[发明专利]基于作业路径的玉米产量实时测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于作业路径的玉米产量实时测量系统。具体涉及一种包括速度传感器、称重传感器和以ARM920T-S3C2410微处理器为核心开发的田间计算机组成的玉米收获机用产量实时测量装置。

背景技术

在精确农业技术体系中，实时获得产量数据是实施精确农业作业的关键技术之一。准确地收获与分析玉米产量在精确农业体系中既是当年作业的终点、又是下一年作业的起点。获得准确的产量数据及其分布图，通过对玉米产量差异进行分析，追溯分析产生差异的原因，可为来年（或下一季）的播种、灌溉、施肥等管理与决策工作提供有价值的参考依据。可以说，获取产量数据（测产）是精确农业作业的基础，也是实施精确农业作业的一个重要环节。

近年来，测产系统在国外已形成多种商品化的成果，这些测产系统主要应用于粒状谷物收获机械。例如：美国凯斯公司的“先进农业”系统，美国约翰·迪尔公司的“绿色之星”系统等。但是这些产品主要针对收获颗粒状农作物，如：小颗粒谷物、粒状玉米、大豆、水稻和草籽等。上述测产系统应用于玉米收获测产作业时，适合玉米籽粒在含水量≤20%的条件下进行。而我国农村由于农艺和气候条件的限制，在玉米籽粒含水量≥30% 的时候则开始收获，此时玉米含水量过高不适合收割作业的同时进行玉米脱粒。因此要实时获取玉米产量，只能在田间对收获的玉米果穗实施实时产量测量。同时，现有精确农业作业机械都是由装备在其上的GPS（或DGPS）为田间作业机械提供位置信息，获取产量图的方式是将产量信息与使用GPS（或DGPS）获得的位置信息结合生成产量分布图。由于在每台玉米收割机上装配GPD(或DGPS), 因此现有玉米收获机作业测产系统的先期投入大，获取产量数据的成本高。

此外，精确农业作业实施的第一步是将大田块划分成小田块,即进行网格划分，以一个作业网格（或操作单元）为单位进行数据采集、分析、管理。在欧美等国，由于规模经营，即农田规模较大，网格划分一般是与大地经纬度方向一致,且为正方形或矩形形状，对田块边缘处形成的零星地块则忽略不计。而在中国，我国现行的农村联产土地承包责任制度，农村农户承包的土地是按垄（作）划分，同时农艺作业中的播种、变量施肥、追肥及收获也均是按垄实施作业的。因此，以操作单元为单位获取产量信息不但可产生零星边界碎块, 且所形成的产量分布图与春季的播种、变量施肥、变量喷药作业方式不一致，不便于进行农田作业管理、分析与效益的评估。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种成本低的玉米收获机用产量实时测量系统。

为了达到上述目的，本发明提供了一种基于作业路径的玉米产量实时测量系统，该系统安装于玉米收获机上；该系统包括田间计算机、速度传感器、测产传感器、行程开关传感器和测产信息数据库；用来获取收获机作业速度的速度传感器安装在玉米收获机车轮上；用来获得玉米产量信息的测产传感器安装在玉米收获机的集粮箱底部；所述行程开关传感器安装在所述玉米收获机的割台上；所述速度传感器、测产传感器和行程开关传感器通过屏蔽导线与田间计算机相连；所述田间计算机内包括路径计算模块和产量成图模块；路径计算模块对所述玉米收获机所处位置进行实时定位并获取实时位置信息，产量成图模块绘制玉米产量分布图；获得的收获机作业速度、玉米产量信息、实时位置信息以及玉米产量分布图存储于测产信息数据库中。

对本发明的进一步改进在于：速度传感器包括接近电感式接近开关传感器和码盘，通过测量单位时间内车轮转数计算出收获机速度。

上述田间计算机采用ARM920T-S3C2410微处理器为核心。田间计算机还包括田间信息数据库，田间信息数据库内存储地块信息、车次信息、玉米含水率h和穗粒比k。

上述测产传感器采用称重式产量传感器，测得集粮箱内玉米果穗重量。

实时测量系统通过行程开关传感器监测割台状态，当割台升起时，割台高度高于行程开关传感器的临界值，则不启动路径计算模块；当割台放下，割台高度低于行程开关传感器的临界值，行程开关传感器向田间计算机发出逻辑指令，启动路径计算模块。

速度传感器实时采集玉米收获机车轮转动脉冲信号，并通过屏蔽导线将脉冲信号传递至田间计算机；所述路径计算模块根据田间计算机接收到的脉冲信号，并通过路径计算和定位推算实现玉米收获机具在田间的实时定位。

产量成图模块通过田间信息数据库内的玉米含水率、穗粒比，以及测产传感器测得的玉米果穗重量，计算玉米产量，并依据路径计算模块得到的作业路径实时绘制玉米产量分布图。