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农田作业智能管理器应用分析

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牛青

随着农村劳动力向城市转移，农业机械在农业生产的各个领域被广泛应用，农业生产对农机的依赖性越来越强，农民对农业机械田间作业的质量要求也越来越高。近几年来，国家为提高粮食作物单产，提高农民种粮的积极性，鼓励农民使用先进的农机具、先进的耕作技术，并对使用者给予一定的作业补贴。如何对机具作业质量和政府补贴的农业项目进行有效的监督和管理，是摆在农户和农机管理部门面前的一个全新挑战。

针对农业机械的田间作业，虽然制定有《农业机械田间作业技术标准》《农业机械操作规程》等要求和规范，并对农机手进行了各种培训，但是一到“三夏”、“三秋”大忙季节，大量农机具进入田间作业，督导、管理人员不可能面面俱到，农机手能不能按田间作业技术标准操作，完全由机手自身素质决定。去年“三秋”时节，商丘市睢阳区农机局为落实深松作业补贴面积，采取全体管理人员下乡入村，每人跟踪两台深松机进行监督、核实面积、发放补贴的办法。消耗了大量人力物力，取得的效果也不尽如人意。随着农业的发展，投入到农业生产中的农机数量会越来越大，完全靠管理人员田间作业监督管理是远远不够的，也是不可能的。因此，急需为田间作业的农机具安装一种智能电子控制设备，对作业机械的作业质量、数量等情况给予如实记录，并实施有效控制以便监管。

由商丘市农机推广站和明胜电子有限公司联合研制的农田作业智能管理器能够有效的解决这些问题。该管理器能够对农机作业期间的作业质量、作业数量及作业安全的综合数据实现计算机智能管理和电子监测控制。利用微型处理器，在满足深松深度、旋耕深度或犁地深度等作业前提下，将作业的有关数据如机手姓名、身份证号、作业动力车等参数进行处理，通过专用U盘进行记录，并能实时显示、查询作业亩数和工作状态。管理器对于不符合标准的作业（如耕深、割茬高度等不符合要求）情况，能通过内置计算机进行控制，将无效作业量不计入作业总量。

整套设备由功能控制和数据管理两个独立系统构成。功能控制系统由一个微型处理器系统、电源转换模块、掉电记忆模块、显示模块、深度限定监测模块、距离测定模块、功能设置按键模块、状态指示模块、专用U盘接口等组成，安装在作业机械上用于各种作业数据的检测和数据提取、保存；数据管理系统由专用U盘数据读写器、数据管理软件及计算机构成，供业务管理部门使用。智能管理器原理如图1所示。

农机具作业过程中，微型处理器实时监测电源、深度、工作距离及功能按键开关的设置状态，并对采集到的数据进行处理，实时通过数码管和指示灯组成的状态指示模块同步显示系统状态情况；电源转换模块是将作业机器的各种电源转换为控制器所需的稳定电源，为整个控制系统供电；距离测定模块对符合作业深度的作业距离进行计数，传给微处理器，深度监测模块实时检测作业是否达到预设深度，并将结果送给微处理器；掉电记忆模块的功能是保证一旦监测到掉电的情况，控制器能够及时、准确的将当前工作的信息保存到U盘中，确保作业数据不因系统意外断电或操作机手不执行存储操作而关闭机器的误操作造成的数据丢失，保证数据安全。

以深松作业为例，智能管理器通过两个限深定位传感器与深松机相连接，通过另外两个传感器（作业深度定位传感器和动力车测速传感器）与动力车相连，作业深度定位传感器用于控制机手对于动力车悬架下落的高度控制，以保证机具入土深度。开机时管理器首先会进行系统自检，并通过数码管显示机具的一些基本信息，显示的次序为：使用者身份信息、作业幅宽、作业动力图1智能管理器原理图车测速轮外径、已完成作业的次数、已完成作业的总亩数。自检后，当“工作/查询”功能处于“查询”状态时，可通过“+”、“-”按钮查看从第一次到最后一次作业的总次数及本次作业亩数。当“工作/查询”功能处于“工作”状态时，管理器的深度监测模块会检测三个定位传感器的信号数据，如果有一个或多个信号数据不能达到要求时，欠深指示灯亮，且发出报警提示音。只有当全部信号都符合要求时，即达到深松作业要求后，工作指示灯亮，就可以进行正常作业了，微型处理器会将作业次数和作业亩数进行汇总运算，储存到U盘中。智能管理器控制面板结构如图2所示。

图2智能管理器控制面板结构U盘采取专机专用，其内部的原始数据禁止任何单位和个人修改，具有数据更改授权的单位也仅能修改利用数据管理软件提取出的数据，原始数据的不可修改性，为今后上级管理部门对申报作业面积的真实性核查及作业用户的质疑核对提供证据。

每个作业季结束以后，需要使用安装了读卡软件的计算机对智能管理器记录U盘进行数据读取。计算机通过串行端口与读卡器相连，进行数据通信。为便于野外作业，读卡器使用USB电源，具有良好的实用性和通用性。读取数据时，U盘内详细数据（机手身份信息、作业动力车宽度、作业动力车轮外径、总的作业次数、总的作业总亩数、每次的作业亩数等