[发明专利]自走式喷杆喷雾机车载信息系统及作业质量可视化方法

说明书

技术领域

本发明涉及植保机械信息采集领域，具体为一种适用于自走式喷杆喷雾机的田间作业信息采集系统。

背景技术

随着“节约资源”、“保护生态环境”等口号的提出，防治植物病虫从全面单一均匀施药往定向选择性施药的方向发展，这意味着植保机械需要向着自动化、智能化和现代化的方向发展。目前，对于自走式喷杆喷雾机的研究主要集中在喷杆悬架的设计和变量喷雾方面，而对作业环境和作业机具的作业状态、作业面积关注比较少，尤其缺乏作业质量的评价依据。因此，为自走式喷杆喷雾机提供作业质量评估依据为当前急需解决的问题。

发明内容

本发明针对以上问题，提出一种适用于自走式喷杆喷雾机的车载信息系统，能够实时地监控环境信息、作业机具信息和喷雾系统信息，提供给作业人员作为参考，并且通过作业质量可视化方法将作业情况可视化显示，实现作业信息可视化，为作业质量评价提供依据，从而为作业方案改进提供参考，具有较好的推广应用价值。

本发明所采用的具体方案如下：

自走式喷杆喷雾机车载信息系统，安装在自走式喷杆喷雾机上，包括控制盒，控制盒一面装有电容触摸液晶显示屏，控制盒的左上角连接有一根天线，控制盒背面有一个电池槽，控制盒侧边有一个SD卡槽，其中，控制盒内部装有核心处理器；核心处理器与环境信息采集模块相连；核心处理器与作业机具信息采集模块相连；核心处理器与喷雾系统信息采集模块相连；核心处理器与数据存储模块相连；核心处理器与GPS定位模块相连；核心处理器与显示模块相连；控制盒内还装有供电模块。

所述核心处理器通过IIC总线分别与环境信息采集模块、作业机具信息采集模块和喷雾系统信息采集模块相连。

所述供电模块包括一块太阳能板、一块9V充电锂电池、电源稳压模块、A/D转换模块和MCU1，其中，太阳能板、充电锂电池分别与A/D转换模块、电源稳压模块相连；A/D转换模块与MCU1相连；太阳能板电压信号经A/D转换模块转换成数字信号传送给MCU1，当太阳能板提供的电压值稳定在设定区间内时，MCU1选择太阳能板供电，否则选择电池供电；所述电源稳压模块将电源电压稳定在设定值，供给系统。

所述数据存储模块包括SD卡和SD卡读写模块，其中，所述SD卡读写模块与核心处理器相连；SD卡与SD卡读写模块相连；存储信息采集模块采集的作业环境数据、作业机具数据、喷雾系统数据和作业机具位置数据。

所述作业环境信息采集模块包括温度传感器、温度信号处理模块、湿度传感器、湿度信号处理模块和MCU2，其中，温度传感器与温度信号处理模块相连，温度信号处理模块与MCU2相连；湿度传感器与湿度信号处理模块相连；湿度信号处理模块与MCU2相连；所述温度传感器和所述湿度传感器分别采集温度信息和湿度信息，经信号处理模块处理后，通过MCU2发送到IIC总线上，由核心处理器接收。

所述作业机具信息采集模块包括霍尔速度传感器、速度信号处理模块和MCU3，其中，霍尔速度传感器与速度信号处理模块相连；速度信号处理模块与MCU3相连；所述霍尔速度传感器采集速度信号，经所述速度信号处理模块处理后，通过MCU3发送到IIC总线上，由核心处理器接收。

所述喷雾系统信息采集模块包括喷头压力采集模块、喷杆高度检测模块、药箱液位检测模块和MCU4。

所述喷头压力采集模块包括压力传感器和压力信号处理模块；所述喷杆高度检测模块包括超声波传感器和超声波信号处理模块；所述药箱液位检测模块包括药箱液位传感器和液位信号处理模块；其中，压力传感器与压力信号处理模块相连；压力信号处理模块与MCU4相连；超声波传感器与超声波信号处理模块相连；超声波信号处理模块与MCU4相连；液位传感器与液位信号处理模块相连；液位信号处理模块与MCU4相连；所述压力传感器、所述超声波传感器和所述液位传感器分别采集压力信息、超声波信息和液位信息，经所述信号处理模块处理后，通过MCU4发送到IIC上，由核心处理器接收。

所述GPS定位模块包括GPS定位芯片、GPS信号处理模块、射频信号接收器和接收天线，其中，GPS定位芯片与GPS信号处理模块相连；GPS信号处理模块与核心处理器相连；且GPS芯片的输入端连接有射频信号接收器；射频信号接收器上还安装有接收天线；实时定位作业机具的作业位置。

上述的自走式喷杆喷雾机作业信息采集系统及作业区域可视化方法，其特征在于具体步骤如下：

(1)工作人员通过手持GPS设备测定作业地块边界关键点，并且预先测量喷杆长度和喷头喷幅，输入到所述自走式喷杆喷雾机车载信息系统；