CN103905984A - 一种农用机械远程监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种农用机械远程监测方法，在农用机械上设有下位机，下位机将监测信息通过无线网络传送至监测中心的上位机；下位机包括嵌入式主控芯片、无线通信模块、监控图像采集模块、定位模块、触控式液晶显示屏，通过监控图像采集模块采集农用机械的工作图像，通过定位模块采集农用机械的定位信息，通过触控式液晶显示屏输入农用机械的耕作状态信息，通过无线通信模块实现下位机与上位机之间的通讯。

Description

一种农用机械远程监测方法
技术领域
本发明涉及一种农用机械远程监测方法。
背景技术
单就一个中等规模的农场而言，需要管理的各式农用机械可达到近千台，再加上农厂作业区域大，监控中心对农用机械的管理、耕作任务的划分和公布是一项极其繁琐的任务，如何提高农场管理的工作效率是亟待解决的问题。与本发明最相关的现有技术为“带视频监控的农机遥控装置”专利（公开号：CN202013513U），该专利仅使用视频功能对耕作现场的监控，不仅手段单一，而且需要工作人员参与监控过程，不能够有效地解决管理多个农用机械问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种农用机械远程监测方法，能够多途径地有效实现对农用机械的远程监测。
实现本发明目的的技术方案：
一种农用机械远程监测方法，其特征在于：在农用机械上设有下位机，下位机将监测信息通过无线网络传送至监测中心的上位机；下位机包括嵌入式主控芯片、无线通信模块、监控图像采集模块、定位模块、触控式液晶显示屏，通过监控图像采集模块采集农用机械的工作图像，通过定位模块采集农用机械的定位信息，通过触控式液晶显示屏输入农用机械的耕作状态信息，通过无线通信模块实现下位机与上位机之间的通讯。
下位机还设有语音通信模块，通过语音通信模块实现下位机与监测中心之间的语音通话。
上位机接收到农用机械的耕作状态信息时，进行分类显示；上位机接收到农用机械的工作图像信息时，对图像信息进行保存、显示；上位机根据农用机械传送来的定位信息，可显示农用机械的位置地图。
下位机可对农用机械的工作图像进行显示，下位机可根据定位信息显示农用机械的位置地图。
耕作状态信息包括农用机械编号、耕作方式、耕作的幅宽、纬度、经度、已耕作面积、设备故障。
下位机的主控芯片采用ARM9芯片。
上位机设有多个端口，每个端口对应一台农用机械。
下位机设有USB口，可接移动存储设备；下位机还可通过USB口接监控PC。
本发明具有的有益效果：
本发明在农用机械上设有下位机，下位机将监测信息通过无线网络传送至监测中心的上位机；下位机包括嵌入式主控芯片、无线通信模块、监控图像采集模块、定位模块、触控式液晶显示屏，通过监控图像采集模块采集农用机械的工作图像，通过定位模块采集农用机械的定位信息，通过触控式液晶显示屏输入农用机械的耕作状态信息，通过无线通信模块实现下位机与上位机之间的通讯，下位机还设有语音通信模块，通过语音通信模块实现下位机与监测中心之间的语音通话。本发明通过位置定位、监控图像、耕作状态信息传送、语音通信等多途径实现对农用机械的远程监测，有效提高了农场管理的工作效率。
本发明采用了下位机采用嵌入式主控芯片ARM9芯片，专门裁剪定制的嵌入式操作系统管理终端，不仅缩小了系统内核，还提高了系统的运行速度和资源的利用率。本发明监测系统由多个功能模块构成，彼此独立工作，大大提高了系统的可靠性；系统的构造具有灵活性，系统可采用插入式模板结构，可以通过插入功能模块来实现系统功能的扩充。本发明通过无线通信方式实现下位机与检测中心之间信息数据传递，不受农用机械与监测中心物理距离的限制。本发明监测中心的上位机能够显示当前农用机械的耕作状态数据，也可通过监测图像甚至语音直接掌握目前农机状态，更加方便、全面地实现对农用机械的监控。本发明可以根据采集的位置信息将农机位置标定在地图中，更加清晰的反映农用机械所在的地理位置。本发明下位机设有USB口，可接移动存储设备，实现数据的备份；下位机还可通过USB口接监控PC，能方便地向计算机传递数据，或从计算机接收命令和数据，以便计算机能够进行用户在线操作。本发明可通过触控式液晶显示屏输入农用机械的耕作状态信息，更好地实现人机交互，对于必要的监测参数可以通过手写的方式输入，降低系统的复杂程度。
附图说明
图1为本发明农用机械远程监测系统的示意图；
图2为本发明下位机部分的原理框图；
图3为本发明监控中心上位机的工作流程图；
图4为本发明下位机部分工作流程图；
图5为本发明下位机操作界面示意图；
图6为本发明上位机监测界面示意图。
具体实施方式
如图1所示，在农用机械上设有下位机，下位机将监测信息通过无线网络传送至监测中心的上位机；下位机包括嵌入式主控芯片、无线通信模块、监控图像采集模块、定位模块、触控式液晶显示屏，通过监控图像采集模块采集农用机械的工作图像，通过定位模块采集农用机械的定位信息，通过触控式液晶显示屏输入农用机械的耕作状态信息，通过无线通信模块实现下位机与上位机之间的通讯。下位机还设有语音通信模块，通过语音通信模块实现下位机与监测中心之间的语音通话。
如图2所示，数据处理终端（嵌入式主控芯片）有三个串行通信端口：COM0、COM1、COM2；COM0是数据处理终端与无线通信模块的连接端口；COM1是数据处理终端与定位模块的连接端口；COM2是数据处理终端与图像采集模块连接端口。数据处理终端上还有LCD、触摸屏驱动接口，用于实现触控式液晶显示屏与数据处理终端的连接。USB接口用于终端数据处理终端与PC机连接，数据处理终端还可通过USB接口接移动存储设备，实施时，数据处理终端（嵌入式主控芯片）采用ARM9芯片，定位模块采用GPS定位模块，语音通信模块融入无线通信模块中，节省系统硬件资源。
如图3所示，监控中心上位机工作流程为：系统程序启动后，进行必要的通信端口映射设置，上位机设有多个端口，每个端口对应一台农用机械。设定完成后，系统循环等待数据到来。图像监测功能只有在监测人员发送指令后才响应，否则系统平常只是上传耕作信息。一旦有数据到来，根据自定义的数据格式辨别数据类型（图像数据或者耕作状态信息）。若是图像信息，可以显示、保存监测图像；若是耕作状态信息，提取数据并分类显示；若此时监测人员需要查看定位地图，可以根据最新的定位数据将农机机械位置标定在地图中。
如图4所示，下位机工作流程为：加电开机后，各个功能模块自动进入工作状态。而数据处理终端会首先接入操作系统，运行程序。程序成功加载后，会先导入设置文件，这里面包括需要采集的耕作状态信息选项：比如耕作方式选项、耕作幅宽选项、农机的编号等。根据设置文件提供的选项进行必要的设定后，程序会自动加载通信端口（3个COM口）。端口打开后，系统开始正常工作。依次检测是否有采集图像命令、通话请求命令和定位模块输入的信息。若有图像采集命令，程序控制模块采集图像并发送至上位机；若有语音通话功能，则控制语音模块接打电话；若有定位信息输入则解析数据并在终端LCD中显示，另外，结合其余耕作状态信息一同发送至上位机。耕作状态信息包括农用机械编号、耕作方式、耕作的幅宽、纬度、经度、已耕作面积、设备故障。
如图5所示，为下位机的操作界面。
1.打开终端后，会自动运行程序。点击按钮“ImportSet”会导入设置文件，内存有工作人员预先设定的监测变量设定信息。
2.点击框1，选择监测的耕作变量，如耕作方式。
3.点击框2，设置监测的耕作幅宽。
4.设定完毕后，点击按钮“开始作业”，系统自动开始监测工作状态。
5.开始监测后，在“STATUS”处会显示GPS设备是否正常；在“TIME”处会显示当前监测时间；框3和框4会显示解析农机GPS信息；在“工作状态”处会显示当前监测状态，如“停止作业”、“暂停作业”，相应的操作需要点击对应的按钮。
6.若农机发生故障，点击按钮“故障报警”，“农机状态正常”处会显示“农机故障”。
7.电话功能：按钮“接听”“挂断”“通话”分别对应相应的电话功能。
8.终端执行相应的操作后都会发送对应的监测信息令监测人员知道，如按下“农机故障”后，会发送故障信息到监测中心，监测人员立刻知道农机发生了故障。
采用嵌入式开发环境编写应用程序。首先在界面中添加相应的按钮和显示控件，然后在程序中加入对应的响应程序，如在按钮“开始作业”的响应程序中编写了设备硬件打开的程序，这样在按下此按钮后程序就会运行事先编写好的硬件打开程序，其余同理。
如图6所示，为监控中心上位机操作界面。
1.打开软件后，点击按钮“端口号”设置监测的端口，每个端口对应一台农用机械。
2.点击按钮“打开端口”会开始接收信息并显示在相应的位置。
3.显示区有“农机ID”“耕作方式”“接收卫星数”“幅宽”“纬度”“经度”“已耕作面积”“设备故障”，这些是负责显示对应的监测信息。
4.点击按钮“显示地图”程序会根据现在的地理坐标显示农用机械的位置地图。
5.点击按钮“E-Mail”会发送一封电子邮件。
6.点击按钮“显示图像”会发送图像采集指令给下位机终端，并显示接收到的图像。
软件使用桌面应用程序开发环境编写，原理同样是响应相应的控制指令。在界面中放置相应的按钮和显示控件，然后在程序中加入对应的响应程序，如“显示图像”按钮中的程序代码加入了发送采集图像指令后，当点击此按钮后会自动发送指令控制终端采集一幅监测图像，其余同理。

Claims (8)

1.一种农用机械远程监测方法，其特征在于：在农用机械上设有下位机，下位机将监测信息通过无线网络传送至监测中心的上位机；下位机包括嵌入式主控芯片、无线通信模块、监控图像采集模块、定位模块、触控式液晶显示屏，通过监控图像采集模块采集农用机械的工作图像，通过定位模块采集农用机械的定位信息，通过触控式液晶显示屏输入农用机械的耕作状态信息，通过无线通信模块实现下位机与上位机之间的通讯。 
2.根据权利要求1所述的农用机械远程监测方法，其特征在于：下位机还设有语音通信模块，通过语音通信模块实现下位机与监测中心之间的语音通话。 
3.根据权利要求2所述的农用机械远程监测方法，其特征在于：上位机接收到农用机械的耕作状态信息时，进行分类显示；上位机接收到农用机械的工作图像信息时，对图像信息进行保存、显示；上位机根据农用机械传送来的定位信息，可显示农用机械的位置地图。 
4.根据权利要求3所述的农用机械远程监测方法，其特征在于：下位机可对农用机械的工作图像进行显示，下位机可根据定位信息显示农用机械的位置地图。 
5.根据权利要求4所述的农用机械远程监测方法，其特征在于：耕作状态信息包括农用机械编号、耕作方式、耕作的幅宽、纬度、经度、已耕作面积、设备故障。 
6.根据权利要求5所述的农用机械远程监测方法，其特征在于：下位机的主控芯片采用ARM9芯片。 
7.根据权利要求6所述的农用机械远程监测方法，其特征在于：上位机设 有多个端口，每个端口对应一台农用机械。 
8.根据权利要求7所述的农用机械远程监测方法，其特征在于：下位机设有USB口，可接移动存储设备；下位机还可通过USB口接监控PC。 
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