由盛昌 張希升 吳明清

摘 要：基于國內(nèi)外研究現(xiàn)狀出發(fā)明確智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成情況，為玉米聯(lián)合收獲機(jī)建立了一個(gè)系統(tǒng)化、智能化的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)工作部件的具體情況，便于實(shí)現(xiàn)有效控制，旨在提升智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，促進(jìn)基于觸摸屏的玉米聯(lián)合收獲機(jī)使用價(jià)值的發(fā)揮。

關(guān)鍵詞：觸摸屏;玉米聯(lián)合收獲機(jī);智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

在種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的大環(huán)境下，玉米種植在全國范圍內(nèi)所占比例明顯增大，對(duì)于玉米收獲機(jī)械的應(yīng)用需求也明顯增大。就我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平來看，智能化水平有待進(jìn)一步提升，與發(fā)達(dá)國家仍然存在一定差距。在此種情況下，深入研究基于觸摸屏的玉米聯(lián)合收獲機(jī)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具有一定現(xiàn)實(shí)意義。

一、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

美國AFS系統(tǒng)以信息技術(shù)為支持，協(xié)調(diào)配合各項(xiàng)系統(tǒng)，其中相關(guān)工作參數(shù)包括作物瞬時(shí)流量、收獲機(jī)行進(jìn)速度等，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行準(zhǔn)確獲取，智能系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性良好。Green Star 3系統(tǒng)在操作控制方面具有良好的智能性，通過觸摸控制，協(xié)調(diào)運(yùn)作操控臺(tái)、數(shù)字顯示器等，來保證操作控制的有效性，便于在發(fā)現(xiàn)問題的第一時(shí)間進(jìn)行診斷，以確保問題解決的實(shí)效性。

我國新型玉米聯(lián)合收獲機(jī)的智能化水平也明顯提升，功能也更為豐富，作業(yè)控制趨于智能化，能夠?qū)崿F(xiàn)故障診斷、產(chǎn)量監(jiān)測(cè)等，從而促進(jìn)聯(lián)合收獲機(jī)實(shí)際使用功能的有效發(fā)揮。聯(lián)合收獲機(jī)相關(guān)技術(shù)的研究逐步深入，比如關(guān)鍵部件技術(shù)以及工況監(jiān)測(cè)技術(shù)等，能夠促進(jìn)智能控制技術(shù)的合理化應(yīng)用，以自動(dòng)駕駛、在線測(cè)產(chǎn)等為代表，這對(duì)于我國聯(lián)合收獲機(jī)技術(shù)水平的提升是非常重要的。

二、系統(tǒng)總體構(gòu)成

1.主要工作部件監(jiān)測(cè)

智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包括作物流量與水分傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器等，在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)作過程中，必須要保證各部分協(xié)調(diào)配合，以確保整個(gè)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)處于安全可靠運(yùn)行狀態(tài)。

車載智能監(jiān)測(cè)終端、產(chǎn)量傳感器以及GPS定位系統(tǒng)等共同構(gòu)成了智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，必須對(duì)各項(xiàng)信息進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定，包括部件工況以及測(cè)量點(diǎn)坐標(biāo)位置等，以準(zhǔn)確獲得聯(lián)合收獲機(jī)的工作狀態(tài)及玉米產(chǎn)量。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，所應(yīng)用傳感器在玉米籽粒流量、含水率、行走速度等方面都有著具體體現(xiàn)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)流如圖1所示。

就多路傳感器來看，其以CAN總線網(wǎng)絡(luò)為支持，將信號(hào)傳輸至車載智能終端，以系統(tǒng)為支持，分析并處理多路傳感器信息，在對(duì)玉米質(zhì)量流以及含水率等進(jìn)行實(shí)時(shí)獲取的基礎(chǔ)上，依據(jù)車載智能終端來對(duì)此類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，進(jìn)一步對(duì)聯(lián)合收獲機(jī)的運(yùn)行軌跡圖和產(chǎn)量分布圖進(jìn)行繪制。

2.產(chǎn)量監(jiān)測(cè)

作物流量傳感器是產(chǎn)量監(jiān)測(cè)過程中所應(yīng)用主要設(shè)備，對(duì)累計(jì)產(chǎn)量進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算和換算，促進(jìn)單位面積產(chǎn)量生成。在該智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，對(duì)玉米籽粒聯(lián)合收獲機(jī)的應(yīng)用，必須要進(jìn)行科學(xué)選型，以AG Leader沖量式流量傳感器和含水率傳感器為支持，可確保高精度與良好準(zhǔn)確性，安裝難度小且便于校準(zhǔn)，收獲機(jī)正常運(yùn)行不會(huì)受到傳感器使用的影響。測(cè)產(chǎn)主要通過PF產(chǎn)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，通過沖量式流量傳感器來獲取玉米籽粒產(chǎn)量，產(chǎn)量值空間位置坐標(biāo)通過GPS接收機(jī)來實(shí)現(xiàn)，玉米產(chǎn)量分布圖則需要繪制產(chǎn)量圖。

3.視頻監(jiān)測(cè)

將全密閉駕駛室配置于玉米聯(lián)合收獲機(jī)中，室外工作環(huán)境需進(jìn)行停車判斷，包括糧倉狀態(tài)、周邊環(huán)境以及人員狀態(tài)等，因此可于智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中增加視頻監(jiān)測(cè)畫面，以便于操作人員正好的掌握并控制收獲機(jī)周邊具體情況，以降低人為疏忽事故的發(fā)生幾率。

4.監(jiān)測(cè)軟件設(shè)計(jì)

在玉米聯(lián)合收獲機(jī)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，基于CAN總線數(shù)據(jù)通信、工況數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理等模塊來優(yōu)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以C語言為支持，對(duì)軟件進(jìn)行編寫，通過模塊化設(shè)計(jì)來優(yōu)化軟件，保證機(jī)器代碼的生成質(zhì)量，改善其可讀性和移植性。在該智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，以C語言來對(duì)軟件進(jìn)行編寫。

三、系統(tǒng)調(diào)試與試驗(yàn)

于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，實(shí)際操作過程中，對(duì)工況信號(hào)進(jìn)行模擬，比如溫度信號(hào)、轉(zhuǎn)速信號(hào)等，基于智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)響應(yīng)，時(shí)效性較強(qiáng)，數(shù)值準(zhǔn)確度也比較高。在拋灑實(shí)驗(yàn)中，能夠通過裝置來模擬，進(jìn)而獲得實(shí)際拋灑沖擊力量。系統(tǒng)模擬調(diào)試完成后，在某實(shí)驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)來展開田間收割試驗(yàn)，便于對(duì)基于觸摸屏的玉米聯(lián)合收獲機(jī)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的綜合性能展開測(cè)試。

系統(tǒng)試驗(yàn)結(jié)果顯示，該聯(lián)合收獲機(jī)工況良好，智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行正常，檢測(cè)裝置具有良好的工作性，包括行走速度、升運(yùn)器轉(zhuǎn)速等，能夠滿足田間作業(yè)需求，精度可靠。在對(duì)智能監(jiān)測(cè)終端進(jìn)行操作的過程中，能夠全面把握征集作業(yè)實(shí)際情況，對(duì)于關(guān)鍵部件工作負(fù)荷及故障狀態(tài)進(jìn)行一個(gè)整體把握，以便及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，降低系統(tǒng)故障發(fā)生幾率，顯著提升田間作業(yè)效率，并且一定程度上改善了低溫冷車狀態(tài)下系統(tǒng)運(yùn)行問題，促進(jìn)機(jī)械使用功能的有效發(fā)揮。

四、結(jié)語

通過以上分析可知，基于觸摸屏的玉米聯(lián)合收獲機(jī)的設(shè)計(jì)，通過智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能的發(fā)揮，能夠?qū)ぷ鳡顟B(tài)參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，包括籽粒流量、行走速度、糧倉狀態(tài)等，更好的實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)，對(duì)于玉米聯(lián)合收獲機(jī)使用性能的優(yōu)化是非常重要的。

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