CN110073753B - 一种大田中耕追肥作业质量在线监测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种大田中耕追肥作业质量在线监测装置和方法，能够实现大田多行作物中耕深度同时独立测量，并能够实现多通道排肥状态实时检测，通过实时获取拖拉机作业现场的地理位置信息，同时测量大田多行作物中耕深度，实现每一行作物中耕深度的独立测量，并实时检测多通道排肥管的排肥状态；结合耕深信息和排肥状态信息综合评价中耕作业质量，能够独立监测每行作物中耕作业的耕深，行与行之间互相独立测量，互不干扰，并且能够实时检测多通道排肥管的排肥状态。

Description

一种大田中耕追肥作业质量在线监测装置和方法

技术领域

本发明实施例涉及农业技术领域，尤其涉及一种大田中耕追肥作业质量在线监测装置和方法。

背景技术

中耕、施肥是我国农业精耕细作的重要环节之一，是保证稳产、高产不可缺少的重要措施。目前，我国对于中耕深度的测量大多采用人工测量方法，即扒开机具作业过的土层，露出作业土层的底部，然后采用钢板直尺进行测量，这种方法不仅劳动强度大，主管依赖性较大，测量不准确，并且只能进行小容量样本的抽样测量。

随着大马力拖拉机在农业耕作中的应用与推广，拖拉机耕作的幅宽不断地增大，为了更加精准的获取大田中耕追肥作业信息并评价作业质量，需要获取每一行作物的中耕追肥作业信息，多行作物作业信息的获取互相独立，互不干扰，在此基础上对中耕作业质量进行综合评价。而仅仅获得其中几行作物的中耕追肥作业信息，并以此评价中耕追肥作业质量，具有片面性和以偏概全的缺点。在大田大中型拖拉机中耕追肥作业中，有基于倾角传感器自动测量农机具耕深的方法，通过检测提升臂的水平倾角变化，由悬挂机构几何关系和倾角传感器输出特性推导出耕深值与测量电压值之间的线性关系并变换得到实际耕深，该方法依赖于悬挂机构几何关系，不能单独测得每一行作物的中耕深度信息。

综上所述，大田中耕深度人工测量方法不仅劳动强度大，主管依赖性较大，测量不准确，并且只能进行小容量样本的抽样测量。在大田大中型拖拉机中耕追肥作业中，不能获取每一行作物的中耕深度信息，仅获得部分行的中耕作业信息，并以此评价中耕作业质量，具有片面性和以偏概全的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种大田中耕追肥作业质量在线监测装置和方法，用以解决现有技术中在大田大中型拖拉机中耕追肥作业中，不能获取每一行作物的中耕深度信息，仅获得部分行的中耕作业信息，并以此评价中耕作业质量，具有片面性和以偏概全的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种大田中耕追肥作业质量在线监测装置，包括实时定位模块、耕深测量模块、多通道排肥检测模块和监测与控制模块；

所述实时定位模块，用于实时获取中耕追肥作业现场的位置信息，并将所述位置信息发送至所述监测与控制模块；

所述耕深测量模块，用于检测每个作业行的耕深信息，并将对应作业行的耕深信息发送至所述监测与控制模块；

所述多通道排肥检测模块，用于检测多通道排肥管的排肥状态信息，并将所述排肥状态信息发送至所述监测与控制模块；

所述监测与控制模块，用于基于所述耕深信息和所述排肥状态信息评价中耕追肥作业质量。

第二方面，本发明实施例提供一种大田中耕追肥作业质量在线监测方法，包括：

实时定位模块实时获取中耕追肥作业现场的位置信息，并将所述位置信息发送至所述监测与控制模块；

耕深测量模块检测每个作业行的耕深信息，并将对应作业行的耕深信息发送至所述监测与控制模块；

多通道排肥检测模块检测多通道排肥管的排肥状态信息，并将所述排肥状态信息发送至所述监测与控制模块；

监测与控制模块基于所述耕深信息和所述排肥状态信息评价中耕追肥作业质量。

本发明实施例提供的一种大田中耕追肥作业质量在线监测装置和方法，能够实现大田多行作物中耕深度同时独立测量，并能够实现多通道排肥状态实时检测，通过实时获取拖拉机作业现场的地理位置信息，同时测量大田多行作物中耕深度，实现每一行作物中耕深度的独立测量，并实时检测多通道排肥管的排肥状态；结合耕深信息和排肥状态信息综合评价中耕追肥作业质量，能够独立监测每行作物中耕作业的耕深，行与行之间互相独立测量，互不干扰，并且能够实时检测多通道排肥管的排肥状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明实施例的大田中耕追肥作业质量在线监测装置示意图；

图2为本发明实施例的耕深测量模块示意图；

图3为本发明实施例的单通道排肥检测模块中排肥检测传感器安装示意图；

图4为本发明实施例的大田中耕追肥作业质量在线监测方法示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

大田中耕深度人工测量方法不仅劳动强度大，主管依赖性较大，测量不准确，并且只能进行小容量样本的抽样测量。在大田大中型拖拉机中耕追肥作业中，不能获取每一行作物的中耕深度信息，仅获得部分行的中耕作业信息，并以此评价中耕作业质量，具有片面性和以偏概全的问题。因此本发明实施例结合耕深信息和排肥状态信息综合评价中耕追肥作业质量，能够独立监测每行作物中耕作业的耕深，行与行之间互相独立测量，互不干扰，并且能够实时检测多通道排肥管的排肥状态。以下将通过多个实施例进行展开说明和介绍。

图1为本发明实施例提供的一种大田中耕追肥作业质量在线监测装置，包括实时定位模块20、耕深测量模块30、多通道排肥检测模块40和监测与控制模块50，其中：

所述实时定位模块20实时获取中耕追肥作业现场的位置信息，并将所述位置信息发送至所述监测与控制模块50；

所述耕深测量模块30检测每个作业行的耕深信息，并将对应作业行的耕深信息发送至所述监测与控制模块50；

所述多通道排肥检测模块40检测多通道排肥管的排肥状态信息，并将所述排肥状态信息发送至所述监测与控制模块50；

所述监测与控制模块50基于所述耕深信息和所述排肥状态信息评价中耕追肥作业质量。

在本实施例中，如图1所示，还包括中耕机具70与追肥机具80，中耕机具70与追肥机具80采用三点悬挂方式与拖拉机60后悬挂相连，监测装置由实时定位模块20、耕深测量模块30、多通道排肥检测模块40、监测与控制模块50组成，能够实现大田多行作物中耕深度同时独立测量，并能够实现多通道排肥状态实时检测。实时定位模块20实时获取拖拉机60作业现场的地理位置信息，并将地理位置信息发送到监测与控制模块50；耕深测量模块30同时测量大田多行作物中耕深度(即耕深信息)，实现每一行作物中耕深度的独立测量；多通道排肥检测模块40实时检测多通道排肥管的排肥状态。监测与控制模块50同步获取并显示实时定位模块20的地理位置信息、耕深测量模块30的耕深信息和多通道排肥检测模块40的排肥状态信息，并根据这些信息综合评价中耕追肥作业质量。该监测装置能够独立监测每行作物中耕作业的耕深，行与行之间互相独立测量，互不干扰，并且能够实时检测多通道排肥管的排肥状态。

在上述实施例的基础上，所述位置信息包括作业现场的经度、纬度和作业方向。

在本实施例中，实时定位模块20为车用RTK(Real-Time Kinematic，实时动态)位置GPS导航模块、BD导航模块或GPS+BD导航模块等，能够实时获取拖拉机60作业现场的经度、纬度、作业方向等地理位置信息，并将地理位置信息发送到监测与控制模块50。

在上述各实施例的基础上，所述耕深测量模块30包括多组耕深测量组件，所述耕深测量组件中耕机具70的作业行数量相同；每一组所述耕深测量组件用于测量一个作业行的耕深信息。

在本实施例中，耕深测量模块30由一定数量的耕深测量组件组成，耕深测量组件的数量与中耕机具70的作业行数相等，每一组耕深测量组件能够独立测量所在作物行的耕深度，不同耕深测量组件之间互不干扰，因此，耕深测量模块30能够同时测量大田多行作物中耕深度，能够实现每一行作物中耕深度的独立测量，耕深测量模块30将多组耕深测量的耕深度实时发送到监测与控制模块50。

在本实施例中，作业单行程可同时完成6行作物的中耕追肥，即包括6组中耕铲和耕深测量组件，如图2中所示，分别为设于机架1上的第一耕深测量组件2和第一中耕铲3，第二耕深测量组件4和第二中耕铲5，第三耕深测量组件6和第三中耕铲7，第四耕深测量组件8和第四中耕铲9，第五耕深测量组件10和第五中耕铲11，第六耕深测量组件12和第六中耕铲13。

在上述各实施例的基础上，每组所述耕深测量组件都沿作业方向对应设于中耕机具70的一组中耕铲后方。

在本实施例中，为了保证耕深测量组件能够测得对应作业行的中耕机具70的耕深度，将每个耕深测量组件对应设于一组中耕铲后方，具体的，沿作业方向布置，将每个耕深测量组件对应设于一组中耕铲后方，通过机架固定将中耕机具70中各个耕深测量组件和中耕铲对应固定，实现多个作业行的耕深信息的测量，当耕深测量模块30的耕深测量组件与土壤接触，中耕铲进入土壤中，耕深测量组件测量中耕铲深入中耕地表面的深度。

在上述各实施例的基础上，所述多通道排肥检测模块40包括多个排肥检测传感器，所述排肥检测传感器设于追肥机具80的排肥管中。

在本实施例中，多通道排肥检测模块40由一定数量的排肥检测传感器15组成，排肥检测传感器15的数量与追肥机具80的排肥管数量相等，排肥检测传感器15安装在追肥机具80的排肥管中，检测所在排肥管的排肥状态，如图3中所示，所述排肥管14包括螺纹段和位于螺纹段中间的非螺纹段，所述排肥检测传感器15固定于所述非螺纹段上。因此，多通道排肥检测模块40能够实时检测多通道排肥管14的排肥状态，多通道排肥检测模块40将多通道排肥管14的排肥状态信息发送到监测与控制模块50。

在上述各实施例的基础上，监测与控制模块50主要为车载电脑或显示屏与控制器组合，分别与实时定位模块20、耕深测量模块30、多通道排肥检测模块40相连，控制各个模块工作并同步获取和显示实时定位模块20的地理位置信息、耕深测量模块30的耕深信息和多通道排肥检测模块40的排肥状态信息，并根据这些信息综合评价中耕追肥作业质量。实时定位模块20与监测与控制模块50安装在拖拉机60上，拖拉机60安装有中耕机具70和追肥机具80，耕深测量模块30安装在中耕机具70上，多通道排肥检测模块40安装在追肥机具80上。

在上述各实施例的基础上，作业开始前，根据作物中耕农艺要求和作物行距，调整中耕机具70中耕铲和追肥机具80排肥管的位置，并调节追肥机具80开沟部件的位置，并调节外槽轮的长度，以调整施肥量。调整完成后，在中耕机具70上中耕铲的旁边各安装1组耕深测量组件，共计6组，如图2所示；在追肥机具80的排肥管14上各安装1个排肥检测传感器15，如图3所示，排肥检测传感器15共计6个；将实时定位模块20、监测与控制模块50安装在拖拉机60驾驶室，大田中耕追肥作业质量在线监测系统各个模块连接线缆，使各个模块处于正常的工作状态。

本发明实施例还提供了一种大田中耕追肥作业质量在线监测方法，基于上述各实施例中的大田中耕追肥作业质量在线监测装置，如图4中所示，包括：

S1、实时定位模块实时获取中耕追肥作业现场的位置信息，并将所述位置信息发送至所述监测与控制模块；

S2、耕深测量模块检测每个作业行的耕深信息，并将对应作业行的耕深信息发送至所述监测与控制模块；

S3、多通道排肥检测模块检测多通道排肥管的排肥状态信息，并将所述排肥状态信息发送至所述监测与控制模块；

S4、监测与控制模块基于所述耕深信息和所述排肥状态信息评价中耕追肥作业质量。

在本实施例中，中耕机具与追肥机具采用三点悬挂方式与拖拉机后悬挂相连，作业单行程可同时完成6行作物的中耕追肥。作业开始前，根据作物中耕农艺要求和作物行距，调整中耕机具中耕铲和追肥机具排肥管的位置，并调节追肥机具开沟部件的位置，并调节外槽轮的长度，以调整施肥量。调整完成后，在中耕机具上中耕铲的旁边各安装1组耕深测量组件，耕深测量组件共计6组；在追肥机具的排肥管上各安装1个排肥检测传感器，排肥检测传感器共计6个；将实时定位模块、监测与控制模块安装在拖拉机驾驶室，大田中耕追肥作业质量在线监测系统各个模块连接线缆，使各个模块处于正常的工作状态。

作业开始时，中耕机具与追肥机具降落下来，监测与控制模块控制实时定位模块、耕深测量模块、多通道排肥检测模块开始工作，向监测与控制模块发送实时数据。

作业过程中，实时定位模块获取拖拉机作业现场的经度、纬度、方向等地理位置信息，并将地理位置信息发送到监测与控制模块；耕深测量模块的耕深测量组件与土壤接触，中耕铲进入土壤中，耕深测量组件测量中耕铲深入中耕地表面的深度，耕深测量模块将6组耕深测量数据实时发送到监测与控制模块；追肥机具开沟器切开土壤开出肥沟，同时，地轮转动产生的动力经链条传给排肥部件，带动外槽轮转动，使肥料排出，排出的肥料经肥管，落到开沟器开出的肥沟里，完成追肥，排肥检测传感器实时检测6路排肥管的排肥状态，多通道排肥检测模块将6路排肥管排肥状态信息发送到监测与控制模块。监测与控制模块实时同步获取和显示实时定位模块的地理位置信息、耕深测量模块的6组耕深信息和多通道排肥检测模块的6组排肥状态信息，并根据这些信息综合评价中耕追肥作业质量。

综上所述，本发明实施例提供的一种大田中耕追肥作业质量在线监测装置和方法，能够实现大田多行作物中耕深度同时独立测量，并能够实现多通道排肥状态实时检测，通过实时获取拖拉机作业现场的地理位置信息，同时测量大田多行作物中耕深度，实现每一行作物中耕深度的独立测量，并实时检测多通道排肥管的排肥状态；结合耕深信息和排肥状态信息综合评价中耕追肥作业质量，能够独立监测每行作物中耕作业的耕深，行与行之间互相独立测量，互不干扰，并且能够实时检测多通道排肥管的排肥状态。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种大田中耕追肥作业质量在线监测装置，其特征在于，包括实时定位模块、耕深测量模块、多通道排肥检测模块和监测与控制模块；

所述实时定位模块，用于实时获取中耕追肥作业现场的位置信息，并将所述位置信息发送至所述监测与控制模块；

所述耕深测量模块，用于检测每个作业行的耕深信息，并将对应作业行的耕深信息发送至所述监测与控制模块；

所述多通道排肥检测模块，用于检测多通道排肥管的排肥状态信息，并将所述排肥状态信息发送至所述监测与控制模块；

所述监测与控制模块，用于基于所述耕深信息和所述排肥状态信息评价中耕追肥作业质量；

所述耕深测量模块包括多组耕深测量组件，所述耕深测量组件的数量与中耕机具的作业行数量相同；每一组所述耕深测量组件用于测量一个作业行的耕深信息；每组所述耕深测量组件都沿作业方向对应设于中耕机具的一组中耕铲前方或后方；

所述多通道排肥检测模块包括多个排肥检测传感器，所述排肥检测传感器设于追肥机具的排肥管中。

2.根据权利要求1所述的大田中耕追肥作业质量在线监测装置，其特征在于，所述位置信息包括作业现场的经度、纬度和作业方向。

3.根据权利要求2所述的大田中耕追肥作业质量在线监测装置，其特征在于，所述排肥管包括螺纹段和位于螺纹段中间的非螺纹段，所述排肥检测传感器固定于所述非螺纹段上。

4.一种根据权利要求1至3任一所述装置的大田中耕追肥作业质量在线监测方法，其特征在于，包括：

实时定位模块实时获取中耕追肥作业现场的位置信息，并将所述位置信息发送至所述监测与控制模块；

耕深测量模块检测每个作业行的耕深信息，并将对应作业行的耕深信息发送至所述监测与控制模块；

多通道排肥检测模块检测多通道排肥管的排肥状态信息，并将所述排肥状态信息发送至所述监测与控制模块；

监测与控制模块基于所述耕深信息和所述排肥状态信息评价中耕追肥作业质量。

5.根据权利要求4所述的大田中耕追肥作业质量在线监测方法，其特征在于，所述耕深测量模块检测每个作业行的耕深信息，具体包括：

耕深测量模块的耕深测量组件与土壤接触，中耕铲进入土壤中，耕深测量组件测量中耕铲深入中耕地表面的耕深信息，耕深测量模块将各组耕深测量组件测量的耕深信息实时发送到监测与控制模块。

6.根据权利要求4所述的大田中耕追肥作业质量在线监测方法，其特征在于，多通道排肥检测模块检测多通道排肥管的排肥状态信息，具体包括：

追肥机具的开沟器切开土壤开出肥沟，地轮转动产生的动力经链条传给排肥部件，带动外槽轮转动，使肥料排出，排出的肥料经排肥部件的排肥管落到开沟器开出的肥沟里，完成追肥，排肥检测传感器实时检测各路排肥管的排肥状态信息。

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