一种花生收获机智能测控系统的制作方法

本实用新型涉及一种花生收获机智能测控系统，更具体的说，尤其涉及一种可对花生收获机的各个环节进行监控的花生收获机智能测控系统。

背景技术：

伴随着农业机械化的发展，越来越多的农业劳动逐渐通过农业机械来完成，譬如以往的收花生作业逐渐被大型的花生收获机所代替，以解决人工劳动强度大、工作效率低的问题。然而现有的花生收获机在田间作业的过程中，受土质不同、花生秧间距不同的影响，以及造成机械故障，如花生收获机皮带轮组打滑、传送装置中的夹持链堵塞、摘果装置中的滚筒堵塞、捡拾器堵塞以及皮带断裂是田间作业时的常见故障，一旦发生上述故障，将对花生的收获作业造成很大影响。目前，传统的花生收获机械自动化程度不高，缺乏对收获机作业工况实时监测及故障诊断处理等功能，完全依赖收获机驾驶员的经验来判断，对驾驶员的操作技能要求较高。

本实用新型创造主要研究了基于多源数据融合的花生收获机主要作业部件，如皮带、滚筒、捡拾器、果草仓以及各转动部件工况的在线监测技术，针对花生收获机地面仿形、档位调控、捡拾台升降等控制问题设计了控制策略。通过云平台和多源数据融合技术，为驾驶员提供花生收获机作业参数实时监测，以及异常工况声光报警，便于驾驶员及时做出处理，避免作业故障的发生。

技术实现要素：

本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种可对花生收获机的各个环节进行监控的花生收获机智能测控系统。

本实用新型的花生收获机智能测控系统，花生收获机由机架、动力机构、挖掘铲、花生捡拾器、传送装置、摘果装置、果草升运架、集草箱和集果箱组成，机架的4个角上均设置有行走轮，动力机构用于驱使花生收获机行走，挖掘铲和花生捡拾器设置于机架的前端，传送装置用于将花生捡拾器捡拾起来的带果子的花生秧传输至摘果装置中，传送装置中设置有夹持链；摘果装置上设置有用于将花生果与花生秧分离的皮带轮组，摘果装置中设置有切流滚筒和纵流滚筒；集草箱、集果箱均固定于摘果装置上，果草升运架将摘果装置输出的花生果、花生秧分别运送至集果箱和集草箱中；其特征在于：花生收获机智能测控系统由数据采集系统、gprs数据收发模块、声光报警电路、云服务器和控制中心组成，声光报警电路和gprs数据收发模块与数据采集系统相连接，所述数据采集系统连接有挖掘深度传感器、夹持链堵塞传感器、夹持链马达转速传感器、摘果马达转速传感器、升运架马达转速传感器、滚筒转速传感器和皮带速度传感器，以分别对挖掘铲的挖掘深度、夹持链堵塞状态、夹持链马达转速、摘果马达转速、升运马达转速、滚筒转速、皮带运行速度进行测量；数据采集系统获取的数据经gsm无线移动网络上传至云服务器，云服务器将接收的数据存储和处理后并上传至控制中心，控制中心根据接收的数据实现对花生收获机的监控，控制中心发出的报警信号和控制指令经云服务器下发至数据采集系统。

本实用新型的花生收获机智能测控系统，所述数据采集系统由核心处理器和4个数据采集器组成，数据采集器经can总线与核心处理器相通信，核心处理器通过不同的数据采集器对马达转速、夹持链堵塞状况、捡拾器状况和滚筒状况进行检测。

本实用新型的花生收获机智能测控系统，所述挖掘深度传感器由光电编码器组成，光电编码器设置于挖掘铲的转角机构上；所述夹持链堵塞传感器由3个分别设置于夹持链前端、中部和后端的位移传感器组成，所述gprs数据收发模块采用型号为me3000_v2的通信芯片。

本实用新型的花生收获机智能测控系统，所述摘果装置的下方设置有振动筛，振动筛的下方设置有残秧收集箱。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的花生收获机智能测控系统，数据采集系统通过传感器实现了对挖掘深度、夹持链堵塞状态、夹持链马达转速、摘果马达转速、升运马达转速、滚筒转速、皮带运行速度的检测，并将采集的数据经无线移动网络上传至云平台，由云平台对数据进行存储和处理后再发送至控制中心，由控制中心对花生收获机的运行状态进行监控，并可在出现异常工况时发出声光报警，便于驾驶员及时做出处理，避免作业故障的发生，在保证花生收获效率的同时，最大限度地避免了花生收获机的损坏，有益效果显著，适于应用推广。

附图说明

图1为本实用新型中的花生收获机的结构示意图；

图2为本实用新型的花生收获机智能测控系统的电路原理图；

图3为本实用新型的花生收获机智能测控系统的系统原理图。

图中：1机架，2行走轮，3动力机构，4花生捡拾器，5传送装置，6摘果装置，7皮带轮组，8振动筛，9残秧收集箱，10果草升运架，11出料口，12集草箱，13集果箱，14驾驶室，15液压泵；16数据采集系统，17挖掘深度传感器，18夹持链堵塞传感器，19夹持链马达转速传感器，20摘果马达转速传感器，21升运架马达转速传感器，22滚筒转速传感器，23皮带速度传感器，24数据采集器，25核心处理器，26云服务器，27控制中心，28gprs数据收发模块。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，给出了本实用新型中的花生收获机的结构示意图，其由机架1、行走轮2、动力机构3、挖掘铲、花生捡拾器4、传送装置5、摘果装置6、皮带轮组7、振动筛8、残秧收集箱9、果草升运架10、出料口11、集草箱12、集果箱13、驾驶室14组成，机架1起固定和支撑作用，机架1的四个角上均设置有行走轮2，动力机构3设置于机架1上，动力机构3通过对行走轮2的驱动来实现花生收获机的行走。挖掘铲和花生捡拾器4设置于机架1的前端，挖掘铲用于将田地中成拢的花生铲下，花生捡拾器4将铲下的花生捡拾起来，并运送至传送装置5的前端。

摘果装置6设置于机架1中部，传送装置5将带果子的花生秧输送至摘果装置6中，传输装置5上设置有夹持链，夹持链由夹持链马达驱使，以便将带果子的花生秧运输至摘果装置6中。摘果装置6上设置有皮带轮组7、切流滚筒和纵流滚筒，以实现花生果与花生秧的分离。振动筛8设置于摘果装置6的下方，振动筛8的下方设置有残秧收集箱9，集草箱12和集果箱13均设置于摘果装置6的上方，果草升运架10将分离后的花生果、花生秧分别运送至集果箱13和集草箱13中，实现花生果和花生秧的分离后的收集和存储。

如图2和图3所示，分别给出了本实用新型的花生收获机智能测控系统的电路原理图和系统原理图，其由数据采集系统16、gprs数据收发模块28、声光报警电路29、云服务器26和控制中心27组成，数据采集系统16具有信号采集、数据运算和控制输出的作用，数据采集系统16连接有挖掘深度传感器17、夹持链堵塞传感器18、夹持链马达转速传感器19、摘果马达转速传感器20、升运架马达转速传感器21、滚筒转速传感器22和皮带速度传感器23，以分别对挖掘铲的挖掘深度、夹持链堵塞状态、夹持链马达转速、摘果马达转速、升运马达转速、滚筒转速、皮带运行速度进行测量。

数据采集系统16与gprs数据收发模块28相连接，以便将采集的传感器数据上传至云服务器26中，云服务器26对上传的花生收获机的运行状态数据进行存储和处理，并经internet网络发送至控制中心27，控制中心27根据获取的运行状态数据实现对花生收获机的监控，当判断出花生收获机存在故障或异常时，则发送报警信息和控制指令至云服务器26，再由云服务器26将报警信息和控制指令下发至数据采集系统16，以发出报警信息和相应的控制指令。

数据采集系统16可由核心处理器25和4个数据采集器24组成，数据采集器24经can总线与核心处理器25相通信，核心处理器25通过不同的数据采集器对马达转速、夹持链堵塞状况、捡拾器状况和滚筒状况进行检测。

挖掘深度传感器17由光电编码器组成，光电编码器设置于挖掘铲的转角机构上，根据转角产生的脉冲个数确定当前的挖掘深度。将光电编码器的两条脉冲输出线经can模块转换后接入控制器的can总线接口。挖掘铲上下运动时，在光电编码器上会相应产生正转或反转的脉冲，对脉冲个数进行计数，对应出挖掘铲的准确位置。根据机械设计，挖掘铲最大行程时在其支撑的转角机构上产生的转角是15°，光电编码器可对应产生83个脉冲分度值。据此，可以得出挖掘铲当前的挖掘深度，并结合皮带打滑、滚筒堵塞、捡拾器堵塞、二次捡拾台堵塞等情况，合理调节液压油缸位置，达到调整挖掘铲挖掘深度的目的。

夹持链堵塞传感器18由3个分别设置于夹持链前端、中部和后端的位移传感器组成，当3个位移传感器的平均值比较小时，说明花生秧蔓量少，可继续正常工作，当3个位移传感器的平均值适中时，说明当前花生秧蔓处于正常量值，保持当前工作状态，当3个位移传感器的平均值比较大时，说明秧蔓夹持量较大，则提高夹持链运转速度至高速值，应发出超限报警，停止夹持链输运进行处理。

gprs数据收发模块28采用型号为me3000_v2的通信芯片。作为收获机终端与云服务器和收获机调度管理中心数据传输的收发设备，gprs无线模块主要是把采集的数据转发并接入internet，然后发送到云服器中并从云服务中收运算完毕的数据和调度命令。

云服务器26基于windowsserver2008服务器操作系统，在windowsserver2008中，所有的电源管理设置已被组策略启用。云主机通过c#进行上位机的编写，在c#中使用到scoket网络编程和sql2008数据库编程，其中scoket用于进行消息的传递工作，sql2008主要进行消息的储存与检索工作。云服器端的执行过程，scoket的tcp/ip协议与gprs互联，云主机接收到数据进行数据的处理与转发，接收到数据之后判断数据是否符合约定的协议规范，如果消息有效，对消息进行分解。经纬度，油量等消息分解后，按照接收时间储存到建好的数据库中，然后向车载设备返回一个消息接收的确认信号，云服务器通过网络的连接状态确认设备是否在线。如果设备长时间在线但没有消息，或者多次接收到不符合约定规范的消息，则判断设备故障会发出警告。