一种远程网络收割机测产系统及其测产方法

本发明涉及收割机自动测产，更具体的是，本发明涉及一种远程网络收割机测产系统及其测产方法。

背景技术：

1、农作物产量的实时信息采集系统是精准农业的重要组成部分，不仅可以得到当前田间的产量信息，还可以为来年的播种作业提供参考，为农业信息化和自动化发展提供重要科学依据。目前常见的测产系统可以分为称重式测量、容积式测量和冲量式测量等几种类型。

2、中国专利文献cn109328620a，公开了一种谷物联合收割机的实时测产系统，此发明的目的在于提供一种便携式测产装置，该测量装置对收割机装料仓中的粮食高度进行测量，采用电容式物位传感器与arm处理器通过rs485通讯协议连通，传送测量到的收割机装料仓内的谷物高度至arm处理器，arm处理器根据收割机装料仓内的高度实时计算得到收割机装料仓内的谷物体积，并根据预置的谷物密度实时得到谷物的产量信息。产量信息通过显示模块在谷物联合收割机的驾驶室内显示出来。此发明测量精度高，误差小。但该装置内部结构过于复杂，难以维修，耐用性一般。

3、中国专利文献cn204291801u，公开了一种花生收获机实时测产装备，将重量传感器的称重测量值反馈到控制终端，可直接得到花生的产量，装备功能完善。装备搭载的挖掘铲角度传感器和速度传感器可转换成收获面积，使测产装备可统计一定地理位置、一定种植面积的花生产量。但该装置结构复杂，在已有的收割机基础上改装成本高且困难。

4、中国专利文献cn108811696a，公开了一种基于超声悬浮的联合收割机谷物质量流量测产装置，该装置安装在联合收割机粮食出口处，可实现在联合收割机工作过程中对谷物流量的实时检测。该装置包括数据采集部分、加速度传感器以及信号传输处理部分。数据采集部分采用单轴式超声驻波悬浮装置，信号采集装置悬浮在空中，可消除收割机震动对信号采集的影响；加速度传感器采集到的谷粒冲击信号经信号放大器放大后通过无线发射芯片发射给单片机，单片机通过一定算法得出实时的谷物流量，结合割宽、收割机行进速度得出谷物产量并保存到存储单元。该发明装置检测精度高，可实时准确地对田间谷物产量进行测定。但是该装置成本较高，安装复杂。

5、因此，发明一种简单、经济、准确的实时测产方法及装置，具有十分重要的意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是设计开发了一种远程网络收割机测产系统，通过琴弦和震动马达的结合确定料仓内粮食高度，进而获得粮食产量，提高了适用性和精确度，安装方便，使用简单。

2、本发明还设计开发了一种远程网络收割机测产系统的测产方法，通过多点粮高传感器与收割区域面积联合测产，实现对管辖区域内分布的粮食产量、收割机作业状态和关键参数的网络化监管。

3、本发明提供的技术方案为：

4、一种远程网络收割机测产系统，包括：

5、节点设备端传感装置，其设置在所监管收割机上，且所述节点设备端传感装置包括信息监测单元和至少一个粮高传感器，用于监测所述收割机的作业状态；

6、管理端，其与所述节点设备端传感装置网络连接，用于数据的存储和查看；

7、其中，所述粮高传感器包括：

8、主支架，其可拆卸的设置在所述收割机的料仓顶部和料仓底部之间；

9、琴弦，其平行设置在所述主支架的一侧；

10、震动马达，其可拆卸的固定在所述琴弦上；

11、加速度传感器，其可拆卸的固定在所述琴弦上，用于采集琴弦的加速度。

12、优选的是，所述信息监测单元包括：

13、gps/北斗定位模块，其设置在所述收割机上，用于检测所述收割机的地理位置信息；

14、数据采集与处理模块，其与所述加速度传感器和gps/北斗定位模块网络连接，用于数据的接收和传输；

15、4g网络通讯模块，其与所述数据采集与处理模块相连接，且所述4g网络通讯模块与所述管理端网络连接，用于数据的发送。

16、优选的是，所述管理端包括：

17、服务器，其与所述4g网络通讯模块网络连接，用于数据的接收和存储；

18、统计软件，其与所述服务器交互，用于数据的汇总和分析；

19、用户端，其与所述服务器交互，用于数据的查看和管理。

20、优选的是，所述粮高传感器还包括：

21、副支架，其一端可拆卸的设置在所述主支架的一端，且所述副支架与主支架之间可纵向滑动固定。

22、优选的是，所述粮高传感器还包括：

23、第一电磁铁，其设置在所述副支架的另一端，且所述第一电磁铁可选择的固定在所述收割机的料仓顶部；

24、第二电磁铁，其设置在所述主支架的另一端，且所述第二电磁铁可选择的固定在所述收割机的料仓底部。

25、优选的是，所述粮高传感器还包括：

26、琴弦夹紧器，其可拆卸的设置在所述主支架的一端；

27、其中，所述琴弦的一端固定在所述琴弦夹紧器上，另一端固定在所述主支架的另一端。

28、优选的是，所述粮高传感器还包括：

29、上盖；以及

30、传感器底座，其与所述上盖相配合形成容纳腔；

31、震动马达底座，其卡合在所述震动马达的一侧；

32、其中，所述震动马达、震动马达底座和加速度传感器均设置在所述容纳腔中，所述琴弦卡合在所述上盖和震动马达的领一侧之间，所述加速器传感器的一侧与所述震动马达底座相连接，另一侧与所述传感器底座相连接。

33、优选的是，所述粮高传感器与所述收割机的料仓进粮口最小距离为30cm。

34、一种远程网络收割机测产系统的测产方法，使用所述的远程网络收割机测产系统，包括如下步骤：

35、步骤一、采集收割机的位置信息和琴弦的震动加速度；

36、步骤二、若收割机抵达农田位置且收割机的料仓内粮食高度大于0，则判定收割机开始作业；

37、其中，所述收割机的料仓内粮食高度满足：

38、h＝a·f+b；

39、式中，h为收割机的料仓内粮食高度，a为第一调节参数，f为琴弦的震动频率，b为第二调节参数；

40、步骤三、根据所述收割机的料仓内粮食高度计算粮食产量：

41、

42、式中，φ为粮食产量，δv为粮食生产变化量，δs为收割面积变化量；

43、其中，粮食生产量满足：

44、

45、式中，v为粮食生产量，l为收割机的料仓长度，w为收割机的料仓宽度，为收割机的料仓内粮食高度平均值；

46、收割面积满足：

47、s＝m×t；

48、式中，s为收割面积，m为收割机的割台宽度，t为收割机的行进距离；

49、步骤四、若收割机从农田中走出且收割机的粮仓内粮食高度不再变化，则判定收割机收割结束，节点设备端传感装置将设备编码、粮食产量和地理位置上传至管理端。

50、优选的是，所述步骤一还包括：

51、将琴弦的松紧程度调整至在琴弦中间位置拉动琴弦，使琴弦中间位置偏离不超过1cm。

52、本发明所述的有益效果：

53、(1)、本发明设计开发的一种远程网络收割机测产系统，利用琴弦的震动频率变化，获得料仓内粮食高度，进而可以实时得到收割机料仓内粮食的体积，并能上传收割机实时位置，计算收获面积，得到收割机在各地实时收割粮食时的收获情况，具有安装方便、使用简单、体积小等优点，解决了现有装置例如冲量计测量不准确、装置大等问题，并且便携可拆卸，维修维护更方便简单，可用于不同作物的产量检测。

54、(2)、本发明设计开发的一种远程网络收割机测产系统的测产方法，采用多点粮高传感器与收割区域面积联合测产，实现对管辖区域内分布的粮食产量、收割机作业状态和关键参数进行网络化监管，监测数据自动上传至云端服务器。

55、(3)、本发明设计开发的一种远程网络收割机测产系统的测产方法，不同权限的用户可通过网络浏览器远程访问管理端服务器数据，对所管理收割机设备收割数据进行浏览、统计、管理和维护。