基于北斗導航的智能化農(nóng)機管理系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于北斗導航的智能化農(nóng)機管理系統(tǒng)及方法，更具體的說，尤其涉及一種可實時采集農(nóng)機的位置信息、運行狀態(tài)和工作畫面的基于北斗導航的智能化農(nóng)機管理系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]2010年，我國農(nóng)機工業(yè)生產(chǎn)總值首次突破3000億元，超越歐盟和美國，成為名副其實的全球第一農(nóng)機制造大國。到2015年，我省規(guī)模以上農(nóng)機企業(yè)實現(xiàn)銷售收入2000億元，年均增長15%;出口交貨值達到200億元，占銷售收入的10%;實現(xiàn)利潤120億元，年均增長18%。聯(lián)合收割機產(chǎn)量達到10萬、大中型拖拉機15萬臺、小型拖拉機100萬臺，配套農(nóng)機具與拖拉機的配套比達到1:3。
[0003]農(nóng)機更新?lián)Q代步伐加快，對關(guān)鍵零部件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提出了更高要求。新技術(shù)、新產(chǎn)品的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化所需的技術(shù)、資金門檻越來越高，投資風險增大。農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整，引發(fā)了農(nóng)業(yè)機械技術(shù)由產(chǎn)中向產(chǎn)前和產(chǎn)后延伸，農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的信息化和智能化是關(guān)鍵，而農(nóng)業(yè)機械的位置信息成為農(nóng)業(yè)機械信息化和智能化的基礎(chǔ)。衛(wèi)星導航技術(shù)的發(fā)展為農(nóng)業(yè)機械位置信息的獲取和交換提供了一種可行的解決途徑，通過衛(wèi)星導航技術(shù)，能實時的獲取農(nóng)機機械工況，為自動駕駛，故障預(yù)警及診斷提供技術(shù)支撐。促進可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護的節(jié)約型農(nóng)業(yè)機械需求進一步擴大，數(shù)字農(nóng)業(yè)和精準農(nóng)業(yè)技術(shù)研宄的快速發(fā)展。
[0004]如果能對農(nóng)業(yè)機械進行智能控制，變粗放型施工為精細化施工；能預(yù)警故障，變被動維修為主動維護，將會提高故障診斷及維護的快速性和準確性，延長設(shè)備健康使用壽命。如果能通過將多種農(nóng)業(yè)機械設(shè)備與物聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行設(shè)備的智能化識別、定位、監(jiān)控和管理與信息的交互，并通過海量信息的價值挖掘，將會實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的高效、節(jié)能、安全、環(huán)保的一體化“管、控、營”模式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了克服上述技術(shù)問題的缺點，提供了一種可實時采集農(nóng)機的位置信息、運行狀態(tài)和工作畫面的基于北斗導航的智能化農(nóng)機管理系統(tǒng)及方法。
[0006]本發(fā)明的基于北斗導航的智能化農(nóng)機管理系統(tǒng)，包括安裝于農(nóng)業(yè)機械上的北斗定位通信終端、高性能控制器和行車記錄及顯示終端，以及進行數(shù)據(jù)存儲和分析的智能數(shù)據(jù)服務(wù)中心；其特別之處在于:所述北斗定位通信終端由微控制器、北斗信號定位模塊、GPRS通信模塊、視頻監(jiān)控模塊和CAN通信模塊組成，北斗定位通信終端通過北斗信號定位模塊接收北斗衛(wèi)星的信號并實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械的定位，通過視頻監(jiān)控模塊獲取農(nóng)業(yè)機械工作現(xiàn)場的畫面，通過GPRS通信模塊將獲取的數(shù)據(jù)上傳至智能數(shù)據(jù)服務(wù)中心；
高性能控制器與北斗定位通信終端和行車記錄及顯示終端均通信連接，高性能控制器由于采集農(nóng)業(yè)機械的運行參數(shù)并對其運行狀態(tài)進行控制；所述行車記錄及顯示終端由處理器、液晶顯示屏和存儲模塊組成，處理器具有信息采集、數(shù)據(jù)處理和控制輸出的作用，通過液晶顯示屏顯示農(nóng)業(yè)機械的運行信息。
[0007]本發(fā)明的基于北斗導航的智能化農(nóng)機管理系統(tǒng)，所述高性能控制器的控制和檢測信號包括、泵送控制和檢測、轉(zhuǎn)速控制和檢測、支腿控制和檢測、減振控制和檢測、排量控制和檢測、臂架控制和檢測、節(jié)能控制和檢測以及防傾控制和檢測。
[0008]本發(fā)明的基于北斗導航的智能化農(nóng)機管理系統(tǒng)，包括無線信號塔、便攜式差分基站和固定式差分基站，所述北斗定位通信終端通過無線信號塔將采集的農(nóng)業(yè)機械的位置、運行狀態(tài)和工作畫面信息遠傳至智能數(shù)據(jù)服務(wù)中心；便攜式差分基站應(yīng)用于山區(qū)農(nóng)田、地塊分散的場合，根據(jù)實際需求進行移動式布設(shè)，以確保北斗定位通信終端的準確定位；固定式差分基站設(shè)置于地面開闊、土地集中的平原地區(qū)，根據(jù)實際需求進行固定式布設(shè)。
[0009]本發(fā)明的基于北斗導航的智能化農(nóng)機管理系統(tǒng)的管理方法，其特別之處在于，通過以下步驟來實現(xiàn):a).獲取農(nóng)機位置，農(nóng)業(yè)機械上的北斗定位通信終端通過GPRS通信模塊接收北斗衛(wèi)星的信號，計算出農(nóng)業(yè)機械的地理位置信息；b).獲取圖像信息，北斗定位通信終端通過視頻監(jiān)控模塊獲取農(nóng)業(yè)機械的現(xiàn)場作業(yè)圖像，為農(nóng)業(yè)機械的作業(yè)狀態(tài)提供依據(jù)；c).獲取農(nóng)機運行參數(shù)，高性能控制器獲取包括速度、轉(zhuǎn)向角度、作業(yè)泵壓力信號在內(nèi)的農(nóng)業(yè)機械的運行參數(shù)信號；d).運行狀態(tài)顯示，高性能控制器將采集的農(nóng)業(yè)機械的運行參數(shù)信號發(fā)送至行車記錄及顯示終端，并通過液晶顯示屏將農(nóng)業(yè)機械的運行參數(shù)顯示出來，以供駕駛員觀察；e).數(shù)據(jù)的遠端傳輸，高性能控制器首先將農(nóng)業(yè)機械的運行參數(shù)傳輸至北斗定位通信終端，北斗定位通信終端將農(nóng)業(yè)機械的編號、位置信息、工作畫面、運行參數(shù)通過GPRS通信模塊上傳至智能數(shù)據(jù)服務(wù)中心中，以便進行存儲、記錄和分析；f).機械故障判斷，智能數(shù)據(jù)服務(wù)中心對上傳的運行參數(shù)信號進行識別和運算，判斷當前的農(nóng)業(yè)機械是否存在機械故障，如果存在，則發(fā)出包含故障種類的報警信息至北斗定位通信終端，并通過行車記錄及顯示終端顯示報警信號，在駕駛員超時不關(guān)閉農(nóng)業(yè)機械時，則遠端關(guān)閉農(nóng)業(yè)機械的運行，并派遣相應(yīng)人員現(xiàn)場維修機械故障；g).農(nóng)機密度判斷，智能數(shù)據(jù)服務(wù)中心根據(jù)上傳農(nóng)業(yè)機械的位置信息和其編號，計算出相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的農(nóng)業(yè)機械的數(shù)量，得出該區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)機械的密度；h).用戶信息查詢，農(nóng)業(yè)機械的駕駛?cè)藛T通過網(wǎng)絡(luò)獲取智能數(shù)據(jù)服務(wù)中心的數(shù)據(jù)，獲取某些區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)機械的位置和密度，以選取農(nóng)業(yè)機械密度較低的區(qū)域進行作業(yè)，達到合理分配農(nóng)業(yè)機械的目的。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的基于北斗導航的智能化農(nóng)機管理系統(tǒng)及方法，通過北斗定位通信終端不僅可獲取北斗衛(wèi)星信號，來實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械的定位，而且還可采集農(nóng)業(yè)機械的現(xiàn)場作業(yè)畫面，并通過GPRS通信模塊將信息進行遠距離傳輸；通過高性能控制器可采集農(nóng)業(yè)機械的運行參數(shù)，并可控制農(nóng)業(yè)機械的運行；通過行車記錄及顯示終端可顯示農(nóng)業(yè)機械的運行參數(shù)，以供駕駛員參考。
[0011]本發(fā)明的智能化農(nóng)機管理系統(tǒng)及方法，通過對農(nóng)業(yè)機械的位置信息、工作畫面、運行參數(shù)的采集和上傳，智能數(shù)據(jù)服務(wù)中心可實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)機械的地理位置、運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控和分析，當農(nóng)機出現(xiàn)故障時，不僅可發(fā)出報警信息，而且還可給出故障種類，以實現(xiàn)對農(nóng)機的快速維修；而且，通過對農(nóng)業(yè)機械位置、編號信息的分析，可給出相應(yīng)農(nóng)田區(qū)域內(nèi)農(nóng)機的數(shù)量、位置和密度信息，為農(nóng)業(yè)機械戶主出車給出合理指導，使農(nóng)業(yè)機械達到優(yōu)化利用。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的基于北斗導航的智能化農(nóng)機管理系統(tǒng)的原理圖；
圖2為本發(fā)明的基于北斗導航的智能化農(nóng)機管理系統(tǒng)的原理圖。
[0013]圖中:1北斗定位通信終端，2高性能控制器，3行車記錄及顯示終端，4北斗衛(wèi)星，5智能數(shù)據(jù)服務(wù)中心，6北斗信號定位模塊，7模擬、開關(guān)信號模塊，8 GPRS通信模塊，9 CAN通信模塊，10視頻監(jiān)控模塊，11液晶顯示屏，12處理器，13固態(tài)存儲器，14內(nèi)存，15數(shù)據(jù)存儲器，16農(nóng)業(yè)機械，17無線信號塔，18便攜式差分基站，19固定式差分基站。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0015]如圖1和圖2所示，均給出了本發(fā)明的基于北斗導航的智能化農(nóng)機管理系統(tǒng)的原理圖，其包括北斗定位通信終端1、高性能控制器2、行車記錄及顯示終端3、智能數(shù)據(jù)服務(wù)中心5、無線信號塔17、便攜式差分基站18以及固定式差分基站19 ;所示的北斗定位通信終端1、高性能控制器2和行車記錄及顯示終端3均設(shè)置于農(nóng)業(yè)機械上。北斗定位通信終端I實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械16的定位、工作現(xiàn)場的圖像采集以及數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)；高性能控制器2實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)機械16運行參數(shù)的檢測和控制，行車記錄及顯示終端3用于顯示農(nóng)業(yè)機械16的運行狀態(tài)參數(shù)，以便駕駛員獲取相關(guān)信息。
[0016]所示的北斗定位通信終端I由微控制器以及與其相連接的北斗信號定位模塊6、GPRS通信模塊8、CAN通信模塊9、視頻監(jiān)控模塊10以及模擬、開關(guān)信號模塊7，微控制器實現(xiàn)信號采集、數(shù)據(jù)運算和控制輸出的作用。北斗信號定位模塊6用于接收北斗衛(wèi)星4發(fā)送的信號，以確定出農(nóng)業(yè)機械16的位置信息；北斗定位通信終端I通過視頻監(jiān)控模塊10拍攝農(nóng)業(yè)機械16現(xiàn)場的工作畫面，通過GPRS通信模塊8可將采集的位置信息、現(xiàn)場畫面上傳至智能數(shù)據(jù)服務(wù)中心5，在智能數(shù)據(jù)服務(wù)中心5中對數(shù)據(jù)進行分析和處理。
[0017]同時，北斗定位通信終端集無線電接收技術(shù)、智能控制技術(shù)、智能檢測技術(shù)于一體，為適應(yīng)各類農(nóng)業(yè)機械工作的復(fù)雜惡劣環(huán)境，北斗定位通信終端I的設(shè)計應(yīng)充分考慮了防水、防鹽霧、防