CN116099682A - 喷洒设备的控制系统和喷洒设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种喷洒设备的控制系统和喷洒设备，属于控制技术领域。所述控制系统包括控制器、一个或多个总线网络，每个所述总线网络连接一个或多个节点设备，所述节点设备包括喷洒装置，所述控制器连接各所述总线网络，以与各所述总线网络中的节点设备进行通讯，其中：所述控制器用于响应于用户针对所述喷洒设备的控制操作，通过对应的总线网络向所述多个节点设备中的目标节点设备传输控制信号；所述喷洒装置用于在所述目标节点设备按照所述控制信号运行的同时，进行喷洒作业。本公开可以减少喷洒设备的线束，减少喷洒设备的维护和更新成本。

Description

喷洒设备的控制系统和喷洒设备

技术领域

本公开涉及控制技术领域，尤其涉及一种喷洒设备的控制系统和喷洒设备。

背景技术

随着我国农业技术的不断发展，农业自动化程度不断提高，例如，许多企业研发了专门用于耕地、喷洒、采摘和锄草等的设备。这些设备极大地提升了作业的效率、减少了人力成本。

其中，喷洒设备是农作物养殖过程中的重要装置，其相比人工喷洒作业，可以极大地增加作物喷洒的效率，提高喷洒的全面性。然而，在目前的喷洒设备中，喷洒设备中的节点设备都是直接连接在控制器上，这种设置方式下，随着节点设备的数量的增多，喷洒设备的线束数量会不断增加，导致整个喷洒设备的重量较大，喷洒设备的内部走线会变得非常复杂，这对于喷洒设备的维护和更新都会带来极大的不便。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开提供了一种喷洒设备的控制系统和喷洒设备，进而至少在一定程度上改善现有技术中喷洒设备线束过多的问题。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的第一方面，提供一种喷洒设备的控制系统，所述控制系统包括控制器、一个或多个总线网络，每个所述总线网络连接一个或多个节点设备，所述节点设备包括喷洒装置，所述控制器连接各所述总线网络，以与各所述总线网络中的节点设备进行通讯，其中：所述控制器用于响应于用户针对所述喷洒设备的控制操作，通过对应的总线网络向所述多个节点设备中的目标节点设备传输控制信号；所述喷洒装置用于在所述目标节点设备按照所述控制信号运行的同时，进行喷洒作业。

在本公开的一种示例性实施方式中，所述控制器还用于在进行喷洒作业前，响应于用户针对所述喷洒设备的启用操作，通过对应的总线网络向所述喷洒装置发送启用信号，以使所述喷洒装置开启喷洒。

在本公开的一种示例性实施方式中，所述喷洒装置包括储液箱、具有水泵叶轮的水泵、送风组件和一个或多个喷头，所述水泵和所述储液箱之间通过导流管连接，所述水泵和所述送风组件通过相同或不同的总线网络连接所述控制器，其中：所述水泵用于通过控制所述水泵叶轮的转动速度将所述储液箱中的液体从所述一个或多个喷头中喷出；所述送风组件用于控制所述一个或多个喷头喷出的液体的喷洒幅面。

在本公开的一种示例性实施方式中，在所述目标节点设备按照所述控制信号运行的同时，所述目标节点设备还用于生成运行信息，并通过所述目标节点设备连接的总线网络将所述运行信息反馈至所述控制器。

在本公开的一种示例性实施方式中，所述目标节点设备还用于监听连接的总线网络上的其他节点设备的运行信息的传输状态，以在所述目标节点设备连接的总线网络处于空闲状态时，将所述目标节点设备的运行信息反馈至所述控制器。

在本公开的一种示例性实施方式中，所述目标节点设备还用于在将所述目标节点设备的运行信息反馈至所述控制器时，确定当前时刻所述目标节点设备的运行信息和所述其他节点设备生成的运行信息的信息优先级，从而按照所述信息优先级依次传输所述目标节点设备的运行信息和所述其他节点设备生成的运行信息；其中，所述信息优先级依据所述目标节点设备的运行信息的信息标识和所述其他节点设备生成的运行信息的信息标识的大小确定。

在本公开的一种示例性实施方式中，所述总线系统还包括与任意一个或多个节点设备连接的子总线控制器，所述子总线控制器通过执行以下方法完成对所述任意一个或多个节点设备的运行信息的调度：监测所述任意一个或多个节点设备中各个节点设备在当前时刻生成的运行信息的数据量；按照各所述节点设备传输信息的信息优先级和在当前时刻传输的运行信息的数据量，创建优先级队列；按照顺序依次传输所述优先级队列中的各个运行信息。

在本公开的一种示例性实施方式中，所述节点设备还包括移动模块，所述移动模块与任意一个总线网络连接，其中：所述控制器还用于通过所述移动模块连接的所述任意一个总线网络将移动信号发送至所述移动模块；所述移动模块用于按照所述控制器发送的移动信号驱动所述喷洒设备进行移动。

在本公开的一种示例性实施方式中，所述控制器用于解析所述控制信号的信号标识，并根据所述信号标识确定所述多个节点设备中的目标节点设备，通过所述目标节点设备对应的总线网络将所述控制信号传输至所述目标节点设备。

根据本公开的第二方面，提供一种喷洒设备，所述喷洒设备包括上述任意一项所述的喷洒设备的控制系统。

本公开具有以下有益效果：

综上，根据本示例性实施方式中的喷洒设备的控制系统和喷洒设备，可以通过控制器响应于用户针对喷洒设备的控制操作，通过对应的总线网络向多个节点设备中的目标节点设备传输控制信号，通过喷洒装置用于在目标节点设备按照控制信号运行的同时，进行喷洒作业。利用总线网络连接多个节点设备，可以为控制器与节点设备的通讯提供便利，同时可以减少喷洒设备内部的控制线路的线束数量，降低喷洒设备的维护和更新成本。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施方式，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施方式，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示出本示例性实施方式中一种喷洒设备的控制系统的架构图；

图2示出本示例性实施方式中另一种喷洒设备的控制系统的架构图；

图3示出本示例性实施方式中一种子总线控制器的处理方法的流程图；

图4示出本示例性实施方式中一种用于实现上述方法的喷洒设备的示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

本公开的示例性实施方式首先提供了一种喷洒设备的控制系统，该系统可以利用控制器按照用户针对喷洒设备的控制操作，通过对应的总线网络向节点设备传输控制信号，使得喷洒设备中的喷洒装置可以在节点设备按照上述控制信号运行的同时进行喷洒作业。利用这种喷洒设备，可以在很大程度上实现喷洒作业的自动化，使得作业人员不再需要采用传统的手动喷洒方式来作业，所以可以提高喷洒作业的效率、减少人力等的成本，对于促进农业发展具有重要的意义。

参考图1所示，本示例性实施方式中的喷洒设备的控制系统可以包括控制器、一个或多个总线网络，每个总线网络连接一个或多个节点设备，其中，节点设备可以包括喷洒装置，且控制器可以连接各总线网络，以与各总线网络中的节点设备进行通讯。需要说明的是，在如图1所示的喷洒设备的控制系统中，每个总线网络连接的节点设备的数量仅作为示意说明，根据实际需要，每个总线网络也可以连接多个节点设备，本示例性实施方式对此不做特殊限定。

例如，在如图2所示的喷洒设备的控制系统200中，可以包括控制器110、总线网络121和122，其中，节点设备141和142、143是挂接在总线网络121中的节点设备，所以节点设备141和142、143是通过总线网络121与控制器110进行通讯的，喷洒装置144和节点设备145是挂接在总线网络122中的，所以喷洒装置144和节点设备145可以通过总线网络122与控制器110进行通讯。

本示例性实施方式中，用户可以通过控制终端控制喷洒设备，其中，控制终端可以是具备远程控制功能的终端设备，比如遥控器、智能手机、平板电脑、台式电脑等。控制器可以用于响应于用户针对喷洒设备的控制操作，通过对应的总线网络向多个节点设备中的目标节点设备传输控制信号，喷洒装置可以用于在目标节点设备按照控制信号运行的同时，进行喷洒作业。其中，控制器可以是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机或控制元件的启动、调速、制动和反向的主令装置，可以用于控制喷洒装置和其他节点设备的运行；总线网络可以是CAN(Controller Area Network)总线网络，其是一种支持分布式控制或实时控制的串行通信网络；节点设备可以是直接或者间接连接在总线网络上的具有独立功能的工作单元，比如可以包括开关、灯、电机等。

在一种可选的实施方式中，控制器可以用于响应于用户针对喷洒设备的控制操作，生成目标节点设备的控制信号，并通过目标节点设备对应的总线网络将控制信号传输至目标节点设备。其中，控制信号可以包括唯一标识控制信号的来源和目的的信号标识，该信号标识可以由操作人员自行定义，也可以由系统默认设置。

为了达到向目标节点设备传输控制信号的目的，用户可以通过控制终端对喷洒设备进行控制操作，控制器可以响应于用户发起的控制操作，生成对目标节点设备的控制信号，具体而言，控制器可以根据控制操作的类型和操作量确定目标节点设备，并生成对目标节点设备的控制信号。例如，当用户通过控制终端输入喷洒设备的喷头的开启数量和对应的喷头编码，控制器可以依据用户输入的信息生成对喷洒设备的喷头的控制信号，该控制信号可以包括喷头的开启数量和喷头编码。然后，控制器可以通过目标节点设备对应的总线网络将生成的控制信号传输给目标节点设备，使其按照用户输入的信息运行。在这种方式下，各节点设备不需要分别确认控制信号是否是传输给自己的，而只需要由目标节点设备接收控制信号即可。

在一种可选的实施方式中，控制器还可以用于在进行喷洒作业前，响应于用户针对喷洒设备的启用操作，通过对应的总线网络向喷洒装置发送启用信号，以使喷洒装置开启喷洒。也就是说，在需要开启喷洒设备的喷洒功能时，控制器可以在接收到用户通过控制终端发起的启用操作时，通过喷洒装置连接的总线网络向喷洒装置传输启用信号，从而控制喷洒装置开启喷洒。通过这种方式，可以实现对喷洒设备的远程喷洒操控，提高了控制喷洒设备的便利程度。

在一种可选的实施方式中，喷洒装置可以包括储液箱、具有水泵叶轮的水泵、送风组件和一个或多个喷头，其中，水泵和储液箱之间可以通过导流管连接，水泵和送风组件通过相同或不同的总线网络连接控制器。具体的，水泵可以用于通过控制水泵叶轮的转动速度将储液箱中的液体从一个或多个喷头中喷出；送风组件可以用于控制一个或多个喷头喷出的液体的喷洒幅面。例如，在如图2所述的控制系统中，喷洒装置210中的水泵和送风组件通过总线网络121连接控制器110，当用户控制喷洒装置210运行或停止运行时，便可以由控制器通过总线网络121向喷洒装置210中的水泵和送风组件发送信号，来开启或停止水泵和送风组件的运行。

在上述方法中，喷洒装置作为一个总线网络中的节点设备，可以通过总线网络与控制器进行信息交互，而总线网络相比各节点设备直接连接控制器的方式，可以极大地简化控制线路的复杂度，减少线束数量。

在一种可选的实施方式中，在目标节点设备按照控制信号运行的同时，目标节点设备还可以用于生成运行信息，并通过目标节点设备连接的总线网络将运行信息反馈至控制器。

例如，在如图2所示的喷洒设备的控制系统中，假设目标节点设备为节点设备220，则目标节点设备220在按照控制器110发送的控制信号运行的同时，将运行过程中生成的运行信息同步反馈至控制器110，即利用目标节点设备220连接的总线网络122将运行信息反馈给控制器110。由此，控制器可以进一步将运行信息返回给用户操作的控制终端，以进一步分析和处理运行信息，或者由控制器直接处理运行信息来生成新的控制信号，从而提高节点设备的操控实时性。

进一步的，在一种可选的实施方式中，目标节点设备还可以用于监听连接的总线网络上的其他节点设备的运行信息的传输状态，以在目标节点设备连接的总线网络处于空闲状态时，将目标节点设备的运行信息反馈至控制器。也就是说，从时间维度上，只有在目标节点设备连接的总线网络上没有其他节点设备的信息传输时，目标节点设备的运行信息才可以被传输至控制器。通过这种方法，可以有效避免总线网络的拥堵，减少运行信息反馈失败的可能。

在实际应用中，当总线网络连接的节点设备的数量较多时，如果按照时间顺序依次传输各个节点设备反馈的运行信息，则可能会导致重要的节点设备的运行信息需要等待很长时间，甚至有可能因为等待时间过长而无法被传输，这种情况会给喷洒设备的运行带来极大的风险。因此，为了解决这一问题，在一种可选的实施方式中，目标节点设备还可以用于在将目标节点设备的运行信息反馈至控制器时，确定当前时刻目标节点设备的运行信息和其他节点设备生成的运行信息的信息优先级，从而按照该信息优先级依次传输目标节点设备的运行信息和其他节点设备生成的运行信息。

其中，信息优先级可以依据目标节点设备的运行信息的信息标识和其他节点设备生成的运行信息的信息标识的大小确定。信息标识可以是由数字和其他字符构成的标识，信息标识的大小和优先级的关系可以自行定义，也可以采用默认设置，比如信息标识的数值越小，信息优先级越高。

具体的，当目标节点设备生成运行信息并进行反馈时，如果目标节点设备连接的总线网络上的其他节点设备也存在需要传输的运行信息，目标节点设备会检测其连接的总线网络上其他节点设备的运行信息的信息优先级，即确定目标节点设备的运行信息的信息标识和其他节点设备生成的运行信息的信息标识的大小关系，从而按照大小关系对应的信息优先级，依次传输目标节点设备和其他节点设备的运行信息。通过这种方式，各节点设备的运行信息的反馈能够按照重要程度和优先顺序进行传输，可以避免多个节点设备同时传输运行信息造成信息冲突，也可以灵活设置各节点设备的运行信息的传输次序，使其更加符合喷洒设备的运行需求。

更进一步的，本示例性实施方式的研究人员发现，如果所有的节点设备都连接在控制器的总线上，这种控制器多扇出的总线设置方式，容易造成信号干扰，影响信号完整性。因此，为了尽可能地避免这一问题，在一种可选的实施方式中，总线系统还可以包括与任意一个或多个节点设备连接的子总线控制器，参考图3所示，该子总线控制器可以通过执行以下方法完成对上述任意一个或多个节点设备的运行信息的调度：

步骤S310，监测上述任意一个或多个节点设备中各个节点设备在当前时刻生成的运行信息的数据量。

具体的，子总线控制器可以接收各个节点设备上报的运行信息，从而确定各个节点设备在当前时刻需要进行传输的运行信息的数据量。

步骤S320，按照各节点设备传输信息的信息优先级和当前时刻传输的运行信息的数据量，创建优先级队列。

子总线控制器可以结合节点设备传输信息的信息优先级和当前时刻传输的运行信息的数据量，综合评估各个运行信息的优先级，从而创建优先级队列。例如，子总线控制器可以根据节点设备传输信息的信息优先级和当前时刻传输的运行信息的数据量，以一定的权重比计算各节点设备的运行信息的优先级评分，来按照这个优先级评分创建关于运行信息的优先级队列。

步骤S330，按照顺序依次传输优先级队列中的各个运行信息。

通过上述方法，可以由子总线控制器依据节点设备的信息优先级和运行信息的数据量，创建传输队列，利用队列的先进先出的传输机制，实现了运行信息的动态调整，减小了运行信息产生拥塞的可能。

在一种可选的实施方式中，节点设备还可以包括移动模块，该移动模块可以与任意一个总线网络连接。基于此，控制器还可以用于通过移动模块连接的任意一个总线网络将移动信号发送至移动模块，移动模块可以按照控制器发送的移动信号驱动喷洒设备进行移动。

其中，移动模块是指具备移动功能的组件或设备，如可以是移动车架、履带、可移动平台等。喷洒装置可以固定安装在移动模块上，与移动模块成为一体，也可以通过连接部件可拆卸安装在移动模块上。在喷洒设备工作的同时，控制器还可以响应于用户针对喷洒设备的移动操作，通过移动模块连接的任意一个总线网络将移动信号发送至移动模块，使其按照移动信号带动喷洒设备移动，实现移动式的喷洒作业，以提高喷洒设备的灵活性和适用性，满足不同场景下的喷洒需求。

综上，根据本示例性实施方式中的喷洒设备的控制系统，可以通过控制器响应于用户针对喷洒设备的控制操作，通过对应的总线网络向多个节点设备中的目标节点设备传输控制信号，通过喷洒装置用于在目标节点设备按照控制信号运行的同时，进行喷洒作业。利用总线网络连接多个节点设备，可以为控制器与节点设备的通讯提供便利，同时可以减少喷洒设备内部的控制线路的线束数量，降低喷洒设备的维护和更新成本。

本示例性实施方式还提供了一种喷洒设备，该喷洒设备包括上述的喷洒设备的控制系统。如图4所示，喷洒设备包括喷洒装置410和移动模块420，此时移动模块420可以是车辆，喷洒装置410稳定安装在移动模块420上，喷洒装置410尾部安装有喷头，可以在车辆移动过程中，按照用户的控制操作进行喷洒。但应该理解，图4所示的喷洒车仅为本示例性实施方式中的喷洒设备的示意图，根据作业场景和研发需求，喷洒设备应当喷洒设备可以是针对农业应用的专业喷洒车辆或专业喷洒机等，此处示例不应限制本公开的保护范围。具体的，上述喷洒设备的控制系统中各模块的具体细节在方法部分实施方式中已经详细说明，未披露的方案细节内容可以参见方法部分的实施方式内容，因而不再赘述。

随着农业机械化程度的不断提升，对各种作业设备的质量要求也越来越高，因此，更加需要设置更加合理、稳定的控制系统。采用上述喷洒设备的控制系统，不仅可以减少喷洒设备内部的线束数量，对于后续的喷洒设备的维护、更新和升级，比如定位喷洒设备的故障、扩展新的功能模块等，均能够带来极大的便利。

以上结合附图对本公开的优选示例性实施方式进行了描述，但是应当理解，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其他实施方式。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施方式仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

Claims (10)

1.一种喷洒设备的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括控制器、一个或多个总线网络，每个所述总线网络连接一个或多个节点设备，所述节点设备包括喷洒装置，所述控制器连接各所述总线网络，以与各所述总线网络中的节点设备进行通讯，其中：

所述控制器用于响应于用户针对所述喷洒设备的控制操作，通过对应的总线网络向所述多个节点设备中的目标节点设备传输控制信号；

所述喷洒装置用于在所述目标节点设备按照所述控制信号运行的同时，进行喷洒作业。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制器还用于在进行喷洒作业前，响应于用户针对所述喷洒设备的启用操作，通过对应的总线网络向所述喷洒装置发送启用信号，以使所述喷洒装置开启喷洒。

3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述喷洒装置包括储液箱、具有水泵叶轮的水泵、送风组件和一个或多个喷头，所述水泵和所述储液箱之间通过导流管连接，所述水泵和所述送风组件通过相同或不同的总线网络连接所述控制器，其中：

所述水泵用于通过控制所述水泵叶轮的转动速度将所述储液箱中的液体从所述一个或多个喷头中喷出；

所述送风组件用于控制所述一个或多个喷头喷出的液体的喷洒幅面。

4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，在所述目标节点设备按照所述控制信号运行的同时，所述目标节点设备还用于生成运行信息，并通过所述目标节点设备连接的总线网络将所述运行信息反馈至所述控制器。

5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述目标节点设备还用于监听连接的总线网络上的其他节点设备的运行信息的传输状态，以在所述目标节点设备连接的总线网络处于空闲状态时，将所述目标节点设备的运行信息反馈至所述控制器。

6.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述目标节点设备还用于在将所述目标节点设备的运行信息反馈至所述控制器时，确定当前时刻所述目标节点设备的运行信息和所述其他节点设备生成的运行信息的信息优先级，从而按照所述信息优先级依次传输所述目标节点设备的运行信息和所述其他节点设备生成的运行信息；

其中，所述信息优先级依据所述目标节点设备的运行信息的信息标识和所述其他节点设备生成的运行信息的信息标识的大小确定。

7.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述总线系统还包括与任意一个或多个节点设备连接的子总线控制器，所述子总线控制器通过执行以下方法完成对所述任意一个或多个节点设备的运行信息的调度：

监测所述任意一个或多个节点设备中各个节点设备在当前时刻生成的运行信息的数据量；

按照各所述节点设备传输信息的信息优先级和在当前时刻传输的运行信息的数据量，创建优先级队列；

按照顺序依次传输所述优先级队列中的各个运行信息。

8.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述节点设备还包括移动模块，所述移动模块与任意一个总线网络连接，其中：

所述控制器还用于通过所述移动模块连接的所述任意一个总线网络将移动信号发送至所述移动模块；

所述移动模块用于按照所述控制器发送的移动信号驱动所述喷洒设备进行移动。

9.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制器用于解析所述控制信号的信号标识，并根据所述信号标识确定所述多个节点设备中的目标节点设备，通过所述目标节点设备对应的总线网络将所述控制信号传输至所述目标节点设备。

10.一种喷洒设备，其特征在于，所述喷洒设备包括如权利要求1至9任一项所述的喷洒设备的控制系统。

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