[发明专利]一种肥箱余量监测系统与监测方法

说明书

本发明涉及一种肥箱余量监测系统与监测方法，其包括施肥机，施肥机包括肥箱、排肥机构以及驾驶室，电控系统和主控设备；电控系统包括：激光测距传感器阵列，用于对肥箱内化肥距离肥箱顶部内侧的距离信息进行实时监测并发送到控制器；开度检测传感器，用于对排肥机构中排肥轴的开度进行检测并发送到控制器；转速检测传感器，用于对排肥机构中排肥轴的转速进行检测并发送到控制器；控制器用于对接收到的所有信息进行处理并发送到主控设备；5V供电电源，用于为各传感器和控制器供电；主控设备用于进行肥箱余量计算、施肥时长预测以及排空预警。本发明可以广泛应用于肥箱余量监测领域。

技术领域

本发明涉及智能农机领域、无人施肥机领域、颗粒化肥储运设备领域，特别涉及一种肥箱余量监测系统与监测方法。

背景技术

化肥的使用对提高农业生产的产量具有重大贡献。目前，中国化肥的使用逐年增长，25年间增长了一倍。虽然化肥的施用量大，但是化肥的利用率却不到40％，未被使用的化肥通过生态循环进入土壤、水体和大气，对环境造成污染的同时也导致了经济损失。

变量施肥技术可以减少化肥的施用量，降低化肥对环境的影响。而施肥质量是影响农作物产量的重要因素之一。对于施肥质量的监测是目前施肥机研究的主要方向之一。在变量施肥过程中，由于化肥箱中存储的化肥余量不足且没有及时补充，或者化肥流动性差难以流动至排肥口，导致施肥量远低于目标施肥量，进而造成农作物减产。为了防止由于化肥箱中存储的化肥余量不足以及没有及时补充，或者化肥流动性差难以流动至排肥口而导致施肥质量难以保证，较为常用的是人工监测的方法。然而，人工监测方法往往并不精准，且需要耗费大量的人力物力，导致施肥成本上升。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种肥箱余量监测系统与监测方法，用于对化肥箱中化肥余量进行有效监测，可以解决由于化肥箱中化肥余量不足导致的农作物减产问题。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

本发明的第一个方面，是提供一种肥箱余量监测系统，其包括施肥机，所述施肥机包括肥箱、排肥机构以及驾驶室，所述排肥机构设置在所述肥箱侧壁的出肥口处；其还包括：电控系统和主控设备；所述电控系统包括激光测距传感器阵列、开度检测传感器、转速检测传感器、5V供电电源以及控制器；所述激光测距传感器阵列设置在肥箱顶部内侧，用于对肥箱内化肥距离肥箱顶部内侧的距离信息进行实时监测并发送到所述控制器；所述开度检测传感器设置在所述排肥机构中，用于对所述排肥机构中排肥轴的开度进行检测，并发送到所述控制器；所述转速检测传感器设置在所述排肥机构中，用于对所述排肥机构中排肥轴的转速进行检测并发送到所述控制器；所述控制器和5V供电电源均设置在所述肥箱侧边上，且所述控制器用于对接收到的所有信息进行处理并发送到所述主控设备，所述5V供电电源用于为各传感器和控制器供电；所述主控设备设置在驾驶室中，用于根据接收到的信息对肥箱余量进行监测，并根据肥箱余量以及施肥速率对施肥时长进行预测以及排空预警。

进一步地，所述激光测距传感器阵列包括若干激光测距传感器，且各所述激光测距传感器通过设置在所述肥箱顶部内侧同一水平面上的若干固定导轨设置在所述肥箱顶部，构成传感器平面点阵。

进一步地，所述控制器包括第一～第四子控制器，各所述第一～第四子控制器分别与所述激光测距传感器阵列中每一列中的激光测距传感器相连，用于接收各列中激光测距传感器采集的距离信息，经内置的A/D转换模块进行模数转换后，计算得到实时的距离信息；所述第二子控制器用于接收开度检测传感器采集的位移量变化信息，经内置的A/D转换模块进行模数转换后，得到实时的位移信息；所述第三子控制器用于接收转速传感器采集的转速信息，经内置的A/D转换模块进行模数转换后，得到实时的速度值。

进一步地，所述第一～第四子控制器均采用Arduino控制器。