一种农机控制方法技术

本申请的农机控制系统基于物联网系统来丰富模糊控制器的模糊控制规则,包括下位农机系统、专用于数据传输的网络层、对联网农机进行定位的全球定位系统以及上位的对模糊控制规则进行处理的云处理中心；利用物联网系统对所有联网的下位农机所经历过的路况信息、生成的模糊控制规则进行汇总，并存储至物联网的云处理中心，用于扩展下位农机系统的模糊控制规则。

【技术实现步骤摘要】
一种农机控制方法
：本专利技术属于农机控制领域，尤其是一种基于模糊控制的农机控制方法。
技术介绍
：农业是国民经济的基础，也是各国在科技发展中着重要解决的问题。我国作为全球农业大国，农业用地占据世界的7%，但要解决占世界22%的人口的温饱问题，且伴随着我国经济的不断发展，耕地面积还在不断缩小，因此提高有限耕地的有效的利用率成为现代农业的发展趋势，尽最大可能利用不断减少的土地生产出更多的粮食。在这种大环境下，“精准农业”的概念被广泛的提出，精准农业也称精确农业，也称精细农作或计算机辅助农业，它从最早的如何尽量在不减少产量的情况下降低农业成本,避免由于过度施肥和农药造成污染,发展到现在，在技术层面上将现代化信息技术和农业技术、工程技术集成应用，以获取农田的高产、优质和高效的生产。尤其是在智能化农业装备的迅速发展的今天，农业生产对农机自动导航系统的需求也愈来愈强烈。农机车辆自动控制技术主要集成了农机定位和控制技术，定位技术是利用传感器准确获取农机当前车辆的位置或者相对于目标位置的相对位置，控制技术主要是利用算法获取农机至目标位置的路径，并通过执行机构完成指令。为了提高农机导航精确度和稳定性，许多研究人员对导航控制方法进行了大量的研究。经过多年的研究，农机控制系统已不仅仅是基于传统的PID控制，模糊控制方法作为一种更贴近运动学模型的控制方法成为众多研究农机导航专家的重要研究方向。模糊控制作为智能领域具有实际意义的一种控制方法，已经在工业控制领域自动化中解决了众多传统控制方法无法或难以解决的问题。但模糊控制方法的精度依赖于模糊规则，模糊规则设计的不好或者规则条数不足都得不到理想的控制效果，农机作业环境较差，尤其是农田的地面不可预见性高，轮胎与地面相互作用过程复杂，为模糊控制中专家规则的制定带来的巨大的麻烦。如何保证农机控制中模糊控制算法的专家控制规则有效性和丰富性，成为制约现有基于模糊控方法的农机控制的重要问题。物联网是指通过信息传感设备，按照约定的协议，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络，它是在互联网的基础上延伸和扩展的网络。本申请通过建设农机物联网系统来解决单个农机的模糊控制中模糊规则条数不足的问题。
技术实现思路
为了弥补单个农机或单个农场的农机控制器中模糊控制规则的不足,本专利技术提供一种基于物联网的农机控制方法及系统。本专利技术提供了一种农机控制方法,该控制方法基于物联网系统对下位农机的模糊控制器进行优化,该方法包括:物联网系统，所述物联网系统包括下位农机系统，专用于数据传输网络层，对联网农机进行定位的全球定位系统以及上位的对模糊控制规则进行处理的云处理中心，所述云处理中心包括工程师站，数据传输网络层基于无线传输模块进行数据上传和下载；利用物联网系统对所有联网的下位农机所经历过的路况信息、生成的模糊控制规则进行汇总，并存储至物联网的云处理中心，用于扩展下位农机系统的模糊控制规则；下位农机系统包括，农机自导航模块、用于数据上传和下载的无线传输模块以及农机轮可视化监控系统；所述农机自导航系统内置有模糊控制器；农机轮可视化监控系统包括基于传感器的可视化扫描仪，通过可视化扫描仪对农机轮前方路径进行提前观察，并通过成像系统进行成像，农机轮可视化预判系统对成像路况的参数进行分析，并将分析结果上传至下位农机的模糊控制器中，通过模糊控制器对农机轮进行提前调整，当农机自导航系统内的模糊控制器没有相应模糊控制规则时或相应控制规则无效时，通过无线传输模块将路况参数上传至物联网的云处理中心进行比对，当该路况参数在云处理中心中有记录或类似记录时，调取该记录对应的模糊控制规则,对农机轮进行提前干预；当该路况参数在物联网的云处理中心中没有记录或类似记录时,降低农机行进速度，通过下位农机的自调整模块对农机轮进行适应性修正，并将修正过程中形成的新的模糊控制规则上传至物联网的所述云处理器，丰富农机模糊控制的模糊控制规则。本专利技术的物联网为四层架构,包括布置有大量传感器用于感知路况的下位农机，用于数据传输的无线网络层，上位的云处理中心，以及对联网农机进行定位的全球定位系统。本专利技术的模糊控制器的模糊控制规则是针对于直线行进的农机，可以是不同类型的农机，但其行进方式为直线。下位农机的模糊控制器包括农机姿态确定系统，所述下位农机的前轮设置有若干传感器，其中一个传感器为角度传感器，置于轮胎中心、用于航向角探测；其余传感器为红外线测距传感器和超声波测距传感器，通过超声波测距传感器和红外线测距传感器对农机进行可视化监控。与现有技术相比，本专利技术基于物联网，将下位农机的模糊控制器进行联网，解决单一下位农机的模糊控制器中控制规则设置不全或模糊控制规则无效的问题。可以将不同路况的参数上传至云处理平台，分享给联网的下位农机，以此来丰富农机的模糊控制规则。附图说明:图1是本申请提供的一种农机物联网系统；图2是本身下位农机系统中农机轮传感器的布置图；1.云处理中心；2.下位农机系统；3.全球定位系统；4.无线传输模块；5.工程师站；6.农机自导航模块；7.角度传感器；8.红外线测距传感器；9.超声波测距传感器。具体实施方式以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便彻底理解本专利技术的实施例。然而，本领域技术人员应当清除，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本专利技术。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的表述。本专利技术基于物联网系统对下位农机的模糊控制器进行优化：所述物联网系统如图1所示，所述物联网系统包括下位农机系统2，专用于数据传输网络层，对联网农机进行定位的全球定位系统3以及上位的对模糊控制规则进行处理的云处理中心1，所述云处理中心包括工程师站5，数据传输网络层基于无线传输模块4进行数据上传和下载；利用物联网系统对所有联网下位农机所经历过的路况信息、生成的模糊控制规则进行汇总，并存储至物联网的云处理中心，用于扩展下位农机系统的模糊控制规则。下位农机系统包括：农机自导航模块6、用于数据上传和下载的无线传输模块以及农机轮可视化监控系统；所述农机自导航系统内置有模糊控制器；农机轮可视化监控系统包括基于传感器的可视化扫描仪，通过可视化扫描仪对农机轮前方路径进行提前观察，并通过成像系统进行成像，可视化预判系统对成像路况参数进行分析，并通过模糊控制器对农机轮进行提前调整，当下位农机的自导航系统内的模糊控制器没有相应模糊控制规则时，通过无线传输模块将路况参数上传至物联网的云处理中心进行比对，当该路况参数在云处理中心中有记录或类似记录时，调取该记录产生的模糊控制规则,对农机轮进行提前干预;当该路况在物联网的云处理中心中没有记录或类似记录时,降低农机行进速度，通过下位农机的自调整模块对农机轮偏离目标路径进行适应性修正，并将修正过程中形成的新的模糊控制规则上传至物联网的云处理中心，丰富农机模糊控制的模糊控制规则。具体下位机的模糊控制器设置如下（本申请的模糊控制是基于直线前进的农机）：下位农机采用两轮差动驱动,左右两轮是由两个直流伺服电动机独立驱动,前轮安装着10个传感器，其结构、传感器的布局如图2所示。其中包括角度传感器7，用来探测农机的航向角；其余传感器为红外线测距传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种农机控制方法,该控制方法基于物联网系统对下位农机的模糊控制器进行优化,其特征在于:物联网系统，所述物联网系统包括下位农机系统、专用于数据传输网络层、对联网农机进行定位的全球定位系统以及上位的对模糊控制规则进行处理的云处理中心，所述云处理中心包括工程师站，数据传输网络层基于无线传输模块进行数据上传和下载；利用物联网系统对所有联网的下位农机所经历过的路况信息、生成的模糊控制规则进行汇总，并存储至物联网的所述云处理中心，用于扩展下位农机系统的模糊控制规则；下位农机系统包括，农机自导航模块、用于数据上传和下载的无线传输模块以及农机轮可视化监控系统；所述农机自导航系统内置有模糊控制器；农机轮可视化监控系统包括基于传感器的可视化扫描仪，通过可视化扫描仪对农机轮前方路径进行提前观察，并通过成像系统进行成像，农机轮可视化预判系统对成像路况的参数进行分析，并将分析结果上传至下位农机的模糊控制器中，通过模糊控制器对农机轮进行提前调整，当农机自导航系统内的模糊控制器没有相应模糊控制规则时或相应控制规则无效时，通过无线传输模块将路况参数上传至物联网的所述云处理系统进行比对，当该路况参数在所述云处理中心中有记录或类似记录时，调取该记录对应的模糊控制规则,对农机轮进行提前干预；当该路况参数在物联网的所述云处理中心中没有记录或类似记录时,降低农机行进速度，通过下位农机的自调整模块对农机轮进行适应性修正，并将修正过程中形成的新的模糊控制规则上传至物联网的所述云处理器，丰富农机模糊控制的模糊控制规则。...

【技术特征摘要】
1.一种农机控制方法,该控制方法基于物联网系统对下位农机的模糊控制器进行优化,其特征在于:物联网系统，所述物联网系统包括下位农机系统、专用于数据传输网络层、对联网农机进行定位的全球定位系统以及上位的对模糊控制规则进行处理的云处理中心，所述云处理中心包括工程师站，数据传输网络层基于无线传输模块进行数据上传和下载；利用物联网系统对所有联网的下位农机所经历过的路况信息、生成的模糊控制规则进行汇总，并存储至物联网的所述云处理中心，用于扩展下位农机系统的模糊控制规则；下位农机系统包括，农机自导航模块、用于数据上传和下载的无线传输模块以及农机轮可视化监控系统；所述农机自导航系统内置有模糊控制器；农机轮可视化监控系统包括基于传感器的可视化扫描仪，通过可视化扫描仪对农机轮前方路径进行提前观察，并通过成像系统进行成像，农机轮可视化预判系统对成像路况的参数进行分析，并将分析结果上传至下位农机的模糊控制器中，通过模糊控制器对农机轮进行提前调整，当农机自导航系统内的模糊控制器没有相应模糊控制规则时或相应控制规则无效时，通过无线传输模块将路况参数上传至物联网的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨亚飞，丁季丹，王国强，陶德清，钱志，王力，李逍，何冬，汪帅华，陈磊，
申请(专利权)人：江苏农牧科技职业学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32