专利名称：农业机械田间作业智能管理器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对农业机械在田间作业时，对作业质量、作业数量及作业安全的综合系统实行计算机智能管理与电子监测控制的装置。
背景技术：
目前，我国农业生产方式实现了从人畜力为主到机械化作业为主的历史性跨越， 随着农村劳动力的城市转移，农业机械在农业生产的各个领域被广泛应用，农业生产对农业机械的依赖性越来越强，农业机械化水平越来越高。农民对农业机械田间作业的质量要求也越来越高，如何提高对田间作业的管理水平，这对农机管理部门来说是新的挑战。针对农业机械的管理，虽然制定有《农业机械田间作业技术标准》、《农业机械操作规程》等要求和规范，并对部分农机手进行各种培训，但是一到“三夏” “三秋”大忙季节，大量农机具涌入田间作业，督导、管理人员不可能面面俱到，所以农民机手能不能按田间作业技术标准操作，完全由机手自身素质决定。如小麦联合收割机收割麦时，抬高割茬高度超过15cm，直接影响夏粮播种；土壤深松作业时，深松深度小于25cm，达不到深松效果，致使土地蓄水保墒能力很差，直接影响农作物产量等。最近几年来，国家为提高粮食作物单产，提高农民种粮的积极性，鼓励农民使用先进的农机具、先进的耕作技术，并对使用者给予一定的作业补贴；如农民深松一亩土地，国家财政补贴15元，并要求地方财政给予相应补贴。农民采用机械化收获玉米，每亩给予补贴10—30元等。如在商丘市区域范围内，由于各县(市、区) 农机局积极努力，全市各级财政均拿出资金给予相应补贴，但在落实作业面积与作业质量时工作量很大。如2010年“三秋”时节，睢阳区农机局为落实深松作业面积，采取全体管理人员下乡入村，每人跟踪两台深松机监督质量、核实面积、发放补贴的办法。但深松作业量很大不可能对深松地块进行块块丈量，就采用由享受深松补贴的农户写出申请，由所在村委会盖章证明，作业机手签字按手印等管理手段，其结果也不尽人意。其原因是农民机手素质不一，有些机手田间作业“偷工减料”，两地头深松深度达到25cm，地中间监督人员不易到达的位置提犁浅耕，得不到深松效果。农机管理部门也无法真正得到实际深松的真实数字。所以，在投入农业生产的农机具数量越来越大的情况下，完全靠管理人员田间作业监督管理是远远不够的，也是不可能的。因此，急需在各种田间作业的农机具上安装一种智能电子控制设备，对作业机械的作业质量、作业数量等情况给予如实记录，并实施有效控制以便监管，就迫切而且必要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是根据对农机具进行田间作业(深松、收割、精播等)的技术要求，设计一种农业机械田间作业智能管理器，本装置能够自动检测农业机械田间作业的作业质量，如安装在深松机上，能够自动检测深松机是否达到预设深度，并将作业距离依据深松机的宽度和作业动力机器的轮径自动计算出深松机每次作业的亩数，对于不满足预设深度的作业不进行作业面积计算，而对于满足预设深度的深松作业面积将被存入作业面积存储器，同时汇总计算出全季作业亩数，保存到专用U盘中，专用U盘不具有通用性，需通过专用读取设备和安装在计算机内的深松数据管理软件提取显示，供农机管理部门审核或统计使用。解决本发明问题所采取的技术方案是本装置由数据管理和功能控制两个独立的系统构成；数据管理独立系统由专用U盘读卡器、农业机械田间作业数据管理软件及计算机构成，主要供业务管理部门使用，专用U盘作为数据存储器通过专用U盘读卡器与计算机完成数据交换和数据通信，利用农业机械田间作业数据管理软件完成管理部门所要求的功能；功能控制独立系统由控制器主机、农业机械田间作业各种农艺要求功能数据传感器组成，控制器主机设置有电源转换模块、作业距离测定模块、作业技术要求检测模块、数据显示模块、状态指示模块、独立按键模块、掉电记忆模块，安装在作业机械驾驶室内，用于各种作业数据的检测和数据提取、处理、显示和保存；各种农艺要求功能数据传感器按农艺要求安装在耕作机具相应的位置上，动力车车速传感器对应作业机械动力车的车轮安装在动力车机架上，各传感器经连线与驾驶室内的控制器主机连接，控制器主机上设有专用U盘接口 ；另有一专用U盘用于与数据管理和功能控制系统连接。农业机械田间作业各种农艺要求功能数据传感器指控制耕作深度的传感器或控制割茬高度的传感器或控制播种传感器。农业机械田间作业数据管理软件及控制器主机的各种功能模块同行技术人员均可自行设计，在此不做详述。本发明的积极效果是结构简单，安装方便，能够实时测控农业机械田间作业质量和数量，并提供即时数据查询及以往存储数据查询功能；当农业机械进行田间作业没有达到预设要求时，控制器进行声光报警，提示操作手进行处理；对于满足预设条件的作业，微处理器将当次已作业面积自动计算，将当次农业机械作业的面积亩数以及与全季作业面积汇总亩数，一并保存到U盘中，供农机管理部门审核或统计使用；数据管理和功能控制系统，均可以独立查询全季作业次数、全季作业亩数，以及单次作业亩数，故操作机手和管理部门对于作业过程、作业数据都能够了解和掌握，以便于双方进行数据核对；本发明很好地解决了对农业机械田间作业技术要求的达标控制，田间作业面积自动计算存储，以及对田间作业技术情况、数据的真实性等管理部门有据可查的问题，大大节省管理人力成本和经济成本。
附图1为以深耕深松作业为例的本发明组成框图；附图2为功能控制系统框图；附图3为数据管理系统框图；附图4为控制器主机面板示意图；附图5为以深耕深松作业为例数据管理系统应用程序截图。
具体实施例方式以深耕深松作业为例，如附图1、2、3所示，本装置由数据管理和功能控制两个独立的系统构成；数据管理独立系统由专用U盘读卡器、深松数据管理软件及计算机构成，主要供业务管理部门使用，专用U盘作为数据存储器通过数据转换器与计算机完成数据交换和数据通信，利用深松数据管理软件完成管理部门所要求的功能；功能控制独立系统由控制器主机、落铲深度传感器、地轮限深传感器、深松铲限深传感器、动力车车速传感器组成， 控制器主机设置有电源转换模块、作业距离测定模块、深度检测模块、数据显示模块、状态指示模块、独立按键模块、掉电记忆模块，安装在作业机械驾驶室内，用于各种作业数据的检测和数据提取、处理、显示和保存，地轮限深传感器、深松铲限深传感器按农艺要求安装在耕作机具相应的位置上，动力车车速传感器对应作业机械动力车的车轮安装在动力车机架上，落铲深度传感器对应于动力车悬挂架安装在动力车机架上，各传感器经连线与驾驶室内的控制器主机连接，控制器主机上设有专用U盘接口 ；另有一专用U盘用于与数据管理和功能控制系统连接。控制器主机实时监测工作电源、深松深度、动力车深松作业距离及功能开关的设置状态，并对采集到的数据进行处理，实时通过数码显示系统和指示灯组成的状态指示模块同步显示系统状态情况；四种传感器测定模块对深松作业深度、作业距离等技术参数进行技术处理，在保证作业机器符合规定要求的情况下，将各相关参数送给微处理器；使控制器主机能够及时、准确的将当前工作的信息(次数、本次亩数、总的次数和亩数)保存到专用 U盘中，确保作业数据安全。本发明的数据采集流程是计算机通过专用U盘读卡器和深松数据管理软件对U 盘进行初始化，并录入使用者身份信息。深松机深松作业时由控制器主机在工作状态下向 U盘内写入数据，记录存储深松作业的各种数据参量；管理部门利用计算机通过专用U盘读卡器和深松数据管理软件读取U盘内数据，进行过程管理。其具体实施过程如下
控制器主机1面板上设有数码管显示器3、电源指示灯2、电源接口 5、传感器接口 6、专用U盘接口 4、操作按键7、8、9、10及各指示灯11、12、13 (如附图4所示)，将作业动力车电源插接在电源接口 5上，控制器主机1面板上电源指示灯2点亮；将传感器连接线插接在传感器接口 6上，控制器主机1通过地轮限深定位传感器和深松铲限深定位传感器与深松机相连接；通过落铲定位传感器和作业动力车测速传感器与作业动力车相连，落铲定位传感器用于控制操作机手对于作业动力车悬架下落的高度控制，以保证深松机入土深度。深松作业开始前将初始化好的专用U盘通过专用U盘接口 4与控制器主机1相连接。开机时控制器主机1进行系统自检，并通过数码管3显示深松机的一些基本信息，显示的次序为使用者身份信息、深松铲作业宽度(单位厘米)、作业动力车测速轮外径(单位厘米)、已完成作业的次数、已完成作业面积总数(单位亩，精确到小数点后两位)。自检后，当“工作/查询”功能开关7处于“查询”状态时，查询指示灯11点亮，配合“增加”、“减小”按键9、10进行数据查询，由数码管3显示从第一次到最后一次作业的总次数及本次作业面积亩数。当 “工作/查询”功能开关7处于“工作”状态时，功能控制系统主机的作业深度处理模块检测三个深度控制传感器的信号数据，如果有一个或多个信号数据不能达到要求时，报警指示灯13点亮，且欠深报警器发出提示音；仅当全部信号符合要求时，工作指示灯12点亮，表示控制器进入正常工作状态；在此状态下，作业机器进行深松作业，作业动力车速度测定传感器将车速信号送给微处理器进行数据处理，由数码管3显示本次作业序数和本次即时作业面积(亩数)；当本次深松作业停止或结束后，操作机手可以使用“存储”按键8将本次作业序数和作业面积亩数储存到U盘中，控制器主机1此时将总的作业次数和总的作业亩数进行汇总运算，并刷新存储数据。然后，将作业序数递增，新一轮序数的作业面积数清零，为新一次的作业数据记录做好准备。微处理器在工作过程中，当发生电源供电故障或者是人为关闭工作开关，而工作数据没有进行“存储”操作时，通过掉电记忆模块实时监测电源情况， 能够及时、准确的将当前工作的信息(次数、本次作业面积亩数以及总的作业次数和面积亩数)保存到U盘中，避免出现作业数据的意外丢失，确保数据的安全。
计算机通过串行端口与专用U盘读卡器相连，进行数据通信；为便于野外作业，专用U盘读卡器使用计算机USB电源；专用U盘通过专用U盘接口与专用U盘读卡器连接。 在初始化专用U盘时，计算机运行“智能深松机读卡器应用程序”将使用者身份信息、作业动力车技术数据等基本信息写入。在全季深松作业结束或者需要读取专用U盘内数据时， 将专用U盘接入专用U盘读卡器，运行读卡程序，专用U盘内详细数据(使用者身份信息、作业动力车宽度、作业动力车外径、总的作业次数、总的作业总亩数、每次的作业亩数等)就读取到计算机中，供农机管理部门审核或统计使用。附图5为本发明读卡器应用程序截图，读卡程序左侧为专用U盘内的基本信息，右侧为全季作业的详细数据。
权利要求
1.一种农业机械田间作业智能管理器，其特征在于它由数据管理和功能控制两个独立的系统构成；数据管理独立系统由专用U盘读卡器、农业机械田间作业数据管理软件及计算机构成；功能控制独立系统由控制器主机、农业机械田间作业各种农艺要求功能数据传感器、动力车车速传感器组成，控制器主机设置有电源转换模块、作业距离测定模块、作业技术要求检测模块、数据显示模块、状态指示模块、独立按键模块、掉电记忆模块，安装在作业机械驾驶室内；农业机械田间作业各种农艺要求功能数据传感器按农艺要求安装在耕作机具相应的位置上，动力车车速传感器对应作业机械动力车的车轮安装在动力车机架上，各传感器经连线与驾驶室内的控制器主机连接，控制器主机上设有专用U盘接口 ；另有一专用U盘用于与数据管理系统和功能控制系统连接。
2.根据权利要求1所述的农业机械田间作业智能管理器，其特征在于农业机械田间作业各种农艺要求功能数据传感器指控制耕作深度的传感器或控制割茬高度的传感器或控制播种的传感器。
全文摘要
一种农业机械田间作业智能管理器，由数据管理和功能控制两个独立的系统构成；数据管理系统由专用U盘读卡器、农业机械田间作业数据管理软件及计算机构成，主要供业务管理部门使用；功能控制系统由控制器主机、农业机械田间作业各种农艺要求功能数据传感器、动力车车速传感器组成，用于各种作业数据的检测和数据提取、处理、显示和保存；另有一专用U盘用于与数据管理和功能控制系统连接。本发明结构简单，安装方便，能够实时测控农业机械田间作业质量，并提供即时数据查询及以往存储数据查询功能；很好地解决了对农业机械田间作业技术要求的达标控制及田间作业面积自动计算存储有据可查的问题，大大节省了管理人力成本和经济成本。
文档编号A01B76/00GK102498770SQ20111031990
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月20日 优先权日2011年10月20日
发明者冀永祥, 刘德赞, 刘献东, 刘素芬, 宋彦军, 岳学友, 张伟, 张盛恩, 李明哲, 李鹏飞, 牛青, 陈栋 申请人:商丘市农业机械化技术推广鉴定站, 李明哲