CN110737270A - 一种智能农机远程控制装置系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能农机远程控制装置系统，包括传感器及控制系统、方向控制及电机驱动模块、现场车机控制系统、导航定位及远程监控摄像系统、工控机控制系统，传感器及控制系统中的各种传感器安装于农机的驱动轴、油箱、挡风前板玻璃、喂入辊，传感器及控制系统、方向控制及电机驱动模块分别与现场车机控制系统通过A/D转换器设有电连接，现场车机控制系统通过无线网络与工控机控制系统之间设有电连接。本发明的农机远程控制装置系统基于工控机、传感器、GPS定位芯片及CDD视觉摄像单元，采用物联网协调方法，使得农机及系统有自主导航和协同作业能力，可以适应大面积高精度作业的要求，提高农业大面积作业的效率和农业自动化程度。
Description
技术领域
本发明涉及农用机械技术领域，具体是指一种智能农机远程控制装置系统。
背景技术
随着农业机械技术的发展，农业机械向自动化、智能化方向的发展成为当今农业研究的热点，但伴随着人口老龄化，农业从事人口越来越少的问题，和农业精细化的要求，我国的农业问题愈发突出，且农业的作业强度高、从事人口工作环境较差，现有技术中的农机远程监控、控制系统难以满足市场的需求，导致农机远程监控和控制的成本较高，无法实现对实际农业生产中出现的问题提出解决。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对以上问题提供一种智能农机远程控制装置系统。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种智能农机远程控制装置系统，包括传感器及控制系统、方向控制及电机驱动模块、现场车机控制系统、导航定位及远程监控摄像系统、工控机控制系统，所述传感器及控制系统中的各种传感器安装于农机的驱动轴、油箱、挡风前板玻璃、喂入辊，传感器及控制系统、方向控制及电机驱动模块分别与现场车机控制系统通过A/D转换器设有电连接，所述的现场车机控制系统通过无线网络与工控机控制系统之间设有电连接，所述的导航定位及远程监控摄像系统与工控机控制系统之间设有有线光纤连接。
本发明与现有技术相比的优点在于：本发明的农机远程控制装置系统基于工控机、传感器、GPS定位芯片及CDD视觉摄像单元，采用物联网协调方法，使得农机及系统有自主导航和协同作业能力，可以适应大面积高精度作业的要求，提高农业大面积作业的效率和农业自动化程度。
所述传感器及控制系统中的传感器包括拉线位移传感器、油位传感器、激光扫描仪、角速度传感器、红外距离传感器，其拉线位移传感器安装于农机的驱动轴，油位传感器设于农机的油箱内，且油箱的出油管路设有电磁开关，激光扫描仪安装于农机的挡风前板玻璃，用于扫描解析地形信息，角速度传感器设于农机的喂入辊的一端，红外距离传感器设于农机车身四周，按图纸分布设计，拉线位移传感器、油位传感器、激光扫描仪、角速度传感器、红外距离传感器均与现场车机控制系统通过A/D转换器设有电连接，现场车机控制系统会实时分析传感器所收集到农机工作的信息，进一步指挥农机下一步的工作状态。
所述方向控制及电机驱动模块包括直流伺服电机、电机驱动器，方向控制及电机驱动模块可以将现场车机控制系统或工控机控制系统的控制指令转化为对农机方向盘的转动力矩，从而实现对于车辆方向的自动控制。
所述现场车机控制系统基于64位MCU开发，与拉线位移传感器、油位传感器、激光扫描仪、角速度传感器、红外距离传感器和方向控制及电机驱动模块通过A/D转换器电连接，且现场车机内设有GPS定位芯片及GIS地理遥感。
所述导航定位及远程监控摄像系统包括若干的定位杆，其定位杆内设有GPS定位芯片、CDD视觉摄像单元、无线中转器、有线光纤网络，所述的CDD视觉摄像单元可以在农机工作过程中，将所收集的农机行进路线，结合GPS定位芯片，通过有线光纤网络、A/D转换器传送到工控机控制系统内。
所述工控机控制系统基于IPC-627开发，与现场车机控制系统通过无线网络、无线中转器电连接，并与导航定位及远程监控摄像系统通过有线光纤网络、A/D转换器电连接，工控机控制系统用于记录及优化农机每次的工作路线，及农机的运行状态，还可以控制现场车机控制系统出现的紧急状况，避免出现生产错误。
附图说明
图1是一种智能农机远程控制装置系统的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
本发明在具体实施时，一种智能农机远程控制装置系统，包括传感器及控制系统、方向控制及电机驱动模块、现场车机控制系统、导航定位及远程监控摄像系统、工控机控制系统，所述传感器及控制系统中的各种传感器安装于农机的驱动轴、油箱、挡风前板玻璃、喂入辊，传感器及控制系统、方向控制及电机驱动模块分别与现场车机控制系统通过A/D转换器设有电连接，所述的现场车机控制系统通过无线网络与工控机控制系统之间设有电连接，所述的导航定位及远程监控摄像系统与工控机控制系统之间设有有线光纤连接。
所述传感器及控制系统中的传感器包括拉线位移传感器、油位传感器、激光扫描仪、角速度传感器、红外距离传感器，其拉线位移传感器安装于农机的驱动轴，油位传感器设于农机的油箱内，且油箱的出油管路设有电磁开关，激光扫描仪安装于农机的挡风前板玻璃，用于扫描解析地形信息，角速度传感器设于农机的喂入辊的一端，红外距离传感器设于农机车身四周，按图纸分布设计，拉线位移传感器、油位传感器、激光扫描仪、角速度传感器、红外距离传感器均与现场车机控制系统通过A/D转换器设有电连接，现场车机控制系统会实时分析传感器所收集到农机工作的信息，进一步指挥农机下一步的工作状态。
所述方向控制及电机驱动模块包括直流伺服电机、电机驱动器，方向控制及电机驱动模块可以将现场车机控制系统或工控机控制系统的控制指令转化为对农机方向盘的转动力矩，从而实现对于车辆方向的自动控制。
所述现场车机控制系统基于64位MCU开发，与拉线位移传感器、油位传感器、激光扫描仪、角速度传感器、红外距离传感器和方向控制及电机驱动模块通过A/D转换器电连接，且现场车机内设有GPS定位芯片及GIS地理遥感。
所述导航定位及远程监控摄像系统包括若干的定位杆，其定位杆内设有GPS定位芯片、CDD视觉摄像单元、无线中转器、有线光纤网络，所述的CDD视觉摄像单元可以在农机工作过程中，将所收集的农机行进路线，结合GPS定位芯片，通过有线光纤网络、A/D转换器传送到工控机控制系统内。
所述工控机控制系统基于IPC-627开发，与现场车机控制系统通过无线网络、无线中转器电连接，并与导航定位及远程监控摄像系统通过有线光纤网络、A/D转换器电连接，工控机控制系统用于记录及优化农机每次的工作路线，及农机的运行状态，还可以控制现场车机控制系统出现的紧急状况，避免出现生产错误。
本发明的工作原理：本发明的智能农机远程控制装置系统通过各传感器感知车辆自身状态，以及所处环境的三维信息，现场车机控制系统根据工控机控制系统优化后的路径信息，控制引导农机以直线或者曲线，从开始位置移动到既定的目标位置。
本发明借助GPS定位芯片及GIS地理遥感、机器视觉和传感器技术，实现了避障功能，完成相对定位，并采用无线数据的收发，实现了农机的远程控制，及适应大面积高精度农机作业。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具本的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”，“具体示例”、或“一些示例”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。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (6)
1.一种智能农机远程控制装置系统，包括传感器及控制系统、方向控制及电机驱动模块、现场车机控制系统、导航定位及远程监控摄像系统、工控机控制系统，所述传感器及控制系统中的各种传感器安装于农机的驱动轴、油箱、挡风前板玻璃、喂入辊，传感器及控制系统、方向控制及电机驱动模块分别与现场车机控制系统通过A/D转换器设有电连接，所述的现场车机控制系统通过无线网络与工控机控制系统之间设有电连接，所述的导航定位及远程监控摄像系统与工控机控制系统之间设有有线光纤连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能农机远程控制装置系统，其特征在于：所述传感器及控制系统中的传感器包括拉线位移传感器、油位传感器、激光扫描仪、角速度传感器、红外距离传感器，其拉线位移传感器安装于农机的驱动轴，油位传感器设于农机的油箱内，且油箱的出油管路设有电磁开关，激光扫描仪安装于农机的挡风前板玻璃，用于扫描解析地形信息，角速度传感器设于农机的喂入辊的一端，红外距离传感器设于农机车身四周，按图纸分布设计，拉线位移传感器、油位传感器、激光扫描仪、角速度传感器、红外距离传感器均与现场车机控制系统通过A/D转换器设有电连接，现场车机控制系统会实时分析传感器所收集到农机工作的信息，进一步指挥农机下一步的工作状态。
3.根据权利要求1所述的一种智能农机远程控制装置系统，其特征在于：所述方向控制及电机驱动模块包括直流伺服电机、电机驱动器，方向控制及电机驱动模块可以将现场车机控制系统或工控机控制系统的控制指令转化为对农机方向盘的转动力矩，从而实现对于车辆方向的自动控制。
4.根据权利要求1所述的一种智能农机远程控制装置系统，其特征在于：所述现场车机控制系统基于64位MCU开发，与拉线位移传感器、油位传感器、激光扫描仪、角速度传感器、红外距离传感器和方向控制及电机驱动模块通过A/D转换器电连接，且现场车机内设有GPS定位芯片及GIS地理遥感。
5.根据权利要求1所述的一种智能农机远程控制装置系统，其特征在于：所述导航定位及远程监控摄像系统包括若干的定位杆，其定位杆内设有GPS定位芯片、CDD视觉摄像单元、无线中转器、有线光纤网络，所述的CDD视觉摄像单元可以在农机工作过程中，将所收集的农机行进路线，结合GPS定位芯片，通过有线光纤网络、A/D转换器传送到工控机控制系统内。
6.根据权利要求1、5所述的一种智能农机远程控制装置系统，其特征在于：所述工控机控制系统基于IPC-627开发，与现场车机控制系统通过无线网络、无线中转器电连接，并与导航定位及远程监控摄像系统通过有线光纤网络、A/D转换器电连接，工控机控制系统用于记录及优化农机每次的工作路线，及农机的运行状态，还可以控制现场车机控制系统出现的紧急状况，避免出现生产错误。
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