[发明专利]一种智能开沟作业质量监测系统

说明书

本发明涉及一种智能开沟作业质量监测装置，属农业机械领域。所述监控装置包括：传感器数据采集模块、数据处理转换模块和人机交互显示模块；其中传感器数据采集模块包括安装在所述开沟机的机臂下方并与地面平行的间接深度传感器和安装在传感器固定架上的超宽度传感器以及直接深度传感器。数据处理转换模块负责将传感器数据采集模块采集的数据进行处理,计算出开沟深度、宽度以及浮土厚度,并将处理整合后的数据通过数据传输模块发送给数据监测显示模块,由数据监测显示模块将接收到的数据进行实时的显示，从而达到实时监测开沟作业质量的目的。

技术领域

本发明涉及农业机械装置技术领域，具体设计一种智能开沟作业质量监测系统。

背景技术

开沟作业作为农业生产过程中关键环节之一，会直接影响农耕效率及后续农作物的生长效果，机械化开沟作业带来的巨大效益已得到共识和国家的大力推广。在开沟机开沟作业过程中，开沟深度和开沟宽度作为重要指标对开沟作业质量和开沟机性能的评估具有重要的意义。

目前对于开沟作业宽度和深度的测量重要是依靠简单机械或人工。人工测量是通过在开沟作业区域取若干个测量点，于原地表面与两沟壁交线之间放一个直尺，测量沟底中心点到直尺的距离作为测量点的开沟深度，然后在测量深度测量点的位置测量两沟壁上口与原地表面交线之间的横向距离。这种方法费时费力误差较大，受到人为主观因素的影响，并且无法实现对开沟作业质量的实时监控。

综上所述，提出一种智能开沟作业质量监测系统不仅能够加快开沟机装备的智能化，还能够对开沟机作业质量机型进行监测计算，提高作业质量，对实现智能化农业发展具有重要的意义。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是在于提出一种智能开沟作业质量监测系统，可实现对开沟作业深度、宽度、浮土厚度的实时监测；为解决以上技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

所述传感器数据采集模块包括安装间接深度传感器、直接深度传感器、宽度传感器和警示模块。所述间接深度传感器安装在开沟机机臂下方且平行于地面，用于间接采集开沟作业时深度；所述直接深度传感器和宽度传感器安装在开沟机导流罩后下方的传感器固定架上，用于直接监测当前开沟作业深度和开沟作业宽度。在工作过程中，通过单片机控制芯片判断传感器是否处于工作状态，判断传感器是否处于工作状态，若判断传感器长时间未处于工作状态，则警示模块进行报警，同时在数据监测显示模块上进行提示；所述模块将所测数据采集后发送给数据处理转换模块。

所述数据处理转换模块包括：信号转换模块、单片机控制芯片、数据存储模块、串口通信模块。所述信号转换模块将传感器数据采集模块传输来的数据进行处理转换，处理后数据发送给单片机控制芯片进行计算分析得出当前开沟深度、宽度以及浮土厚度，计算后的结果由串口通信模块传输给数据监测显示模块，处理后的数据存储在数据存储模块。

所述数据监测显示模块用于接收显示数据处理转换模块发送的数据，将接收到的数据进行显示。

所述间接深度传感器采用倾角传感器，用于监测开沟机臂当前角度。通过对倾角进行标定，获得深度-电压之间的线性关系，在工作过程中，开沟机臂的当前角度与起始角度进行对比，从而计算判断出当前开沟深度。

所述宽度传感器和直接深度传感器采用深圳市导向机电有限公司的KS103超声波传感器，包含实时温度补偿的距离探测，超声波传感器通过单片机的I²C总线与单片机进行通讯。

所述宽度传感器先监测机臂左右两侧的沟宽，加上传感器固定架宽度，结果为对当前开沟沟宽。

所述浮土厚度为同一测量点的间接开沟深度以及直接开沟深度之间的差值。

数据存储模块通过I²C总线与单片机进行连接，实现数据交换及存储，方便后续数据的查询。