CN211453962U - 一种收割机作业进度动态监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种收割机作业进度动态监测系统包括：数据采集模块、定位模块、数据处理模块、报警模块、通信模块以及终端；通过数据采集模块的角度传感器采集角度数据判断收割机是否处于收割作业状态，并通过定位模块接收到北斗卫星的定位信息，对收割机的进行实时定位监测，通过通信模块发送数据到终端里，然后通过进度监测算法计算收割机作业进度，完成动态监测任务，通过报警模块进行故障报警。本实用新型一种收割机作业进度动态监测系统组装拆卸容易，便于维护，成本低，监测准确度高，实时效率高，便于推广运用。

Description

一种收割机作业进度动态监测系统

技术领域

本实用新型涉及一种收割机作业进度动态监测系统

背景技术

近年来，我国农作物收获机械化快速发展，机收已成为主要作业方式，极大地提高了作业效率，减轻了劳动强度，稻麦收割机保有量近100万台，且收割机普遍存在跨区作业的情况，新型农业经营主体为了在三夏三秋提高收割机的利用效率，需要掌握各收割机的实时主要进度，以科学合理调度收割机，如何监测收割机作业进度成为新的问题。

传统收割机作业进度监测方法主要通过驾驶员定时报或管理人员估算，此类方法效率低、准确度差、实时性差。学界已经开始研究通过电子信息技术实现远程自动监测。

现有文献1：张东红，等.基于GPS的农机作业面积与轨迹监测管理系统[J].地理空间信息,2018,19(2):68-70)设计研发一种基于Android的农机作业监管系统,通过手持式移动设备终端GPS经纬度记录作业轨迹，并通过轨迹长度与机载宽幅计算相应作业面积。该系统只能在驾驶员与移动终端交互操作后才能计算面积，实时性差；该系统也无法识别轨迹中的无效轨迹，准确性差。

现有文献2：鲁植雄，等.基于拖拉机作业轨迹的农田面积测量[J].农业工程学报，2015，31(19)：169－176.选用双星定位(GPS卫星和伽利略卫星)接收机采集定位数据，采用自适应卡尔曼滤波算法提高接收机单点定位精度，利用高斯投影算法将GPS接收机采集经纬度转化成平面坐标来计算面积。该文献所述的方法同样缺乏有效轨迹判别，其准确性存疑。

针对上述技术方案存在的问题，研究一种远程自动采集数据，可判别收割机有效作业轨迹的收割机作业进度动态监测系统，从而有效解决远程监测实时性、准确性的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种收割机作业进度动态监测系统以解决现有技术中远程作业进度监测实时性、准确性差、效率低的技术问题。

一种收割机作业进度动态监测系统，其特征在于，包括：数据采集模块、定位模块、数据处理模块、报警模块、通信模块以及终端；

所述数据采集模块设置为角度传感器，所述角度传感器设置于收割机的过桥上，用于采集收割机的过桥角度数据，并将采集的角度数据发送至所述数据处理模块；

所述定位模块设置于收割机上，定位模块设置为接收定位位置数据，并将该数据传输至数据处理模块或者终端；

所述报警模块设置于收割机上，所述报警模块设置为接收数据处理模块的报警指令以发出报警信号；

所述通信模块设置于收割机上，所述通信模块设置为与所述数据采集模块和/或定位模块通信，并将通信数据传输至终端；

所述终端设置为接收处理所述通信模块传输的通信数据；

所述数据处理模块设置于收割机上，设置为接收处理数据采集模块采集的角度数据和或定位模块的定位位置数据，将处理后的信息通过通信模块发送至终端，并发送报警指令至报警模块。

优选为，所述定位模块设置为北斗定位模块。

优选为，所述通信模块设置为无线通信模块。

优选为，所述报警模块设置为LED显示灯。

优选为，所述终端设置为电脑或者移动终端。

优选为，定位模块、数据处理模块、通信模块集成于一体设置。

优选为，所述数据采集模块、定位模块、数据处理模块、报警模块、通信模块均由收割机的车载电源进行供电。

优选为，所述定位模块还设置有备用电源。

本实用新型一种收割机作业进度动态监测系统组装拆卸容易，便于维护，成本低，监测准确度高，实时效率高，便于推广运用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的些实施例，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它的附图。

图1为本实用新型一种收割机作业进度动态监测系统结构示意图；

图2为本实用新型一种收割机作业进度动态监测系统角度传感器安装示意图；

图3为本实用新型一种收割机作业进度动态监测系统具体实施例结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将连接本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型一种收割机作业进度动态监测系统，包括：数据采集模块、定位模块、数据处理模块、报警模块、通信模块以及终端。

其中，数据采集模块设置为角度传感器，所述角度传感器设置于收割机的过桥上，用于采集收割机的过桥角度α数据，并将采集的角度数据发送至数据处理模块。

定位模块设置于收割机上，定位模块设置为接收定位位置数据，并将该信息传输至数据处理模块或者终端。

报警模块设置于收割机上，设置为接收数据处理模块的指令以发出报警信号。

通信模块设置于收割机上，设置为与所述数据采集模块和/或定位模块通信，并将通信数据传输至终端。

终端，设置为接收处理所述通信模块传输的通信数据。

数据处理模块设置于收割机上，设置为接收处理数据采集模块采集的角度数据和或定位模块的定位位置数据，将处理后的信息通过通信模块发送至终端，并发送报警指令至报警模块。

本实施例中，定位模块设置为北斗定位模块，从而确保数据的安全性。

本实施例中，通信模块设置为无线通信模块，从而可以实现远程通信，提高其应用范围。

本实施例中，报警模块设置为LED显示灯，通过不同颜色显示不同的状态，便于识别。

本实施例中，终端为电脑或者移动终端(手机、平板电脑等)。

本实施例中，定位模块、数据处理模块、通信模块集成设置，便于安装。

本实施例中，数据采集模块采集的角度数据与定位模块接收的定位位置数据可以均传输至数据处理模块进行处理后通过通信模块传输至终端，此种方式下终端直接接收经过处理后的数据，后续无需处理或者简单处理数据即可得知收割机作业进度动态。

或者数据处理模块与定位模块分别将处理后的角度数据以及定位位置数据通过通信模块传输至终端，此种方式，终端整合两者数据后可得知收割机作业进度动态。

本实施例中，数据采集模块、定位模块、数据处理模块、报警模块、通信模块均由收割机的车载电源进行供电，从而收割机作业可以保证电源供应平稳。

本实施例中，定位模块还设置有备用电源，此种设置在任何情况下均可实现定位，还可以起到防盗作用。

下面结合图2-图3说明本实施例的原理与详细实施方式，如图2所示，角度传感器安装于收割机过桥上，实施采集收割机的过桥角度α，结合收割机过桥与车身连接转轴的固定高度H，以及过桥长度L，通过式(1)计算得到收割机割台离地高度h。

h＝H-L sinα (1)

然后通过h值大小判别收割机是处于收割状态还是非收割状态，收割机处于收割状态时，会降割台高度降低，适应作物穗头的高度，一般稻米联合收割机收割时，割台高度不会超过30cm。当收割机在掉头转弯或路上行驶时，会抬高割台高度，以保护割刀安全以及避免碰撞穗头造成损失，此时，割台高度会大于30cm。因此，可以通过式(2)识别收割机的有效轨迹。

式(2)中θ是收割机轨迹的判别系数。θ＝1时，收割机作业，运动轨迹有效；θ＝0时，收割机非作业，运动轨迹无效。

其次，北斗定位模块实时接收北斗卫星定位数据，采集收割机的经纬度(大地坐标)，然后通过高斯投影算法将大地坐标(B，L)经纬度转化为高斯投影坐标(X，Y)，定位数据实时传输至数据处理模块后在通过通信模块传输至终端或者直接通过通信模块传输至终端(例如每隔5秒传输依次定位位置数据信息)，收割机i时刻累计作业面积S_i表示收割机的动态进度，可由式(3)计算得到。

式(3)中B表示收割机的作业幅宽，为常数；θ_i表示i时刻收割机轨迹的判别系数，x_i与y_i表示i时刻收割机位置坐标值，

表示收割机在i时刻与i-1时刻之间行驶距离。因此可以准确获知收割机的作业进度。

图3为本实施例的一个详细的实施例，其中具体地，数据采集模块为角度传感器，数据处理模块为CPU，报警模块为LED灯显系统，通信模块为GPRS通讯模块，定位模块为北斗定位模块，终端为电脑，角度传感器安装于收割机的过桥上，除终端外的其他装置安装于收割机安全位置，保证北斗定位模块可接收到北斗卫星的定位信息即可。

收割机12V电源串联供应整个系统各模块电力，角度传感器通过CAN总线与CPU连接，CPU与GPRS通讯模块通信，将角度传感器获取的角度数据传输至电脑上，北斗定位模块通过北斗天线实时接收北斗卫星定位位置数据，北斗定位模块通过GPRS通讯模块将定位位置数据发送至电脑上，GPRS通讯模块通过基站可以将数据发往远程端的电脑，CPU还可以控制LED灯显系统，GPU根据传感状态、定位状态、电源状态的不同控制LED灯显系统显示不同的颜色进行提醒预警，LEDLED灯显系统包括电源灯、定位灯、传感灯，当电源接通时电源灯亮，电源关闭时电源灯灭；定位模块政策接收数据时，定位灯为绿色，接收数据异常时，定位灯为红色；传感器数据正常输入时，传感灯绿色，数据输入异常时，传感灯红色。

本实施例一种收割机作业进度动态监测系统监测方法为：

角度传感器采集收割机的过桥角度数据，根据角度数据判断收割机是否处于收割状态；

定位模块实时接收北斗卫星定位数据，采集收割机的定位位置数据，根据定位位置数据计算出收割机动态收割进度。

其中判断方式与计算方式采用文中上述记载的公式。

本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型通过传感技术、北斗定位技术与计算机技术，可有效提高监测效率。

(2)本实用新型采用角度传感器获取收割机割台高度，鉴别收割机作业状态，提高监测准确度。

(3)本实用新型运用北斗卫星定位模块，数据安全性可得到有效保障。

(4)本实用新型只需全自动采集传输数据，大幅度降低了工作强度。

(5)本实用新型件的系统可全部采用国产电子元器，很大程度上降低了成本。

(6)本实用新型可监控系统本身的定位、传感、电源等模块的故障，方便系统维护。

(7)本实用新型提供的监测系统可自由组装与拆卸，方便携带。

综上所述，本实用新型一种收割机作业进度动态监测系统通过角度传感器采集角度数据判断收割机是否处于收割作业状态，并通过北斗定位模块接收到北斗卫星的定位信息，对收割机的进行实时定位监测，通过通信模块发射数据到电脑里，然后通过进度监测算法计算收割机作业进度，完成动态监测任务，另外通过灯显系统显示不同颜色进行故障报警，本实用新型一种收割机作业进度动态监测系统组装拆卸容易，便于维护，成本低，监测准确度高，实时效率高，便于推广运用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：说明书中的其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种收割机作业进度动态监测系统，其特征在于，包括：数据采集模块、定位模块、数据处理模块、报警模块、通信模块以及终端；

所述数据采集模块设置为角度传感器，所述角度传感器设置于收割机的过桥上，用于采集收割机的过桥角度数据，并将采集的角度数据发送至所述数据处理模块；

所述定位模块设置于收割机上，定位模块设置为接收定位位置数据，并将该数据传输至数据处理模块或者终端；

所述报警模块设置于收割机上，所述报警模块设置为接收数据处理模块的报警指令以发出报警信号；

所述通信模块设置于收割机上，所述通信模块设置为与所述数据采集模块和/或定位模块通信，并将通信数据传输至终端；

所述终端设置为接收处理所述通信模块传输的通信数据；

所述数据处理模块设置于收割机上，设置为接收处理数据采集模块采集的角度数据和或定位模块的定位位置数据，将处理后的信息通过通信模块发送至终端，并发送报警指令至报警模块。

2.根据权利要求1所述的一种收割机作业进度动态监测系统，其特征在于，所述定位模块设置为北斗定位模块。

3.根据权利要求2所述的一种收割机作业进度动态监测系统，其特征在于，所述通信模块设置为无线通信模块。

4.根据权利要求3所述的一种收割机作业进度动态监测系统，其特征在于，所述报警模块设置为LED显示灯。

5.根据权利要求4所述的一种收割机作业进度动态监测系统，其特征在于，所述终端设置为电脑或者移动终端。

6.根据权利要求5所述的一种收割机作业进度动态监测系统，其特征在于，定位模块、数据处理模块、通信模块集成于一体设置。

7.根据权利要求6所述的一种收割机作业进度动态监测系统，其特征在于，所述数据采集模块、定位模块、数据处理模块、报警模块、通信模块均由收割机的车载电源进行供电。

8.根据权利要求7所述的一种收割机作业进度动态监测系统，其特征在于，所述定位模块还设置有备用电源。

Images