CN107465761A - 基于物联网的大型农机监测维护管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农机设备管理领域，具体为基于物联网的大型农机监测维护管理系统，监测维护管理系统包括农机端、云网络、维修站、移动终端和服务器端，农机端收集农机工作中的预警信息和告警信息并实时上传云网络，移动终端和服务器端上设置有对应的管理软件并可通过管理软件查看数据、分析数据、及时处理农机的预警和告警信息，管理系统可同时在线管理多台农机；本发明的有益效果：农机告警信息实时上传至云网络，服务器端及时获取并处理告警信息，及时对设备进行维护，保障设备运行安全，延长使用期限；设置服务器端和移动终端两个管理系统，方便管理，可及时对出现的告警进行处理，提高农机工作效率，实现了区域联动的农机管理模式。

Description

基于物联网的大型农机监测维护管理系统

技术领域

本发明涉及农机设备管理领域，具体为基于物联网的大型农机监测维护管理系统。

背景技术

我国是农业大国，即使现在实现了机械化播种和收割，通常也需要人力配合，而播种和收割等机械化操作彼此独立，没有合理的联系在一起，也影响了农业机械作业的效率和生产周期。随着物联网技术的发展和对建设现代农业的需求，将物联网与农业机械作业有机的结合起来，对于提高农业机械作业的效率与产量具有重要意义。

中国专利库中公开了一种基于SignalR技术的农机远程作业Web实时监测方法(CN201610295104.9)，与现有技术相比解决了农机作业信息传输无法进行实时监测的缺陷。本发明包括以下步骤：监控终端上传农机系统监测数据，监控终端将获取的农机系统信息发送至缓冲区；Web客户端读取农机系统信息，Web客户端从缓冲区中读取农机系统信息。本发明中数据信息能够实时化处理，能够完成数据的实时接收及推送，实现对农机远程作业的实时web监测。

中国专利库中公开了一种支持多种农机智能监测设备及监测方法(CN201610988260.3)，包括：安装在车头内部的主机，主机与安装在悬挂机上的机具识别装置、倾角传感器、摄像头连接；主机包括主机外壳，在主机外壳内部安装有核心板，核心板上安装有GPS模块、GPRS模块和TF卡，液晶显示屏和LED显示屏安装在主机外壳正面；机具识别装置包括外壳，在外壳内部安装有电路板，CPU和flash模块安装在电路板上。提高了外接设备使用效率，减少外接设备数量，而且减少农机内监测设备安装数量，提高安全性，支持多种监测功能，且支持拓展，通过升级版本和增加外接设备实现其它监测功能，无需更换主机设备。

现有的农机检测管理中，第一，只能单一监控一台设备，无法形成区域内联动管理；第二，故障报警后，维修反馈不及时，耽误农机持续工作；第三，无法达到远端服务器端、近端机械端和移动端联动的效果。

发明内容

本发明的目的是提供基于物联网的大型农机监测维护管理系统，监测维护管理系统包括农机端、云网络、维修站、移动终端和服务器端，农机端收集农机工作中的预警信息和告警信息并实时上传云网络，移动终端和服务器端上设置有对应的管理软件并可通过管理软件查看数据、分析数据、及时处理农机的预警和告警信息，管理系统可同时在线管理多台农机。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案

基于物联网的大型农机监测维护管理系统，其包括，农机端、云网络、维修站、移动终端和服务器端，其中：

所述农机端包括告警采集模块、控制模块、报警模块、故障显示模块、通信模块、数据存储模块、电源模块和定位模块，所述控制模块分别与告警采集模块、报警模块、故障显示模块、通信模块、数据存储模块、电源模块和定位模块连接；

所述告警采集模块包括发动机告警模块、蓄电池告警模块、工作部件告警模块，所述发动机告警模块包括转速检测模块、温度检测模块、机油压力检测模块、机油温度检测模块、冷却液泄露检测模块、冷却液温度检测模块，所述蓄电池告警模块包括漏电检测模块、欠压检测模块、电池温度检测模块，所述工作部件告警模块根据不同的农机为不同的工作部件监测模块；所述控制模块为控制芯片，管理农机端的其他组件；所述报警模块根据农机端或服务器端下发的报警指令进行近端报警；所述故障显示模块根据农机端或服务器端下发的故障指令进行近端显示，包括多组故障显示灯；所述通信模块为农机端与云网络通信的接收和发送组件，采用GPRS通信模块和卫星通信模块并存的通信方式；所述数据存储模块近端存储农机端系统数据、运行数据和告警数据，分为自身存储器和外接存储器；所述电源模块为其他组件提供电力供应；所述定位模块采用卫星定位方式实时确定农机的位置；

所述云网络，包括云服务器和云管理系统，提供实时存储和数据访问功能，实时接收并存储农机端、移动端和服务器端各自上传的数据并下发对应数据；

所述维修站，包括维修人员和备件库，接到服务器端下发的维修指令后，维修人员携带维修工具和备件赶到农机端进行维修；

所述服务器端，包括管理中心服务器和管理系统，服务器包括数据库、存储模块和管理模块，管理系统与云网络数据同步，根据接收的云网络数据进行分析并做出不同的指令反馈，其包括数据同步、数据统计、设备查询、告警分析、信息交互、告警处理、后续跟踪、系统设置；

所述数据同步，服务器端实时与云网络进行数据同步，获取农机端上传的信息并将分析处理结果上传至云网络保存；所述数据统计，为根据多台农机的维护数据进行分阶段数据整理并生成图表文件；所述设备查询，可查询单台农机的详细维护数据，也可查询区域内所有在线农机的维护数据；所述告警分析，内置专家分析判断系统分析上传告警信息，并确定那些为误告警信息，那些为一般告警信息，那些为严重告警信息，并得出维护指令；所述信息交互，是指告警信息包含信息不充分，需要与农机端工作人员进行沟通，包括文字沟通和语音沟通；所述告警处理，将告警分析得出的维护指令上传云网络，维护指令包括向移动终端、农机端工作人员和维修站工作人员的指令信息；所述后续跟踪，在维护结束后的一定时间内，与农机端工作人员沟通维护后农机的运行状况；所述系统设置，进行一些参数设置和权限管理；

所述移动终端，包括移动终端和基于移动终端开发的APP软件，其包括数据同步、告警分析、信息交互、告警处理、维护情况反馈、系统设置；

所述数据同步，移动APP实时与云网络进行数据同步，获取农机端上传的告警信息并将分析处理结果上传至云网络保存；所述告警分析，内置专家分析判断系统分析上传告警信息，并确定那些为误告警信息，那些为一般告警信息，那些为严重告警信息，并得出维护指令；所述信息交互，是指农机端工作人员通过移动终端与服务器端或维修站工作人员进行沟通，包括文字沟通和语音沟通；所述告警处理，农机端工作人员接收到维护指令后按指令进行预处理，维修站工作人员接收到对应的维护指令后按指令去农机端进行维护；所述维护情况反馈，维护结束后，农机端工作人员和维修站工作人员分别向管理系统反馈维护情况，包括对于此次维护的相关意见；所述系统设置，进行一些参数设置和权限管理；

所述农机端通过云网络分别与维护站、服务器端、移动终端连接。

优选地，所述冷却液泄露检测模块为压力传感器，检测冷却系统内压力，根据压力、温度的函数关系来确定正常压力范围，如果压力异常降低，可判断为出现泄露。

优选地，所述数据存储模块还近端存储有农机信息，包括出厂信息和维修信息。

优选地，所述数据存储模块包括内部存储器和外部存储器，外部存储器作为备份，数据与内部存储器的数据完全一致。

优选地，所述通信模块包括GPRS信号检测模块，当GPRS信号低于设定阈值时，自动切换卫星通信模式。

优选地，所述定位模块为GPS定位装置。

优选地，所述管理系统中告警分析模块可根据单台农机的维护历史和当前的告警信息给出供用户选择的维护保养建议，包括日常保养方法、部件更换建议。

优选地，所述维修指令包括对告警信息的判断、建议携带的备件、故障农机的位置、农机端人员的联系方式。

优选地，所述一般告警为农机存在运行异常情况，但处于安全范围内，可短时间内继续运行；所述严重告警为运行异常情况超出安全范围，继续运行会对农机造成损坏，应立即停止运行。

本发明的有益效果：农机告警信息实时上传至云网络，服务器端及时获取并处理告警信息，及时对设备进行维护，保障设备运行安全，延长使用期限；设置服务器端和移动终端两个管理系统，方便管理，可及时对出现的告警进行处理，提高农机工作效率；服务器端可通过云网络同时管理多个农机，实现了区域联动的农机管理模式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的应用示意图；

图2为本发明的连接结构示意图；

图3为本发明中农机端的连接结构示意图；

图4为本发明中农机端的结构示意图；

图5为本发明中服务器管理系统的架构示意图；

图6为本发明中移动端APP的架构示意图。

图4中，1-控制模块、2-数据存储模块、3-电源模块、4-告警采集模块、5-通信模块、6-定位模块、7-报警模块、8-故障显示模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图2所示，基于物联网的大型农机监测维护管理系统，其包括，农机端、云网络、维修站、移动终端和服务器端，其中：

所述农机端包括告警采集模块、控制模块、报警模块、故障显示模块、通信模块、数据存储模块、电源模块和定位模块，所述控制模块分别与告警采集模块、报警模块、故障显示模块、通信模块、数据存储模块、电源模块和定位模块连接；

所述云网络，包括云服务器和云管理系统，提供实时存储和数据访问功能，实时接收并存储农机端、移动端和服务器端各自上传的数据并下发对应数据；

所述维修站，包括维修人员和备件库，接到服务器端下发的维修指令后，维修人员携带维修工具和备件赶到农机端进行维修；

所述服务器端，包括管理中心服务器和管理系统，服务器包括数据库、存储模块和管理模块，管理系统与云网络数据同步，根据接收的云网络数据进行分析并做出不同的指令反馈，其包括数据同步、数据统计、设备查询、告警分析、信息交互、告警处理、后续跟踪、系统设置；

所述移动终端，包括移动终端和基于移动终端开发的APP软件，其包括数据同步、告警分析、信息交互、告警处理、维护情况反馈、系统设置；

所述农机端通过云网络分别与维护站、服务器端、移动终端连接。

如图3所示，所述农机端包括告警采集模块、控制模块、报警模块、故障显示模块、通信模块、数据存储模块、电源模块和定位模块，所述控制模块分别与告警采集模块、报警模块、故障显示模块、通信模块、数据存储模块、电源模块和定位模块连接；

所述告警采集模块包括发动机告警模块、蓄电池告警模块、工作部件告警模块，所述发动机告警模块包括转速检测模块、温度检测模块、机油压力检测模块、机油温度检测模块、冷却液泄露检测模块、冷却液温度检测模块，所述蓄电池告警模块包括漏电检测模块、欠压检测模块、电池温度检测模块，所述工作部件告警模块根据不同的农机为不同的工作部件监测模块；所述控制模块为控制芯片，管理农机端的其他组件；所述报警模块根据农机端或服务器端下发的报警指令进行近端报警；所述故障显示模块根据农机端或服务器端下发的故障指令进行近端显示，包括多组故障显示灯；所述通信模块为农机端与云网络通信的接收和发送组件，采用GPRS通信模块和卫星通信模块并存的通信方式；所述数据存储模块近端存储农机端系统数据、运行数据和告警数据，分为自身存储器和外接存储器；所述电源模块为其他组件提供电力供应；所述定位模块采用卫星定位方式实时确定农机的位置。

如图4所示，所述农机端包括控制模块1、数据存储模块2、电源模块3、告警采集模块4、通信模块5、定位模块6、报警模块7、故障显示模块8，所述控制模块1、数据存储模块2、电源模块3、告警采集模块4设置在驾驶室内部，所述通信模块5、定位模块6设置在驾驶室顶部外侧，所述报警模块7、故障显示模块8设置在驾驶位前端仪表盘位置。

如图5所示，所述服务器端，包括管理中心服务器和管理系统，服务器包括数据库、存储模块和管理模块，管理系统与云网络数据同步，根据接收的云网络数据进行分析并做出不同的指令反馈，其包括数据同步、数据统计、设备查询、告警分析、信息交互、告警处理、后续跟踪、系统设置；

所述数据同步，服务器端实时与云网络进行数据同步，获取农机端上传的信息并将分析处理结果上传至云网络保存；

所述数据统计，为根据多台农机的维护数据进行分阶段数据整理并生成图表文件；

所述设备查询，可查询单台农机的详细维护数据，也可查询区域内所有在线农机的维护数据；

所述告警分析，内置专家分析判断系统分析上传告警信息，并确定那些为误告警信息，那些为一般告警信息，那些为严重告警信息，并得出维护指令；

所述信息交互，是指告警信息包含信息不充分，需要与农机端工作人员进行沟通，包括文字沟通和语音沟通；

所述告警处理，将告警分析得出的维护指令上传云网络，维护指令包括向移动终端、农机端工作人员和维修站工作人员的指令信息；

所述后续跟踪，在维护结束后的一定时间内，与农机端工作人员沟通维护后农机的运行状况；

所述系统设置，进行一些参数设置和权限管理。

如图6所示，所述移动终端，包括移动终端和基于移动终端开发的APP软件，其包括数据同步、告警分析、信息交互、告警处理、维护情况反馈、系统设置；

所述数据同步，移动APP实时与云网络进行数据同步，获取农机端上传的告警信息并将分析处理结果上传至云网络保存；

所述告警分析，内置专家分析判断系统分析上传告警信息，并确定那些为误告警信息，那些为一般告警信息，那些为严重告警信息，并得出维护指令；

所述信息交互，是指农机端工作人员通过移动终端与服务器端或维修站工作人员进行沟通，包括文字沟通和语音沟通；

所述告警处理，农机端工作人员接收到维护指令后按指令进行预处理，维修站工作人员接收到对应的维护指令后按指令去农机端进行维护；

所述维护情况反馈，维护结束后，农机端工作人员和维修站工作人员分别向管理系统反馈维护情况，包括对于此次维护的相关意见；

所述系统设置，进行一些参数设置和权限管理。

实施例1

一般告警处理流程：

1、农机端实时将收集的告警信息上传至云网络；

2、服务器端管理系统经过对云网络同步的数据进行分析，判断为一般告警，生成维护指令并上传至云网络；

3、云网络分别向农机端和移动终端下发维护指令，农机端控制模块通过通信模块接收维护指令后，进行分析判断，向报警模块下发对应指令，报警模块发出报警提示信息，通知农机端工作人员进行检查处理；

4、移动终端接收到维护指令后，农机端工作人员根据现场实际情况进行操作，可选择同意指令，则继续执行流程3；也可根据实际情况选择拒绝指令或间隔既定时间段再次提醒，如果选择拒绝指令，APP生成对应指令并上传至云网络，农机端接收到该指令后继续执行流程3，服务器端接收到该指令后按照指令进行下部操作。

实施例2

严重告警处理流程：

1、农机端实时将收集的告警信息上传至云网络；

2、服务器端管理系统经过对云网络同步的数据进行分析，判断为严重告警，生成维护指令并上传至云网络；

3、云网络分别向农机端和移动终端下发维护指令，农机端控制模块通过通信模块接收维护指令后，进行分析判断，向报警模块下发对应指令，报警模块发出报警提示信息，通知农机端工作人员进行检查处理；

4、农机端工作人员通过移动终端接收到维护指令后，根据现场实际情况按照指令进行操作；维修站工作人员通过移动终端接收到维护指令后，与农机端工作人员进行信息交互，如果农机端工作人员同意维修，维修站工作人员根据维修指令带维修工具和备件去农机端进行近端维修；

5、维修完成后，农机端工作人员和维修站工作人员分别通过移动终端APP对该次维修进行意见反馈；

6、间隔设定时间，服务器端管理系统与农机端工人人员进行信息交互，进行维护跟踪调查。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

最后需要说明的是，以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.基于物联网的大型农机监测维护管理系统，其特征在于，其包括，农机端、云网络、维修站、移动终端和服务器端，其中：

所述农机端包括告警采集模块、控制模块、报警模块、故障显示模块、通信模块、数据存储模块、电源模块和定位模块，所述控制模块分别与告警采集模块、报警模块、故障显示模块、通信模块、数据存储模块、电源模块和定位模块连接；

所述告警采集模块包括发动机告警模块、蓄电池告警模块、工作部件告警模块，所述发动机告警模块包括转速检测模块、温度检测模块、机油压力检测模块、机油温度检测模块、冷却液泄露检测模块、冷却液温度检测模块，所述蓄电池告警模块包括漏电检测模块、欠压检测模块、电池温度检测模块，所述工作部件告警模块根据不同的农机为不同的工作部件监测模块；所述控制模块为控制芯片，管理农机端的其他组件；所述报警模块根据农机端或服务器端下发的报警指令进行近端报警；所述故障显示模块根据农机端或服务器端下发的故障指令进行近端显示，包括多组故障显示灯；所述通信模块为农机端与云网络通信的接收和发送组件，采用GPRS通信模块和卫星通信模块并存的通信方式；所述数据存储模块近端存储农机端系统数据、运行数据和告警数据，分为自身存储器和外接存储器；所述电源模块为其他组件提供电力供应；所述定位模块采用卫星定位方式实时确定农机的位置；

所述云网络，包括云服务器和云管理系统，提供实时存储和数据访问功能，实时接收并存储农机端、移动端和服务器端各自上传的数据并下发对应数据；

所述维修站，包括维修人员和备件库，接到服务器端下发的维修指令后，维修人员携带维修工具和备件赶到农机端进行维修；

所述服务器端，包括管理中心服务器和管理系统，服务器包括数据库、存储模块和管理模块，管理系统与云网络数据同步，根据接收的云网络数据进行分析并做出不同的指令反馈，其包括数据同步、数据统计、设备查询、告警分析、信息交互、告警处理、后续跟踪、系统设置；

所述数据同步，服务器端实时与云网络进行数据同步，获取农机端上传的信息并将分析处理结果上传至云网络保存；所述数据统计，为根据多台农机的维护数据进行分阶段数据整理并生成图表文件；所述设备查询，可查询单台农机的详细维护数据，也可查询区域内所有在线农机的维护数据；所述告警分析，内置专家分析判断系统分析上传告警信息，并确定那些为误告警信息，那些为一般告警信息，那些为严重告警信息，并得出维护指令；所述信息交互，是指告警信息包含信息不充分，需要与农机端工作人员进行沟通，包括文字沟通和语音沟通；所述告警处理，将告警分析得出的维护指令上传云网络，维护指令包括向移动终端、农机端工作人员和维修站工作人员的指令信息；所述后续跟踪，在维护结束后的一定时间内，与农机端工作人员沟通维护后农机的运行状况；所述系统设置，进行一些参数设置和权限管理；

所述移动终端，包括移动终端和基于移动终端开发的APP软件，其包括数据同步、告警分析、信息交互、告警处理、维护情况反馈、系统设置；

所述数据同步，移动APP实时与云网络进行数据同步，获取农机端上传的告警信息并将分析处理结果上传至云网络保存；所述告警分析，内置专家分析判断系统分析上传告警信息，并确定那些为误告警信息，那些为一般告警信息，那些为严重告警信息，并得出维护指令；所述信息交互，是指农机端工作人员通过移动终端与服务器端或维修站工作人员进行沟通，包括文字沟通和语音沟通；所述告警处理，农机端工作人员接收到维护指令后按指令进行预处理，维修站工作人员接收到对应的维护指令后按指令去农机端进行维护；所述维护情况反馈，维护结束后，农机端工作人员和维修站工作人员分别向管理系统反馈维护情况，包括对于此次维护的相关意见；所述系统设置，进行一些参数设置和权限管理；

所述农机端通过云网络分别与维护站、服务器端、移动终端连接。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的大型农机监测维护管理系统，其特征在于，所述冷却液泄露检测模块为压力传感器，检测冷却系统内压力，根据压力、温度的函数关系来确定正常压力范围，如果压力异常降低，可判断为出现泄露。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的大型农机监测维护管理系统，其特征在于，所述数据存储模块还近端存储有农机信息，包括出厂信息和维修信息。

4.根据权利要求1所述的基于物联网的大型农机监测维护管理系统，其特征在于，所述数据存储模块包括内部存储器和外部存储器，外部存储器作为备份，数据与内部存储器的数据完全一致。

5.根据权利要求1所述的基于物联网的大型农机监测维护管理系统，其特征在于，所述通信模块包括GPRS信号检测模块，当GPRS信号低于设定阈值时，自动切换卫星通信模式。

6.根据权利要求1所述的基于物联网的大型农机监测维护管理系统，其特征在于，所述定位模块为GPS定位装置。

7.根据权利要求1所述的基于物联网的大型农机监测维护管理系统，其特征在于，所述管理系统中告警分析模块可根据单台农机的维护历史和当前的告警信息给出供用户选择的维护保养建议，包括日常保养方法、部件更换建议。

8.根据权利要求1所述的基于物联网的大型农机监测维护管理系统，其特征在于，所述维修指令包括对告警信息的判断、建议携带的备件、故障农机的位置、农机端人员的联系方式。

9.根据权利要求1所述的基于物联网的大型农机监测维护管理系统，其特征在于，所述一般告警为农机存在运行异常情况，但处于安全范围内，可短时间内继续运行；所述严重告警为运行异常情况超出安全范围，继续运行会对农机造成损坏，应立即停止运行。