometer signal output graph for the monitoring system of Figure 1, in accordance with the disclosure.

DESCRIÇÃO DETALHADADETAILED DESCRIPTION

[049] Os aspectos dos sistemas de manutenção preditiva revelados serão descritos em detalhes com referência aos desenhos, onde referências numéricas similares designam elementos idênticos ou correspondentes em cada uma das diversas vistas. Termos direcionais como superior, inferior, e similares, são usados simplesmente por motivos de conveniência de descrição e não são destinados a limitarem a revelação aqui anexada. Da mesma forma, conforme o uso em questão, o termo “ligado” inclui estar em uma posição aberta ou ativada, enquanto o termo “desligado” inclui estar em uma posição fechada ou inativa.[049] Aspects of the disclosed predictive maintenance systems will be described in detail with reference to the drawings, where similar numerical references designate identical or corresponding elements in each of the various views. Directional terms such as upper, lower, and the like are used simply for convenience of description and are not intended to limit the disclosure herein appended. Likewise, depending on the usage in question, the term “on” includes being in an open or activated position, while the term “off” includes being in a closed or inactive position.

[050] Na descrição anterior, funções ou construções bem conhecidas não são descritas em detalhes para evitar obscurecer a presente revelação em detalhes desnecessários.[050] In the previous description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid obscuring the present disclosure in unnecessary details.

[051] De modo vantajoso, o sistema revelado prevê uma inatividade inesperada comum versus a notificação que ocorreu após o fato. O sistema revelado proporciona uma percepção melhor que uma equipe circulando para observar a operação (que pode ser subjetivo). A tecnologia atual apenas notifica falhas após a mesma ter ocorrido, enquanto o sistema revelado prevê um requerimento de manutenção antes de a falha ocorrer.[051] Advantageously, the disclosed system predicts common unexpected downtime versus notification that occurred after the fact. The revealed system provides better perception than a team circulating to observe the operation (which can be subjective). Current technology only notifies failures after they have occurred, while the revealed system foresees a maintenance requirement before the failure occurs.

[052] Com referência às Figuras 1 e 7 a 9, proporciona-se um sistema de monitoramento 100 para um sistema de irrigação (para agropecuária, mineração, etc.). Em geral, o sistema de monitoramento 100 inclui um sistema de irrigação 106 e um controlador 200 configurado para executar instruções que controlam a operação do sistema de monitoramento de pivô 100. O sistema de irrigação 106 pode incluir uma bomba 10 (por exemplo, um compressor ou bomba de reforço, vide a Figura 11), um pivô 20, uma ou mais torres 30, uma torre de extremidade 40, uma torre de canto 50, um compressor de ar 60 e uma pistola de extremidade 70 (também conhecida como uma pistola grande, pistola de volume grande e/ou bocal móvel). A bomba 10 pode incluir um ou mais sensores de corrente e um dispositivo de comunicação sem fio 104 configurado para transmitir dados remotamente ao controlador 200 (por exemplo, dados de corrente captados). O pivô 20 pode incluir um ou mais sensores 102 e um dispositivo de comunicação sem fio 104 configurado para transmitir dados remotamente ao controlador 200. Cada torre 30, torre de canto 50 e torre de extremidade 40 pode incluir um ou mais sensores 102 e um dispositivo de comunicação sem fio 104 configurado para transmitir dados remotamente ao controlador 200. O dispositivo de comunicação sem fio pode incluir, por exemplo, 3G, LTE, 4G, 5G, Bluetooth, e/ou Wi-Fi, etc. Os sensores 102 podem incluir pelo menos um dentre um sensor de corrente, um sensor de tensão e/ou um sensor de potência configurado para captar, por exemplo, corrente, tensão e/ou potência, respectivamente. Em aspectos, esses sensores 102 podem medir a transmissão de eletricidade em um motor da bomba de reforço 10 quando parte do sistema. A bomba 10 pode incluir as linhas de transmissão na travessa; um contator; e componentes usados para atuar o contactor, os componentes de motor incluindo os componentes elétricos, componentes mecânicos e os componentes de bomba incluindo o impulsor, entrada, saída e/ou tubagem. Em aspectos, a bomba 10 pode incluir um sensor de fluxo (não mostrado) na saída da bomba de reforço.[052] With reference to Figures 1 and 7 to 9, a monitoring system 100 is provided for an irrigation system (for agriculture, mining, etc.). In general, the monitoring system 100 includes an irrigation system 106 and a controller 200 configured to execute instructions that control the operation of the pivot monitoring system 100. The irrigation system 106 may include a pump 10 (e.g., a compressor or booster pump, see Figure 11), a pivot 20, one or more turrets 30, an end turret 40, a corner turret 50, an air compressor 60, and an end gun 70 (also known as a gun large volume gun and/or movable nozzle). The pump 10 may include one or more current sensors and a wireless communication device 104 configured to remotely transmit data to the controller 200 (e.g., current data captured). Pivot 20 may include one or more sensors 102 and a wireless communication device 104 configured to remotely transmit data to controller 200. Each tower 30, corner tower 50, and end tower 40 may include one or more sensors 102 and a device wireless communication device 104 configured to transmit data remotely to controller 200. The wireless communication device may include, for example, 3G, LTE, 4G, 5G, Bluetooth, and/or Wi-Fi, etc. The sensors 102 may include at least one of a current sensor, a voltage sensor, and/or a power sensor configured to sense, for example, current, voltage, and/or power, respectively. In aspects, these sensors 102 can measure the transmission of electricity in a booster pump motor 10 when part of the system. Pump 10 may include transmission lines in the crosshead; a contactor; and components used to actuate the contactor, motor components including electrical components, mechanical components and pump components including impeller, inlet, outlet and/or piping. In aspects, the pump 10 may include a flow sensor (not shown) at the outlet of the booster pump.

[053] Em aspectos, um ou mais sensores 102 podem incluir quaisquer sensores adequados como, por exemplo, um codificador (por exemplo, um codificador angular), sensor de pressão, medidor de fluxo, etc., ou combinações dos mesmos. Um codificador angular pode estar sob a forma de um sensor de posição que mede a posição angular de um eixo de rotação.[053] In aspects, one or more sensors 102 may include any suitable sensors such as, for example, an encoder (e.g., an angular encoder), pressure sensor, flow meter, etc., or combinations thereof. An angular encoder may be in the form of a position sensor that measures the angular position of a rotation axis.

[054] Em aspectos, um ou mais sensores podem ser conectados (por exemplo, diretamente) e/ou podem ser componentes autônomos que podem ser conectados através de uma rede de área ampliada (WAN). Em aspectos, um ou mais sensores podem ser agregados em nuvem com base em ajustes de provisionamento. Em aspectos, um ou mais sensores podem incluir, por exemplo, uma tecnologia de rede de área ampliada com baixo consumo de energia (LPWAN) que pode ser de longo alcance (LoRa).[054] In aspects, one or more sensors may be connected (e.g., directly) and/or may be stand-alone components that may be connected via a wide area network (WAN). In aspects, one or more sensors may be aggregated in the cloud based on provisioning adjustments. In aspects, the one or more sensors may include, for example, a low power wide area network (LPWAN) technology that may be long range (LoRa).

[055] Em aspectos, o controlador 200 pode determinar alterações na condição de pelo menos um componente com base na comparação do sinal gerado aos dados predeterminados.[055] In aspects, the controller 200 may determine changes in the condition of at least one component based on comparing the generated signal to predetermined data.

[056] O controlador 200 é configurado para receber dados a partir dos sensores 102 bem como a partir de fontes de dados externos como estações climáticas 82, sensores de umidade do solo em campo 86, mapas de terreno e solo 88, sensores de temperatura 89, e/ou clima da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional (NOAA) 84 para realizar e/ou refinar previsões indicativas de uma condição de pelo menos um componente (por exemplo, um pivô 20, uma pistola de extremidade 70, uma torre 30, etc.) da pluralidade de componentes do sistema de irrigação 106. Essa previsão permite que o controlador 200 determine alterações na condição de pelo menos um componente e prever requerimentos de manutenção de pelo menos um componente com base em dados predeterminados (por exemplo, dados históricos). Por exemplo, a previsão pode se basear na comparação de alterações determinadas na condição de pelo menos um componente do sistema de irrigação 106 aos dados predeterminados. Por exemplo, o sensor 102 de uma torre 30 pode captar a absorção de corrente típica da torre 30. A absorção de corrente captada pode, então, ser comparada pelo controlador 200 à absorção de corrente de torre histórica e/ou típica. O controlador pode determinar que a absorção de corrente captada dessa torre 30 é consideravelmente maior que a absorção de corrente histórica por um número predeterminado (por exemplo, cerca de 30%) para um conjunto particular de condições (dia ensolarado, solo seco, etc.). Com base nessa determinação, o controlador 200 pode prever que essa torre 30 precisa de manutenção. Adicionalmente, o tipo específico de manutenção pode ser capaz de ser previsto. Por exemplo, se a corrente de motor de uma torre 30 for alta, isso pode indicar um pneu vazio. O sistema de monitoramento de pivô 100 pode, adicional ou alternativamente, prever o número de horas tipicamente levadas para reparar essa ocorrência. Em outro exemplo, o sistema pode captar, pelo sensor 102 que a corrente em uma bomba 10 está baixa, e, de modo correspondente, prever que há uma falha em uma bomba 10. Em um exemplo, um mapa de terreno identifica se o pivô 20 é inclinado descendentemente, aumentando, assim, a pressão na pistola de extremidade 70, que facilita uma determinação do motivo de a pressão estar maior nessa área particular.[056] Controller 200 is configured to receive data from sensors 102 as well as from external data sources such as weather stations 82, field soil moisture sensors 86, terrain and soil maps 88, temperature sensors 89 , and/or National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) weather 84 to perform and/or refine forecasts indicative of a condition of at least one component (e.g., a pivot 20, an end gun 70, a turret 30, etc. .) of the plurality of components of the irrigation system 106. This prediction allows the controller 200 to determine changes in the condition of at least one component and to predict maintenance requirements of at least one component based on predetermined data (e.g., historical data). . For example, the prediction may be based on comparing determined changes in the condition of at least one component of the irrigation system 106 to predetermined data. For example, the sensor 102 of a tower 30 may capture the typical current absorption of the tower 30. The captured current absorption may then be compared by the controller 200 to the historical and/or typical tower current absorption. The controller may determine that the current absorption drawn from this tower 30 is considerably greater than the historical current absorption by a predetermined number (e.g., about 30%) for a particular set of conditions (sunny day, dry ground, etc. ). Based on this determination, controller 200 may predict that tower 30 needs maintenance. Additionally, the specific type of maintenance may be able to be predicted. For example, if the motor current of a 30 tower is high, this may indicate a flat tire. The pivot monitoring system 100 may additionally or alternatively predict the number of hours typically taken to repair such an occurrence. In another example, the system may sense, through sensor 102, that the current in a pump 10 is low, and correspondingly predict that there is a failure in a pump 10. In one example, a terrain map identifies whether the pivot 20 is angled downward, thereby increasing the pressure in the end gun 70, which facilitates a determination of why the pressure is higher in that particular area.

[057] Os dados das fontes de dados externos podem ser usados para aperfeiçoar as previsões de modelo. Por exemplo, processando-se dados como uso maior de energia aos motores das torres 30 porque o campo está enlameado devido a chuvas recentes, esses dados processados podem ser usados para aperfeiçoar previsões de modelo. O sistema de monitoramento de pivô 100 pode exibir mapas de campo para terreno, tipos de solo, etc., que ajudam o modelo a explicar a variação em uso de energia. As previsões podem ser transmitidas a um dispositivo de usuário 120, pelo controlador 200, para exibição e/ou análises adicionais.[057] Data from external data sources can be used to improve model predictions. For example, by processing data such as increased power usage for 30 tower motors because the field is muddy from recent rain, this processed data can be used to improve model predictions. The pivot monitoring system 100 can display field maps for terrain, soil types, etc., which help the model explain variation in energy use. The predictions may be transmitted to a user device 120 by the controller 200 for display and/or further analysis.

[058] Em aspectos, os dados e/ou previsões podem ser processados por um sistema de visualização de dados 110. A visualização de dados é a representação gráfica de informações e dados. Utilizando-se elementos visuais como tabelas, gráficos e mapas, as ferramentas de visualização de dados proporcionam uma forma acessível de ver e entender tendências, outliers, e padrões em dados.[058] In aspects, the data and/or predictions may be processed by a data visualization system 110. Data visualization is the graphical representation of information and data. Using visual elements such as tables, graphs, and maps, data visualization tools provide an accessible way to see and understand trends, outliers, and patterns in data.

[059] Em aspectos, o sistema de monitoramento de pivô 100 pode ser implementado em nuvem. Por exemplo, Linux, que pode rodar um script Python, por exemplo, pode ser utilizado para realizar previsão.[059] In aspects, the pivot monitoring system 100 can be implemented in the cloud. For example, Linux, which can run a Python script, for example, can be used to perform prediction.

[060] A Figura 2 ilustra que o controlador 200 inclui um processador 220 conectado a uma mídia de armazenamento legível por computador ou uma memória 230. A mídia de armazenamento legível por computador ou memória 230 pode ser um tipo volátil de memória, por exemplo, RAM, ou um tipo não volátil de memória, por exemplo, mídia flash, mídia de disco, etc. Em vários aspectos da revelação, o processador 220 pode ser outro tipo de processador, tal como um processador de sinal digital, um microprocessador, um ASIC, uma unidade de processamento gráfico (GPU), um arranjo de portas programável em campo (FPGA), ou uma unidade de processamento central (CPU). Em determinados aspectos da revelação, a inferência de rede também pode ser realizada em sistemas que tenham pesos implementados como memristores, quimicamente, ou outros cálculos de inferência, conforme oposto aos processadores.[060] Figure 2 illustrates that the controller 200 includes a processor 220 connected to a computer-readable storage medium or a memory 230. The computer-readable storage medium or memory 230 may be a volatile type of memory, e.g. RAM, or a non-volatile type of memory, e.g. flash media, disk media, etc. In various aspects of the disclosure, the processor 220 may be another type of processor, such as a digital signal processor, a microprocessor, an ASIC, a graphics processing unit (GPU), a field programmable gate array (FPGA), or a central processing unit (CPU). In certain aspects of the disclosure, network inference can also be performed on systems that have implemented weights such as memristors, chemically, or other inference computations, as opposed to processors.

[061] Em aspectos da revelação, a memória 230 pode ser uma memória de acesso aleatório, uma memória somente para leitura, uma memória de disco magnético, memória em estado sólido, uma memória de disquete óptico, e/ou outro tipo de memória. Em alguns aspectos da revelação, a memória 230 pode ser separada do controlador 200 e pode se comunicar com o processador 220 através de barramentos de comunicação de uma placa de circuito e/ou através de cabos de comunicação como cabos ATA seriais ou outros tipos de canos. A memória 230 inclui instruções legíveis por computador que são executáveis pelo processador 220 para operar o controlador 200. Em outros aspectos da revelação, o controlador 200 pode incluir uma interface de rede 240 para se comunicar com outros computadores ou a um servidor. Um dispositivo de armazenamento 210 pode ser usado para armazenar dados.[061] In aspects of the disclosure, memory 230 may be a random access memory, a read-only memory, a magnetic disk memory, solid state memory, an optical floppy disk memory, and/or another type of memory. In some aspects of the disclosure, the memory 230 may be separate from the controller 200 and may communicate with the processor 220 via communication buses on a circuit board and/or via communication cables such as serial ATA cables or other types of pipes. . Memory 230 includes computer-readable instructions that are executable by processor 220 for operating controller 200. In other aspects of the disclosure, controller 200 may include a network interface 240 for communicating with other computers or to a server. A storage device 210 can be used to store data.

[062] O método revelado pode rodar no controlador 200 ou em um dispositivo de usuário, incluindo, por exemplo, em um dispositivo móvel, um dispositivo IoT, ou um sistema de servidor.[062] The disclosed method may run on the controller 200 or on a user device, including, for example, on a mobile device, an IoT device, or a server system.

[063] Em aspectos, um mecanismo de análise (por exemplo, um modelo de aprendizagem por máquina, e/ou análise clássica) pode ser configurado para realizar as determinações.[063] In aspects, an analysis engine (e.g., a machine learning model, and/or classical analysis) may be configured to perform the determinations.

[064] A Figura 3 ilustra um modelo de aprendizagem por máquina 300 e fluxo de dados\armazenamento\retroinformações do sistema de manutenção preditiva de pivô. O modelo de aprendizagem por máquina 300 pode ser hospedado no pivô 20 ou em nuvem (por exemplo, um servidor remoto). O modelo de aprendizagem por máquina 300 pode incluir uma ou mais redes neurais convolucionais (CNN).[064] Figure 3 illustrates a machine learning model 300 and data flow\storage\feedback of the pivot predictive maintenance system. The machine learning model 300 may be hosted on pivot 20 or in the cloud (e.g., a remote server). The machine learning model 300 may include one or more convolutional neural networks (CNN).

[065] Em aprendizagem por máquina, uma rede neural convolucional (CNN) é uma classe de rede neural artificial (ANN), mais comumente aplicada para analisar um conjunto de imagens visuais. O aspecto convolucional de um CNN se refere a plicar operações de processamento matricial a porções localizadas de uma imagem, e os resultados dessas operações (que podem envolver dúzias de diferentes cálculos paralelos e seriais) são conjuntos de muitos recursos que são usados para treinar redes neurais. Um CNN tipicamente inclui camadas de convolução, camadas de função de ativação, e camadas de agrupamento (tipicamente agrupamento máximo) para reduzir a dimensionalidade sem perder muitos recursos. Informações adicionais podem ser incluídas nas operações que geram esses recursos. Proporcionar informações exclusivas que produzem recursos que fornecem as informações de redes neurais pode ser usado para proporcionar, ultimamente, uma forma agregada de diferenciar entre dados inseridos às redes neurais. Em aspectos, o modelo de aprendizagem por máquina 300 pode incluir uma combinação de uma ou mais redes de aprendizagem profunda (por exemplo, uma CNN), e modelos de aprendizagem por máquina clássicos (por exemplo, um SVM, uma árvore de decisão, etc.). Por exemplo, o modelo de aprendizagem por máquina 300 pode incluir duas redes de aprendizagem profunda.[065] In machine learning, a convolutional neural network (CNN) is a class of artificial neural network (ANN), most commonly applied to analyze a set of visual images. The convolutional aspect of a CNN refers to applying matrix processing operations to localized portions of an image, and the results of these operations (which can involve dozens of different parallel and serial calculations) are sets of many features that are used to train neural networks. . A CNN typically includes convolution layers, activation function layers, and pooling layers (typically max pooling) to reduce dimensionality without losing too many features. Additional information can be included in the operations that generate these resources. Providing unique information that produces features that provide neural network information can ultimately be used to provide an aggregated way to differentiate between data fed into neural networks. In aspects, the machine learning model 300 may include a combination of one or more deep learning networks (e.g., a CNN), and classical machine learning models (e.g., an SVM, a decision tree, etc. .). For example, machine learning model 300 may include two deep learning networks.

[066] Em aspectos, dois métodos de rotulação para os dados de treinamento podem ser usados, um baseado em uma conexão com um sistema de manutenção de computador (CMMS) e um baseado em entrada de usuário. Em aspectos, o usuário pode ser incitado a rotular dados, ou pode fornecer os dados manualmente (por exemplo, no momento de eventos de serviço).[066] In aspects, two labeling methods for the training data can be used, one based on a connection to a computer maintenance system (CMMS) and one based on user input. In aspects, the user may be prompted to label data, or may provide the data manually (e.g., at the time of service events).

[067] Conforme notado anteriormente, a Figura 4A ilustra um fluxograma exemplificador de uma operação agropecuária típica 400a. Em geral, na etapa 410, realiza-se uma manutenção pré-temporada no equipamento de irrigação. A seguir, na etapa 420, o equipamento de irrigação é usado em temporada. Na etapa 440, se for determinado que o equipamento quebrou, o mesmo é enviado para reparo na etapa 430. Ao final da temporada (etapa 450), realiza-se uma manutenção pós-temporada (etapa 460).[067] As noted previously, Figure 4A illustrates a flowchart exemplifying a typical agricultural operation 400a. In general, in step 410, pre-season maintenance is performed on the irrigation equipment. Next, in step 420, the irrigation equipment is used in season. In step 440, if it is determined that the equipment has broken down, it is sent for repair in step 430. At the end of the season (step 450), post-season maintenance is performed (step 460).

[068] A Figura 4B ilustra um fluxograma exemplificador 400b de uma operação agropecuária que inclui um sistema de monitoramento 100 de acordo com os princípios desta revelação. Em geral, na etapa 410, uma manutenção pré-temporada é realizada no equipamento de irrigação. A seguir, o sistema de monitoramento 100 prevê se manutenção é necessária para uma peça particular do equipamento de irrigação. Se for prevista uma manutenção na etapa 415, então, na etapa 430, o equipamento é examinado e reparado. A seguir, na etapa 420, o equipamento de irrigação é usado em temporada. Na etapa 440, se for determinado que o equipamento quebrou, o equipamento é enviado para reparo na etapa 430. Ao final da temporada (etapa 450), realiza-se uma manutenção pós-temporada (etapa 460).[068] Figure 4B illustrates an exemplary flowchart 400b of an agricultural operation that includes a monitoring system 100 in accordance with the principles of this disclosure. In general, in step 410, pre-season maintenance is performed on the irrigation equipment. Next, the monitoring system 100 predicts whether maintenance is required for a particular piece of irrigation equipment. If maintenance is anticipated in step 415, then in step 430 the equipment is examined and repaired. Next, in step 420, the irrigation equipment is used in season. In step 440, if it is determined that the equipment has broken down, the equipment is sent for repair in step 430. At the end of the season (step 450), post-season maintenance is performed (step 460).

[069] A Figura 5 ilustra um fluxo de trabalho de ciência de dados com vários modelos do sistema de manutenção preditiva ilustrados na Figura 4B.[069] Figure 5 illustrates a data science workflow with various models of the predictive maintenance system illustrated in Figure 4B.

[070] Os cinco modelos incluem um modelo de previsão de pistola de extremidade 502, um modelo de previsão de acionamento de torre 504, um modelo de previsão de sequenciamento 506, um modelo de previsão de compressão de ar 508 e um modelo de previsão elétrica 510. Os modelos podem ser implementados através de lógica e/ou aprendizagem por máquina.[070] The five models include an end gun prediction model 502, a turret drive prediction model 504, a sequencing prediction model 506, an air compression prediction model 508, and an electrical prediction model. 510. Models can be implemented through logic and/or machine learning.

[071] Com referência às Figuras 5 e 18, um modelo de previsão de pistola de extremidade 502 é mostrado. O modelo de previsão de pistola de extremidade pode contar o número de vezes que a pistola de extremidade 70 (Figura 1) leva para passar da esquerda para direita e voltar. O tempo esperado para passar da esquerda para direita pode se basear na pressão, condição de mancal, tração, etc., ou combinações dos mesmos.[071] With reference to Figures 5 and 18, an end gun prediction model 502 is shown. The end gun prediction model can count the number of times it takes the end gun 70 (Figure 1) to move from left to right and back. The expected time to go from left to right may be based on pressure, bearing condition, traction, etc., or combinations thereof.

[072] O modelo de previsão de pistola de extremidade 502 pode considerar a potência esperada com base na umidade do solo diretamente medida ou inferida a partir de dados climáticos do campo ou estações climáticas regionais, mapas topográficos, mapas de solo, RPM do motor, relação da caixa de câmbio, peso da torre, peso da travessa, condição operacional, etc., ou combinações dos mesmos. A pistola de extremidade 70 inclui uma instrumentação que pode medir cada ciclo usando um interruptor de proximidade, codificador, capacitância, e/ou sistema de imagem. Aspectos do sistema de monitoramento 100 podem ser montados ou desmontados ao sistema de irrigação 106, por exemplo, um sensor de umidade que registra quando o sensor de unidade for molhado remotamente pela água sendo distribuída ao campo. Se uma pistola eletrônica for usada, o uso de energia e ciclo de trabalho podem ser usados. Em aspectos, um ou mais sensores podem incluir quaisquer sensores adequados como, por exemplo, um codificador (por exemplo, angular), sensor de pressão, medidor de fluxo, magnetômetro, giroscópio, acelerômetro, câmera, sensor de gestos, microfone, telêmetro a laser, interruptor reed/magnético/óptico, etc., ou combinações dos mesmos. O modelo de previsão de pistola de extremidade 502 também pode incluir como entradas a pressão de bomba, o número de modelo da pistola de extremidade, o diâmetro de bocal de pistola de extremidade, a configuração de mola do braço de acionamento, o tipo de difusor, uma medição de fluxo, um fator K de mola do braço de acionamento, um equilíbrio de braço de acionamento, uma condição de mancal de braço de acionamento, uma condição de mancal de base, uma condição de vedação de base, um alinhamento de braço de acionamento, e/ou uma rigidez de base de montagem (Figura 18). O tipo de bocal pode ser inferido a partir de um fluxo medido e pressão medida. Em aspectos, o modelo de previsão de pistola de extremidade 502 (Figura 18) pode prever uma frequência de impacto de braço de acionamento, uma magnitude de aceleração por impacto de braço de acionamento, uma taxa angular dianteira, uma taxa angular traseira, uma taxa de alteração de rumo dianteiro e traseiro, um tempo por passagem, e/ou um tempo para girar uma alavanca de inversão. As saída de modelo podem ser usadas para prever adicionalmente a operação anormal.[072] The end gun prediction model 502 may consider expected horsepower based on soil moisture directly measured or inferred from field weather data or regional weather stations, topographic maps, soil maps, engine RPM, gearbox ratio, turret weight, crossmember weight, operating condition, etc., or combinations thereof. The end gun 70 includes instrumentation that can measure each cycle using a proximity switch, encoder, capacitance, and/or imaging system. Aspects of the monitoring system 100 may be mounted or dismounted to the irrigation system 106, for example, a moisture sensor that records when the sensor unit is wetted remotely by water being distributed to the field. If an electronic gun is used, the power usage and duty cycle may be used. In aspects, the one or more sensors may include any suitable sensors such as, for example, an encoder (e.g., angular), pressure sensor, flow meter, magnetometer, gyroscope, accelerometer, camera, gesture sensor, microphone, rangefinder, laser, reed/magnetic/optical switch, etc., or combinations thereof. The end gun prediction model 502 may also include as inputs pump pressure, end gun model number, end gun nozzle diameter, drive arm spring configuration, diffuser type , a flow measurement, a drive arm spring factor K, a drive arm balance, a drive arm bearing condition, a base bearing condition, a base seal condition, an arm alignment drive, and/or a mounting base rigidity (Figure 18). The nozzle type can be inferred from a measured flow and measured pressure. In aspects, the butt gun prediction model 502 (Figure 18) can predict a drive arm impact frequency, a drive arm impact acceleration magnitude, a forward angular rate, a rear angular rate, a of fore and aft heading change, a time per pass, and/or a time to turn a reversing lever. Model outputs can be used to further predict abnormal operation.

[073] A operação anormal da pistola de extremidade pode se basear, ainda, no movimento e/ou posicionamento da pistola de extremidade móvel 70 em relação ao pivô 20 (e/ou outra porção do sistema de irrigação, como um acionador lateral, um esguicho de água, etc.) com o passar do tempo. Por exemplo, o sistema de monitoramento de pivô 100 pode monitorar a frequência do braço de acionamento usando um acelerômetro e/ou giroscópio, e/ou a mudança de rumo da pistola de extremidade 70 pode ser determinada por um magnetômetro. A pistola de extremidade 70 pode tipicamente estar “ligada” por cerca de quinze graus de rotação a partir do momento que foi ligada até o momento que for parada. O sensor 102 pode captar que a pistola de extremidade 70 estava ligada por cerca de três graus de rotação e o controlador pode determinar que essa foi uma operação anormal e que a pistola de extremidade 70 pode precisar de manutenção. Em aspectos, a lógica para determinar uma operação anormal pode se basear em uma janela deslizante por segundos, minutos, horas, dias e/ou anos. Em aspectos, h[a uma pistola de extremidade 70 em deslocamento sem uma travessa conhecida como esguichos de água. A tecnologia revelada também se aplica a esguichos de água sistemas de irrigação de movimento lateral. Em aspectos, uma pistola de extremidade móvel 70 pode ser disposta no esguicho de água. Em alguns exemplos, um esguicho de água se move sobre pneus, em outros exemplos, a pistola de extremidade 70 se move rotacionalmente pelo braço de acionamento, ou uma engrenagem energizada por fluxo de água. Em um exemplo, um esguicho de água pode ser movido por outro veículo como um trator ou um caminhão. Em outro exemplo, o esguicho de água pode ser puxado por um cano de água flexível ao longo de uma trajetória através de uma bobina. Em ainda outro exemplo, a pistola de extremidade 70 pode ser diretamente montada em um caminhão para manter a poeira em uma mina, e/ou aplicar água residual a um campo. Em outro exemplo, a pistola de extremidade 70 pode não ser montada sobre o pivô, mas, de preferência, montada em uma lança, e/ou uma última unidade de acionamento regular no sistema de irrigação estilo pivô.[073] Abnormal operation of the end gun may also be based on the movement and/or positioning of the movable end gun 70 relative to the pivot 20 (and/or another portion of the irrigation system, such as a side actuator, a water splash, etc.) over time. For example, the pivot monitoring system 100 may monitor the frequency of the drive arm using an accelerometer and/or gyroscope, and/or the change of direction of the end gun 70 may be determined by a magnetometer. End gun 70 can typically be “on” for about fifteen degrees of rotation from the time it is turned on until the time it is stopped. The sensor 102 may sense that the end gun 70 was on for about three degrees of rotation and the controller may determine that this was an abnormal operation and that the end gun 70 may need maintenance. In aspects, the logic for determining abnormal operation may be based on a sliding window for seconds, minutes, hours, days, and/or years. In aspects, there is an end gun 70 in displacement without a cross member known as water nozzles. The technology revealed also applies to water nozzles in lateral movement irrigation systems. In aspects, a movable end gun 70 may be disposed in the water nozzle. In some examples, a nozzle of water moves over tires, in other examples, the end gun 70 moves rotationally by the drive arm, or a gear energized by water flow. In one example, a water nozzle may be powered by another vehicle such as a tractor or truck. In another example, the water nozzle may be drawn by a flexible water pipe along a path through a coil. In yet another example, the end gun 70 can be directly mounted on a truck to keep dust in a mine, and/or apply waste water to a field. In another example, the end gun 70 may not be pivot-mounted, but preferably mounted on a boom, and/or a regular last drive unit in the pivot-style irrigation system.

[074] Monitorar parâmetros de saída como temporização, fluxo e/ou pressão da pistola de extremidade 70 também pode ajudar a inferir a saúde do compressor de ar. Em aspectos, uma operação anormal pode, ainda, ser determinada pela pressão de água e/ou volume a partir da pistola de extremidade 70.[074] Monitoring output parameters such as timing, flow, and/or pressure from the end gun 70 can also help infer the health of the air compressor. In aspects, abnormal operation may further be determined by the water pressure and/or volume from the end gun 70.

[075] Por exemplo, se um usuário (por exemplo, um fazendeiro) estiver aplicando muita pressão à pistola de extremidade 70, a água e o fertilizante podem ser arremessados na colheita, levando a anéis secos. O sensor de pressão pode captar que a pressão da pistola de extremidade estava caindo a cerca de 40 psi a partir de um normal de 71 psi. o modelo de previsão de pistola de extremidade 502 pode prever que o sistema está operando de forma anormal com base na medição de pressão com o passar do tempo. A pressão pode ter sido incialmente alta, e, então, cair cerca de 10 psi durante a próxima hora. O fazendeiro pode ter operado em uma pressão muito alta porque a bomba de reforço estava caindo e reiniciando frequentemente. A reinicialização da bomba é bastante prejudicial para a saúde do sistema de irrigação 106, visto que a bomba pode desgastar os componentes elétricos muito mais rapidamente que sua vida nominal.[075] For example, if a user (e.g., a farmer) is applying too much pressure to the end gun 70, water and fertilizer can be thrown into the crop, leading to dry rings. The pressure sensor could pick up that the end gun pressure was dropping to about 40 psi from a normal 71 psi. The 502 End Gun Prediction Model can predict that the system is operating abnormally based on pressure measurement over time. The pressure may have initially been high, and then dropped about 10 psi over the next hour. The farmer may have been operating at too high a pressure because the booster pump was dropping and restarting frequently. Restarting the pump is quite detrimental to the health of the 106 irrigation system, as the pump can wear out the electrical components much faster than its rated life.

Instrumentação elétrica:Electrical instrumentation:

[076] O sistema também pode monitorar contatores, anéis comutadores, enrolamentos de motor, conexões elétricas e/ou falhas em fiações. O monitoramento de transientes elétricos ou métricas de potência como THD, Fator de Potência, equilíbrio de corrente pode ajudar a inferir a saúde do sistema elétrico.[076] The system can also monitor contactors, switching rings, motor windings, electrical connections and/or wiring faults. Monitoring electrical transients or power metrics like THD, Power Factor, current balance can help infer the health of the electrical system.

[077] O monitoramento das temperaturas dos componentes listadas acima também pode ajustar a inferir a saúde do sistema elétrico.[077] Monitoring the component temperatures listed above can also help infer the health of the electrical system.

[078] Com referência às Figuras 11A, 11B e 12A-12C, a pistola de extremidade móvel 70 suporta um invólucro para eletrônicos 1110 que suporta pelo menos um sensor 1120 incluindo um acelerômetro, um giroscópio, um microfone, um sensor de pressão, um sensor de fluxo e/ou um magnetômetro, uma fonte de alimentação ou bateria 1130, um circuito 1140 (por exemplo, um controlador), e/ou um painel solar 1150 que podem ser eletricamente acoplados entre si. Em aspectos, o sensor 1120 pode ser montado suspenso, abaixo, e/ou ao lado da pistola de extremidade 70. Em aspectos, o sensor 1120 pode incluir um sensor de qualidade da água que mede, por exemplo, ferro, cálcio, sais e/ou material orgânico.[078] Referring to Figures 11A, 11B and 12A-12C, the movable end gun 70 supports an electronics housing 1110 that supports at least one sensor 1120 including an accelerometer, a gyroscope, a microphone, a pressure sensor, a flow sensor and/or a magnetometer, a power supply or battery 1130, a circuit 1140 (e.g., a controller), and/or a solar panel 1150 that may be electrically coupled together. In aspects, the sensor 1120 may be mounted suspended from, below, and/or to the side of the end gun 70. In aspects, the sensor 1120 may include a water quality sensor that measures, for example, iron, calcium, salts and /or organic material.

[079] Em aspectos, o magnetômetro pode determinar o rumo e/ou deslocamento típico de uma pistola de extremidade 70 (vide as Figuras 15 e 16). Por exemplo, um deslocamento típico de uma pistola de extremidade 70 pode variar de cerca de 100 a cerca de 150 graus em rotação. Se a mola de retorno de braço de acionamento 1210 mudar por causa de um ajuste fraco, ou devido a um galho de árvore a puxando, a precisão de rumo pode ser pelo menos cerca de 10 graus. Em outros casos, as pistolas de extremidade 70 nunca mudam de direção, ou podem se deslocar para fora de 100 a 150 graus.[079] In aspects, the magnetometer can determine the typical heading and/or displacement of an end gun 70 (see Figures 15 and 16). For example, a typical offset of a 70 butt gun can range from about 100 to about 150 degrees in rotation. If the 1210 drive arm return spring changes because of poor adjustment, or due to a tree branch pulling it, the heading accuracy can be at least about 10 degrees. In other cases, 70 end guns never change direction, or may shift outward 100 to 150 degrees.

[080] A pistola de extremidade móvel 70 pode suportar, ainda, uma montagem de codificador 1160 tendo um codificador 1162 e um disco de codificador 1164 que é acoplado ao invólucro para eletrônicos 1110. Um sensor de pressão 1170 também é acoplado ao invólucro para eletrônicos 1110 para medir a pressão de vazão de fluidos através da pistola de extremidade 70 (Figura 15). A pressão pode indicar o volume de água dispensado. Ademais, um interruptor reed 1180 ou outro interruptor magnético pode ser acoplado à pistola de extremidade móvel 70 e disposto em proximidade a um ímã 1190 suportado no pivô 20 (Figura 1). Conforme se pode avaliar, qualquer um dos componentes eletrônicos revelados pode se acoplar eletricamente ao circuito 140 através de uma conexão com ou sem fio (vide as Figuras 13A e 13B). De modo notável, um ou mais dentre acelerômetro, giroscópio, magnetômetro, montagem de codificador, e/ou quaisquer outros sensores adequados é configurado para gerar um sinal elétrico indicativo de movimento e/ou posicionamento (por exemplo, aceleração, velocidade, distância, localização, etc.) da pistola de extremidade móvel 70 em relação ao pivô 20 com o passar do tempo (segundos, minutos, horas, dias, anos, etc.). O controlador 200 é configurado para receber o sinal elétrico e determinar se a pistola de extremidade móvel requer manutenção com base no sinal elétrico. O controlador 200 pode enviar um sinal e/ou alerta indicando a saúde da pistola de extremidade e/ou se manutenção é necessária com base em dados predeterminados ou limiares que podem fazer parte de um banco de dados, programa e/ou armazenados na memória (por exemplo, suportada no circuito, em nuvem, em uma rede, servidor, etc.).[080] The moving end gun 70 may further support an encoder assembly 1160 having an encoder 1162 and an encoder disk 1164 that is coupled to the electronics housing 1110. A pressure sensor 1170 is also coupled to the electronics housing 1110 to measure fluid flow pressure through end gun 70 (Figure 15). Pressure can indicate the volume of water dispensed. Furthermore, a reed switch 1180 or other magnetic switch may be coupled to the movable end gun 70 and disposed in proximity to a magnet 1190 supported on pivot 20 (Figure 1). As can be appreciated, any of the disclosed electronic components can be electrically coupled to circuit 140 through a wired or wireless connection (see Figures 13A and 13B). Notably, one or more of the accelerometer, gyroscope, magnetometer, encoder assembly, and/or any other suitable sensors is configured to generate an electrical signal indicative of motion and/or positioning (e.g., acceleration, speed, distance, location , etc.) of the moving end gun 70 relative to the pivot 20 over time (seconds, minutes, hours, days, years, etc.). The controller 200 is configured to receive the electrical signal and determine whether the trailing end gun requires maintenance based on the electrical signal. The controller 200 may send a signal and/or alert indicating the health of the end gun and/or whether maintenance is required based on predetermined data or thresholds that may be part of a database, program, and/or stored in memory ( e.g. supported in-circuit, in the cloud, on a network, server, etc.).

[081] Quando houver um problema mecânico com a pistola de extremidade, a taxa angular pode diminuir. Adicionalmente, a razão entre tempo para frente e tempo para trás pode se tornar menos equilibrada e o tempo gasto movimentando-se para frente se tornará muito mais longo que a velocidade de retorno.[081] When there is a mechanical problem with the end gun, the angular rate may decrease. Additionally, the ratio of time forward to time backward may become less balanced and the time spent moving forward will become much longer than the speed of return.

[082] As Figuras 12A e 12B são sinais exemplificadores gerados durante uma passagem da esquerda para direita da pistola de extremidade com o sistema de manutenção preditiva da Figura 11A. Em aspectos, o modelo de previsão de pistola de extremidade 502 pode usar razões de fatores como período de passagem total (Tc), taxa angular para frente (T1), taxa angular para trás (T2), número de curvas para frente (n), número de curvas para trás (m), taxa angular para frente, e/ou taxa angular para trás, para indicar uma saúde reduzida da pistola de extremidade. Por exemplo, uma pistola de extremidade em perfeita saúde pode ter uma razão entre taxa angular para frente e taxa angular para trás igual a 1. Embora essa razão possa começar a desviar de 1 à medida que a saúde da pistola de extremidade diminui. Em outro exemplo, uma inclinação do sinal de giroscópio com o passar do tempo durante o movimento para frente ou movimento para trás pode ser proporcional à aceleração angular. Essa inclinação pode ser usada pelo modelo de previsão de pistola de extremidade 502 para prever uma operação anormal da pistola de extremidade. Em aspectos, quando houver um problema mecânico, a taxa angular pode diminuir. Adicionalmente, a razão entre tempo para frente e tempo para trás pode se tornar menos equilibrada e o tempo gasto para frente se tornará muito mais longo que a velocidade de retorno.[082] Figures 12A and 12B are exemplary signals generated during a left-to-right passage of the end gun with the predictive maintenance system of Figure 11A. In aspects, the butt gun prediction model 502 may use ratios of factors such as total passage period (Tc), forward angular rate (T1), backward angular rate (T2), number of forward turns (n). , number of backward turns (m), forward angular rate, and/or backward angular rate, to indicate reduced health of the butt gun. For example, an end gun in perfect health might have a ratio of forward angular rate to backward angular rate of 1. Although this ratio may begin to deviate from 1 as the health of the end gun decreases. In another example, a slope of the gyroscope signal over time during forward motion or backward motion may be proportional to the angular acceleration. This slope can be used by the end gun prediction model 502 to predict abnormal operation of the end gun. In aspects, when there is a mechanical problem, the angular rate may decrease. Additionally, the ratio of time forward to time backward may become less balanced and the time spent forward will become much longer than the return speed.

[083] Com referência às Figuras 13A, 13B e 14, os sistemas de manutenção preditiva revelados, que podem estar sob a forma de uma pistola de extremidade inteligente para manutenção preditiva de pistola de extremidade, podem operar usando qualquer número ou tipo adequado de abordagens analíticas e/ou lógicas como mapeamento de controle, detecção de anomalia de aprendizagem por máquina (“ML”), alarmes de limite de parâmetro, etc. Por exemplo, o sistema de manutenção preditiva pode usar um sinal que não consegue satisfazer um dado limiar relacionado a um movimento livre da pistola de extremidade 70 tal como uma velocidade rotacional de pico durante um impacto de braço de acionamento, ou o tempo que leva para completar um Ciclo Esquerda-Direita-Esquerda, para prever um comportamento anormal.[083] With reference to Figures 13A, 13B and 14, the disclosed predictive maintenance systems, which may be in the form of a smart end gun for end gun predictive maintenance, may operate using any suitable number or type of approaches. analytics and/or logic such as control mapping, machine learning (“ML”) anomaly detection, parameter threshold alarms, etc. For example, the predictive maintenance system may use a signal that fails to satisfy a given threshold related to free movement of the end gun 70 such as a peak rotational speed during a drive arm impact, or the time it takes to complete a Left-Right-Left Cycle to predict abnormal behavior.

[084] Em aspectos, um relatório de geolocalização pode ser usado como uma entrada ao modelo de ML 300. Por exemplo, um GPS, pode ser usado para determinar uma zone úmida versus uma zona seca, e treinar como um “gêmeo digital” à medida que o sistema de irrigação se move ao redor do campo. A altitude da pistola de extremidade 70 (em relação ao pivô) também é útil em prever a pressão esperada. A análise de sinal de pressão pode ser usada como uma entrada ao modelo de ML 300.[084] In aspects, a geolocation report can be used as an input to the ML 300 model. For example, a GPS, can be used to determine a wet zone versus a dry zone, and train as a “digital twin” to the as the irrigation system moves around the field. The altitude of the 70 end gun (relative to the pivot) is also useful in predicting the expected pressure. Pressure signal analysis can be used as an input to the ML 300 model.

[085] A Figura 15 mostra um fluxograma para sistemas de teste dos sistemas de manutenção preditiva desta revelação.[085] Figure 15 shows a flowchart for testing systems of the predictive maintenance systems of this disclosure.

[086] Em aspectos, os sistemas de manutenção preditiva revelados podem ser um sistema separado que pode ser seletivamente anexado ou reequipado a uma pistola de extremidade 70, ou em alguns aspectos, o sistema de manutenção preditiva pode ser construído diretamente em uma pistola de extremidade 70.[086] In aspects, the disclosed predictive maintenance systems may be a separate system that can be selectively attached or retrofitted to an end gun 70, or in some aspects, the predictive maintenance system may be built directly into an end gun. 70.

[087] A Figura 17 mostra um diagrama de lógica para a tecnologia revelada. O sistema de manutenção preditiva pode olhar em vários critérios de aceitação de movimento como taxa angular para frente/para trás, razão entre movimento para frente e para trás, faixa angular, tempo para acionar a alavanca de detecção, aceleração em direções x/y/z/dianteira/traseira, e/ou mudança de rumo para frente e para trás. Esses movimentos são proporcionais à pressão da água. Em aspectos, a inclinação do acelerômetro e/ou sinal de giroscópio com o passar do tempo, e/ou as formas de onda a partir do giroscópio e/ou acelerômetro com o passar do tempo podem ser usadas para determinar uma operação anormal da pistola de extremidade.[087] Figure 17 shows a logic diagram for the revealed technology. The predictive maintenance system can look at various motion acceptance criteria such as forward/backward angular rate, forward/backward motion ratio, angular range, time to actuate the sensing lever, acceleration in x/y/directions. z/front/back, and/or change of direction forward and backward. These movements are proportional to water pressure. In aspects, the slope of the accelerometer and/or gyroscope signal over time, and/or the waveforms from the gyroscope and/or accelerometer over time can be used to determine abnormal operation of the pistol. far end.

[088] Ademais, a estrutura revelada pode incluir quaisquer componentes mecânicos, elétricos e/ou químicos adequados para operar o sistema de manutenção preditiva de pivô revelado ou componentes dos mesmos. Por exemplo, esses componentes elétricos podem incluir, por exemplo, qualquer conjunto de circuitos elétrico e/ou eletromecânico, e/ou eletroquímico, que podem incluir ou ser acoplados a uma ou mis placas de circuito impresso. Conforme o uso em questão, o termo “controlador” inclui “processador,” “dispositivo de processamento digital” e similares, e são usados para indicar um microprocessador ou unidade de processamento central (CPU). A CPU é o conjunto de circuitos eletrônicos em um computador que realiza as instruções de um programa computacional realizando-se o controle de lógica de aritmética básica, lógicas, controle e operações de entrada/saída (I/O) especificadas pelas instruções, e, a título de exemplos não limitantes, incluem computadores servidores. Em alguns aspectos, o controlador inclui um sistema operacional configurado para realizar instruções executáveis. Os indivíduos versados na técnica reconhecerão que sistemas operacionais de servidor adequados incluem, a título de exemplos não limitantes, FreeBSD, OpenBSD, NetBSD®, Linux, Apple® Mac OS X Server®, Oracle® Solaris®, Windows Server®, e Novell® NetWare®. Em alguns aspectos, o sistema operacional é proporcionado por computação em nuvem.[088] Furthermore, the disclosed structure may include any mechanical, electrical and/or chemical components suitable for operating the disclosed pivot predictive maintenance system or components thereof. For example, these electrical components may include, for example, any set of electrical and/or electromechanical, and/or electrochemical circuits, which may include or be coupled to one or more printed circuit boards. According to the usage in question, the term “controller” includes “processor,” “digital processing device” and the like, and are used to indicate a microprocessor or central processing unit (CPU). The CPU is the set of electronic circuits in a computer that carries out the instructions of a computer program, carrying out the control of basic arithmetic logic, logic, control and input/output (I/O) operations specified by the instructions, and, by way of non-limiting examples, include server computers. In some aspects, the controller includes an operating system configured to carry out executable instructions. Those skilled in the art will recognize that suitable server operating systems include, by way of non-limiting examples, FreeBSD, OpenBSD, NetBSD®, Linux, Apple® Mac OS X Server®, Oracle® Solaris®, Windows Server®, and Novell® NetWare®. In some aspects, the operating system is powered by cloud computing.

[089] Em alguns aspectos, o termo “controlador” pode ser usado para indicar um dispositivo que controla a transferência de dados a partir de um computador ou dispositivo computacional a um dispositivo periférico ou separado e vice-versa, e/ou um dispositivo mecânico e/ou eletromecânico (por exemplo, uma alavanca, um botão giratório, etc.) que opera mecanicamente e/ou atua um dispositivo periférico ou separado.[089] In some aspects, the term “controller” may be used to indicate a device that controls the transfer of data from a computer or computing device to a peripheral or separate device and vice versa, and/or a mechanical device and/or electromechanical (e.g., a lever, a rotary knob, etc.) that mechanically operates and/or actuates a peripheral or separate device.

[090] Em aspectos, o controlador inclui um dispositivo de armazenamento e/ou memória. O dispositivo de armazenamento e/ou memória é um ou mais aparelhos físicos usados para armazenar dados ou programas em uma base temporária ou permanente. Em alguns aspectos, o controlador inclui uma memória volátil e requer energia para manter informações armazenadas. Em vários aspectos, o controlador inclui uma memória não volátil e retém informações armazenadas quando não estiver alimentada. Em alguns aspectos, a memória não volátil inclui uma memória flash. Em determinados aspectos, a memória não volátil inclui uma memória de acesso aleatório dinâmica (DRAM). Em alguns aspectos, a memória não volátil inclui uma memória de acesso aleatório ferroelétrica (FRAM). Em vários aspectos, a memória não volátil inclui uma memória de acesso aleatório de alteração de fase (PRAM). Em determinados aspectos, o controlador é um dispositivo de armazenamento que inclui, a título de exemplos não limitantes, CD-ROMs, DVDs, dispositivos de memória flash, unidades de disco magnético, unidades de fita magnética, unidades de disco óptico, e armazenamento baseado em computação em nuvem. Em vários aspectos, o dispositivo de armazenamento e/ou memória é uma combinação de dispositivos tais como aqueles revelados no presente documento.[090] In aspects, the controller includes a storage and/or memory device. Storage and/or memory device is one or more physical devices used to store data or programs on a temporary or permanent basis. In some aspects, the controller includes volatile memory and requires power to maintain stored information. In many respects, the controller includes non-volatile memory and retains stored information when not powered. In some aspects, non-volatile memory includes flash memory. In certain aspects, non-volatile memory includes dynamic random access memory (DRAM). In some aspects, non-volatile memory includes ferroelectric random access memory (FRAM). In many aspects, non-volatile memory includes phase change random access memory (PRAM). In certain aspects, the controller is a storage device that includes, by way of non-limiting examples, CD-ROMs, DVDs, flash memory devices, magnetic disk drives, magnetic tape drives, optical disk drives, and storage based in cloud computing. In various aspects, the storage and/or memory device is a combination of devices such as those disclosed herein.

[091] Em alguns aspectos, o controlador inclui um monitor para enviar informações visuais a um usuário. Em vários aspectos, o monitor é um tubo de raios catódicos (CRT). Em vários aspectos, o monitor é um monitor de cristal líquido (LCD). Em determinados aspectos, o monitor tela é um monitor de cristal líquido com transistor de película delgada (TFT-LCD). Em aspectos, o monitor é um monitor de diodo emissor de luz orgânico (OLED). Em determinados aspectos, em um monitor OLED há um monitor OLED de matriz passiva (PMOLED) ou OLED de matriz ativa (AMOLED). Em aspectos, monitor é um monitor de plasma. Em determinados aspectos, o monitor é um projetor de vídeo. Em vários aspectos, o monitor é interativo (por exemplo, tendo uma tela sensível ao toque ou um sensor tal como uma câmera, um sensor3D, um LiDAR, um radar, etc.) que pode detectar interações/gestos/respostas do usuário, e similares. Em alguns aspectos, o monitor é uma combinação de dispositivos tais como aqueles revelados no presente documento.[091] In some aspects, the controller includes a display for sending visual information to a user. In many ways, the monitor is a cathode ray tube (CRT). In many ways, the monitor is a liquid crystal display (LCD). In certain aspects, the display screen is a thin film transistor liquid crystal display (TFT-LCD). In aspects, the display is an organic light-emitting diode (OLED) display. In certain aspects, in an OLED display there is a passive matrix OLED (PMOLED) or active matrix OLED (AMOLED) display. In aspects, monitor is a plasma monitor. In certain respects, the monitor is a video projector. In many aspects, the display is interactive (e.g., having a touch screen or a sensor such as a camera, a 3D sensor, a LiDAR, a radar, etc.) that can detect user interactions/gestures/responses, and similar. In some aspects, the monitor is a combination of devices such as those disclosed herein.

[092] O controlador pode incluir ou ser acoplado a um servidor e/ou uma rede. Conforme o uso em questão, o termo “servidor” inclui “servidor computacional,” “servidor central,” “servidor principal,” e termos similares para indicar um computador ou dispositivo em uma rede que gerencia o sistema, componentes do mesmo, e/ou recursos do mesmo. Conforme o uso em questão, o termo “rede” pode incluir qualquer tecnologia de rede incluindo, por exemplo, uma rede de dados celulares, uma rede com fio, uma rede de fibra óptica, uma rede via satélite, e/ou uma rede sem fio IEEE 802.11a/b/g/n/ac, dentre outras.[092] The controller may include or be coupled to a server and/or a network. As used in question, the term “server” includes “computer server,” “central server,” “main server,” and similar terms to indicate a computer or device on a network that manages the system, components thereof, and/or or resources thereof. As used in question, the term “network” may include any network technology including, for example, a cellular data network, a wired network, a fiber optic network, a satellite network, and/or a wireless network. IEEE 802.11a/b/g/n/ac wire, among others.

[093] Em vários aspectos, o controlador pode ser acoplado a uma rede de malha network. Conforme o uso em questão, uma “rede de malha” é uma topologia de rede onde cada nó de rede retarda dados para a rede. Todos os nós de malha cooperam na distribuição de dados na rede. Podem ser aplicados a redes com e sem fio. As redes de malha sem fio podem ser consideradas um tipo de rede “ad hoc sem fio”. Logo, redes de malha sem fio são intimamente relacionadas a redes ad hoc móveis (MANETs). Embora MANETs não sejam restritas a uma topologia de rede de malha específica, redes ad hoc sem fio ou MANETs podem assumir qualquer forma de topologia de rede. Redes de malha podem retransmitir mensagens usando uma técnica de inundação ou uma técnica de roteamento. Com roteamento, a mensagem é propagada ao longo de uma trajetória saltando-se de nó para nó até que alcance seu destino. Para garantir que todas suas trajetórias estejam disponíveis, a rede deve permitir conexões contínuas e deve se reconfigurar em torno de trajetórias rompidas, usando algoritmos de autocura como Shortest Path Bridging. Autocura permite que uma rede baseada em roteamento opere quando um nó quebrar ou quando uma conexão se torna não confiável. Como resultado, a rede é tipicamente bastante confiável, visto que existe mais de uma trajetória entre uma origem e um destino na rede. Esse conceito também pode se aplicar a redes com fio e à interação de software. Uma rede de malha cujos nós são todos conectados entre si é uma rede totalmente conectada.[093] In several aspects, the controller can be coupled to a mesh network. As per the usage in question, a “mesh network” is a network topology where each network node delays data to the network. All mesh nodes cooperate in distributing data across the network. They can be applied to wired and wireless networks. Wireless mesh networks can be considered a type of “wireless ad hoc” network. Therefore, wireless mesh networks are closely related to mobile ad hoc networks (MANETs). Although MANETs are not restricted to a specific mesh network topology, wireless ad hoc networks or MANETs can take any form of network topology. Mesh networks can relay messages using a flooding technique or a routing technique. With routing, the message is propagated along a trajectory, jumping from node to node until it reaches its destination. To ensure that all of its trajectories are available, the network must allow continuous connections and must reconfigure itself around broken trajectories, using self-healing algorithms such as Shortest Path Bridging. Self-healing allows a routing-based network to operate when a node breaks or when a connection becomes unreliable. As a result, the network is typically quite reliable, as there is more than one path between a source and a destination in the network. This concept can also apply to wired networks and software interaction. A mesh network whose nodes are all connected together is a fully connected network.

[094] Em alguns aspectos, o controlador pode incluir um ou mais módulos. Conforme o uso em questão, o termo “módulo” e termos similares são usados para indicar um componente de hardware independente do servidor central, que, sucessivamente, inclui módulos de software. Em software, um módulo é uma parte de um programa. Programas são compostos por um ou mais módulos independentemente desenvolvidos que não são combinados até que o programa seja vinculado. Um módulo único pode conter uma ou várias rotinas, ou seções de programas que realizam uma tarefa particular.[094] In some aspects, the controller may include one or more modules. According to the usage in question, the term “module” and similar terms are used to indicate a hardware component independent of the central server, which successively includes software modules. In software, a module is a part of a program. Programs are composed of one or more independently developed modules that are not combined until the program is linked. A single module may contain one or several routines, or program sections that perform a particular task.

[095] Conforme o uso em questão, o controlador inclui módulos de software para gerenciar vários aspectos e funções do sistema revelado ou componentes do mesmo.[095] Depending on the use in question, the controller includes software modules for managing various aspects and functions of the disclosed system or components thereof.

[096] A estrutura revelada também pode utilizar um ou mais controladores para receber várias informações e transformar as informações recebidas em informações para gerar uma saída. O controlador pode incluir qualquer tipo de dispositivo computacional, circuito computacional, ou qualquer tipo de processador ou circuito de processa mento capaz de executar uma série de instruções que são armazenadas na memória. O controlador pode incluir múltiplos processadores e/ou unidades de processamento central com múltiplos núcleos (CPUs) e pode incluir qualquer tipo de processador, tal como um microprocessador, processador de sinal digital, microcontrolador, dispositivo de lógica programável (PLD), arranjo de portas programáveis em campo (FPGA), ou similares. O controlador também pode incluir uma memória para armazenar dados e/ou instruções que, quando executadas por um ou mais processadores, induzem um ou mais processadores a realizar um ou mais métodos e/ou algoritmos.[096] The disclosed structure may also utilize one or more controllers to receive various information and transform the received information into information to generate an output. The controller may include any type of computing device, computing circuit, or any type of processor or processing circuit capable of executing a series of instructions that are stored in memory. The controller may include multiple processors and/or multi-core central processing units (CPUs) and may include any type of processor, such as a microprocessor, digital signal processor, microcontroller, programmable logic device (PLD), gate array field programmable (FPGA), or similar. The controller may also include a memory for storing data and/or instructions that, when executed by one or more processors, induce the one or more processors to perform one or more methods and/or algorithms.

[097] Qualquer um dos métodos, programas, algoritmos ou códigos descritos no presente documento podem ser convertidos, ou expressos, em uma linguagem de programação ou programa computacional. Os termos “linguagem de programação” e “programa computacional,” conforme o uso em questão, incluem qualquer linguagem usada para especificar instruções a um computador, e incluem (sem limitação) as linguagens a seguir e seus derivados: Assembler, Basic, Batch files, BCPL, C, C+, C++, Delphi, Fortran, Java, JavaScript, código de máquina, linguagens de comando de sistema operacional, Pascal, Perl, PL1, linguagens de scripting, Visual Basic, metalinguagens que especificam programas, e todas as linguagens de computador de primeira, segunda, terceira, quarta, quinta geração ou posterior. Incluem-se, também, um banco de dados e outros esquemas de dados, e quaisquer outras metalinguagens. Não se faz distinção entre as linguagens que são interpretadas, compiladas, ou usam abordagens compiladas e interpretadas. Não se faz distinção entre versões compiladas e de fonte de um programa. Logo, referência a um programa, onde a linguagem de programação poderia existir em mais de um estado (como fonte, compilado, objeto ou vinculado) é uma referência a todos e quaisquer estados. Referência a um programa pode abranger as instruções reais e/ou a intenção dessas instruções.[097] Any of the methods, programs, algorithms or codes described in this document can be converted, or expressed, into a programming language or computer program. The terms “programming language” and “computer program,” as used in question, include any language used to specify instructions to a computer, and include (without limitation) the following languages and their derivatives: Assembler, Basic, Batch files , BCPL, C, C+, C++, Delphi, Fortran, Java, JavaScript, machine code, operating system command languages, Pascal, Perl, PL1, scripting languages, Visual Basic, metalanguages that specify programs, and all languages first, second, third, fourth, fifth generation or later computer. Also included are a database and other data schemas, and any other metalanguages. No distinction is made between languages that are interpreted, compiled, or use compiled and interpreted approaches. No distinction is made between compiled and source versions of a program. Therefore, a reference to a program, where the programming language could exist in more than one state (such as source, compiled, object or linked) is a reference to any and all states. Reference to a program can encompass the actual instructions and/or the intent of those instructions.

[098] O modelo de aprendizagem por máquina (“ML”) pode ser o mais eficiente para falhas complexas. No entanto, lógica básica pode ser usada para modos de falha mais simples. De modo similar, sinais de operação anormal podem ser provenientes de aumentos na energia necessária para mover o sistema de irrigação, alterações na velocidade do sistema, ou alterações na sequência do movimento das torres, frequência de curva da pistola de extremidade, ou métrica de qualidade de potência como equilíbrio de fase, corrente de partida, fator de potência, THD. Visto que esses variam com um espaço de inferência complexa, ML pode auxiliar em prever uma operação anormal e simplificar a entrada de usuário e especialmente na matéria proporcionando-se um método de rotulação simples.[098] The machine learning (“ML”) model may be the most efficient for complex failures. However, basic logic can be used for simpler failure modes. Similarly, signs of abnormal operation may come from increases in the energy required to move the irrigation system, changes in system speed, or changes in the sequence of tower movement, tip gun curve frequency, or quality metrics. of power such as phase balance, starting current, power factor, THD. Since these vary with a complex inference space, ML can assist in predicting abnormal operation and simplifying user input and especially in the matter by providing a simple labeling method.

[099] Em aspectos, a operação anormal pode ser prevista gerando-se, com base no primeiro conjunto recebido de sinais de sensor, uma estrutura de dados que é formatada como sendo processada através de uma ou mais camadas de um modelo de aprendizagem por máquina. A estrutura de dados pode ter um ou mais dados de estruturação em campos. A operação anormal pode ser adicionalmente prevista processando-se dados que incluem a estrutura de dados, através de cada uma ou mais camadas do modelo de aprendizagem por máquina que foram treinadas para prever uma probabilidade que uma peça particular de equipamento possa exigir manutenção; e gerar, por uma camada de saída do modelo de aprendizagem por máquina, uma estrutura de dados de saída. A estrutura de dados de saída pode incluir um ou mais dados de estrutura de campos indicando uma probabilidade que uma peça particular de equipamento pode exigir manutenção. A exigência de operação anormal pode, ainda, ser prevista processando-se a estrutura de dados de saída para determinar se dados organizados por um ou mais campos da estrutura de dado de saída satisfazem um limiar predeterminado, em que a estrutura de dados de saída inclui um ou mais dados de estruturação de campos indicando uma probabilidade que uma peça particular de equipamento possa exigir manutenção; e gerar a previsão baseada nos dados de saída do modelo de aprendizagem por máquina. A previsão inclui a operação anormal. O treinamento pode incluir aprendizagem supervisionada.[099] In aspects, the abnormal operation can be predicted by generating, based on the first received set of sensor signals, a data structure that is formatted as being processed through one or more layers of a machine learning model. . The data structure can have one or more structuring data in fields. Abnormal operation may be further predicted by processing data including the data structure, through each one or more layers of the machine learning model that have been trained to predict a probability that a particular piece of equipment may require maintenance; and generating, by an output layer of the machine learning model, an output data structure. The output data structure may include one or more field structure data indicating a probability that a particular piece of equipment may require maintenance. The abnormal operation requirement may further be anticipated by processing the output data structure to determine whether data organized by one or more fields of the output data structure satisfy a predetermined threshold, wherein the output data structure includes one or more field structuring data indicating a probability that a particular piece of equipment may require maintenance; and generate the prediction based on the output data of the machine learning model. The forecast includes abnormal operation. Training may include supervised learning.

[0100] O modelo de aprendizagem por máquina pode ser treinado com base na observação onde a pistola de extremidade 70 liga, a velocidade na qual a pistola de extremidade 70 completa um Ciclo Esquerda-Direita-Esquerda, velocidade de pico de giroscópio, coordenadas de GPS que a pistola de extremidade 70 liga, pressão em uma dada localização de GPS, e usar como um “gêmeo digital” para ajustar uma operação de linha basal para comparar a quando estiver em serviço. Em aspectos, os dados transientes de pressão quando a pistola de extremidade 70 ligar e desligar podem ser usados como uma entrada ao modelo de aprendizagem por máquina para treinamento. Os dados transientes de pressão podem ser usados para identificar problemas de operação da válvula que podem levar ao travamento da válvula aberta ou fechada. Em aspectos, acres irrigados de um campo podem ser automaticamente mapeados para substituir ou suplementar a prática atual de “sinalização,” através da qual um membro da equipe de irrigação circula pelo campo com um telêmetro a laser e coloca bandeiras para criar um mapa do campo que pode ser usado para plantar e gerenciar o campo. Observando-se a pressão na extremidade do pivô 20 e na pistola de extremidade 70, o modelo de aprendizagem por máquina pode ser capaz de identificar/prever problemas potenciais na água fornecida, poço, motores de poço, travessas, VFDs, filtros, bombas de reforço, e/ou outros componentes do pivô. As medições transientes de pressão podem ser captadas usando uma resolução de tempo relativamente alta (<100ms). Em aspectos, um usuário pode configurar as zonas de ligamento e/ou desligamento da pistola de extremidade 70. Em aspectos, parâmetros cinemáticos de pistola de extremidade, bem como transientes de pressão para pressão de válvula da pistola de extremidade e/ou pressão de sequenciamento de braço de canto podem ser usados como uma entrada ao modelo de aprendizagem por máquina. Essa observação de referência pode ser usada para permitir análises baseadas em pressão de local e/ou poço para aperfeiçoar a sensibilidade e precisão do sistema.[0100] The machine learning model can be trained based on observing where the end gun 70 turns on, the speed at which the end gun 70 completes a Left-Right-Left Cycle, peak gyroscope speed, coordinates of GPS end gun 70 turns on, snaps on a given GPS location, and uses it as a “digital twin” to set a baseline operation to compare to when in service. In aspects, the pressure transient data when the end gun 70 turns on and off can be used as an input to the machine learning model for training. Pressure transient data can be used to identify valve operation problems that can lead to the valve sticking open or closed. In aspects, irrigated acres of a field can be automatically mapped to replace or supplement the current practice of “flagging,” whereby an irrigation crew member drives around the field with a laser rangefinder and places flags to create a map of the field. which can be used to plant and manage the field. By observing the pressure at the pivot end 20 and the gun end 70, the machine learning model may be able to identify/predict potential problems in the water supply, well, well motors, crossheads, VFDs, filters, pumps. reinforcement, and/or other pivot components. Transient pressure measurements can be captured using relatively high time resolution (<100ms). In aspects, a user can configure the on and/or off zones of the end gun 70. In aspects, end gun kinematic parameters as well as pressure transients for end gun valve pressure and/or sequencing pressure corner arm patterns can be used as an input to the machine learning model. This reference observation can be used to enable site and/or well pressure-based analyzes to improve system sensitivity and accuracy.

[0101] Em aspectos, o controlador 200 pode receber o sinal elétrico gerado, a partir de um sensor 102 que monitora uma válvula 902 (Figura 9). A válvula 902 é configurada para fornecer água para irrigação. O sensor 102 pode captar, por exemplo, mas sem limitação, dados transientes de pressão. O sensor 102 pode captar os dados transientes de pressão com o passar do tempo, e/ou gerar uma forma de onda resultante com o passar do tempo. O controlador 200 pode determinar se a válvula 902, um ou mais componentes da mesma, requer manutenção com base no sinal elétrico e determinar quando a válvula 902 requer manutenção (por exemplo, problemas de operação da válvula podem levar ao travamento da válvula aberta ou fechada) com base no sinal elétrico. A determinação pode ser realizada pelo modelo de aprendizagem por máquina e/ou por um algoritmo clássico. O controlador 200 pode proporcionar um alerta ao usuário da determinação que a válvula 902 requer manutenção.[0101] In aspects, the controller 200 may receive the electrical signal generated from a sensor 102 that monitors a valve 902 (Figure 9). Valve 902 is configured to supply water for irrigation. Sensor 102 may capture, for example, but not limited to, pressure transient data. Sensor 102 may capture pressure transient data over time, and/or generate a resulting waveform over time. The controller 200 may determine whether the valve 902, one or more components thereof, require maintenance based on the electrical signal and determine when the valve 902 requires maintenance (e.g., valve operation problems may lead to the valve sticking open or closed ) based on the electrical signal. The determination can be carried out by the machine learning model and/or by a classical algorithm. The controller 200 may provide an alert to the user of the determination that the valve 902 requires maintenance.

[0102] Embora um sistema de irrigação seja usado como um exemplo, os sistemas e métodos revelados podem ser vantajosamente usados em outros ambientes, como, sem limitação, gerenciamento de poeira em uma mina, e/ou irrigação de gramado em um estádio a ser coberto.[0102] Although an irrigation system is used as an example, the disclosed systems and methods may be advantageously used in other environments, such as, without limitation, dust management in a mine, and/or lawn irrigation in a stadium to be covered.

[0103] Em um aspecto da presente revelação, os algoritmos revelados podem ser treinados usando aprendizagem supervisionada. A aprendizagem supervisionada é a tarefa de aprendizagem por máquina de aprender uma função que mapeia uma entrada a uma saída com base em pares exemplificadores de entrada-saída. O modelo de ML infere uma função de dados de treinamento rotulados que consistem em um conjunto de exemplos de treinamento. Em aprendizagem supervisionada, cada exemplo é um par que inclui um objeto de entrada (tipicamente um vetor) e um valor de saída desejado (também denominado como o sinal supervisionado). Um algoritmo de aprendizagem supervisionada analisa os dados de treinamento e produz uma função inferida, que pode ser usada para mapear novos exemplos. Em várias modalidades, o algoritmo pode determinar corretamente os rótulos de classe para instâncias não vistas. Isso requer que o algoritmo de aprendizagem generalize a partir dos dados de treinamento a situações não vistas de forma “razoável”.[0103] In one aspect of the present disclosure, the disclosed algorithms can be trained using supervised learning. Supervised learning is the machine learning task of learning a function that maps an input to an output based on input-output exemplar pairs. The ML model infers a function from labeled training data consisting of a set of training examples. In supervised learning, each example is a pair that includes an input object (typically a vector) and a desired output value (also called the supervised signal). A supervised learning algorithm analyzes the training data and produces an inferred function, which can be used to map new examples. In various embodiments, the algorithm may correctly determine class labels for unseen instances. This requires the learning algorithm to generalize from the training data to situations not “reasonably” seen.

[0104] Em várias modalidades, a rede neural pode ser treinada usando dados de treinamento, que podem incluir, por exemplo, diferentes condições de solo ou diferentes características de componente (por exemplo, corrente, tensão, pressões, ciclo, etc.). O algoritmo pode analisar esses dados de treinamento e produzir uma função inferida que pode permitir que o algoritmo identifique falhas de componente ou mudanças na saúde, com base nas generalizações que o algoritmo desenvolveu a partir dos dados de treinamento. Em várias modalidades, o treinamento pode incluir pelo menos um dentre treinamento supervisionado, treinamento não supervisionado e/ou treinamento de reforço.[0104] In various embodiments, the neural network may be trained using training data, which may include, for example, different ground conditions or different component characteristics (e.g., current, voltage, pressures, cycle, etc.). The algorithm can analyze this training data and produce an inferred function that can allow the algorithm to identify component failures or changes in health, based on the generalizations that the algorithm has developed from the training data. In various embodiments, the training may include at least one of supervised training, unsupervised training, and/or reinforcement training.

[0105] Em alguns aspectos, um usuário pode iniciar uma sessão de treinamento enquanto assiste uma operação para simplificar a configuração em cada pistola de extremidade exclusiva e combinação de pivô visto que pressões e fluxos podem ser diferentes. Quando a pistola de extremidade for considerada estando operando normalmente, o usuário pode abrir uma janela de treinamento que, então, será usada para calibrar ou treinar a análise para detecções de anomalias futuras. Por exemplo, Linux (R), que pode rodar um script Python (R), por exemplo, pode ser utilizado para realizar previsão. Em aspectos, a análise também pode ser realizada no sensor usando plataformas como Tensor Flow (R) lite.[0105] In some aspects, a user may begin a training session while watching an operation to simplify setup on each unique end gun and pivot combination since pressures and flows may be different. When the end gun is considered to be operating normally, the user can open a training window which will then be used to calibrate or train the analysis for future anomaly detections. For example, Linux (R), which can run a Python (R) script, for example, can be used to perform prediction. In aspects, analysis can also be performed on the sensor using platforms such as Tensor Flow (R) lite.

[0106] Em várias modalidades, a rede neural pode incluir, por exemplo, uma rede convolucional temporal de três camadas com conexões residuais, onde cada camada pode incluir três convoluções paralelas, onde o número de núcleos e dilatações aumenta de baixo para cima, e onde o número de filtros convolucionais aumenta de baixo para cima. Contempla-se que um número maior ou menor de camadas pode ser usado. Contempla-se que um número maior ou menor de núcleos e dilatações também pode ser usado.[0106] In various embodiments, the neural network may include, for example, a three-layer temporal convolutional network with residual connections, where each layer may include three parallel convolutions, where the number of kernels and dilations increases from bottom to top, and where the number of convolutional filters increases from bottom to top. It is contemplated that a greater or lesser number of layers may be used. It is contemplated that a greater or lesser number of cores and dilations may also be used.

[0107] Em aspectos, os sistemas de monitoramento revelados podem ser um sistema separado que pode ser seletivamente anexado ou reequipado a uma pistola de extremidade, ou, em alguns aspectos, o sistema de monitoramento pode ser construído diretamente em uma pistola de extremidade.[0107] In aspects, the disclosed monitoring systems may be a separate system that may be selectively attached or retrofitted to an end gun, or, in some aspects, the monitoring system may be built directly into an end gun.

[0108] Conforme observado nas Figuras 19 a 21, um sistema de monitoramento baseado em condições (CBM) sob a forma de um sistema de teste de pistola de extremidade também é proporcionado para testar pistolas de extremidade para determinar a saúde das pistolas de extremidade.[0108] As seen in Figures 19 to 21, a condition-based monitoring (CBM) system in the form of an end gun testing system is also provided for testing end guns to determine the health of the end guns.

[0109] Em geral, o sistema inclui um primeiro servidor de nuvem (por exemplo, uma nuvem Heartland Farm) que inclui uma interface para o sistema, uma nuvem de dispositivo (por exemplo, uma nuvem Particle) configurada para comunicação entre dispositivos e o sistema, e um servidor de firmware, que é configurado para enviar por push atualizações de firmware a componentes do sistema. Os dispositivos de sistema podem incluir um microcontrolador habilitado para celular (por exemplo, um Particle Boron) e um módulo de CBM. O microcontrolador habilitado para celular inclui um receptor/transmissor celular, um receptor/transmissor sem fio (por exemplo, Bluetooth e/ou WIFI), funções de gerenciamento de energia, funções de atualização de firmware, funções de vigilância, circuitos integrados para gerenciamento de energia (PMIC), funções de autoteste de inicialização (POST), um receptor/transmissor assíncrono universal (UART), e um IO para propósitos gerais (GPIO). O microcontrolador habilitado para celular se comunica com o módulo de monitor baseado em condições (módulo de CBM) que é configurado para processar sinais a partir de sensores. Os sinais de sensor podem ser amostrados pelo módulo de CBM em uma taxa de 1125KHz, por exemplo. Quando o módulo de CBM determinar que uma ou mais operações estão concluídas, o módulo de CBM notifica o sistema através do microcontrolador habilitado para celular.[0109] In general, the system includes a first cloud server (e.g., a Heartland Farm cloud) that includes an interface to the system, a device cloud (e.g., a Particle cloud) configured for communication between devices, and the system, and a firmware server, which is configured to push firmware updates to system components. System devices may include a cellular-enabled microcontroller (e.g., a Particle Boron) and a CBM module. The cellular-enabled microcontroller includes a cellular receiver/transmitter, a wireless receiver/transmitter (e.g., Bluetooth and/or WIFI), power management functions, firmware update functions, surveillance functions, integrated circuits for power management. power (PMIC), power-on self-test (POST) functions, a universal asynchronous receiver/transmitter (UART), and a general purpose IO (GPIO). The cellular-enabled microcontroller communicates with the condition-based monitor module (CBM module) that is configured to process signals from sensors. Sensor signals can be sampled by the CBM module at a rate of 1125KHz, for example. When the CBM module determines that one or more operations are complete, the CBM module notifies the system via the cellular-enabled microcontroller.

[0110] Referindo-se à Figura 20, um diagrama de blocos de alto nível do módulo de CBM é mostrado. O módulo de CBM realiza funções que incluem processamento de sinal, calibração de sensor, gerenciamento de energia, relatório operacional de pistola de extremidade, alertas de saúde de pistola de extremidade, caracterização de pistola de extremidade, vigilância, carregador de reinicialização e uma máquina de estado. Em geral, o módulo de CBM inclui um microcontrolador (por exemplo, um microcontrolador STM32), um regulador, um ou mais UARTs, entradas e saídas analógicas e/ou digitais, um cabeçalho de programação (por exemplo, SWD e/ou JTAG), LED de status (por exemplo, LED de status azul, LED de erro vermelho), memória flash, um sensor de impacto, uma unidade de medição inercial (IMU). O firmware de aplicativo e um firmware carregador de reinicialização rodam no microcontrolador. O módulo de CBM pode ser alimentado através de uma fonte de alimentação externa e/ou uma bateria. Um IMU é um dispositivo eletrônico que mede e reporta uma força específica do corpo, taxa angular, e, algumas vezes, a orientação do corpo, usando uma combinação de acelerômetros, giroscópios, e/ou magnetômetros.[0110] Referring to Figure 20, a high-level block diagram of the CBM module is shown. The CBM module performs functions including signal processing, sensor calibration, power management, end gun operational reporting, end gun health alerts, end gun characterization, surveillance, reset loader, and a state. In general, the CBM module includes a microcontroller (e.g., an STM32 microcontroller), a regulator, one or more UARTs, analog and/or digital inputs and outputs, a programming header (e.g., SWD and/or JTAG) , status LED (e.g. blue status LED, red error LED), flash memory, an impact sensor, an inertial measurement unit (IMU). Application firmware and a reset loader firmware run on the microcontroller. The CBM module can be powered via an external power supply and/or a battery. An IMU is an electronic device that measures and reports a specific body force, angular rate, and sometimes body orientation, using a combination of accelerometers, gyroscopes, and/or magnetometers.

[0111] As funções de processamento de sinal incluem, por exemplo, lógica para: detectar quando a pistola de extremidade iniciar e/ou parar, determinar o número de graus (graus para frente e para trás) que a pistola de extremidade percorreu com base em uma bússola a bordo, detectar a taxa angular para frente e/ou para trás de pico média com base em um giroscópio a bordo, determinar o tempo médio para frente e para trás, determinar uma razão entre tempo para frente e para trás, determinar o tempo para acionar a alavanca de reversão para a pistola de extremidade (por exemplo, notificar o sistema se a unidade está ficando suspensa e está demorando muito para inverter a direção), frequência de braço de acionamento para frente e/ou para trás com base no acelerômetro e/ou no giroscópio.[0111] Signal processing functions include, for example, logic to: detect when the end gun starts and/or stops, determine the number of degrees (degrees forward and backward) that the end gun has traveled based on on an onboard compass, detect the average peak forward and/or backward angular rate based on an onboard gyroscope, determine the average forward and backward time, determine a ratio of forward and backward time, determine the time to actuate the reverse lever for the end gun (e.g., notify the system if the unit is becoming suspended and is taking too long to reverse direction), forward and/or reverse drive arm frequency based on the accelerometer and/or gyroscope.

[0112] Em aspectos, uma localização de celular triangulada do módulo de CBM pode ser usada para determinar a geolocalização da pistola de extremidade, velocidade, posicionamento, localização observada mínima e máxima, e outras informações relevantes. Os dados de localização de celular são provenientes de uma variedade de fontes, incluindo torres de telefonia celular, sinais de Sistema de Posicionamento Global (GPS), e sinalizadores Bluetooth. Por exemplo, a localização de celular do módulo de CBM pode ser determinada usando informações de localização de sítio celular visto que os dispositivos celulares conectam seus usuários a telecomunicações e redes de internet através de torres de celular com localizações conhecidas.[0112] In aspects, a triangulated cell phone location of the CBM module can be used to determine the tip gun's geolocation, speed, positioning, minimum and maximum observed location, and other relevant information. Cell phone location data comes from a variety of sources, including cell phone towers, Global Positioning System (GPS) signals, and Bluetooth beacons. For example, the cell location of the CBM module can be determined using cell site location information since cellular devices connect their users to telecommunications and internet networks through cell towers with known locations.

[0113] O módulo de CBM pode gerar um relatório operacional com base nos sinais de sensor processados e pode carregar o relatório ao sistema através do microcontrolador habilitado para celular. O relatório operacional pode incluir, por exemplo, o total de graus percorridos, o número de passagens, graus de passagem médios percorridos, e/ou um período médio de braço de acionamento.[0113] The CBM module may generate an operational report based on the processed sensor signals and may upload the report to the system via the cellular-enabled microcontroller. The operational report may include, for example, total degrees traveled, number of passes, average passing degrees traveled, and/or an average drive arm period.

[0114] Referindo-se à Figura 21, um diagrama do firmware é mostrado. O firmware pode incluir, por exemplo, as unidades periféricas (por exemplo, SPI, I2C, UART e/ou QUADSPI), as unidades do dispositivo, e os aplicativos.[0114] Referring to Figure 21, a diagram of the firmware is shown. Firmware may include, for example, peripheral units (e.g., SPI, I2C, UART, and/or QUADSPI), device units, and applications.

[0115] Referindo-se à Figura 22, uma máquina de estado para o sistema de CBM é mostrada. Uma máquina de estado é um modelo comportamental que inclui um número finito de estados. Com base no estado atual e uma dada entrada, a máquina de estado realiza transições de estado. A máquina de estado pode incluir pelo menos os seguintes estados: iniciação (por exemplo, ligado), carga de reinicialização, inicialização, recuperação de aplicativo, ociosidade, monitoramento, calibração de sensor, caracterização de pistola de extremidade, falha, teste de hardware, monitor, e/ou suspensão.[0115] Referring to Figure 22, a state machine for the CBM system is shown. A state machine is a behavioral model that includes a finite number of states. Based on the current state and a given input, the state machine performs state transitions. The state machine may include at least the following states: initiation (e.g., powered on), reboot load, initialization, application recovery, idle, monitoring, sensor calibration, end gun characterization, failure, hardware test, monitor, and/or suspension.

[0116] Quando o módulo de CBM for inicialmente ligado, a máquina de estado inicia o estado de partida. A seguir, o módulo de CBM entra no estado de carga de reinicialização. No estado de carga de reinicialização, o firmware carregador de reinicialização carrega o firmware de aplicativo na memória de trabalho. O firmware carregador de reinicialização pode incluir a capacidade de atualizar o firmware, determinar se o aplicativo está ok ou não (por exemplo, aplicativo corrompido e/ou errado), ou carregar o firmware de aplicativo. O firmware carregador de reinicialização pode determinar se o firmware de aplicativo é compatível ao hardware.[0116] When the CBM module is initially powered on, the state machine initiates the start state. Next, the CBM module enters the reset load state. In the reboot load state, the reboot loader firmware loads the application firmware into working memory. The boot loader firmware may include the ability to update the firmware, determine whether the application is ok or not (e.g., corrupt and/or erroneous application), or load the application firmware. The boot loader firmware can determine whether the application firmware is compatible with the hardware.

[0117] Quando no estado de carga de reinicialização, se o módulo de CBM receber um comando predeterminado (por exemplo, 0xAAFFAAFF”), o módulo de CBM pode entrar em um estado flash (por exemplo, um modo de atualização de firmware). Nesse estado, o módulo de CBM pode receber atualizações de firmware updates e, então, reiniciar após atualizar o firmware de aplicativo.[0117] When in the reset load state, if the CBM module receives a predetermined command (e.g., 0xAAFFAAFF”), the CBM module may enter a flash state (e.g., a firmware update mode). In this state, the CBM module can receive firmware updates and then restart after updating the application firmware.

[0118] Se o firmware de aplicativo estiver ok (por exemplo, aplicativo não corrompido e/ou errado), e um comando flash não for recebido, então, o firmware de aplicativo é carregado e o estado de inicialização é entrado. No estado de inicialização, o módulo de CBM ajusta os sensores e se comunica com a memória.[0118] If the application firmware is ok (e.g., application not corrupted and/or wrong), and a flash command is not received, then the application firmware is loaded and the initialization state is entered. In the initialization state, the CBM module adjusts the sensors and communicates with the memory.

[0119] Se a inicialização estiver ok, um estado ocioso começa. No estado ocioso, em geral, o módulo de CBM lê dados de sensor e processa os dados de sensor para gerar o relatório operacional. Enquanto no estado ocioso, o módulo de CBM pode pesquisar/interrogar o IMU a obter o rumo mais recente e/ou temperatura do dispositivo. No estado ocioso, se o giroscópio ficar ativo por mais de cerca de 10 graus por segundo, por cerca de um minto, por exemplo, o módulo de CBM entra no estado de monitoramento, onde os vários sensores são monitorados.[0119] If initialization is ok, an idle state begins. In the idle state, generally, the CBM module reads sensor data and processes the sensor data to generate the operational report. While in the idle state, the CBM module can poll/interrogate the IMU to obtain the latest heading and/or temperature of the device. In the idle state, if the gyroscope is active for more than about 10 degrees per second, for about a minute, for example, the CBM module enters the monitoring state, where the various sensors are monitored.

[0120] Enquanto no estado de monitoramento, se o giroscópio (por exemplo, o giroscópio de eixo geométrico z) for menor que cerca de 5 graus/segundo por cerca de um minuto, por exemplo, o módulo de CBM sai do estado de monitoramento e entra novamente no estado ocioso. Mediante a transição ao estado de monitoramento, o módulo de CBM emitirá o evento de partida da pistola de extremidade. Mediante a saída do estado de monitoramento, o módulo de CBM emitirá o evento de parada da pistola de extremidade. Mediante a saída do estado de monitoramento, o módulo de CBM pode enviar o relatório operacional ao primeiro servidor de nuvem. No estado de monitoramento, o módulo de CBM pode determinar, com base nos sensores, que uma ou mais das pistolas de extremidade falharam e pode reportar a falha ao primeiro servidor de nuvem.[0120] While in the monitoring state, if the gyroscope (e.g., the z-axis gyroscope) is less than about 5 degrees/second for about a minute, for example, the CBM module exits the monitoring state and enters the idle state again. Upon transition to the monitoring state, the CBM module will issue the end gun start event. Upon exiting the monitoring state, the CBM module will issue the end gun stop event. Upon exit from the monitoring state, the CBM module can send the operational report to the first cloud server. In the monitoring state, the CBM module may determine, based on sensors, that one or more of the end guns have failed and may report the failure to the first cloud server.

[0121] O módulo de CBM pode incluir uma interface de linha de comando (CLI), que permite que um dispositivo computacional de usuário (por exemplo, um dispositivo móvel, um tablet, um computador desktop, e/ou um laptop) conectado ao módulo de CBM através do UART (por exemplo, por RS485 e/ou Bluetooth) para enviar comandos ao módulo de CBM para entrar em vários estados a partir do estado ocioso. Por exemplo, um comando CLI “CAL” induz o módulo de CBM a entrar no estado de calibração de sensor. Em um estado de calibração de sensor, o sistema pode permitir a calibração dos sensores e dados de sensor. Adicionalmente, se uma falha de sensor de TBS for detectada durante o estado de monitoramento, o módulo de CBM pode entrar em uma passagem de autor-recuperação e entrar novamente no estado ocioso. Falhas podem se basear em um número total de graus percorridos pela pistola de extremidade, um número de passagens, um grau de passagem médio percorrido, um período médio de braço de acionamento, uma saída de giroscópio de pico média por impacto de braço de acionamento, uma magnitude de acelerômetro de pico média por impacto de braço de acionamento, uma razão de tempo média dianteira e traseira, um tempo total na pistola de extremidade em estado, um número de falhas reportado durante a operação, uma localização de celular triangulada, um rumo mínimo, e/ou um rumo máximo. Por exemplo, um comando de CLI “HWtest” induz o módulo de CBM a entrar em um estado de teste de hardware. No estado de teste de hardware, o módulo de CBM testa o hardware anexado. Por exemplo, um comando de CLI “pressione enter duas vezes” induz o módulo de CBM a entrar no estado de monitoramento. Por exemplo, um comando de CLI “CHAR” induz o módulo de CBM a entrar no estado de caracterização de pistola de extremidade. No estado de caracterização de pistola de extremidade, o módulo de CBM permite caracterizar e classificar a caracterização do hardware anexado. Por exemplo, um comando de CLI “SLP” induz o módulo de CBM a entrar no estado de repouso.[0121] The CBM module may include a command line interface (CLI), which allows a user computing device (e.g., a mobile device, a tablet, a desktop computer, and/or a laptop) connected to the CBM module through the UART (e.g., by RS485 and/or Bluetooth) to send commands to the CBM module to enter various states from the idle state. For example, a “CAL” CLI command induces the CBM module to enter the sensor calibration state. In a sensor calibration state, the system may allow calibration of sensors and sensor data. Additionally, if a TBS sensor failure is detected during the monitoring state, the CBM module may enter a self-healing pass and enter the idle state again. Failures can be based on a total number of degrees traveled by the end gun, a number of passes, an average degree of passage traveled, an average drive arm period, an average peak gyro output per drive arm impact, an average peak accelerometer magnitude per drive arm impact, an average front and rear time ratio, a total time in the butt gun state, a number of failures reported during operation, a triangulated cell phone location, a bearing minimum, and/or a maximum heading. For example, a “HWtest” CLI command induces the CBM module to enter a hardware test state. In the hardware test state, the CBM module tests the attached hardware. For example, a “press enter twice” CLI command induces the CBM module to enter the monitoring state. For example, a “CHAR” CLI command induces the CBM module to enter the end gun characterization state. In the end gun characterization state, the CBM module allows you to characterize and classify the characterization of the attached hardware. For example, a CLI command “SLP” induces the CBM module to enter the sleep state.

[0122] A Figura 23 é um diagrama de zonas de pistola de extremidade (por exemplo, quatro quadrantes) utilizado para determinar a localização de falha de irrigação. Em aspectos, uma ou mais pistolas de extremidade podem estar localizadas nos quatro quadrantes de um campo que também usa um sistema de irrigação de pivô central. Apesar de quatro quadrantes serem usados como um exemplo, qualquer número de zonas de pistola de extremidade é contemplado como estando no escopo desta revelação. A pistola de extremidade pode ser usada para irrigar os cantos (por exemplo, quadrantes) de um campo que são esquecidos pelo sistema de irrigação de pivô central. Os sistemas de irrigação de pivô central geralmente levam até dois dias para realizar um círculo completo ao redor do campo. Se houver falha de equipamento e o usuário não perceber que um canto não foi irrigado em um dia quente de verão, por exemplo, as colheitas nesse canto podem morrer. De modo correspondente, os métodos e sistemas para detecção de cantos perdidos em tempo real da revelação ajudam a evitar essas situações detectando-se um canto (por exemplo, quadrante) que não foi irrigado e reportando-se esse fato ao usuário. Além de não ser irrigado, algumas vezes a pistola de extremidade 70 fica “ligada” quando deveria estar “desligada,” o que pode levar a perigo para casas e motoristas na área. Em aspectos, cada quadrante pode incluir duas pistolas de extremidade equipadas com um módulo de CBM, por exemplo. O módulo de CBM pode incluir uma bússola (por exemplo, um magnetômetro) configurado para determinar um rumo observado mínimo e máximo das duas pistolas de extremidade (por exemplo, uma primeira pistola de extremidade e uma segunda pistola de extremidade). Por exemplo, se a primeira pistola de extremidade tiver um rumo observado mínimo de sudoeste e a segunda pistola de extremidade tiver um rumo observado máximo de nordeste, então, o controlador 200 pode determinar que a primeira e a segunda pistolas de extremidade estão situadas no quadrante 4. A primeira pistola de extremidade para um quadrante pode ter uma relação à primeira pistola de extremidade para o quadrante seguinte ou anterior, onde são deslocados em orientação em cerca de 90 graus. Por exemplo, a primeira pistola de extremidade do quadrante 4 pode ter uma posição observável mínima de sudoeste e a primeira pistola de extremidade do quadrante 1 pode ter uma posição observável mínima de noroeste. Em aspectos, o módulo de CBM pode incluir um GPS, e/ou usar triangulação de localização celular para ajustar uma geocerca para determinar qual quadrante uma pistola de extremidade está localizada. Por exemplo, com base nas coordenadas GPS, o controlador 200 pode determinar que uma pistola de extremidade está no quadrante 2. O método pode monitorar eventos de ativação “ligados” para determinar se uma pistola de extremidade foi ativada para irrigar o campo. O controlador 200 pode determinar, com base no quadrante e se um evento de ativação ligado foi detectado, que o quadrante determinado não foi irrigado. Em aspectos, o usuário pode receber um relatório ou uma indicação (por exemplo, uma mensagem de texto, e-mail, etc.) que o quadrante determinado não foi irrigado. Por exemplo, o controlador 200 pode detectar um evento de ativação ligado para uma pistola de extremidade. O controlador 200 também pode detectar que uma pistola de extremidade específica estava situada no quadrante 1. O controlador 200 determinaria que o quadrante 1 foi irrigado. A seguir, o controlador 200 pode detectar para a próxima pistola de extremidade que não havia um evento de ativação ligado, e com base na localização GPS da pistola de extremidade estava no quadrante 2. O controlador 200 determinaria que o quadrante 2 pode não ter sido irrigado e geraria um relatório para alertar o usuário de modo que o usuário possa verificar a pistola de extremidade para possíveis falhas de equipamento. Nas zonas de pistola de extremidade, por exemplo, a pistola de extremidade 70 pode ser “ligada” em uma localização aleatória em torno de 360 graus, não operada em outro canto, e/ou em alguns casos, “ligada” todo o tempo.[0122] Figure 23 is an end gun zone diagram (e.g., four quadrants) used to determine irrigation failure location. In aspects, one or more end guns may be located in the four quadrants of a field that also uses a center pivot irrigation system. Although four quadrants are used as an example, any number of end gun zones are contemplated to be within the scope of this disclosure. The end gun can be used to irrigate corners (e.g. quadrants) of a field that are overlooked by the center pivot irrigation system. Center pivot irrigation systems often take up to two days to make a complete circle around the field. If there is equipment failure and the user does not realize that a corner has not been irrigated on a hot summer day, for example, crops in that corner may die. Correspondingly, methods and systems for detecting missed corners in real time of development help to avoid these situations by detecting a corner (e.g. quadrant) that has not been irrigated and reporting this fact to the user. In addition to not being irrigated, sometimes the 70 end gun is “on” when it should be “off,” which can lead to danger for homes and drivers in the area. In aspects, each quadrant may include two end guns equipped with a CBM module, for example. The CBM module may include a compass (e.g., a magnetometer) configured to determine a minimum and maximum observed heading of the two end guns (e.g., a first end gun and a second end gun). For example, if the first end gun has a minimum observed bearing of southwest and the second end gun has a maximum observed bearing of northeast, then controller 200 may determine that the first and second end guns are located in the quadrant 4. The first end gun for a quadrant may have a relationship to the first end gun for the next or previous quadrant, where they are offset in orientation by about 90 degrees. For example, the first end gun of quadrant 4 may have a minimum observable position of southwest and the first end gun of quadrant 1 may have a minimum observable position of northwest. In aspects, the CBM module may include a GPS, and/or use cellular location triangulation to adjust a geofence to determine which quadrant a butt gun is located. For example, based on GPS coordinates, controller 200 may determine that an end gun is in quadrant 2. The method may monitor “on” activation events to determine whether an end gun has been activated to irrigate the field. The controller 200 may determine, based on the quadrant and whether a power-on event has been detected, that the determined quadrant has not been irrigated. In aspects, the user may receive a report or an indication (e.g., a text message, email, etc.) that the given quadrant has not been irrigated. For example, controller 200 may detect a trigger event connected to an end gun. Controller 200 may also detect that a specific end gun was situated in quadrant 1. Controller 200 would determine that quadrant 1 was irrigated. Next, controller 200 may detect for the next end gun that there was not an activated trigger event, and based on the GPS location of the end gun it was in quadrant 2. Controller 200 would determine that quadrant 2 may not have been activated. irrigated and would generate a report to alert the user so that the user can check the end gun for possible equipment failures. In end gun zones, for example, end gun 70 may be “on” at a random location around 360 degrees, not operated in another corner, and/or in some cases, “on” all the time.

[0123] Contempla-se que a pistola de extremidade móvel pode ser operacionalmente acoplada ao pivô, por exemplo, como parte do sistema, mas separado do pivô. Por exemplo, em algumas fazendas menos capitalizadas, um pivô pode não ter uma pistola de extremidade, mas, ao invés disso, a pistola de extremidade pode ser colocada em um local fixo no canto do campo. A pistola de extremidade pode incluir irrigadores tipo pistola estacionária que são colocados em posição em um tripé ou quadripé.[0123] It is contemplated that the moving end gun may be operatively coupled to the pivot, for example, as part of the system but separate from the pivot. For example, on some less capitalized farms, a pivot may not have an end gun, but instead the end gun may be placed in a fixed location in the corner of the field. The end gun may include stationary gun irrigators that are placed in position on a tripod or quadpod.

[0124] Referindo-se à Figura 24, um gráfico de saída de sinal de giroscópio exemplificador para o sistema de monitoramento da Figura 1 é mostrado. Por exemplo, se uma pistola de extremidade exigir manutenção, dados do giroscópio podem proporcionar indicações como a razão de tempo para frente/para trás sendo maior para uma pistola de extremidade que não requer manutenção.[0124] Referring to Figure 24, an exemplary gyroscope signal output graph for the monitoring system of Figure 1 is shown. For example, if an end gun requires maintenance, gyroscope data can provide indications such as the forward/back time ratio being greater for an end gun that does not require maintenance.

[0125] Referindo-se à Figura 25 um gráfico de saída de sinal de bússola exemplificador para o sistema de monitoramento da Figura 1 é mostrado. Por exemplo, se a pistola de extremidade tiver dificuldade em girar um mecanismo de inversão, pode haver uma alteração de inclinação nos dados de saída a partir da bússola (isto é, o magnetômetro).[0125] Referring to Figure 25 an exemplary compass signal output graph for the monitoring system of Figure 1 is shown. For example, if the end gun has difficulty turning a reversing mechanism, there may be a tilt change in the output data from the compass (i.e., the magnetometer).

[0126] Referindo-se à Figura 26, um gráfico de saída de sinal de acelerômetro exemplificador para o sistema de monitoramento da Figura 1 é mostrado. Por exemplo, se uma pistola de extremidade exigir manutenção, dados do acelerômetro podem fornecer indicações como a razão de tempo para frente/para trás sendo maior que para uma pistola de extremidade que não requer manutenção.[0126] Referring to Figure 26, an exemplary accelerometer signal output graph for the monitoring system of Figure 1 is shown. For example, if a tip gun requires maintenance, accelerometer data can provide indications such as the forward/backward time ratio being greater than for a tip gun that does not require maintenance.

[0127] Conforme se pode avaliar, a fixação de qualquer um dos componentes do aparelho revelado pode ser realizada usando técnicas de fixação conhecidas como soldagem, crimpagem, colagem, fixação, etc.[0127] As can be appreciated, the fixing of any of the components of the disclosed apparatus can be carried out using known fixing techniques such as welding, crimping, gluing, clamping, etc.

[0128] Os indivíduos versados na técnica entenderão que as estruturas e métodos especificamente descritos no presente documento e ilustrados nas figuras anexas são aspectos exemplificadores não limitantes, e que a descrição, revelação, e figuras devem ser construídos meramente como exemplificadores de aspectos particulares. Portanto, deve-se compreender que essa revelação não se limita aos aspectos precisos descritos, e que várias outras alterações e modificações podem ser realizadas por um indivíduo versado na técnica sem divergir do escopo ou espírito da revelação. Adicionalmente, imagina-se que os elementos e recursos ilustrados ou descritos em conexão a um aspecto exemplificador podem ser combinados com os elementos e recursos de outro sem divergir do escopo desta revelação, e que essas modificações e variações também são destinadas a serem incluídas no escopo desta revelação. De fato, qualquer combinação de qualquer dos elementos e recursos revelados está dentro do escopo desta revelação. De modo correspondente, a matéria desta revelação não deve ser limitada ao que foi particularmente mostrado e descrito.[0128] Individuals skilled in the art will understand that the structures and methods specifically described in the present document and illustrated in the attached figures are non-limiting exemplary aspects, and that the description, disclosure, and figures should be construed merely as exemplary of particular aspects. Therefore, it should be understood that this disclosure is not limited to the precise aspects described, and that various other changes and modifications may be made by an individual skilled in the art without departing from the scope or spirit of the disclosure. Additionally, it is envisioned that the elements and features illustrated or described in connection with one exemplary aspect may be combined with the elements and features of another without departing from the scope of this disclosure, and that such modifications and variations are also intended to be included within the scope of this revelation. In fact, any combination of any of the disclosed elements and features is within the scope of this disclosure. Correspondingly, the subject matter of this revelation should not be limited to what has been particularly shown and described.

Claims (16)

1. Sistema de monitoramento (100) para um sistema de irrigação de pivô (106), uma pistola de extremidade móvel (70) operacionalmente associada a uma porção do sistema de irrigação de pivô (106), CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema de monitoramento (100) compreende: um sensor (102, 1120) configurado para se acoplar à pistola de extremidade móvel (70), e configurado para gerar um sinal elétrico indicativo de movimento e/ou posicionamento da pistola de extremidade móvel (70) em relação à porção do sistema de irrigação de pivô (106) com o passar do tempo; um processador (220); e uma memória (230), incluindo instruções armazenadas na mesma, que quando executadas pelo processador (220) induzem o sistema (100) a: receber o sinal elétrico gerado; determinar se a pistola de extremidade móvel (70), ou um ou mais componentes da mesma, requer manutenção com base no sinal elétrico; determinar quando a pistola de extremidade móvel (70) está em um estado de ativação ligado e/ou desligado com base no sinal elétrico, determinar uma taxa angular da pistola de extremidade móvel (70) e tempo gasto para se movimentar para frente e/ou para trás com base no sinal elétrico; determinar se a pistola de extremidade (70) pivota mais que um número predeterminado de graus sem uma pistola de extremidade (70) no estado de ativação; e fornecer uma indicação a um usuário que um local não foi irrigado com base na determinação.1. Monitoring system (100) for a pivot irrigation system (106), a movable end gun (70) operatively associated with a portion of the pivot irrigation system (106), CHARACTERIZED by the fact that the monitoring system (100) monitoring (100) comprises: a sensor (102, 1120) configured to couple to the movable end gun (70), and configured to generate an electrical signal indicative of movement and/or positioning of the movable end gun (70) relative to portion of the pivot irrigation system (106) over time; a processor (220); and a memory (230), including instructions stored therein, which when executed by the processor (220) induce the system (100) to: receive the generated electrical signal; determining whether the moving end gun (70), or one or more components thereof, requires maintenance based on the electrical signal; determining when the trailing end gun (70) is in an on and/or off activation state based on the electrical signal, determining an angular rate of the trailing end gun (70) and time taken to move forward and/or backwards based on electrical signal; determining whether the end gun (70) pivots more than a predetermined number of degrees without an end gun (70) in the activated state; and providing an indication to a user that a location has not been irrigated based on the determination. 2. Sistema de monitoramento (100), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as instruções, quando executadas, induzem ainda o sistema (100) a gerar um relatório com base em: determinar se a pistola de extremidade móvel (70), ou um ou mais componentes da mesma, requer manutenção com base no sinal elétrico; determinar quando a pistola de extremidade móvel (70) está em um estado de ativação ligado e/ou desligado com base no sinal elétrico, determinar uma taxa angular da pistola de extremidade móvel (70) e tempo gasto para se movimentar para frente e/ou para trás com base no sinal elétrico; e determinar se a pistola de extremidade (70) pivota mais que um número predeterminado de graus sem uma pistola de extremidade (70) no estado de ativação.2. Monitoring system (100), according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that the instructions, when executed, further induce the system (100) to generate a report based on: determining whether the mobile end gun ( 70), or one or more components thereof, requires maintenance based on the electrical signal; determining when the trailing end gun (70) is in an on and/or off activation state based on the electrical signal, determining an angular rate of the trailing end gun (70) and time taken to move forward and/or backwards based on electrical signal; and determining whether the end gun (70) pivots more than a predetermined number of degrees without an end gun (70) in the activated state. 3. Sistema de monitoramento (100), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a porção do sistema de irrigação (106) inclui pelo menos um dentre um acionador lateral, um esguicho de água ou um pivô (20), e em que a pistola de extremidade móvel (70) é montada de modo móvel sobre o pivô (20).3. Monitoring system (100), according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that the irrigation system portion (106) includes at least one of a side actuator, a water nozzle or a pivot (20), and wherein the movable end gun (70) is movably mounted on the pivot (20). 4. Sistema de monitoramento (100), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a pistola de extremidade móvel (70) faz parte do mesmo sistema, mas separada da porção do sistema de irrigação (106).4. Monitoring system (100), according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that the mobile end gun (70) is part of the same system, but separate from the irrigation system portion (106). 5. Sistema de monitoramento (100), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda um mecanismo de análise configurado para executar: determinar se a pistola de extremidade móvel (70), ou um ou mais componentes da mesma, requer manutenção com base no sinal elétrico; determinar quando a pistola de extremidade móvel (70) está em um estado de ativação ligado e/ou desligado com base no sinal elétrico, determinar uma taxa angular da pistola de extremidade móvel (70) e tempo gasto para se movimentar para frente e/ou para trás com base no sinal elétrico; e determinar se a pistola de extremidade (70) pivota mais que um número predeterminado de graus sem uma pistola de extremidade (70) no estado de ativação.5. Monitoring system (100), according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that it further comprises an analysis mechanism configured to perform: determining whether the moving end gun (70), or one or more components thereof, requires maintenance based on electrical signal; determining when the trailing end gun (70) is in an on and/or off activation state based on the electrical signal, determining an angular rate of the trailing end gun (70) and time taken to move forward and/or backwards based on electrical signal; and determining whether the end gun (70) pivots more than a predetermined number of degrees without an end gun (70) in the activated state. 6. Sistema de monitoramento (100), de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que as instruções, quando executadas pelo processador (220), induzem ainda o sistema de monitoramento (100) a receber dados a partir de pelo menos um dentre uma estação climática (82), um sensor de umidade do solo em campo (86), um mapa de terreno e solo (88), um sensor de temperatura (89), ou clima da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional (84).6. Monitoring system (100), according to claim 5, CHARACTERIZED by the fact that the instructions, when executed by the processor (220), further induce the monitoring system (100) to receive data from at least one between a weather station (82), a field soil moisture sensor (86), a terrain and soil map (88), a temperature sensor (89), or National Oceanic and Atmospheric Administration weather (84). 7. Sistema de monitoramento (100), de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o mecanismo de análise inclui um modelo de aprendizagem por máquina (300), e em que o modelo de aprendizagem por máquina (300) se baseia em uma rede de aprendizagem profunda, um modelo de aprendizagem por máquina clássico, ou combinações dos mesmos.7. Monitoring system (100), according to claim 5, CHARACTERIZED by the fact that the analysis mechanism includes a machine learning model (300), and on which the machine learning model (300) is based in a deep learning network, a classic machine learning model, or combinations thereof. 8. Sistema de monitoramento (100), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o sensor (1120) inclui pelo menos um dentre um codificador (1162), um sensor de pressão (1170), um medidor de fluxo, um magnetômetro, um giroscópio, um acelerômetro, uma câmera, um sensor de gestos, um microfone, um telêmetro a laser, um interruptor reed (1180), um interruptor magnético, um GPS ou um interruptor óptico.8. Monitoring system (100), according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that the sensor (1120) includes at least one of an encoder (1162), a pressure sensor (1170), a flow meter, a magnetometer, a gyroscope, an accelerometer, a camera, a gesture sensor, a microphone, a laser rangefinder, a reed switch (1180), a magnetic switch, a GPS, or an optical switch. 9. Método implementado por computador para monitorar um sistema de irrigação de pivô (106) que inclui quatro zonas de pistola de extremidade, sendo que cada zona de pistola de extremidade, das quarto zonas de pistola de extremidade, inclui uma pistola de extremidade móvel (70) operacionalmente associada a uma porção do sistema de irrigação de pivô (106), CARACTERIZADO pelo fato de que o método compreende: receber um sinal elétrico gerado por um sensor (102, 1120) configurado para se acoplar à pistola de extremidade móvel (70), em que o sinal elétrico é indicativo de movimento e/ou posicionamento da pistola de extremidade móvel (70) em relação à porção do sistema de irrigação de pivô (106) com o passar do tempo; determinar se a pistola de extremidade móvel (70), ou um ou mais componentes da mesma, requer manutenção com base no sinal elétrico; determinar quando a pistola de extremidade móvel (70) está em um estado de ativação ligado e/ou desligado com base no sinal elétrico; determinar uma taxa angular da pistola de extremidade móvel (70) e tempo gasto para se movimentar para frente e/ou para trás com base no sinal elétrico; determinar se a pistola de extremidade (70) pivota mais que um número predeterminado de graus sem uma pistola de extremidade (70) no estado de ativação; e fornecer uma indicação a um usuário que um local não foi irrigado com base na determinação.9. Computer-implemented method for monitoring a pivot irrigation system (106) that includes four end gun zones, each end gun zone of the four end gun zones including a movable end gun ( 70) operationally associated with a portion of the pivot irrigation system (106), CHARACTERIZED by the fact that the method comprises: receiving an electrical signal generated by a sensor (102, 1120) configured to couple to the movable end gun (70 ), wherein the electrical signal is indicative of movement and/or positioning of the movable end gun (70) relative to the portion of the pivot irrigation system (106) over time; determining whether the moving end gun (70), or one or more components thereof, requires maintenance based on the electrical signal; determining when the moving end gun (70) is in an on and/or off activation state based on the electrical signal; determining an angular rate of the moving end gun (70) and time taken to move forward and/or backward based on the electrical signal; determining whether the end gun (70) pivots more than a predetermined number of degrees without an end gun (70) in the activated state; and providing an indication to a user that a location has not been irrigated based on the determination. 10. Método implementado por computador, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda gerar um relatório com base em: determinar se a pistola de extremidade móvel (70), ou um ou mais componentes da mesma, requer manutenção com base no sinal elétrico; determinar quando a pistola de extremidade móvel (70) está em um estado de ativação ligado e/ou desligado com base no sinal elétrico, determinar uma taxa angular da pistola de extremidade móvel (70) e tempo gasto para se movimentar para frente e/ou para trás com base no sinal elétrico; e determinar se a pistola de extremidade (70) pivota mais que um número predeterminado de graus sem uma pistola de extremidade (70) no estado de ativação.10. Computer-implemented method according to claim 9, CHARACTERIZED by the fact that it further comprises generating a report based on: determining whether the moving end gun (70), or one or more components thereof, requires maintenance with based on electrical signal; determining when the trailing end gun (70) is in an on and/or off activation state based on the electrical signal, determining an angular rate of the trailing end gun (70) and time taken to move forward and/or backwards based on electrical signal; and determining whether the end gun (70) pivots more than a predetermined number of degrees without an end gun (70) in the activated state. 11. Método implementado por computador, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que a porção do sistema de irrigação (106) inclui pelo menos um dentre um acionador lateral, um esguicho de água ou um pivô (20), e em que a pistola de extremidade móvel (70) é montada de modo móvel sobre o pivô (20).11. Computer-implemented method according to claim 9, CHARACTERIZED by the fact that the portion of the irrigation system (106) includes at least one of a side actuator, a water nozzle or a pivot (20), and in that the movable end gun (70) is movably mounted on the pivot (20). 12. Método implementado por computador, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que a pistola de extremidade móvel (70) faz parte do mesmo sistema, mas separado da porção do sistema de irrigação (106).12. Computer-implemented method according to claim 9, CHARACTERIZED by the fact that the mobile end gun (70) is part of the same system, but separate from the irrigation system portion (106). 13. Método implementado por computador, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda executar, por um mecanismo de análise: determinar se a pistola de extremidade móvel (70), ou um ou mais componentes da mesma, requer manutenção com base no sinal elétrico; determinar quando a pistola de extremidade móvel (70) está em um estado de ativação ligado e/ou desligado com base no sinal elétrico, determinar uma taxa angular da pistola de extremidade móvel (70) e tempo gasto para se movimentar para frente e/ou para trás com base no sinal elétrico; e determinar se a pistola de extremidade (70) pivota mais que um número predeterminado de graus sem uma pistola de extremidade (70) no estado de ativação.13. Computer-implemented method according to claim 9, CHARACTERIZED by the fact that it further comprises performing, by an analysis mechanism: determining whether the moving end gun (70), or one or more components thereof, requires maintenance based on the electrical signal; determining when the trailing end gun (70) is in an on and/or off activation state based on the electrical signal, determining an angular rate of the trailing end gun (70) and time taken to move forward and/or backwards based on electrical signal; and determining whether the end gun (70) pivots more than a predetermined number of degrees without an end gun (70) in the activated state. 14. Método implementado por computador, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda receber dados a partir de pelo menos um dentre uma estação climática (82), um sensor de umidade do solo em campo (86), um mapa de terreno e solo (88), um sensor de temperatura (89), ou clima da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional (84).14. Computer-implemented method according to claim 13, CHARACTERIZED by the fact that it further comprises receiving data from at least one of a weather station (82), a field soil moisture sensor (86), a terrain and soil map (88), a temperature sensor (89), or weather from the National Oceanic and Atmospheric Administration (84). 15. Método implementado por computador, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o mecanismo de análise inclui um modelo de aprendizagem por máquina (300), e em que o modelo de aprendizagem por máquina (300) se baseia em uma rede de aprendizagem profunda, um modelo de aprendizagem por máquina clássico, ou combinações dos mesmos.15. Computer-implemented method according to claim 13, CHARACTERIZED by the fact that the analysis engine includes a machine learning model (300), and wherein the machine learning model (300) is based on a deep learning network, a classic machine learning model, or combinations thereof. 16. Mídia legível por computador não transitória CARACTERIZADA pelo fato de que armazena instruções que, quando executadas por um processador (220), induzem o processador (220) a executar um método para monitorar um sistema de irrigação de pivô (106) incluindo uma pluralidade de zonas de pistola de extremidade, sendo que cada zona de pistola de extremidade, da pluralidade de zonas de pistola de extremidade, inclui uma pistola de extremidade móvel (70) operacionalmente associada a uma porção do sistema de irrigação de pivô (106), sendo que o método compreende: receber um sinal elétrico gerado por um sensor (102, 1120) configurado para se acoplar à pistola de extremidade móvel (70), em que o sinal elétrico é indicativo de movimento e/ou posicionamento da pistola de extremidade móvel (70) em relação à porção do sistema de irrigação de pivô (106) com o passar do tempo; determinar se a pistola de extremidade móvel (70), ou um ou mais componentes da mesma, requer manutenção com base no sinal elétrico; determinar quando a pistola de extremidade móvel (70) está em um estado de ativação ligado e/ou desligado com base no sinal elétrico; determinar uma taxa angular da pistola de extremidade móvel (70) e tempo gasto para se movimentar para frente e/ou para trás com base no sinal elétrico; determinar se a pistola de extremidade (70) pivota mais que um número predeterminado de graus sem uma pistola de extremidade (70) no estado de ativação; e fornecer uma indicação a um usuário que um local não foi irrigado com base na determinação.16. Non-transitory computer-readable media CHARACTERIZED by the fact that it stores instructions that, when executed by a processor (220), induce the processor (220) to execute a method for monitoring a pivot irrigation system (106) including a plurality of end gun zones, each end gun zone of the plurality of end gun zones including a movable end gun (70) operatively associated with a portion of the pivot irrigation system (106), being which the method comprises: receiving an electrical signal generated by a sensor (102, 1120) configured to couple to the movable end gun (70), wherein the electrical signal is indicative of movement and/or positioning of the movable end gun ( 70) in relation to the portion of the pivot irrigation system (106) over time; determining whether the moving end gun (70), or one or more components thereof, requires maintenance based on the electrical signal; determining when the moving end gun (70) is in an on and/or off activation state based on the electrical signal; determining an angular rate of the moving end gun (70) and time taken to move forward and/or backward based on the electrical signal; determining whether the end gun (70) pivots more than a predetermined number of degrees without an end gun (70) in the activated state; and providing an indication to a user that a location has not been irrigated based on the determination.
BR112023012243-0A 2020-12-23 2021-12-22 MONITORING SYSTEM FOR A PIVOT IRRIGATION SYSTEM, COMPUTER IMPLEMENTED METHOD FOR MONITORING A PIVOT IRRIGATION SYSTEM AND NON-TRANSIENT COMPUTER READABLE MEDIA BR112023012243B1 (en)

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