一种农用机械噪声监测系统的制作方法

本实用新型实施例涉及农用机械装置技术领域，具体涉及一种农用机械噪声监测系统。

背景技术：

目前农业机械化的建设在全国大范围的开展，在林果种植园里随处都可以看到大型的林果收获机械在进行着各种作业，尤其是到了收获的季节，对于大型收获机械的使用愈加频繁。众所周知，大型农业机械为保证有足够的动力，都配备了强大的发动机，由此带来的噪声也非常大。

噪声污染是目前主要的环境污染之一，尤其是在农业生产的过程中，工作环境恶劣，产生的较大噪声会对驾驶员和工作人员造成较大的影响和危害。长期暴露在较大噪声环境中可能导致的健康危害有：使用者听力暂时性丧失、听力能力减退、耳鸣。并且长期处于较大噪声的环境中会对使用者的心理造成严重的影响，使其注意力不集中、影响其工作时的状态，更严重者会由于听力的暂时失效造成重大的农业机械事故。所以想要改善林果机械作业过程中的噪声环境质量，必须加强环境噪声的监测工作，使其为噪声的管理提供准确、及时、科学、全面的信息，才能有效促进各种防范措施的执行。因此，对于在林果机械作业过程中的噪声监测方法的优化、监测效率的提升以及对于环境噪声预测方法的研究，对提升农业机械操作人员的身体和心理健康、工作环境的安全有重大意义。

在实现本实用新型实施例的过程中，实用新型人发现目前对于林果业噪声监测一般是采用人工监测法，即由环境监测系统内部声学专业人员对环境噪声进行实时监测，以获取最新的噪声数据。但为了尽可能准确地评价噪声污染的平均水平，需要在监测区域进行多点布设并尽量提高监测频次，故需要监测人员到现场去监测并记录数据。如此多的监测点位需要大量的人力物力，且操作单一的监测工作浪费了监测人员的精力，同时对于噪声数据的收集与记录也处于手动状态。此外，现有技术中也有部分对噪声进行自动检测的方法，主要是利用无线网络进行噪声数据的传输，常用的方法有zigbee无线网络传输。此种方法将多个zigbee节点分布到所需采集的位置，并设置相应的采集频率，最后通过无线局域网进行数据的通讯与汇总。这种自动检测噪声的方法会受到节点能量的限制导致监测时间有限，同时受限制于监测环境的信号传输情况，有可能导致噪声数据采集的不完整、不准确，从而影响对噪声的监测和管理。不管是噪声的人工监测还是自动监测，所采集的噪声数据的准确性都不高，并且没有对所采集的数据做处理，只是简单的数据采集和汇总，没有将噪声监测进行系统化，不能实现噪声监测管理的远程自动化。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型实施例提供一种农用机械噪声监测系统和方法。

一方面，本实用新型实施例提供一种农用机械噪声监测系统，包括：噪声处理装置和噪声采集装置，其中所述噪声采集装置设置在噪声检测位置处，所述噪声采集装置中包括数据采集单元、数据传输单元和警示单元，所述数据传输单元与所述数据采集单元以及所述警示单元分别连接，所述数据采集单元用于采集噪声数据，并通过所述数据传输单元将所述噪声数据以及所述噪声采集装置的设备信息发送至所述噪声处理装置；

所述噪声处理装置与所述数据传输单元无线通信连接，用于接收所述噪声数据以及所述设备信息，并根据所述噪声数据以及所述设备信息判断所述噪声采集装置对应的农用机械是否处于正常工作状态，并通过所述数据传输单元向所述警示单元发送相应的命令，以使得所述警示单元进行相应的警示；

所述噪声处理装置还用于根据所述噪声数据绘制噪声曲线，并在网页上进行显示。

进一步地，所述噪声处理装置包括农用机械噪声监测标准数据库。

进一步地，所述噪声采集装置还包括GPS定位单元，所述GPS定位单元与所述数据传输单元连接。

进一步地，所述噪声采集装置包括头戴式噪声采集装置和支架式噪声采集装置。

进一步地，所述数据传输单元包括数据传输芯片、天线和电池。

进一步地，所述警示单元包括：警示灯和/或警铃。

进一步地，所述噪声采集单元为精密声级计。

本实用新型实施例提供的农用机械噪声监测系统，通过噪声采集装置采集农用机械工作时产生的噪声数据，并通过噪声处理装置对采集的噪声数据进行处理，以判断所监测的农用机械是否处于正常工作状态，进一步进行相应的警示，并绘制出被监测农用机械工作时产生的噪声曲线，以实现对农用机械产生的噪声进行远程监测和系统化管理。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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他的附图。

图1为本实用新型实施例中农用机械噪声监测系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中数据传输单元的面板结构示意图；

图3为本实用新型实施例中农用机械噪声监测系统的整体结构框架图；

图4为本实用新型实施例中又一农用机械噪声监测系统的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中农用机械噪声监测曲线网页示意图；

图6为本实用新型实施例中农用机械噪声监测的历史记录网页示意图；

图7为本实用新型实施例中农用机械噪声监测地图网页示意图；

图8为本实用新型实施例中农用机械噪声监测方法流程示意图。

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，下面将结合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一部分实施例，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作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。

图1为本实用新型实施例中农用机械噪声监测系统的结构示意图，如图1所示，本实用新型实施例提供的农用机械噪声监测系统包括：噪声采集装置10和噪声处理装置11，其中噪声采集装置10设置在噪声检测位置处，噪声采集装置10中包括数据采集单元101、数据传输单元102和警示单元103，数据传输单元102与数据采集单元101以及警示单元103分别连接，数据采集单元101用于采集噪声数据，并通过数据传输单元102将所述噪声数据以及噪声采集装置10的设备信息发送至噪声处理装置11；噪声处理装置11与数据传输单元102无线通信连接，用于接收所述噪声数据以及所述设备信息，并根据所述噪声数据以及所述设备信息判断噪声采集装置10对应的农用机械是否处于正常工作状态，并通过数据传输单元102向警示单元103发送相应的命令，以使得警示单元103进行相应的警示；噪声处理装置11还用于根据所述噪声数据绘制噪声曲线，并在网页上进行显示。

具体地，在噪声检测位置处设置噪声采集装置10，具体可以将噪声采集装置10设置在农用机械的机身上或设置在农用机械工作的环境中，用于采集农用机械工作时产生的噪声。其中噪声采集装置的数量可以根据需要进行设置，本实用新型实施例不作具体限定。噪声采集装置10包括数据采集单元101、数据传输单元102和警示单元103，数据采集单元101用来采集农用机械工作时产生的噪声，数据采集单元101可以是噪声传感器或其他能够采集到噪声的装置。数据传输单元102用于和噪声处理装置11进行数据通信，将噪声采集装置10采集到的噪声数据转化为数字信号和噪声采集装置10的设备信息一并发送至噪声处理装置11。其中噪声处理装置11可以是单片机或者是处理器，或其他可以进行数据处理的装置，本实用新型实施例不作具体限定。

噪声处理装置11接收噪声数据以及噪声采集装置10的设备信息，并根据接收到的噪声数据以及噪声采集装置10的设备信息，判断噪声采集装置10所采集的噪声数据对应的农用机械是否处于正常工作状态。若判断获知该农用机械的噪声数据超过其正常工作的噪声上限值，则确定该农用机械处于非正常工作状态，则噪声处理装置11通过数据传输单元102向警示单元103发送警示命令，警示单元103接收到该命令后，进行相应的警示，以提示驾驶员或工作人员进行检修。此外，噪声处理装置11还将接收的噪声数据进行存储，绘制成噪声曲线，并在网页上进行显示，以供监控人员能够对农用机械工作时产生的噪声进行运程监测和查询。此外，一般情况农用机械的使用场合比较固定，如农用机械A会固定在果园B中使用，因此可以在噪声处理装置中预先存储各噪声采集装置对应的农用机械位置信息，在网页上显示噪声曲线时，可以将其对应的噪声采集装置的位置信息一并显示，以便监控人员对应农用机械产生的噪声的位置进行监控。当农用机械更换使用位置时，则可以在噪声处理装置中更新其位置信息。

其中警示单元103可以是警示灯或警铃，还可以根据噪声的大小将噪声警示分为不同等级，不同等级的噪声对应不同的警示如：警示灯亮起不同的颜色或警铃响起不同的声音，或低等级的噪声警示灯亮起，高等级的噪声警铃响起。

此外本实用新型实施例中的数据采集单元101和数据传输单元102分开设置，数据采集单元101和数据传输单元102之间可以通过有线或无线连接，本实用新型实施例不作具体限定。这样数据采集单元101和数据传输单元102分开设置成单独的模块，可以减小数据采集单元的体积，并可以单独携带和维修。即噪声采集装置10实际上分为两个部分，可以将警示单元103和数据采集单元101或数据传输单元102集成在一起。

本实用新型实施例提供的农用机械噪声监测系统，通过噪声采集装置采集农用机械工作时产生的噪声数据，并通过噪声处理装置对采集的噪声数据进行处理，以判断所监测的农用机械是否处于正常工作状态，进一步进行相应的警示，并绘制出被监测农用机械工作时产生的噪声曲线，以实现对农用机械产生的噪声进行远程监测和系统化管理。

在上述实施例的基础上，所述噪声处理装置包括农用机械噪声监测标准数据库。

具体地，在噪声处理装置中包括农用机械噪声监测标准数据库，数据库中存储有目前主流的农用机械的参数信息以及该农用机械的噪声监测标准，并在噪声处理装置中预先存储各噪声采集装置与所监测的农用机械的对应关系。当噪声处理装置接收到噪声采集装置发送的噪声采集装置的设备信息后，可以根据该设备信息查询到所监测的农用机械的参数信息，其中参数信息中包括该农用机械正常作业时的对应噪声大小即该农用机械噪声监测标准。例如：可以为每一个噪声采集装置进行编号，并预先在噪声处理装置中存储噪声采集装置的编号与所采集噪声的农用机械的对应关系，当噪声采集装置将其编号发送噪声处理装置后，噪声处理装置即可根据预存储的对应关系获取到所监测的农用机械的参数信息以及对应的噪声监测标准。噪声处理装置根据噪声采集装置采集到的噪声数据和预存储的农用机械的噪声监测标准，判断采集到的噪声数据是否大于或等于农用机械正常工作时的噪声上限值，若大于或等于，则确定该农用机械处于非正常工作状态，并通过警示单元进行对应的警示。

本实用新型实施例提供的农用机械噪声监测系统，通过噪声采集装置采集农用机械工作时产生的噪声数据，在噪声处理装置中设置农用机械噪声监测标准数据库，存储各农用机械的基本参数以及其噪声监测标准，并预先存储噪声采集装置与农用机械的对应关系。根据噪声采集装置的设备信息即可获取对应的农用机械的噪声监测标准，进一步判断所采集的噪声数据是否在该农用机械正常工作时产生的噪声范围内，实现对农用机械工作时产生的噪声的合理监测。

在上述实施例的基础上，所述噪声采集装置还包括GPS定位单元，所述GPS定位单元与所述数据传输单元连接。

具体地，在噪声采集装置中设置GPS定位单元，GPS定位单元与数据传输单元连接，用于采集噪声采集装置的GPS坐标，并通过数据传输单元发送至噪声处理装置。噪声处理装置中预先存储噪声监测地图，当噪声处理装置接收到GPS定位单元发送的GPS坐标后，将对应的噪声数据存储到噪声监测地图中该GPS坐标对应的位置处，例如可以将噪声曲线存储到地图中对应的GPS坐标处，以便用户直接在噪声监测地图查询各监测点的噪声数据。还可以将处于非正常工作状态的农用机械的噪声数据，在地图中进行特殊标记，以提示监测人员及时进行处理。此外，噪声处理装置在根据噪声采集装置采集到的噪声数据绘制噪声曲线时，还可以根据获取到GPS信息，绘制出噪声采集装置对应的农用机械移动轨迹，轨迹上的点储存相应GPS坐标点的噪声曲线。

例如：根据噪声监测地区绘制噪声监测地图，当接收到噪声采集装置发送的噪声数据以及对应的GPS坐标后，在噪声监测地图对应的位置处将噪声数据存储，当用户点击该GPS坐标对应的位置时，可以显示出该位置处的噪声数据，即显示该位置处的噪声曲线，以便用户直观的查询到噪声监测区域的噪声数据，进一步对各噪声监测区域进行管理。

本实用新型实施例提供的农用机械噪声监测系统，通过设置GPS定位单元采集噪声采集装置对应的GPS坐标，并根据该GPS坐标在预先存储的噪声监测地图中对应的位置处标记出该位置的噪声数据，以便查询，实现了农用机械噪声监测的远程监测和系统化管理。

在上述实施例的基础上，所述噪声采集装置包括头戴式噪声采集装置和支架式噪声采集装置。

具体地，本实用新型实施例中的噪声监测包括耳旁噪声监测和环境噪声监测，耳旁噪声指人耳直接听到的噪声，环境噪声指农用机械工作环境中的噪声。相应的噪声采集装置包括头戴式噪声采集装置和支架式噪声采集装置。其中头戴式噪声采集装置可以戴在农用机械的驾驶员或相关的工作人员的头上，以便采集耳旁噪声，支架式噪声采集装置可以设置在农用机械工作区域内，具体位置可以根据农用机械的工作路径进行设置，以便采集环境噪声。

本实用新型实施例提供的农用机械噪声监测系统，通过设置不同的噪声采集装置，不仅能采集农用机械的环境噪声，还可以采集耳旁噪声，使得采集的噪声数据更加合理，进一步提高农用机械噪声监测的准确性。

在上述实施例的基础上，所述数据传输单元包括数据传输芯片、天线和电池。

具体地，本实用新型实施例中将数据传输单元设置成单独的模块，减小了数据采集单元的体积，增加了数据采集单元的便携性。其中数据传输单元包括数据传输芯片、天线、12V充电电池以及一块电源转接板组成，数据传输芯片为无线传输芯片。

图2为本实用新型实施例中数据传输单元的面板结构示意图，如图2所示，本实用新型实施例提供的数据传输单元的面板分为左右两个部分，其中左面板上包括SIM卡槽21、网络信号强度指示灯22、电源指示灯23、网络信号指示灯24、卡槽开关25和RS232接口26；右面板上包括：数据传输天线接口27和充电接口28。可以看出本实用新型实施例中无线传输单元采用无线网络进行数据通信，方便将数据传输到远程的噪声处理装置。需要说明的是，图2只是数据传输单元的面板结构示意图，并不代表面板上的各个单元的实际位置。实际应用时，数据传输芯片可以是GPRS数据传输芯片，数据传输单元可以通过GPRS网络进行数据的传输，以保证数据传输的稳定性以及数据传输的范围。

在上述实施例的基础上，所述噪声采集单元为精密声级计。

具体地，本实用新型实施例中的噪声采集单元为精密声级计，具体采用Φ12.7mm(1/2″)电容传声器，灵敏度达30mV/Pa，可测频率范围为10Hz～20000Hz，仪器精度符合IEC61672-1级标准，可达±0.7db，具有A计权或C计权两种数据发送，可以通过RS232接口向外输出数字信号。

本实用新型实施例提供的农用机械噪声监测系统，利用精密声级计采集农用机械的噪声数据可以提高噪声数据采集的准确性，为后续数据处理工作提供保证，进一步提高了农用机械噪声监测的准确性。并通过GPSR网络进行数据远程传输，利用WEB技术实现采集数据的远程共享。在声级计方面采用了国家1级标准的声级计，保证了噪声数据的准确性；采用YJ400无线传输模块，保证无线传输的安全性与可靠性。

图3为本实用新型实施例中农用机械噪声监测系统的整体结构框架图，图4为本实用新型实施例中又一农用机械噪声监测系统的结构示意图，如图3和图4所示，本实用新型实施例中的农用机械噪声监测系统，采用精密声级计中的噪声传感器可以采集农用机械工作时的噪声数据，通过RS232串口有线发送到网络发送器即数据传输单元，网络发送器中设置有GPS定位单元、无线通讯模块和电池，GPS定位单元设置在网络发送器里，通过有线连接串口与无线通讯模块连接，其中无线通讯模块即为无线传输芯片。需要说明的是，图3和图4中的网络发送器即为上述实施例中描述的数据传输单元，服务器即为上述实施例中描述的噪声处理装置，可以看出本发明实施例中数据传输单元和噪声处理装置通过GPRS网络进行无线通信。此外在支架式噪声采集装置的网络发送器底部设计了吸铁石与配备三角支架，能够便于网络发送器的安装与固定，适应多种检测环境。网络发送器中设置无线接收模块，无线接收模块利用GPRS网络与网络发送器的无线通讯模块无线通信连接，将噪声数据和GPS数据发送到服务器即噪声处理装置，噪声处理装置对接收到的数据进行处理和存储。服务器中还设有数据库，可以查询到农用机械的噪声监测标准，进一步判断出被监测的农用机械是否处于正常工作状态，以实现对农用机械的噪声监测和管理。还可以将采集到的噪声数据绘制出噪声曲线，并通过网页进行显示，便于用户能够远程监测农用机械工作噪声。此外可以对农用机械工作噪声的历史信息进行查询，还可以将噪声数据对应的标记在噪声监测地图中，以便用户可以通过地图直观地查询各个噪声监测地区的噪声数据，提升用户体验。

图5为本实用新型实施例中农用机械噪声监测曲线网页示意图，如图5所示，本实用新型实施例将声级计采集到的噪声数据绘制成噪声曲线，显示在网页上，图中曲线的纵坐标为噪声大小，横坐标为时间，可以看到所监测的农用机械随时间变化的噪声数据，使得噪声数据监测更加直观。图6为本实用新型实施例中农用机械噪声监测的历史记录网页示意图，如图6所示，本实用新型实施例提供的噪声监测系统，将采集到的噪声数据根据数据采集时间进行存储，用户可以在噪声监测系统的网页平台中查询到所监测的农用机械各个时间段的噪声数据。图7为本实用新型实施例中农用机械噪声监测地图网页示意图，如图7所示，可以在噪声监测系统的网页平台中查询到噪声监测的地图轨迹，用户点击地图轨迹中的具体监测点，即可查询到该监测点的噪声数据记录。

本实用新型实施例提供的农用机械噪声监测系统，结构简单，操作方便，并且声级计可以实时采集噪声数据并发送至噪声处理装置，由噪声处理装置进行处理、存储和显示，不需要人工操作，提高了噪声数据采集的实时性和准确性，减少了人工劳动量，用户可以直接在网页平台进行噪声的监测、历史数据查询等，实现了农用机械噪声监测的远程监测、数据共享和系统化管理。

图8为本实用新型实施例中农用机械噪声监测方法流程示意图，如图8所示，本实用新型实施例提供的农用机械噪声监测方法包括：

S1、采集数据，通过噪声采集装置采集待检测位置处的噪声数据，并通过数据传输单元将所述噪声采集装置的设备信息和所述噪声数据发送至噪声处理装置；

具体地，将噪声采集装置设置在合适的位置处后，如将头戴式噪声采集装置戴在驾驶员的头上，将支架式噪声采集装置设置在农用机械的作业范围内，噪声采集装置即可采集到农用机械工作时产生的噪声数据。数据传输单元将采集到的噪声数据以及噪声采集装置的设备信息发送至噪声处理装置。

S2、数据处理，噪声处理装置根据所述噪声数据以及所述设备信息，判断所述噪声采集装置对应的农用机械是否处于正常工作状态，若判断获知所述农用机械处于非正常工作状态，则通过警示单元进行警示；

具体地，噪声处理装置接收到噪声采集装置发送的设备信息和采集的噪声数据后，根据接收到的设备信息和噪声数据判断噪声采集装置所采集的噪声数据对应的农用机械是否处于正常工作状态。若判断获知该农用机械处于非正常工作状态，则通过警示单元进行警示，提示驾驶员或相关的工作人员进行检修。具体的警示方式，同上述实施例一致，此处不再赘述。

S3、数据监测，噪声处理装置对接收到的噪声数据进行存储，并根据所述噪声数据绘制噪声曲线，在网页中进行显示。

具体地，噪声处理装置接收到噪声数据后，将接收到的噪声数据进行存储，并绘制成噪声曲线显示在网页中，以供监测人员查询并监测。

本实用新型实施例提供的农用机械噪声监测方法，通过噪声采集装置采集农用机械工作时产生的噪声数据，并通过噪声处理装置对采集的噪声数据进行处理，以判断所监测的农用机械是否处于正常工作状态，进一步进行相应的警示，并绘制出被监测农用机械的工作噪声曲线，以实现对农用机械噪声进行远程监测和系统化管理。

在上述实施例的基础上，所述方法还包括：所述噪声采集装置还用于采集GPS数据，相应地，所述噪声处理装置根据所述GPS数据将所述噪声数据标记在噪声监测地图的对应位置处。

具体地，噪声采集装置中还设置有GPS定位单元，用于采集噪声采集装置的GPS坐标，将采集到的坐标以及对应的噪声数据同时发送至噪声处理装置。噪声处理装置在噪声监测地图中该GPS坐标对应的位置处标记对应的噪声数据，以便用户直接在噪声监测地图查询个监测点的噪声数据。

本实用新型实施例提供的农用机械噪声监测方法，通过设置GPS定位单元采集噪声采集装置对应的GPS坐标，并根据该GPS坐标在预先存储的噪声监测地图中对应的位置处标记出该位置的噪声数据，以便查询，实现了农用机械噪声监测的远程监测和系统化管理。

在上述实施例的基础上，所述根据所述噪声数据以及所述设备信息，判断所述农用机械是否处于正常工作状态包括：

所述噪声处理装置预先存储各农用机械的噪声监测标准以及噪声采集装置与所述农用机械的对应关系；

接收到所述设备信息和所述噪声数据后，根据存储的所述噪声采集装置与所述农用机械的对应关系获取到所述农用机械的噪声监测标准；

若根据所述噪声监测标准以及所述噪声数据判断获知所述噪声数据大于或等于所述农用机械正常工作的噪声上限值，则确定所述农用机械处于非正常工作状态。

具体地，在噪声处理装置中设置有数据库，用于存储各种农用机械对应的噪声监测标准以及噪声采集装置与各农用机械的对应关系。当噪声处理装置接收到噪声采集装置发送的噪声数据和设备信息时，可以通过数据库获取到噪声采集装置所对应的农用机械的噪声监测标准即该农用机械的参数信息以及其正常作业时的噪声。根据采集到的噪声数据和数据库中存储的噪声监测标准，判断采集到的噪声数据是否大于或等于该农用机械正常工作的噪声上限值。若判断采集到的噪声数据大于或等于存储的农用机械正常工作时的噪声上限值，则确定该农用机械处于非正常工作状态，噪声处理装置即可通过数据传输模块向警示单元发送警示命令，警示单元根据接收到的命令进行警示，提示驾驶员或相关的工作人员进行检修。

本实用新型实施例提供的农用机械噪声监测系统及方法，通过噪声采集装置采集农用机械工作时产生的噪声数据，并通过无线网络将采集到的数据发送至噪声处理装置，噪声处理装置对接收到的数据进行处理，并在网页上显示所监测到的噪声数据曲线、地图轨迹以及保存的历史记录，便于用户远程监测和查询，实现了农用机械噪声监测的远程监测和系统化管理。

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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，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。