CN1491530A - 产量监控器的自动质量流传感器校准 - Google Patents

Abstract

提供一种远程且自动校准联合收割机上产量监控器的质量流传感器的方法和系统。本发明利用安装在联合收割机上的无线通信装置和安装在运载工具或货车上的远程无线通信装置。一旦获得了实际重量，就将校准信息发送到联合收割机上来校准质量流传感器。

Description

产量监控器的自动质量流传感器校准

技术领域

本发明涉及产量监控领域，详细地说，本发明针对自动无线校准技术。

背景技术

联合收割机通常包括产量监控器，用以在收割时确定农产品的所需特性。典型的产量监控器包括诸如质量流传感器和湿度传感器等传感器。为了准确测量产量，质量流传感器和湿度传感器必须定期校准。校准质量流传感器的过程通常涉及收获谷物、装载谷物马车、货车，或半拖车，以及将测量的重量与从带有称重系统的谷物马车或有证明的货车秤上得到的更精确重量加以比较。

先有校准技术的一个问题是当货车或拖车开到远处的秤时，校准过程的开始和结束之间可能已经过了相当长的时间。此外，农民可能不愿停止收割来等待接收校准负载的实际重量。在货车远离田地的时间内，质量流传感器的校准系数可能会显著偏离。可以用配有称重系统的谷物马车来更容易和快速地手工校准质量流传感器。但许多谷物马车并没有配备称重系统，因为所述系统不会增加明显的价值。

不论在哪种情况，实际校准负载重量都需要手动输入到显示装置中(例如GreenStar显示装置)。操作员要费时间手动输入校准信息。此外，如果操作员不经常校准，质量流传感器的精确度就会降低，因为负载是基于较大的平均值而不是最近的现场条件。通常认为每次负载后手动更新校正系数太费时间。

发明内容

本发明提供用于校准联合收割机上产量监控器的质量流传感器的方法，所述方法包括以下步骤：用联合收割机收获谷物；将收获的谷物转运到可以测定其实际重量的位置；在联合收割机上设置无线通信装置；将有关收获谷物的实际重量的信息发送到联合收割机上的无线通信装置；利用此信息校准质量流传感器。

本发明的另一个实施例提供用于校准联合收割机上产量监控器的质量流传感器的系统，它包括：第一无线收发信机，它有效地连接到产量监控器；以及第二无线收发信机，它有效地连接到谷物运载工具，用以将校准信息发送到第一无线收发信机。

本发明的另一个实施例提供一种远程校准联合收割机的传感器的方法，所述方法包括如下步骤：在联合收割机上设置无线通信装置；设置远程无线通信装置；收割农产品后，从联合收割机上取出收割的农产品；确定收割的农产品的某些特性；将信息从远程无线通信装置发送到联合收割机上的无线通信装置；以及利用此信息校准传感器。

附图说明

在附图的各图中，以举例而非限制的方式说明本发明，附图中同样的参考符号表示类似元件，附图中：

图1是利用本发明的联合收割机和谷物运载工具的方框图。

图2是说明在联合收割机和谷物运载工具之间建立无线连接的过程的流程图。

图3是说明无线连接启动过程的流程图。

图4是说明维持无线连接的过程的流程图。

图5是联合收割机螺旋推运器释荷状态改变过程的流程图。

图6是说明校准负载过程的流程图。

图7-11主要与联合收割机的校准有关。

图7是建立关于联合收割机的无线连接的流程图。

具体地说，图8是说明联合收割机的无线启动过程的方框图。

图9是说明维持连接的过程的流程图。

图10是说明联合收割机螺旋推运器释荷状态改变的流程图。

图11是说明将联合收割机上最后负载过秤的过程流程图。

具体实施方式

本发明提供对联合收割机的产量监控器中的传感器(例如质量流传感器)的远程和自动校准的系统和方法。本发明利用安装在联合收割机上的无线通信装置和远程无线通信装置。远程无线通信装置可以安装在具有电子称重系统的谷物马车上，安装在货车或半拖车上，或安装在可接入所需信息的任何其它装置上。

在收割时，产量监控器从质量流传感器取得信息并产生对已收割产品的重量估计。一旦知道了已收割产品的实际重量(或从谷物马车称重系统，或从货车秤等)，有关具体负载的校准信息就可传送到联合收割机上，在此可用此信息再次校准质量流传感器。校准信息可包括有关实际和估计重量的校准系数。或者，校准信息只是包括有关实际重量的信息。此时，校准系数是在联合收割机上计算。可以根据所述发送的信息把新的校准系数加到以前收割的负载谷物上，以便将产品过秤并获得在所有收割条件下整个现场的更精确的产量表示。

如果远程无线通信装置安装在货车或半拖车上，实际重量信息可以先存储，以后发送到联合收割机(例如当货车或拖车更靠近联合收割机时)。

本发明的自动校准过程便于逐个负载的连续的校准更新，这样就可减少产量监控误差。此外，测量的收割负载产量更为准确，因为它们代表当前的收割条件，而不是进行最后校准时的平均条件。

以下是对实现本发明的一个实例的说明。图1是联合收割机10和谷物运载工具12的方框图。谷物运载工具12可以是谷物马车，货车，半拖车，或任何其他适合的谷物运载装置。联合收割机10包括质量流传感器14，它连接到产量监控器16上。如上述，产量监控器16可以根据来自质量流传感器14的信息提供收割谷物的估计重量。应当指出，为清晰起见，各种其它传感器和元件均未示出。产量监控器16连接到无线通信装置收发信机18，收发信机18连接到天线20。

谷物运载工具12有无线收发信机24，它连接到天线26。无线收发信机24连接到校准处理器28上，校准处理器28根据谷物运载工具12中谷物的实际重量产生校准信息。联合收割机的无线收发信机18能够和谷物运载工具的无线通信装置收发信机24交换信息。

当联合收割机收割了谷物负载，产量监控器根据质量流传感器14的信息估计谷物负载的重量。收割的谷物转运到谷物运载工具12上之后，或用货车秤或在谷物运载工具12上(如果谷物运载工具具有负载称重能力的话)对谷物称重。谷物的实际重量由校准处理器28用来产生校准信息，所述信息又发送回联合收割机10，供产量监控器16用来校准质量流传感器14。校准信息可包括有关实际重量的校准系数、老的校准系数和产量监控器估计的重量。或者，校准信息仅包括实际重量。

图2-5是说明本发明的操作的一个实例的详细流程图。一般，在图2-5中，在联合收割机上进行的过程示于左边，在谷物运载工具上进行的过程示于右边。在联合收割机和谷物运载工具上进行的过程同时执行。请注意，可以在联合收割机上或谷物运载工具上完成各种功能。图2-5仅示出本发明的一个实例。

图2是说明在联合收割机和谷物运载工具之间建立无线连接的流程图。在联合收割机方面，过程从步骤30开始，此时所述过程检索当前的校准系数。而且，在步骤32，将无线连接变量设为FALSE。在谷物运载工具方面，过程从步骤34开始，此时创建空的联合收割机数据库。应当指出，联合收割机数据库可包括一个或多个联合收割机的信息。而且，在步骤36，将无线连接变量设为FALSE。在步骤37，联合收割机的无线收发信机发送CONNECT消息。在步骤38，如果确定没有接收到来自谷物运载工具的消息，那么，过程返回到步骤32。直到接收到来自谷物运载工具的应答消息，此过程才继续下去。

在步骤39，谷物运载工具接收到来自联合收割机的无线收发信机的CONNECT消息，过程进到步骤40。在步骤40，过程询问谷物运载工具和联合收割机之间的距离是否小于最大所需距离(变量MAX＜MAX＿DIST)以及报头差异是否小于最大所需差异(变量MAX＜MAXDIFF)。如果是，则过程进到步骤42，发送确认信号，由联合收割机(在步骤44)接收。如果否，则过程进到步骤43，着手校准最后的联合收割机的负载(见图6)。到此时在联合收割机和谷物运载工具之间已建立了无线连接。在联合收割机和谷物运载工具上，无线连接变量均设为TRUE(步骤46和48)。

一旦建立了无线连接，无线连接启动过程就开始。图3是无线连接启动过程的流程图。在步骤50，联合收割机发送其最近的校准系数，在步骤52，谷物运载工具接收联合收割机发来校准系数。在步骤54，谷物运载工具发送应答信号，联合收割机在步骤56接收此信号。发送应答信号后，在步骤58接收的信息存储在联合收割机的数据库中。然后，在步骤60，过程询问是否存在联合收割机以前的负载校准信息。如果没有，过程进到步骤82，如下述。如果存在联合收割机以前的负载校准信息，则过程进到步骤62，将以前的负载校准信息发送到联合收割机。在步骤64，联合收割机接收以前的负载校准信息。作为响应，在步骤66，联合收割机发送确认信号。在步骤68，谷物运载工具接收此确认信号。在联合收割机方面，过程进到步骤70，将接收的校准系数存储起来并使其与负载号码相关联。然后，在步骤72，过程询问是否收到最后的负载校准系数。如果是，则过程进到步骤74，将校准系数设为最后的负载校准系数。在谷物运载工具方面，过程进到步骤76，过程询问最后的负载是否已校准。如果是，则过程进到步骤82，如果否，则过程进到步骤78，系统通知操作员停止并进行校准。

在上述无线连接启动过程完成后，维持连接的过程开始。图4是维持连接的过程的流程图。在图4的步骤80，过程询问自从最后接收信号后所经过的时间是否已大于阈值(例如7秒)。如果是，则确定所述连接已丢失，过程回到图2的步骤32。在步骤82，谷物运载工具着手校准负载。校准负载的过程在以下说明，并示于图6。然后，在步骤84，过程询问自从最后接收信号后所经过的时间是否已大于阈值(例如7秒)。如果是，则确定所述连接已丢失，过程回到图2的步骤36。如果连接被维持，则在联合收割机的过程又循环，直到连接丢失或释荷的螺旋推运器的状态已改变。在步骤86，过程询问卸载螺旋推运器状态是否已改变。如果是，则过程进到图5的步骤100。如果否，在步骤88，过程询问自从最后发送后所经过的时间是否已大于阈值(例如2秒)。如果否，则过程回到步骤80。如果是，则过程进到步骤90，发送CHECK＿CONNECTION信号。在谷物运载工具方面，过程进到步骤92，询问是否接收到消息。如果否，则过程回到步骤82。如果在步骤94接收到CHECK＿CONNECTION，在步骤96发送确认，联合收割机在步骤98接收所述确认。然后谷物运载工具的过程回到步骤82。

图5是联合收割机卸载螺旋推运器状态改变的流程图。回到步骤86，如果确定卸载螺旋推运器的状态已改变，则进行图5所示的过程。图5所示的过程从步骤100开始，过程询问卸载螺旋推运器是否已占用。如果卸载螺旋推运器已占用(即联合收割机刚开始卸载谷物)，过程进到步骤102，联合收割机发送螺旋推运器已占用信号。在步骤104，谷物运载工具接收螺旋推运器已占用信号并发送确认信号(步骤106)。在步骤108，联合收割机接收确认信号，过程返回到图4所示的步骤80和82。如果在步骤100，螺旋推运器未占用(即联合收割机刚结束卸载谷物)。过程进到步骤110，联合收割机发送螺旋推运器断开信号。另外，在步骤112，联合收割机发送有关产量监控器产生的估计重量的累计重量信号。在步骤114和116，谷物运载工具接收螺旋推运器断开信号和累计重量信号。在步骤118，谷物运载工具发送确认信号，联合收割机在步骤120接收此确认信号。在联合收割机方面，过程进到步骤122，重新设置联合收割机的累计重量变量。在谷物运载工具方面，过程进到步骤124，存储联合收割机的负载数据。然后，在步骤126，着手校准负载(见图6)。然后，在步骤128，谷物运载工具发送确认信号，联合收割机在步骤130接收此确认信号。而后，过程回到图4的步骤80和82。

图6是着手校准最后负载的过程的流程图。应当指出，此过程可在无线连接建立之前或之后执行。所述过程从步骤140开始，过程询问谷物运载工具是否静止。如果否，则过程结束。如果谷物运载工具是静止的，过程进到步骤142，读出当前的马车重量。如果谷物马车具有称重能力，谷物马车的称重系统可提供所述重量。如果谷物马车在货车秤上称重，则所述重量则由秤提供。然后，在步骤144，将精确的重量变量设为TRUE。在步骤146，过程询问是否存储了原有重量。如果否，过程结束。如果存储了原有重量，则过程进到步骤148，将实际重量变量设为等于最终重量减去最初重量(即，计算实际的谷物重量，因为所测量的重量包括谷物马车的重量)。在步骤150，过程询问联合收割机的最后负载是否已校准。如果联合收割机的最后负载未校准，则过程进到步骤152，计算新的校准系数。新的校准系数设定为等于老的校准系数乘以联合收割机的估计重量与上述计算的实际重量之比。步骤152后，过程结束。

在以下的说明中，以谷物联合收割机为例说明本方发明，但是，显然，本发明可以用于任何类型的农产品。

图7-11是说明主要关于联合收割机校准的本发明的操作实例的流程图。

图7是说明在联合收割机和谷物运载工具之间建立无线连接的流程图。在联合收割机方面，过程从步骤160开始，将无线连接变量设为FALSE。在谷物运载工具方面，过程从步骤162开始，创建空的联合收割机数据库。而且，在步骤164，将无线连接变量设为FALSE。在步骤166，联合收割机的无线收发信机发送CONNECT(连接)消息。在步骤168，如果确定没有接收到来自谷物运载工具的消息，此过程返回到步骤160。在没有接收到来自谷物运载工具的应答消息之前，此循环不断进行。

在步骤170，谷物运载工具接收到来自联合收割机的无线收发信机的CONNECT消息，过程进到步骤172。在步骤172，过程询问谷物运载工具和联合收割机之间的距离是否小于最大所需距离(变量MAX＜MAX＿DIST)，报头差异是否小于最大所需差异(变量MAX＜MAXDIFF)，以及是否在联合收割机的左侧。如果是，则过程进到步骤174，发送确认信号，由联合收割机(在步骤168)接收。如果否，则过程进到步骤176，着手将联合收割机的最后负载过秤。到此时在联合收割机和谷物运载工具之间已建立了无线连接。在联合收割机和谷物运载工具上，无线连接变量均设为TRUE(步骤178和180)。

一旦建立了无线连接，无线连接启动过程就开始。图8是联合收割机的无线连接启动过程的流程图。在步骤182，过程询问是否有联合收割机的负载重量。如果否，则过程进到步骤206(图9)，在以下说明。如果有联合收割机的负载重量，则过程进到步骤184，将实际负载重量发送到联合收割机。在步骤186，联合收割机接收实际负载重量。作为响应，在步骤188，联合收割机发送应答信号。在步骤190，谷物运载工具接收应答信号。在联合收割机发方面，过程进到步骤192，将实际负载重量发送给联合收割机的产量映像过程使用。在步骤194，执行例程以便根据实际负载重量来计算新的校准系数。然后在步骤196，过程询问是否接收到最后的负载。如果是，则过程进到步骤198，将校准系数设定到最后负载校准。在谷物运载工具方面，过程进到步骤200，过程询问最后负载是否已称重。如果是，则过程进到步骤206(图9)。如果否，则过程进到步骤202，系统通知操作员停止并将所述负载过秤。

在上述无线连接启动过程完成后，维持连接的过程开始。图9是维持连接的过程的流程图。在步骤204，过程询问自从最后接收信号后所经过的时间是否已大于阈值(例如7秒)。如果是，确定所述连接已丢失，过程回到图7的步骤160。在步骤206，谷物运载工具着手将所述负载过秤。在步骤208，过程询问自从最后接收信号后所经过的时间是否已大于阈值(例如7秒)。如果是，则确定所述连接已丢失，过程回到图7的步骤164。如果连接被维持，则在联合收割机的过程又循环，直到连接丢失或卸载螺旋推运器的状态已改变。在步骤21，过程询问卸载螺旋推运器状态是否已改变。如果是，则处理器过程进到图10的步骤224。如果否，则在步骤21 过程询问自从最后发送后所经过的时间是否已大于阈值(例如2秒)。如果否，过程回到步骤204。如果是，过程进到步骤214，发送CHECKCONNECTION信号。在谷物运载工具方面，过程进到步骤216并询问是否接收到消息。如果否，则过程回到步骤206。如果在步骤218接收到CHECK＿CONNECTION，则在步骤220发送确认，联合收割机在步骤222接收所述确认。然后谷物运载工具的过程回到步骤206。

图10是联合收割机卸载螺旋推运器状态改变的流程图。回到步骤210，如果确定卸载螺旋推运器的状态已改变，则进行图10所示的过程。图10所示的过程从步骤224开始，过程询问卸载螺旋推运器是否已占用。如果卸载螺旋推运器已占用(即联合收割机刚开始卸载谷物)，则过程进到步骤226，联合收割机发送螺旋推运器已占用信号。在步骤228，谷物运载工具接收螺旋推运器已占用信号并发送确认信号(步骤230)。在步骤232，联合收割机接收确认信号，过程返回到图9所示的步骤204和206。如果在步骤224，螺旋推运器未被占用(即联合收割机刚结束卸载谷物)，则过程进到步骤234和236，联合收割机发送螺旋推运器断开信号并重新设定联合收割机的累计重量变量。在步骤238，谷物运载工具接收螺旋推运器断开信号并在步骤244存储联合收割机的负载号码。在步骤242，谷物运载工具发送确认信号，联合收割机在步骤244接收此确认信号。然后过程进到图9的步骤204和206，着手将所述负载过秤。在步骤246，过程询问谷物马车是否是空的。如果是，则过程进到步骤248，将负载存储到数据库。如果否，则过程进到步骤250，将负载标记为“不能校准”(“Unable to be calibrated”)。然后过程进到联合收割机的产量映像程序。

图11示出说明在联合收割机上将最后负载过秤的过程的流程图。所述过程从步骤252开始，过程询问谷物运载工具是否静止。如果否，则过程结束。如果谷物运载工具是静止的，则过程进到步骤254，读出当前的马车重量。然后，在步骤256，将精确的重量变量设为TRUE。在步骤258，过程询问是否存储了原有重量。如果否，则过程结束。如果存储了原有重量，则过程进到步骤260，将实际重量变量设为等于最终重量减去最初重量(即，计算实际的谷物重量，因为所测量的重量包括谷物运载工具的重量)。在步骤262，将实际重量和联合收割机的负载号码存储起来，过程结束。

虽然已经以联合收割机上的质量流传感器为例描述了本发明，但本发明也可以用于其它方面。例如，本发明也可用于校准其它传感器例如湿度传感器。此外，校准信息可以来自其它来源。例如(能吊运、存储和加工的)谷物仓库在将运到仓库的谷物过秤之后可将校准信息发送到联合收割机。其它实施例和变通方案也有可能。

在以上详细描述中，参考本发明的具体典型实施例对本发明作了说明。对本发明可以作各种修改和变化而不背离所附权利要求书提出的本发明的广泛精神和范围。因此，应把说明书和附图看作说明性的而非限制性的。

Claims (21)

1.一种校准联合收割机上产量监控器的质量流传感器的方法，所述方法包括以下步骤：

用所述联合收割机收获谷物；

将所述收获的谷物转运到可以确定其实际重量的位置；

在所述联合收割机上设置无线通信装置；

将有关所述收获的谷物的所述实际重量的信息发送到所述联合收割机上的所述无线通信装置；以及

利用所述信息校准所述质量流传感器。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：利用谷物运载工具转运所述收获的谷物。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括以下步骤：

提供谷物运载工具来转运所述收获的谷物；以及在所述谷物运载工具上将所述谷物过秤。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于还包括以下步骤：在所述谷物运载工具上设置远程无线通信装置，用以向所述联合收割机发送所述信息。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括以下步骤：提供货车来转运所述收获的谷物；以及在所述货车上将所述谷物过秤。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于还包括以下步骤：在所述货车上设置远程无线通信装置，用以向所述联合收割机发送所述信息。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述信息是自动地发送给所述联合收割机的所述无线通信装置的。

8.一种用于校准联合收割机的产量监控器的质量流传感器的系统，它包括：

第一无线收发信机，它有效地连接到所述产量监控器；以及

第二无线收发信机，它有效地连接到所述谷物运载工具、用以将校准信息发送到所述第一无线收发信机。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于：把由所述联合收割机收获的谷物转运到所述谷物运载工具上。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于：所述校准信息包括有关所述谷物运载工具中所述谷物的重量的信息。

11.如权利要求8所述的系统，其特征在于：所述校准信息是自动地发送给所述第一无线收发信机的。

12.一种远程地校准联合收割机的传感器的方法，所述方法包括以下步骤：

在所述联合收割机上设置无线通信装置；

设置远程无线通信装置；

在收获农产品后，从所述联合收割机上取出所述收获的农产品；

确定所述收获的农产品的某些特性；

将信息从所述远程无线通信装置发送到所述联合收割机上的所述无线通信装置；以及

利用所述信息校准所述传感器。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于：所述传感器是质量流传感器。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于：所述收获的农产品的所述确定的特性包括产品的重量。

15.如权利要求12所述的方法，其特征在于：所述远程无线通信装置安装在谷物运载工具上。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于：所述谷物运载工具是谷物马车。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于还包括以下步骤：在所述谷物马车上设置称重系统；用所述收获的谷物装载所述谷物马车；以及将所述谷物马车中的所述谷物过秤以便产生所述发送的信息。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于：所述信息包括校准信息。

19.如权利要求17所述的方法，其特征在于：所述传感器是湿度传感器。

20.如权利要求17所述的方法，其特征在于：所述农产品的所述确定的特性包括所述产品的检测的水分含量。

21.如权利要求16所述的方法，其特征在于还包括以下步骤：在所述谷物马车上设置湿度传感器；用所述收获的谷物装载所述谷物马车；以及测定所述谷物马车中的湿度以便产生所述发送的信息。

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