[發明專利]基于云網絡測控系統的農業機械可靠性試驗方法

有效

• 申請號: 201711039561.2
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN108363344B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 杜建剛;陳明傳;韓興昌;張波;陳光闊;王欽祥;高勝;張延杰
• 申請（專利權）人: 山東省農業機械科學研究院
• 主分類號: G05B19/048
• 分類號: G05B19/048;H04L67/12;H04L67/125;H04L67/025
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄧建國

1.一種基于云網絡測控系統的農業機械可靠性試驗方法，其特征在于：所述基于云網絡測控系統的農業機械可靠性試驗方法的測控系統主要由機具試驗終端、云網絡服務器、遠程測控中心三部分組成，機具試驗終端安裝在被試機具上，遠程測控中心包含固定式的控制中心、可聯接互聯網的移動終端，這兩部分通過公共云網絡鏈接在一起，實現數據的交互；該試驗方法安裝在機具試驗終端上的機具試驗終端PAC控制終端、網絡型車載音視頻處理終端、數據云網絡服務器、視頻云網絡服務器、控制中心數據處理終端、移動端App查詢控制上的專用軟件來實現；其中：機具試驗終端PAC控制系統主要用于采集被試機具的實時運行參數，包括油耗量采集器、PTO轉速采集器、GPS車速距離傳感器、CAN總線采集器、數據wifi模塊、人體感應模組，其中油耗量采集器用于計量被試機械的實時與累計油耗，用于判斷油耗量及平均負荷效率，PTO轉速傳感器用于采集被試機械的主要動力輸出部分的作業狀態及判斷發動機的轉速；GPS車速距離傳感器用于測量被試機具的作業速度、作業距離、作業面積、作業軌跡參數；CAN總線采集器用于采集發動機ECU單元及機具ECU單元的運行參數，包括轉速、油耗、各主要部分的溫度、油量、壓力、流量參數，網絡型音視頻處理系統用于采集被試機械的現場圖像與音頻信息，主要由網絡型車載音視頻處理終端、防水攝像機、視頻采集控制模塊、耐震存儲設備、北斗/GPS接收機、音視頻Wifi模塊組成，其中，網絡型車載音視頻處理終端為主控模塊，防水攝像機用于監測被試機械的發動機、農具、駕駛室位置的圖像信息；視頻采集控制模塊用于接收機具PAC控制終端的指令，控制網絡型車載音視頻處理終端按照試驗方法的要求執行監視、錄像、報警操作；耐震存儲設備用于現場存儲作業過程中的關鍵時間段的音視頻信息；北斗/GPS接收機用于測量位置、速度、運行軌跡參數，音視頻Wifi模塊用于網絡型車載音視頻處理終端與遠程控制中心及視頻云網絡服務器的數據通迅；測控系統的遠程測控中心由WEB網頁查詢控制、移動端App查詢控制、電腦客戶端查詢控制、控制中心數據處理系統及大屏幕顯示系統組成，其中，Web網頁查詢控制是基于網絡瀏覽器的控制系統，只要能聯接互聯網的設備通過網頁方式登錄即可實現對被試機械的監測與控制；移動端App查詢控制是用于手機、平板設備的控制方式；電腦客戶端查詢控制是用于PC端的查詢控制方式；控制中心數據處理是將各機具試驗終端采集的數據進行分析處理，按照試驗方法的要求，輸出標準實驗報告的系統，大屏幕顯示系統安裝于主控中心，實時顯示被控遠程機具試驗終端的實際作業圖像、運行數據、已完成工作量參數；測控系統的云網絡服務器包括互聯網接入設備、數據云網絡服務器、視頻云網絡服務器組成，其中互聯網接入設備實現各部分的數據鏈接，由固定網絡、Wifi網、3G、4G或專用網絡實現；遠程測控中心直接通過云網絡訪問控制機具試驗終端，或者通過互聯網接入設備訪問數據云網絡服務器、視頻云網絡服務器的數據；

所述機具試驗終端PAC對被試機具試驗狀態的判斷邏輯為：以發動機轉速和車速判斷停機或啟動或怠速；以車速和PTO轉速判斷運輸作業或田間作業的工作模式；對有效田間工作作業負荷系數的參考量的判斷邏輯為：以車速、PTO轉速和作業功率/PTO標定功率比值的55％判斷田間作業是否有效，或者以車速、PTO轉速和作業油耗/PTO標定功率油耗比值的55％判斷田間作業是否有效；對試驗機具故障的判斷及分類統計的判斷邏輯為：以停機、視頻信息和整機狀態的ECU數據判斷故障，并按照試驗方法標準規定的故障類型自動分類統計；

具體的判斷流程如下：

發動機空轉怠速時間：要求統計該工況的時間、油耗；設置臨界判定條件為：測得發動機油耗G_油耗≠0、行駛速度n_輪≠0；實現過程為：試驗機啟動，開啟試驗軟件程序，當達到該臨界條件時，試驗程序自動進入怠速空轉模式，同時開啟視頻監控，延時3min后持續詢問，直至人工選擇正常、故障或維護，否則仍按原模式運行；

空行作業時間：要求被試機具從駐地到地頭未進行田間作業時的行走時間，計入工作時間，統計時間、油耗、按5h空行時間折算1h工作時間；設置臨界判定條件為：測得發動機油耗G_油耗≠0、行駛速度n_輪≠0；實現過程為：當達到該臨界條件時，試驗程序自動進入空行作業模式；

負荷作業時間：要求田間作業開始至結束時間累計，記錄日期、田間作業類型、負荷系數、平均小時油耗、總油耗量、工作檔位、作業時間；程序中負荷系數隨時計算，其余項目進行作業班次統計，全部試驗結束后按照標準規定對各項進行統計；地頭轉彎時間，計入負荷作業時間，統計時間、油耗；設置臨界判定條件為：當測得發動機油耗G_油耗≠0、行駛速度n_輪≠0、負荷系數達到30%提醒；實現過程為：1、進入田間，空行模式下，當達到該臨界條件，且其中的負荷系數≥30%為大負荷系數提醒是否進入田間作業模式，人工選擇開啟田間作業模式；田間作業模式下，當達到該臨界條件，且其中的負荷系數＜30%為小負荷系數提醒，小負荷系數提醒選擇是否結束田間作業；2、進入田間作業時，自動開啟視頻監控，延時10min后關閉；

停機時間：要求統計停機時間；設置臨界判定條件為：測得發動機油耗G_油耗＝0、行駛速度n_輪＝0；實現過程為：當達到該臨界條件時，程序自動進入停機模式，并自動開啟視頻監控，視頻監控具備視頻識別功能，正常停機期間，每10min拍攝0.5min并保存，直至下次作業開始；

故障修復工作時間、維護保養時間：要求統計故障判定、修復、調試時間之和，記錄故障、時間，其中不包括人為或自然耽誤的時間；統計各級保養維護時間，其中不包括人為或自然耽誤的時間；設置臨界判定條件為：測得發動機油耗G_油耗＝0、行駛速度n_輪＝0；實現過程為：停機模式下，自動開啟視頻監控，如發生拖拉機振動、活動物體，視頻監控能自動識別捕捉拍攝，同時發出指令使試驗程序自動開啟故障修復模式或維護保養模式供選擇，模式選擇后，視頻監控保持不間斷拍攝故障判定、修復、調試過程或維護保養過程，直至故障修復程序結束；停機模式下，如發生試驗程序自動開啟故障修復模式或維護保養模式供選擇，而未選擇，則試驗程序自動按故障修復模式進行統計。