[發明專利]一種聯合收割機遠程測控機載設備及方法

有效

• 申請號: 201510244019.5
• 申請日: 2015-05-14
• 公開（公告）號: CN104904415B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 陳進;楊廣靜;寧小波;吳培
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: A01D41/127
• 分類號: A01D41/127
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于農業機械領域，尤其是涉及一種基于轉速差值模式識別的聯合收割機遠程測控機載設備。

背景技術

聯合收割機在田間作業時由于操作者經驗不足以及不能及時地與監控中心之間進行交流溝通，使得收割機在田間作業時會發生一些故障同時又不能及時處理，總體來說是由于智能化水平不高的原因。在網絡化智能化程度上，國外研究已經處于領先地步，國內在控制端方面的研究還不夠成熟，控制單元反應速度慢、數據傳輸速度慢以及數據傳輸接收的實時性是國內現在研究的弱勢。近年來，隨著國家對于農業機械發展和研究的重點扶持，國內多數高校對于聯合收割機自動控制的研究都有了一定的成果。在現有的研究成果中，關于聯合收割機前進速度的自動控制算法有模糊神經網絡控制算法、多目標遺傳優化控制算法、模型參考模糊自適應控制算法、灰色預測模糊控制算法等。然而，傳統的自動控制系統絕大多數都是采用單片機為控制器，不僅處理數據的速度較慢，而且不易于外部功能的擴展，對控制算法的實時性有很大的干擾。同時傳統的自動控制系統只能完成數據的監測和對聯合收割機的控制，不能與監控中心實時傳輸數據，因而監控中心很難了解到聯合收割機的運行狀態以及所處位置。

發明內容

針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種基于轉速差值模式識別的聯合收割機遠程測控機載設備，讓聯合收割機的操作人員實時了解聯合收割機的狀態信息、位置信息，并讓監控中心了解其具體位置；通過ARM開發板經過轉速差值模式識別智能控制算法對所得數據進行處理實現聯合收割機作業速度的智能化自動控制。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種基于轉速差值模式識別的聯合收割機遠程測控方法，包括如下步驟：

步驟A：利用傳感器模塊采集聯合收割機前進速度信號和脫粒滾筒的轉速信號；

步驟B：利用GPS定位模塊采集、處理聯合收割機地理位置信息；

步驟C：步驟A中所述采集到的前進速度信號和脫粒滾筒的轉速信號經調理電路傳送至ARM控制模塊；步驟B中所述聯合收割機地理位置信息經過串口傳送至ARM控制模塊；

步驟D：所述ARM控制模塊基于轉速差值模式識別智能控制算法對步驟C中脫粒滾筒的轉速信號分析、處理并傳送至觸摸屏，所述ARM控制模塊基于濾波算法對步驟C中所述地理位置信息分析、處理并傳送至觸摸屏；

步驟E：所述ARM控制模塊發出指令至轉速調控裝置，所述轉速調控裝置中的步進電機驅動器控制步進電機的正反運轉，進而實現對聯合收割機前進速度的智能控制；所述觸摸屏上顯示有前進速度、脫粒滾筒的轉速、地理位置信息、故障報警狀態、脫粒滾筒的最大空載速度V₁信息；

步驟F：所述ARM控制模塊通過無線傳輸模塊與上位機之間數據傳輸。

進一步的，步驟D中所述轉速差值模式識別智能控制算法如下：

S1：提取脫粒滾筒的轉速值V作為被控對象；

S2：計算轉速值V與脫粒滾筒的最大空載速度V₁之間的轉速差值△V；

S3：將轉速差值△V與特征模式比對、識別，調用相應特征模式。

進一步的，步驟S3中所述特征模式為：

模式1：當△V≤0.1V₁時，步進電機快正轉；

模式2：當0.1V₁＜△V≤0.3V₁時，步進電機慢正轉；

模式3：當0.3V₁＜△V≤0.5V₁時，步進電機保持當前狀態；

模式4：當0.5V₁＜△V≤0.8V₁時，步進電機慢反轉；

模式5：當0.8V₁＜△V≤V₁-V₀時，步進電機快反轉；

模式6：當V₁-V₀＜△V時，步進電機停止轉動，其中V₀為脫粒滾筒的額定最小轉速。

一種基于轉速差值模式識別的聯合收割機遠程測控設備，包括ARM控制模塊，與ARM控制模塊連接的電源模塊、傳感器模塊、GPS定位模塊、無線數據傳輸模塊、轉速調控裝置、觸摸屏，所述無線數據傳輸模塊連接上位機，所述電源模塊用于提供電源；

所述傳感器模塊包括霍爾轉速傳感器和齒輪傳感器，所述霍爾轉速傳感器用于采集聯合收割機前進速度信號，所述齒輪傳感器用于采集脫粒滾筒的轉速信號，并經調理電路傳遞給ARM控制模塊；