[go: up one dir, main page]

RU200554U1 - Device for monitoring the work of a tillage tool - Google Patents

Device for monitoring the work of a tillage tool Download PDF

Info

Publication number
RU200554U1
RU200554U1 RU2020118170U RU2020118170U RU200554U1 RU 200554 U1 RU200554 U1 RU 200554U1 RU 2020118170 U RU2020118170 U RU 2020118170U RU 2020118170 U RU2020118170 U RU 2020118170U RU 200554 U1 RU200554 U1 RU 200554U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
input
output
tillage
microcontroller
Prior art date
Application number
RU2020118170U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Владимирович Мамай
Юрий Сергеевич Кашаев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Гремион"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Гремион" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Гремион"
Priority to RU2020118170U priority Critical patent/RU200554U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU200554U1 publication Critical patent/RU200554U1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01BSOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B63/00Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements
    • A01B63/02Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors
    • A01B63/10Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors operated by hydraulic or pneumatic means
    • A01B63/111Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors operated by hydraulic or pneumatic means regulating working depth of implements
    • A01B63/114Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors operated by hydraulic or pneumatic means regulating working depth of implements to achieve a constant working depth

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Abstract

Заявляемая полезная модель относится к сельскому хозяйству, а именно к устройствам контроля глубины обработки почвы, установленным на сельскохозяйственных орудиях, таких как плуг, культиватор, борона, мульчировщик, сеялка, и т.п.Техническим результатом заявляемой полезной модели является создание электронного устройства мониторинга работы почвообрабатывающего орудия, заключающегося в определении глубины обработки почвы этим орудием с целью получения с помощью ультразвукового датчика, с высокой точностью и высокой частотой, непрерывно во времени, последовательности отсчетов, содержащих информацию о глубине обработки почвы, и с привязкой этой последовательности к реальному времени и к положению указанного электронного устройства в пространстве, с помощью часов реального времени и датчика ориентации, с возможностью записи указанной последовательности в энергонезависимую память и с возможностью её передачи на удаленный компьютер для обработки и хранения. Технический результат достигается тем, что устройство мониторинга работы почвообрабатывающего орудия, жестко закрепляемое на его раме с рабочими органами и заключенное в корпус, содержащее микроконтроллер (МК), обеспечивающий непрерывный прием данных, поступающих от подключенных датчиков, имеющих высокую точность и частоту измерения, и энергонезависимую память с объемом, позволяющим записывать и сохранять указанные данные, согласно полезной модели дополнительно содержит блок связи с удаленным компьютером, блок часов реального времени, датчик положения в пространстве, блок питания, которые соединены электрическими связями с блоком МК и расположены на печатной плате, закрепленной внутри корпуса устройства, при этом устройство содержит датчик глубины обработки почвы, в качестве которого применен ультразвуковой дальномер, закрепленный на корпусе устройства и соединенный электрическими связями с микроконтроллером. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.The claimed utility model relates to agriculture, namely to devices for controlling the depth of tillage installed on agricultural implements, such as a plow, cultivator, harrow, mulcher, seeder, etc. The technical result of the claimed utility model is the creation of an electronic device for monitoring work tillage tool, which consists in determining the depth of tillage with this tool in order to obtain, using an ultrasonic sensor, with high accuracy and high frequency, continuously in time, a sequence of readings containing information about the depth of tillage, and with reference to this sequence to real time and to the position of the specified electronic device in space, using a real-time clock and an orientation sensor, with the ability to record the specified sequence in non-volatile memory and with the ability to transfer it to a remote computer for processing and storage. The technical result is achieved by the fact that a device for monitoring the operation of a tillage tool, rigidly attached to its frame with working bodies and enclosed in a housing containing a microcontroller (MC), which provides continuous reception of data from connected sensors with high accuracy and frequency of measurement, and non-volatile memory with a volume that allows recording and saving the specified data, according to the utility model, additionally contains a communication unit with a remote computer, a real-time clock unit, a position sensor in space, a power supply, which are electrically connected to the MK unit and located on a printed circuit board fixed inside the body of the device, while the device contains a sensor of the depth of soil cultivation, which is used as an ultrasonic range finder, fixed on the body of the device and connected with electrical connections to the microcontroller. 4 p.p. f-ly, 3 dwg

Description

Область техники.The field of technology.

Заявляемая полезная модель относится к сельскому хозяйству, а именно к устройствам контроля глубины обработки почвы, установленных на сельскохозяйственных орудиях, таких как плуг, культиватор, борона, мульчировщик, сеялка, и т.п. The claimed utility model relates to agriculture, in particular to devices for controlling the depth of soil cultivation installed on agricultural implements such as a plow, cultivator, harrow, mulcher, seeder, etc.

Уровень техникиState of the art

В сельском хозяйстве поддержание оптимальных условий почвы для высокой урожайности имеет большое значение. Задача производителя - поместить семена в почву на одинаковую глубину для достижения равномерного появления всходов. Однако, из-за неоднородного рельефа поля или качества почвы (сухой, твердой, каменистой почвы, мягкой, влажной или песчаной почвы), некорректной эксплуатации почвообрабатывающих сельскохозяйственных орудий и прочих причин глубина обработки почвы может оказаться неодинаковой на разных участках поля. In agriculture, maintaining optimal soil conditions for high yields is essential. The goal of the grower is to place the seeds in the soil at the same depth to achieve even germination. However, due to the heterogeneous topography of the field or the quality of the soil (dry, hard, rocky soil, soft, wet or sandy soil), incorrect operation of tillage agricultural implements and other reasons, the depth of tillage may be different in different parts of the field.

Таким образом возникает проблема постоянного контроля глубины обработки почвы работающим почвообрабатывающим сельскохозяйственным орудием.Thus, the problem arises of constantly monitoring the depth of soil cultivation with a working tillage agricultural tool.

Из уровня техники известны устройства определения глубины обработки почвы, такие как, например:Devices for determining the depth of tillage are known from the prior art, such as, for example:

устройство для определения фактической глубины хода рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий по патенту РФ на полезную модель №102108 (заявка 2010139193, МПК G01B 13/00. Опубликовано 10.02.2011; не действует) [1], содержащее средства измерения расстояния от поверхности почвы до необработанного слоя. Измерительное устройство жестко закреплено на раме с рабочими органами, установленными на жестких стойках, и имеет поворотный механизм с датчиком угла поворота, соединенный посредством кронштейна с колесом, оснащенным датчиком для измерения пути. Глубина хода рабочих органов определяется величиной угла поворота кронштейна 3 при заглублении в почву рабочих органов и движении колеса по поверхности почвы. В известном устройстве использованы механические датчики определения глубины. Механические датчики имеют низкую надежность и невысокую точность определения глубины обработки почвы. В известном устройстве отсутствует возможность определения положения в пространстве сельскохозяйственного орудия. Не предусмотрены электронные устройства на базе микроконтроллера и не предусмотрена передача результатов измерений на удаленный сервер для их хранения и обработки, что не позволяет сохранять полные информационные сведения о фактической глубине хода рабочих органов почвообрабатывающих орудий на пройденном участке пути.device for determining the actual depth of travel of the working bodies of tillage machines and implements according to the RF patent for a useful model No. 102108 (application 2010139193, IPC G01B 13/00. Published on February 10, 2011; not valid) [1], containing means for measuring the distance from the soil surface to the untreated layer. The measuring device is rigidly fixed to a frame with working bodies mounted on rigid stands and has a rotary mechanism with a steering angle sensor connected by means of a bracket to a wheel equipped with a sensor for measuring the path. The depth of travel of the working bodies is determined by the value of the angle of rotation of the arm 3 when the working bodies are deepened into the soil and the wheel moves along the soil surface. The known device uses mechanical depth sensors. Mechanical sensors have low reliability and low accuracy in determining the depth of soil cultivation. In the known device there is no possibility of determining the position in space of the agricultural implement. Electronic devices based on a microcontroller are not provided and the transfer of measurement results to a remote server for storage and processing is not provided, which does not allow storing complete information about the actual depth of travel of the working bodies of tillage implements on the traversed section of the path.

Известно устройство для определения глубины обработки почвы по патенту на полезную модель №110476 (Заявка: 2011111469; МПК G01B 13/00. Опубликовано 20.11.2011; не действует) [2]. Устройство соединяется с рамой почвообрабатывающей машины или орудия. Устройство содержит лазерный измеритель расстояния. В исходном положении почвообрабатывающего орудия измеряется расстояние по вертикали от источника излучения до основания рабочего органа. Измеренное расстояние уточняется по показаниям лазерного измерителя и статистических средних значений измеренных расстояний от источника излучения до поверхности обработанной почвы. К недостаткам известного устройства можно отнести следующие: сложность реализации и сложный математический аппарат обработки получаемых данных о глубине обработки почвы; зависимость результатов измерений от освещенности солнцем обрабатываемого участка и погодных условий. Отсутствует возможность определения положения в пространстве сельскохозяйственного орудия.Known device for determining the depth of soil cultivation according to the patent for useful model No. 110476 (Application: 2011111469; IPC G01B 13/00. Published on 20.11.2011; not valid) [2]. The device is connected to the frame of the tillage machine or implement. The device contains a laser distance meter. In the initial position of the tillage implement, the vertical distance from the radiation source to the base of the working body is measured. The measured distance is specified according to the readings of the laser meter and the statistical average values of the measured distances from the radiation source to the surface of the treated soil. The disadvantages of the known device include the following: the complexity of the implementation and the complex mathematical apparatus for processing the obtained data on the depth of soil cultivation; dependence of the measurement results on the sun illumination of the treated area and weather conditions. There is no possibility of determining the position in space of the agricultural implement.

Известно устройство измерения глубины обработки почвы при испытании почвообрабатывающих машин и орудий по патенту на полезную модель № 191181 (Заявка 2019108378, МПКG01B 3/00, A01B 63/00. Опубликовано: 29.07.2019) [3], содержащее электронный блок микроконтроллера, обеспечивающий непрерывный процесс фиксации регистрации данных, получаемых с подключенных датчиков, позволяющий записывать и сохранять полные информационные сведения о фактической глубине хода рабочих органов почвообрабатывающих машин/орудий на пройденном участке пути, в соответствии с техническими и технологическими требованиями к перспективной сельскохозяйственной технике. Known device for measuring the depth of tillage during testing of tillage machines and tools according to the patent for useful model No. 191181 (Application 2019108378, IPC G01B 3/00, A01B 63/00. Published: 29.07.2019) [3], containing the electronic unit of the microcontroller, which provides a continuous process of fixing the registration of data received from the connected sensors, allowing to record and save complete information about the actual depth of travel of the working bodies of tillage machines / implements on the traversed section of the path, in accordance with the technical and technological requirements for promising agricultural machinery.

Электронное измерительное устройство состоит из датчика пройденного пути - 1, датчика угла поворота кронштейна - 2, микроконтроллера STM32F405 - 3, модуля индикации - 4, клавиатуры - 5, энергонезависимой памяти EN25F80 емкость 1 Мбит - 6, Li-Ion аккумуляторной батареи 3,7 В - 7, модуля контроля заряда батареи - 8 и модуля питания от бортовой сети 12÷24В - 9. Данные, получаемые с подключенных датчиков, предварительно обрабатываются микроконтроллером STM32F405, записываются в энергонезависимую память и отображаются на графическом дисплее устройства для контроля за фактической глубиной хода рабочих органов.The electronic measuring device consists of a distance traveled sensor - 1, an arm rotation angle sensor - 2, an STM32F405 microcontroller - 3, an indication module - 4, a keyboard - 5, EN25F80 non-volatile memory, 1 Mbit capacity - 6, Li-Ion battery 3.7 V - 7, battery charge control module - 8 and power supply module from the on-board network 12 ÷ 24V - 9. Data received from the connected sensors are preprocessed by the STM32F405 microcontroller, recorded in non-volatile memory and displayed on the graphical display of the device to control the actual depth of travel of the workers organs.

В устройстве использованы механические датчики - датчик пройденного пути и датчик угла поворота кронштейна. Недостатки механических датчиков были описаны выше. В устройстве не предусмотрена передача данных на удаленный сервер для хранения их и обработки.The device uses mechanical sensors - a distance traveled sensor and an arm angle sensor. The disadvantages of mechanical sensors have been described above. The device does not provide for data transmission to a remote server for storage and processing.

Известна система с применением ультразвуковых датчиков для контроля глубины обработки почвы, например, ультразвукового датчика приближения Эскорт ДГВ-200 (https://www.fmeter.ru/infocenter/helpful/dgv-200-glubina-poseva/. Опубликовано 13.09.2019);A known system using ultrasonic sensors to control the depth of soil cultivation, for example, the ultrasonic proximity sensor Escort DGV-200 (https://www.fmeter.ru/infocenter/helpful/dgv-200-glubina-poseva/. Published 09/13/2019) ;

(https://www.fmeter.ru/download/_ftp/ultrazvukovoj-datchik-priblizhenija/eskort-DVG-200/Руководство_пользователя_DGV-200.pdf . Стр. 8-9. Опубликовано 13.09.2019) [4]. (https://www.fmeter.ru/download/_ftp/ultrazvukovoj-datchik-priblizhenija/eskort-DVG-200/User_Guide_DGV-200.pdf. Pages 8-9. Published on 09/13/2019) [4].

Указанный датчик предназначен для использования в системе мониторинга транспорта (СМТ) удаленно вести онлайн контроль качества работ по обработке почвы и глубине вспашки, культивирования, глубине посева. Также своевременно выявлять участки, обработанные с нарушениями технологии и предпринимать необходимые действия по их устранению, что в дальнейшем поможет избежать излишнего расхода семян, удобрений, горюче-смазочных материалов.The specified sensor is intended for use in the transport monitoring system (SMT) to remotely monitor the quality of soil cultivation and the depth of plowing, cultivation, and seeding depth. Also, timely identify areas treated with violations of technology and take the necessary actions to eliminate them, which in the future will help to avoid unnecessary consumption of seeds, fertilizers, fuels and lubricants.

Датчик приближения Эскорт ДГВ-200 с помощью ультразвукового сигнала позволяет определить точное расстояние до объекта и, тем самым, контролировать глубину для равномерного посева семян (чем ниже платформа посевного комплекса, тем больше глубина посева), распределения удобрений. The proximity sensor Escort DGV-200 using an ultrasonic signal allows you to determine the exact distance to the object and, thereby, control the depth for uniform sowing of seeds (the lower the platform of the seeding complex, the deeper the sowing depth), distribution of fertilizers.

На правую и левую секцию прицепного агрегата крепятся два ультразвуковых датчика расстояния. Датчики настраиваются на замер нужных пределов заглубления агрегата в зависимости от требований технологий обработки. Сигнальный кабель от датчиков, подключается к бортовому компьютеру, который установлен на буксирующем ТС.Two ultrasonic distance sensors are attached to the right and left sections of the trailed unit. The sensors are configured to measure the required depth of the unit depending on the processing technology requirements. The signal cable from the sensors is connected to the on-board computer, which is installed on the towing vehicle.

Датчик приближения ультразвуковой ЭСКОРТ ДГВ-200 (далее датчик) измеряет расстояние и передает измеренное значение по интерфейсу RS-485 и в виде частотного сигнала. Измеритель представляет собой законченное неразборное изделие, выполненное в цилиндрическом стальном корпусе. Внутри корпуса установлена плата управления, залитая компаундом. В корпусе имеется герметичный вход с постоянно присоединенным кабелем, с противоположной стороны имеется рупор с установленным внутри ультразвуковым преобразователем.The proximity sensor of the ultrasonic ESCORT DGV-200 (hereinafter referred to as the sensor) measures the distance and transmits the measured value via the RS-485 interface and in the form of a frequency signal. The meter is a complete non-separable product made in a cylindrical steel case. A control board is installed inside the case, which is filled with a compound. The housing has a sealed entrance with a permanently connected cable, on the opposite side there is a horn with an ultrasonic transducer installed inside.

Однако ультразвуковой датчик в вышеупомянутой системе не обладает способностью отсеивать некорректные отсчеты глубины, возникающие, например, при попадании в пространство между датчиком и почвой мелких объектов, таких как растения, что приводит к значительным искажениям результатов его работы. Применение в полевых условиях сложного многопроводного информационного кабеля для связи такого датчика с компьютером, расположенным в кабине буксирующего транспортного средства, снижает надежность системы и ее эксплуатационные характеристики. Так же эта система не содержит датчика ориентации, позволяющего выявлять факты нарушения технологии обработки почвы и факты несанкционированного изменения параметров сельхозорудия.However, the ultrasonic sensor in the above-mentioned system does not have the ability to filter out incorrect depth readings, arising, for example, when small objects, such as plants, enter the space between the sensor and the soil, which leads to significant distortion of the results of its work. The use in the field of a complex multi-wire data cable to connect such a sensor with a computer located in the cab of the towing vehicle reduces the reliability of the system and its performance. Also, this system does not contain an orientation sensor that allows detecting violations of soil cultivation technology and facts of unauthorized changes in the parameters of agricultural implements.

Отсутствие в известных устройствах возможности передачи данных на удаленный компьютер не позволяет сельскохозяйственному предприятию производить накопление информации, содержащей сведения о фактической глубине обработки почвы на его полях. Такая электронная запись и хранение истории полевых работ может помочь как при последующем принятии решений, так и при составлении специальной отчётности о производственном цикле, которая всё чаще требуется законодательством развитых стран.The absence in the known devices of the possibility of transmitting data to a remote computer does not allow an agricultural enterprise to accumulate information containing information about the actual depth of soil cultivation in its fields. Such electronic recording and storage of the history of field work can help both in subsequent decision-making and in the preparation of special reporting on the production cycle, which is increasingly required by the legislation of developed countries.

По совокупности признаков электронное измерительное устройство по патенту на полезную модель № 191181[3] принято в качестве наиболее близкого аналога.By the totality of features, an electronic measuring device according to the patent for a useful model No. 191181 [3] is accepted as the closest analogue.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является создание электронного устройства мониторинга работы почвообрабатывающего орудия заключающегося в определении глубины обработки почвы этим орудием с целью получения с помощью ультразвукового датчика, с высокой точностью и высокой частотой, непрерывно во времени, последовательности отсчетов, содержащих информацию о глубине обработки почвы, и с привязкой этой последовательности к реальному времени и к положению указанного электронного устройства в пространстве, с помощью часов реального времени и датчика ориентации, с возможностью записи указанной последовательности в энергонезависимую память и с возможностью её передачи на удаленный компьютер для обработки и хранения.The technical result of the claimed utility model is the creation of an electronic device for monitoring the operation of a tillage tool, which consists in determining the depth of tillage with this tool in order to obtain, using an ultrasonic sensor, with high accuracy and high frequency, continuously in time, a sequence of readings containing information about the depth of tillage, and with the binding of this sequence to real time and to the position of the specified electronic device in space, using a real-time clock and an orientation sensor, with the ability to record the specified sequence in non-volatile memory and with the possibility of transferring it to a remote computer for processing and storage.

Раскрытие полезной модели.Disclosure of the utility model.

Технический результат достигается тем, что устройство мониторинга работы почвообрабатывающего орудия, жестко закрепляемое на его раме с рабочими органами, содержащее корпус, микроконтроллер (МК), обеспечивающий непрерывный прием данных, поступающих от подключенных датчиков, имеющих высокую точность и частоту измерения, и энергонезависимую память с объемом, позволяющим записывать и сохранять указанные данные, согласно полезной модели дополнительно содержит блок связи с удаленным компьютером, блок часов реального времени, датчик положения устройства в пространстве, блок питания, которые соединены электрическими связями с блоком МК и расположены на печатной плате, закрепленной внутри корпуса устройства, при этом устройство содержит датчик глубины обработки почвы, в качестве которого применен ультразвуковой дальномер, закрепленный на корпусе устройства и соединенный электрическими связями с микроконтроллером.The technical result is achieved by the fact that a device for monitoring the operation of a tillage tool, rigidly fixed to its frame with working bodies, containing a housing, a microcontroller (MC), which provides continuous reception of data from connected sensors with high accuracy and measurement frequency, and non-volatile memory with volume, allowing to record and save the specified data, according to the useful model, additionally contains a communication unit with a remote computer, a real time clock unit, a device position sensor in space, a power unit, which are electrically connected to the MK unit and located on a printed circuit board fixed inside the case device, while the device contains a sensor for the depth of soil cultivation, which is used as an ultrasonic range finder, fixed on the device body and connected by electrical connections to the microcontroller.

При этом в состав блока питания входит контроллер питания и аккумуляторная батарея.In this case, the power supply includes a power controller and a rechargeable battery.

При этом датчик положения устройства в пространстве содержит трехосный акселерометр, трехосный гироскоп и трехосный магнитометр.The sensor of the device's position in space contains a triaxial accelerometer, a triaxial gyroscope, and a triaxial magnetometer.

При этом первый вход/выход блока микроконтроллера МК подключен ко входу/выходу блока памяти, второй вход/выход блока МК подключен к первому входу/выходу блока связи, третий вход/выход блока МК подключен ко входу/выходу блока часов РВ, четвертый вход/выход блока МК подключен ко входу/выходу датчика положения устройства в пространстве, выход блока МК подключен к управляющему входу блока питания, первый вход блока МК подключен к выходу состояния блока питания, второй вход блока МК подключен к выходу дальномера ультразвукового; второй вход/выход блока связи подключен к каналу связи с удаленным компьютером; при этом устройство содержит разъем питания с внутренней стороны подключен ко входу питания блока питания, а его внешняя сторона предназначена для подключения кабеля сети бортовой к устройству, причем к силовому выходу блока питания подключена шина питания, подключенная ко входам питания всех расположенных на плате блоков и к блоку дальномера ультразвукового.In this case, the first input / output of the MC microcontroller unit is connected to the input / output of the memory unit, the second input / output of the MC unit is connected to the first input / output of the communication unit, the third input / output of the MK block is connected to the input / output of the clock unit PB, the fourth input / the output of the MK unit is connected to the input / output of the device position sensor in space, the output of the MK unit is connected to the control input of the power supply, the first input of the MK unit is connected to the status output of the power supply, the second input of the MK unit is connected to the output of the ultrasonic range finder; the second input / output of the communication unit is connected to a communication channel with a remote computer; in this case, the device contains a power connector on the inside connected to the power supply input of the power supply, and its external side is designed to connect the onboard network cable to the device, and a power bus is connected to the power output of the power supply, connected to the power inputs of all units located on the board and to ultrasonic rangefinder unit.

При этом корпус устройства выполнен герметичным и радиопрозрачным. In this case, the body of the device is made sealed and radio-transparent.

Сокращения:Abbreviations:

ЗУ – запоминающее устройство;ZU - storage device;

ПЗУ – постоянное запоминающее устройство;ROM - read only memory;

МК – микроконтроллер;MK - microcontroller;

ПО – программное обеспечение;Software - software;

РВ – реальное время. РВ - real time.

Перечень фигур.List of figures.

Фиг.1. Структурная схема заявляемого устройства.Fig. 1. Block diagram of the proposed device.

Фиг.2 Схема определения глубины обработки почвы.Fig. 2 Scheme for determining the depth of tillage.

Фиг. 3 Графики данных от датчиков 4 и 6: 3.а- данные от дальномера 6; 3.б-данные от гироскопа; 3.в-данные магнитометра; 3.г- акселерометра.FIG. 3 Graphs of data from sensors 4 and 6: 3.- data from rangefinder 6; 3.b-data from the gyroscope; 3.v-data of the magnetometer; 3.g - accelerometer.

Перечень позиций.List of positions.

1 – блок микроконтроллера (МК);1 - microcontroller unit (MK);

2 – блок связи с удаленным компьютером;2 - communication unit with a remote computer;

3 – блок часов реального времени (РВ);3 - block of real time clock (RW);

4 – датчик положения устройства в пространстве;4 - device position sensor in space;

5 – блок питания;5 - power supply unit;

6 – дальномер ультразвуковой;6 - ultrasonic range finder;

7 – контроллер питания;7 - power controller;

8 – батарея аккумуляторная;8 - rechargeable battery;

9 – блок памяти;9 - memory block;

10 – корпус заявляемого устройства;10 - body of the claimed device;

11 – плата печатная;11 - printed circuit board;

12 – разъем питания;12 - power connector;

13 – шина питания;13 - power bus;

14 – связь с гравитационным полем земли;14 - connection with the gravitational field of the earth;

15 – связь с магнитным полем земли;15 - connection with the earth's magnetic field;

16 – канал акустический;16 - acoustic channel;

16.1 и 16.2 – сигнал акустический, соответственно, излучаемый и отраженный;16.1 and 16.2 - acoustic signal, respectively, emitted and reflected;

17 – сеть бортовая электропитания;17 - onboard power supply network;

18 - первый, 19 - второй, 20 – третий и 21 - четвертый входы/выходы блока 1 МК;18 - first, 19 - second, 20 - third and 21 - fourth inputs / outputs of block 1 MK;

22 – выход блока 1 МК;22 - output of block 1 MK;

23 и 24 – первый и второй входы блока 1 МК, соответственно;23 and 24 - the first and second inputs of block 1 MK, respectively;

25 – платформа;25 - platform;

26 – первая связь жесткая механическая;26 - the first connection is rigid mechanical;

27 – вторая связь жесткая механическая;27 - the second connection is rigid mechanical;

28 – рама сельскохозяйственного орудия;28 - agricultural implement frame;

29 – заявляемое устройство;29 - the claimed device;

30 – обрабатывающие органы сельскохозяйственного почвообрабатывающего орудия;30 - processing organs of an agricultural tillage tool;

31 – почва, обрабатываемая сельхозорудием;31 - soil cultivated with agricultural implements;

32 – канал связи с удаленным компьютером;32 - communication channel with a remote computer;

Осуществление полезной модели. Implementation of the utility model.

Заявляемое устройство 29 мониторинга работы почвообрабатывающего орудия предназначено для установки на сельскохозяйственное почвообрабатывающее орудие с целью получения в реальном времени последовательности отсчётов цифровых значений, содержащих как информацию о глубине обработки почвы 31, так и информацию, позволяющую производить выявление и фиксацию фактов некорректной эксплуатации сельскохозяйственного почвообрабатывающего орудия, таких как: несоблюдение правил выглублений, несоблюдение скоростного режима, несоблюдение координации при перемещении и пр., как во время хода указанного сельскохозяйственного орудия, так и во время его стоянки, путем измерения расстояния от рамы 28 указанного орудия до почвы 31, регистрации полученных отсчетов расстояния и отсчетов, поступающих от датчика ориентации, и передачи этих отсчетов на удаленный компьютер. The claimed device 29 for monitoring the operation of a tillage tool is intended to be installed on an agricultural tillage tool in order to obtain in real time a sequence of readouts of digital values containing both information about the depth of tillage 31 and information allowing to identify and record the facts of incorrect operation of an agricultural tillage tool, such as: non-observance of the rules for deepening, non-observance of the speed limit, non-observance of coordination when moving, etc., both during the course of the specified agricultural implement and during its parking, by measuring the distance from the frame 28 of the specified implement to the soil 31, registering the obtained distance readings and readings from the orientation sensor and transmitting these readings to a remote computer.

Заявляемое устройство 29 (фиг. 1, фиг. 2), жестко закрепляемое на раме 28 почвообрабатывающего орудия, содержит: The inventive device 29 (Fig. 1, Fig. 2), rigidly attached to the frame 28 of the tillage tool, contains:

блок 1 микроконтроллера (далее- МК), блок 2 связи с удаленным компьютером, блок 3 часов реального времени (РВ), датчик 4 положения устройства в пространстве, блок 5 питания, блок 9 памяти, расположенные на плате 11 печатной, закрепленной в корпусе 10, с расположенным на нем разъемом 12 питания. microcontroller unit 1 (hereinafter referred to as MC), unit 2 for communication with a remote computer, unit 3 of the real time clock (RT), sensor 4 of the position of the device in space, power unit 5, memory unit 9, located on a printed circuit board 11 fixed in housing 10 , with a power connector 12 located on it.

В состав блока 5 питания может входить контроллер 7 питания и батарея 8 аккумуляторная (фиг.1).The power supply unit 5 may include a power controller 7 and a rechargeable battery 8 (Fig. 1).

Устройство 29 также содержит датчик 6 глубины обработки почвы 31, в качестве которого применён ультразвуковой дальномер, закрепленный на корпусе 10 устройства 29 и соединенный электрическими связями с блоком 1 МК.The device 29 also contains a sensor 6 of the depth of soil cultivation 31, which is used as an ultrasonic range finder, fixed on the housing 10 of the device 29 and electrically connected to the block 1 MK.

Блок 1 МК с помощью электрических связей подключен к другим блокам заявляемого устройства 29, а именно: первый 18 вход/выход блока 1 МК подключен ко входу/выходу блока 9 памяти, второй 19 вход/выход блока 1 МК подключен к первому входу/выходу блока 2 связи, третий 20 вход/выход блока 1 МК подключен ко входу/выходу блока 3 часов РВ, четвертый 21 вход/выход блока 1 МК подключен ко входу/выходу датчика 4 положения устройства в пространстве, выход 22 блока 1 МК подключен к управляющему входу блока 5 питания, первый 23 вход блока 1 МК подключен к выходу состояния блока 5 питания, второй 24 вход блока 1 МК подключен к выходу дальномера 6 ультразвукового. Второй вход/выход блока 2 связи подключен к каналу 32 связи с удаленным компьютером. Разъем 12 питания с внутренней стороны подключен ко входу питания блока 5 питания, а его внешняя сторона предназначена для подключения кабеля сети 17 бортовой к устройству 29. К силовому выходу блока 5 питания подключена шина 13 питания, подключенная (на схеме не показано) ко входам питания всех расположенных на плате блоков и к блоку 6 дальномера ультразвукового.Block 1 MK using electrical connections is connected to other blocks of the claimed device 29, namely: the first 18 input / output of block 1 MK is connected to the input / output of block 9 of the memory, the second 19 input / output of block 1 MK is connected to the first input / output of the block 2 communications, the third 20 input / output of block 1 MK is connected to the input / output of the block 3 hours RV, the fourth 21 input / output of block 1 of the MC is connected to the input / output of the sensor 4 of the position of the device in space, the output 22 of block 1 of the MC is connected to the control input the power supply unit 5, the first 23 input of the MC unit 1 is connected to the status output of the power unit 5, the second 24 input of the MC unit 1 is connected to the output of the ultrasonic range finder 6. The second input / output of the communication unit 2 is connected to the communication channel 32 with the remote computer. The power connector 12 from the inside is connected to the power input of the power supply unit 5, and its outer side is designed to connect the network cable 17 onboard to the device 29. The power supply bus 13 is connected to the power output of the power supply unit 5, connected (not shown in the diagram) to the power inputs all units located on the board and to unit 6 of the ultrasonic rangefinder.

Блок 1 МК осуществляет управление всеми блоками устройства 29 и обмен данными между ними. Он работает под управлением программного обеспечения (ПО), расположенного в его внутреннем ПЗУ. Блок 1 МК может быть выполнен, например, на микросхеме STM32F746ZG (https://www.st.com/en/microcontrollers-microprocessors/stm32f746zg.html, опубликовано 05.06.2012) с необходимой для ее работы обвязкой (обвязка – элементы и схема, необходимые для подключения и нормальной работы микросхемы в составе какого-либо устройства. Википедия).Unit 1 MK controls all units of the device 29 and exchange data between them. It runs under software control located in its internal ROM. Block 1 MK can be executed, for example, on the STM32F746ZG microcircuit (https://www.st.com/en/microcontrollers-microprocessors/stm32f746zg.html, published 06/05/2012) with the strapping necessary for its operation (strapping - elements and circuit required for connection and normal operation of the microcircuit as part of any device. Wikipedia).

Блок 2 связи осуществляет двухстороннюю связь по физическому каналу 32 связи заявляемого устройства 29 с удаленным компьютером. Физический канал 32 связи может быть как проводной, так и беспроводной. Например, беспроводный канал может быть построен с использованием технологии Wi-Fi, при этом в качестве блока 2 связи может быть использован модуль ATWINC1510 (https://www.digikey.com/product-detail/en/microchip-technology/ATWINC1510-MR210PB/ATWINC1510-MR210PB-ND/5358311, опубликовано 11.04.2017). Техническое решение, использующее технологию Wi-Fi для реализации канала 32 связи, приведено в качестве конкретного, но не ограничивающего примера. Специалисту в данной области техники будет понятно, что для реализации канала 32 связи возможно применение и других, не изменяющих заявленное полезная модель по существу, технических решений, с использованием как беспроводных, так и проводных каналов связи.The communication unit 2 carries out two-way communication via the physical communication channel 32 of the claimed device 29 with a remote computer. The physical communication channel 32 can be both wired and wireless. For example, a wireless channel can be built using Wi-Fi technology, while the ATWINC1510 module can be used as a communication unit 2 (https://www.digikey.com/product-detail/en/microchip-technology/ATWINC1510-MR210PB / ATWINC1510-MR210PB-ND / 5358311, published 04/11/2017). The technical solution using Wi-Fi technology to implement the communication channel 32 is given as a specific, but not limiting example. A person skilled in the art will understand that for the implementation of the communication channel 32 it is possible to use other technical solutions that do not change the claimed utility model in essence, using both wireless and wired communication channels.

Блок 3 часов РВ осуществляет отсчет текущего времени, которое используется для привязки данных, поступающих от дальномера 6 ультразвукового и от датчика 4 положения устройства в пространстве к текущему времени. Блок 3 часов РВ может быть выполнен, например, на микросхеме DS189A (https://www.maximintegrated.com/en/products/analog/real-time-clocks/DS189A.html, опубликовано 24.02.2018) с необходимой для ее работы обвязкой, включающей кварцевый резонатор и элемент электропитания.Block 3 hours RV counts the current time, which is used to bind the data coming from the ultrasonic range finder 6 and from the sensor 4 position of the device in space to the current time. The block of 3 hours RV can be executed, for example, on the DS189A microcircuit (https://www.maximintegrated.com/en/products/analog/real-time-clocks/DS189A.html, published on 02.24.2018) with the necessary for its operation strapping, including a quartz resonator and a power supply element.

Датчик 4 положения устройства в пространстве предназначен для получения информации о положении заявляемого устройства 29 в пространстве. Датчик 4 позволяет распознавать движения, повороты и наклоны устройства 29. Информация, полученная от датчика 4 после обработки на удаленном компьютере, используется для контроля качества работ, производимых почвообрабатывающим сельскохозяйственным орудием, например, для контроля правильности выполнения операции выглубления на соответствующих участках обрабатываемого поля. Так же эта информация используется для фиксации фактов несанкционированного изменения параметров сельхозорудия. Датчик 4 положения устройства в пространстве содержит: трехосный акселерометр, трехосный гироскоп и трехосный геомагнитометр. В своей работе он использует гравитационное поле 14 и магнитное поле 15 Земли. Датчик 4 положения устройства в пространстве может быть выполнен, например, на основе электронного модуля BNO055 (https://www.bosch-sensortec.com/products/smart-sensors/bno055.html, опубликовано 30.01.2016), который содержит все перечисленные выше элементы.The sensor 4 position of the device in space is designed to obtain information about the position of the claimed device 29 in space. The sensor 4 allows to recognize the movements, turns and inclinations of the device 29. The information received from the sensor 4 after processing on a remote computer is used to control the quality of the work performed by the tillage agricultural implement, for example, to control the correctness of the lifting operation in the corresponding sections of the cultivated field. This information is also used to record the facts of unauthorized changes in the parameters of agricultural equipment. The sensor 4 position of the device in space contains: a triaxial accelerometer, a triaxial gyroscope and a triaxial geomagnetometer. In his work, he uses the gravitational field 14 and the magnetic field 15 of the Earth. The sensor 4 of the position of the device in space can be made, for example, based on the electronic module BNO055 (https://www.bosch-sensortec.com/products/smart-sensors/bno055.html, published on 01/30/2016), which contains all of the listed above items.

Дальномер 6 ультразвуковой предназначен для измерения расстояния Xi от точки крепления заявляемого устройства 29 на раме 28 сельхозорудия до обрабатываемой этим сельхозорудием почвы 31. Значения Xi в дальнейшем, на удаленном компьютере, используются для расчета глубины обработки почвы 31. В заявляемом устройстве 29 применен ультразвуковой дальномер т.к. механические устройства, применяемые для таких измерений, имеют сложную конструкцию, обладают малой надежностью и имеют большую погрешность измерения, а показания оптических устройств, предназначенных для подобных измерений, сильно зависят от погодных условий. В заявляемом устройстве 29 может быть использован ультразвуковой прецизионный всепогодный интеллектуальный дальномер марки MB7389 (https://www.maxbotix.com/Ultrasonic_Sensors/MB7389.htm, опубликовано 04.12.2015). Он закреплен на нижнем торце корпуса 10 заявляемого устройства 29 и соединен электрической связью с входом 24 блока 1 МК.The ultrasonic rangefinder 6 is designed to measure the distance X i from the attachment point of the inventive device 29 on the frame 28 of the agricultural implement to the soil 31 processed by this agricultural implement. The X i values are subsequently used on a remote computer to calculate the depth of soil cultivation 31. In the inventive device 29, ultrasonic is used rangefinder because mechanical devices used for such measurements have a complex design, have low reliability and have a large measurement error, and the readings of optical devices designed for such measurements are highly dependent on weather conditions. In the claimed device 29 can be used ultrasonic precision all-weather intelligent rangefinder brand MB7389 (https://www.maxbotix.com/Ultrasonic_Sensors/MB7389.htm, published 04.12.2015). It is attached to the lower end of the housing 10 of the claimed device 29 and is electrically connected to the input 24 of the MC unit 1.

Блок 5 питания предназначен для обеспечения питанием всех блоков заявляемого устройства 29 через подключенную к нему шину 13 питания, к которой подключены входы питания (на схеме не показано) указанных блоков. Блок 5 питания состоит из контроллера 7 питания и батареи 8 аккумуляторной (фиг. 1). Контроллер 7 питания предназначен для поддержания непрерывно во времени нужного уровня стабилизированного напряжения питания на шине 13 питания как при колебаниях напряжения (UБСП) в сети 17 бортовой питания, так и при выключении UБСП в сети 17 и, при необходимости, для заряда батареи 8 аккумуляторной. Для обеспечения непрерывности питания шины 13 при исчезновении UБСП напряжения бортовой сети 17 контроллер 7 питания отключается от сети 17 и подключается к батарее 8 аккумуляторной. Батарея 8 аккумуляторная предназначена для обеспечения питания блоков заявляемого устройства 29, когда отсутствует напряжение питания UБСП. Контроллер 7 питания может быть выполнен, например, на последовательно включенных микросхемах LM76003 (http://www.ti.com/product/LM76003, опубликовано 28.10.2017), BQ23170 (http://www.ti.com/product/BQ23170, опубликовано 06.09.2011) и TPS63021 (http://www.ti.com/product/TPS63021, опубликовано 20.07.2014) с соответствующей обвязкой. В качестве батареи 8 аккумуляторной может быть использован один или несколько аккумуляторов типа NCR18650B LiIon MH12210 (http://batterex.com.ua/rechargeable-batteries/18650_batteries/18650_unprotected/18650_panasonic_ncr18650b_3310, опубликовано 05.11.2019.).The power supply unit 5 is designed to provide power to all the units of the claimed device 29 through the power bus 13 connected to it, to which the power inputs (not shown in the diagram) of these units are connected. The power supply unit 5 consists of a power controller 7 and a rechargeable battery 8 (Fig. 1). The power controller 7 is designed to maintain continuously in time the desired level of the stabilized supply voltage on the power bus 13 both during voltage fluctuations (U BSP ) in the onboard power network 17 and when U BPS is turned off in the network 17 and, if necessary, to charge the battery 8 rechargeable. To ensure the continuity of the power supply of the bus 13 in the event of the disappearance of U BSP voltage of the on-board network 17, the power controller 7 is disconnected from the network 17 and connected to the battery 8. The rechargeable battery 8 is designed to provide power to the units of the claimed device 29 when there is no supply voltage U BSP . The power controller 7 can be executed, for example, on series-connected microcircuits LM76003 (http://www.ti.com/product/LM76003, published on 10/28/2017), BQ23170 (http://www.ti.com/product/BQ23170 , published on 09/06/2011) and TPS63021 (http://www.ti.com/product/TPS63021, published on 07/20/2014) with the corresponding harness. One or more NCR18650B LiIon MH12210 batteries (http://batterex.com.ua/rechargeable-batteries/18650_batteries/18650_unprotected/18650_panasonic_ncr18650b_3310, published 05.11.2019.) Can be used as a rechargeable battery 8.

Блок 9 памяти, представляющий собой энергонезависимое запоминающее устройство, предназначен для временного хранения информационных пакетов, отправляемых на удаленный компьютер. Информационные пакеты формируются блоком 1 МК из данных, поступающих в реальном времени от дальномера 6, датчика 4 положения устройства в пространстве, блока 3 часов РВ и блока 5 питания. Блок 9 памяти может быть выполнен, например, в виде электронного узла, включающего в себя модуль памяти TS32GUSDC10I, https://www.chipdip.ru/product/ts32gusdc10i-transcend-industrial-32gb опубликовано 28.01.2017) и разъем (не показан). При этом модуль памяти TS32GUSDC10I представляет собой EEPROM. Он выполнен в формате microSD. Разъем (не показан) предназначен для механической фиксации указанного модуля на плате 11 печатной и для подключения этого модуля к цепям электрической схемы заявляемого устройства 29. The memory block 9, which is a non-volatile storage device, is designed for temporary storage of information packets sent to a remote computer. Information packets are formed by the MC unit 1 from the data coming in real time from the range finder 6, the sensor 4 of the position of the device in space, the unit 3 hours of the RT and the power supply unit 5. The memory unit 9 can be made, for example, in the form of an electronic unit, which includes a TS32GUSDC10I memory module, https://www.chipdip.ru/product/ts32gusdc10i-transcend-industrial-32gb published on 01/28/2017) and a connector (not shown ). In this case, the TS32GUSDC10I memory module is an EEPROM. It is made in microSD format. The connector (not shown) is designed to mechanically fix the specified module on the printed circuit board 11 and to connect this module to the circuits of the electrical circuit of the claimed device 29.

Корпус 10 представляет собой герметичную коробку. Внутри корпуса 10 располагается плата 11 печатная. В одну их стенок корпуса вмонтирован герметичный разъем 12 питания.The body 10 is a sealed box. Inside the housing 10 there is a printed circuit board 11. A sealed power connector 12 is mounted in one of the walls of the case.

Корпус 10 выполнен радиопрозрачными для свободного прохождения сквозь него электромагнитного излучения канала 32 связи.The housing 10 is made radio-transparent for free passage of electromagnetic radiation of the communication channel 32 through it.

Корпус 10 содержит крепежные элементы. Они предназначены для установки и фиксации корпуса 10 на платформе 25 с помощью первой 26 жесткой связи, представляющей собой болтовое соединение. The housing 10 contains fasteners. They are designed to install and fix the housing 10 on the platform 25 using the first 26 rigid connection, which is a bolted connection.

Платформа 25 предназначена для фиксации заявляемого устройства 29 на раме 28 (фиг.1) сельхозорудия. Для этого платформа 25 соединена с рамой 28 с помощью второй 27 жесткой связи, представляющей собой неразборное соединение, например сварное или клеевое. Платформа 25 выполнена в виде плоской металлической пластины и имеет крепежные отверстия для болтового соединения первой 26 жесткой связи. The platform 25 is designed to fix the inventive device 29 on the frame 28 (Fig. 1) of agricultural implements. For this, the platform 25 is connected to the frame 28 by means of a second 27 rigid connection, which is a non-separable connection, for example, welded or glued. The platform 25 is made in the form of a flat metal plate and has fastening holes for bolting the first rigid connection 26.

Работа.Work.

Устройство 29 может быть установлено на раму самоходного транспортного средства или на раму прицепного сельскохозяйственного почвообрабатывающего орудия, такого как плуг, культиватор, борона, мульчировщик, сеялка, и т.п. The device 29 can be mounted on the frame of a self-propelled vehicle or on the frame of a trailed agricultural tillage implement such as a plow, cultivator, harrow, mulcher, seeder, and the like.

На раме одного почвообрабатывающего сельхозорудия, в зависимости от его конструкции и решаемых задач, может быть размещено от одного до трех или более заявляемых устройств 29.On the frame of one tillage agricultural equipment, depending on its design and the tasks being solved, from one to three or more of the claimed devices 29 can be placed.

После установки заявляемого устройства 29 на указанное выше сельскохозяйственное орудие (фиг.2) измеряют расстояние Y от рамы 28 сельскохозяйственного орудия до нижнего края обрабатывающих рабочих органов 30, таких как лемех плуга, лапа культиватора, диск бороны, сошника сеялки и т.д. Далее значение Y считается постоянным и известным. Заявляемое устройство 29 с помощью ультразвукового дальномера 6 измеряет расстояние Х от рамы 28 до почвы 31. Глубина обработки почвы Z является разницей значений Y и Х.After installing the inventive device 29 on the above agricultural implement (Fig. 2), the distance Y is measured from the frame 28 of the agricultural implement to the lower edge of the processing working bodies 30, such as a plow share, a cultivator paw, a harrow disc, a seeder opener, etc. Further, the Y value is considered constant and known. The inventive device 29 using an ultrasonic range finder 6 measures the distance X from the frame 28 to the soil 31. The depth of tillage Z is the difference between the values of Y and X.

Работа устройства 29 заключается в том, что им производится измерение расстояния Х во время движения сельскохозяйственного почвообрабатывающего орудия по полю, в режиме реального времени, с точностью ±(10) мм. При этом данные, получаемые от дальномера 6 и датчика 4 положения устройства в пространстве блоком 1 МК, упаковываются, сжимаются и записываются им в блок 9 памяти, после чего, с помощью блока 2 связи и подключенного к нему канала 32 связи, эти данные передаются на удаленный компьютер. The operation of the device 29 lies in the fact that it measures the distance X during the movement of the agricultural tillage implement across the field, in real time, with an accuracy of ± (10) mm. In this case, the data received from the range finder 6 and the sensor 4 of the position of the device in space by the MC unit 1 is packed, compressed and written by it to the memory unit 9, after which, using the communication unit 2 and the communication channel 32 connected to it, these data are transmitted to remote computer.

Задачи, решаемые устройством 29 в процессе работы: Tasks solved by device 29 during operation:

1. Получение информации содержащей сведения о фактической глубине обработки почвы 31 сельскохозяйственным почвообрабатывающим орудием. 1. Obtaining information containing information about the actual depth of soil cultivation with 31 agricultural tillage tools.

2. Получение информации позволяющей производить выявление и фиксацию фактов некорректной эксплуатации сельскохозяйственного почвообрабатывающего орудия (отсутствие выглублений указанного орудия при разворотах, высокая скорость его передвижения на перегонах, высокая и низкая скорость обработки почвы этим орудием и пр.). 2. Obtaining information that allows for the identification and recording of the facts of incorrect operation of agricultural tillage tools (no sinking of the specified tool during turns, high speed of its movement on the tracks, high and low speed of tillage with this tool, etc.).

3. Получение информации, позволяющей производить выявление и фиксацию фактов несанкционированного изменения параметров сельскохозяйственного орудия, в случаях, когда эти изменения сказываются на глубине обработки почвы 31. 3. Obtaining information that allows to identify and record the facts of unauthorized changes in the parameters of agricultural implements, in cases where these changes affect the depth of soil cultivation 31.

Работа заявляемого устройства 29 происходит следующим образом.The operation of the claimed device 29 is as follows.

При включении напряжения питания UБСП сети 17 бортовой начинает работать блок 5 питания и на его силовом выходе генерируется напряжение, поступающее на шину 13 питания, с которой оно поступает на все блоки устройства 29. При этом блок 1 МК начинает работать под управлением программного обеспечения (ПО), расположенного в его внутреннем ПЗУ. В начале работы блок 1 МК устанавливает все электронные блоки заявляемого устройства 29 в исходное состояние и инициализирует их работу. В дальнейшем блок 1 МК осуществляет управление несколькими, протекающими одновременно, процессами, обеспечивающими работу заявляемого устройства 29. Основные из них: When the supply voltage U of the BSP of the network 17 is turned on, the onboard power supply unit 5 starts to operate and a voltage is generated at its power output, which is supplied to the power bus 13, from which it is supplied to all units of the device 29. In this case, the MC unit 1 starts operating under software control ( Software) located in its internal ROM. At the beginning of operation, block 1 MK sets all electronic units of the claimed device 29 to their original state and initializes their work. In the future, block 1 MK controls several simultaneous processes that ensure the operation of the claimed device 29. The main ones are:

а) прием, обработка и регистрация данных дальномера 6 ультразвукового; a) reception, processing and registration of data from the ultrasonic range finder 6;

б) прием, обработка и регистрация данных датчика 4 положения устройства в пространстве; b) reception, processing and registration of data from the sensor 4 of the position of the device in space;

в) передача данных на удаленный компьютер;c) data transfer to a remote computer;

г) управление блоком питания. d) power supply control.

Процесс (а) запускается после получения очередного отсчета Xi от дальномера 6. Указанный отсчет формируется следующим образом. Дальномер 6 с помощью своего излучателя генерирует в окружающее его воздушное пространство акустический сигнал, представляющий собой импульсно-модулированные акустические колебания с несущей частотой 42 кГц, находящейся в ультразвуковом диапазоне. Диаграмма направленности излучателя имеет небольшую ширину, что позволяет сконцентрировать значительную долю энергии излучаемого дальномером 6 сигнала 16.1 в одном направлении, а именно в направлении почвы 31, расстояние до которой надо измерить (см. фиг.1). Далее, акустический сигнал 16.2, отраженный от почвы 31, улавливается приемным трактом дальномера 6 ультразвукового, электронным блоком которого фиксируется промежуток времени ∆t между моментом излучения акустического сигнала 16.1 и моментом поступления отраженного акустического сигнала 16.2. По полученному значению ∆t дальномер 6 ультразвуковой вычисляет расстояние от него до почвы 31 и получает очередной отсчет Xi расстояния, используя который система обработки может определить глубину обработки почвы 31. Полученный отсчет Xi поступает на выход дальномера 6 ультразвукового и далее на вход 24 блока микроконтроллера. При использовании в заявляемом устройстве 29 в качестве дальномера 6 ультразвукового вышеуказанного ультразвукового прецизионного всепогодного дальномера марки MB7389 частота поступления на его выход отсчетов Xi равна 6.67 Гц. Process (a) starts after receiving the next count X i from the range finder 6. The indicated count is formed as follows. The range finder 6 with the help of its emitter generates an acoustic signal into the surrounding airspace, which is a pulse-modulated acoustic vibration with a carrier frequency of 42 kHz, located in the ultrasonic range. The radiation pattern of the emitter has a small width, which allows you to concentrate a significant portion of the energy emitted by the range finder 6 signal 16.1 in one direction, namely in the direction of the soil 31, the distance to which must be measured (see figure 1). Further, the acoustic signal 16.2, reflected from the soil 31, is captured by the receiving path of the ultrasonic range finder 6, the electronic unit of which records the time interval ∆t between the moment of emission of the acoustic signal 16.1 and the moment of arrival of the reflected acoustic signal 16.2. Based on the obtained value of ∆t, the ultrasonic range finder 6 calculates the distance from it to the soil 31 and receives the next distance count X i , using which the processing system can determine the depth of tillage 31. The resulting count X i goes to the output of the ultrasonic range finder 6 and then to the input 24 of the unit microcontroller. When used in the claimed device 29 as a rangefinder 6 of the ultrasonic above-mentioned ultrasonic precision all-weather rangefinder brand MB7389, the frequency of receipt of samples X i at its output is equal to 6.67 Hz.

Очередной отсчет Xi с выхода дальномера 6 поступает на вход 24 блока 1 МК. При этом блок 1 МК через третий 20 вход/выход читает содержимое внутренних регистров блока 3 часов реального времени, содержащих текущее время Ti, упаковывает полученные отсчеты Xi и Ti в информационный пакет Pi и отправляет его через первый 18 вход/выход блока 1 МК в блок 9 памяти для записи и последующего хранения до момента его отправки на удаленный компьютер. На этом процесс (а) завершается. Одновременно может существовать несколько таких процессов, т.к., например, новый отсчет Xi+1 может поступить до завершения обработки отсчета Xi. The next count X i from the output of the rangefinder 6 is fed to the input 24 of the block 1 MK. In this case, block 1 MK through the third 20 input / output reads the contents of the internal registers of the block 3 of the real time clock containing the current time T i , packs the received samples X i and T i into an information packet P i and sends it through the first 18 input / output of the block 1 MK in block 9 of memory for recording and subsequent storage until it is sent to a remote computer. This completes the process (a). Several such processes can exist simultaneously, since, for example, a new sample X i + 1 can arrive before the completion of processing of the sample X i .

Процесс (б) запускается при поступлении очередного отсчета Vj от датчика 4 положения устройства в пространстве. Очередной отсчет Vj состоит из очередных отсчетов значений от гироскопа, магнитометра и акселерометра. Они поступают из соответствующих внутренних регистров датчика 4 положения устройства в пространстве на его вход/выход и далее на четвертый 21 вход/выход блока 1 МК. При этом блок 1 МК через третий 20 вход/выход читает содержимое внутренних регистров блока 3 часов реального времени, содержащих текущее время Tj, упаковывает полученные отсчеты Vj и Tj в информационный пакет Pj и отправляет его через первый 18 вход/выход в блок 9 памяти для записи и последующего хранения до момента его отправки на удаленный компьютер. На этом процесс (б) завершается. Одновременно может существовать несколько таких процессов, т.к., например, новый отсчет Vj+1 может поступить до завершения обработки отсчета Vj.Process (b) starts when the next reading V j from the sensor 4 of the device position in space is received. The next readout V j consists of the next readings of the values from the gyroscope, magnetometer and accelerometer. They come from the corresponding internal registers of the sensor 4 position of the device in space to its input / output and then to the fourth 21 input / output of block 1 MK. In this case, the MC unit 1 through the third 20 input / output reads the contents of the internal registers of the real time clock block 3 containing the current time T j , packs the received samples V j and T j into an information packet P j and sends it through the first 18 input / output to block 9 of memory for recording and subsequent storage until it is sent to a remote computer. This completes the process (b). Several such processes can exist simultaneously, since, for example, a new sample V j + 1 may arrive before the completion of processing the sample V j .

Процесс (в) запускается в начале работы устройства 29. Он отслеживает наличие информационных пакетов в блоке 9 памяти, предназначенных для отправки на удаленный компьютер. Если такие пакеты есть, процесс (в) инициирует блок 2 связи на его подключение каналу 32 связи. Затем процесс (в) устанавливает связь с удаленным компьютером. После чего информационные пакеты, готовые к передаче, передаются блоком 1 МК из блока 9 памяти, через первый 18 вход/выход блока 1 МК и через второй 19 вход/выход блока 1 МК на первый вход/выход блока 2 связи, который передает их далее в канал 32 связи. После завершения передачи последнего пакета, требующего отправки на удаленный компьютер, связь по каналу 32 связи завершается и процесс (в) переходит в состояние ожидания новых информационных пакетов, готовых к передаче на удаленный компьютер.Process (c) starts at the beginning of operation of the device 29. It monitors the presence of information packets in the memory unit 9, intended to be sent to a remote computer. If there are such packets, process (c) initiates communication unit 2 to connect it to communication channel 32. Then process (c) establishes communication with the remote computer. After that, the information packets ready for transmission are transmitted by the MC block 1 from the memory block 9, through the first 18 input / output of the MC block 1 and through the second 19 input / output of the MC block 1 to the first input / output of the communication unit 2, which transfers them further to communication channel 32. After the completion of the transmission of the last packet that needs to be sent to the remote computer, communication over the communication channel 32 ends and the process (c) goes into a state of waiting for new information packets ready for transmission to the remote computer.

Процесс (г), осуществляющий управление блоком 5 питания, запускается в начале работы заявляемого устройства 29 и существует до окончания его работы. При этом работа устройства 29 подчиняется следующим правилам:Process (d), which controls the power supply unit 5, starts at the beginning of the operation of the claimed device 29 and exists until the end of its operation. In this case, the operation of device 29 is subject to the following rules:

1. Устройство 29 работает (осуществляет сбор информации от датчиков, ее обработку и передачу по каналу 32 связи на удаленный компьютер) всегда, когда на разъеме 12 питания присутствует напряжение UБСП (сеть 17 бортовая включена).1. Device 29 operates (collects information from sensors, processes it and transfers it via communication channel 32 to a remote computer) whenever there is voltage U BSP at the power connector 12 (onboard network 17 is on).

2. Если заряд батареи 8 аккумуляторной не полный, и на разъеме 12 питания присутствует напряжение UБСП (сеть 17 бортовая включена), контроллер 7 питания осуществляет заряд батареи 8 аккумуляторной.2. If the charge of the battery 8 is not full, and the voltage U BSP is present at the power connector 12 (the onboard network 17 is on), the power controller 7 charges the battery 8.

3. Если на разъеме 12 питания напряжение UБСП выключается, заявляемое устройство 29 переключается на работу от батареи 8 аккумуляторной. В этом случае заявляемое устройство 29 осуществляет сбор информации от датчиков, ее обработку и запись в блок 9 памяти, но передача информации по каналу 32 связи не ведется. При разряде батареи 8 аккумуляторной до заданного значения, заявляемое устройство 29 завершает все процессы и выключается.3. If the voltage U BSP is turned off at the power connector 12, the claimed device 29 switches to operation from the battery 8. In this case, the inventive device 29 collects information from the sensors, processes it and records it in the memory unit 9, but the information is not transmitted via the communication channel 32. When the battery 8 is discharged to a predetermined value, the inventive device 29 ends all processes and turns off.

4. Если на разъеме 12 питания отсутствует UБСП (Сеть 17 бортовая выключена), а устройство 29 работает от батареи 8 аккумуляторной, и если оно находится без движения более заданного интервала времени (TC1), например более 4 часов, то блок 1 МК завершает все процессы и выключает устройство 29. Наличие движения заявляемого устройства 29 или его отсутствие определяется блоком 1 МК на основании данных, поступающих от дальномера 6 и датчика 4 положения устройства в пространстве.4. If there is no U BSP on the power connector 12 (the onboard network 17 is turned off), and the device 29 operates from the battery 8, and if it is motionless for more than a predetermined time interval (T C1 ), for example, more than 4 hours, then unit 1 MK completes all processes and turns off the device 29. The presence of movement of the inventive device 29 or its absence is determined by the block 1 MK based on the data received from the range finder 6 and the sensor 4 of the position of the device in space.

Исходя из выше сказанного, включение неработающего заявляемого устройства 29 происходит всегда, когда включается напряжение питания UБСП в сети 17 бортовой. При этом, во время последующей работы, контроллер 7 питания самостоятельно отслеживает уровень напряжения батареи 8 аккумуляторной и при необходимости включает ее зарядку. При выключении напряжения питания UБСП в сети 17 бортовой контроллер 7 питания самостоятельно отключается от неё и подключается к батарее 8 аккумуляторной. При этом напряжение на шине 13 питания не изменяется. Процесс (г) контролирует состояние блока 5 питания с помощью логических и аналоговых сигналов, поступающих из блока 5 питания на вход 23 блока 1 МК. Аналоговые сигналы представляют собой напряжения, характеризующие работу блока 5 питания. Они, через заданные интервалы времени, измеряются внутренним аналого-цифровым преобразователем (АЦП) блока 1 МК. Полученные значения этих напряжений упаковываются и сжимаются, после чего блок 1 МК формирует из них информационные пакеты, которые затем записывает в блок 9 памяти для последующей передачи на удаленный компьютер. Процесс (г) так же сравнивает полученные значения этих напряжений с эталоном и, если эти значения выходят за пределы допустимых значений, блоком 1 МК фиксируется аварийная ситуация, после чего он завершает все процессы и выключает устройство 29. Одним из логических сигналов, поступающих на вход 23 блока 1 МК, является сигнал, указывающий на присутствие напряжение питания UБСП в сети 17 бортовой. Выключение напряжения в сети 17 означает, что трактор, буксирующий сельскохозяйственное орудие, остановлен и его двигатель заглушен. При этом, как сказано выше, контроллер 7 питания самостоятельно переключается на батарею 8 аккумуляторную, и энергия на питание заявляемого устройства 29 начинает поступать от нее. Блок 1 МК начинает контролировать время обездвиженности устройства 29 по содержимому отсчетов, поступающих от дальномера 6 и датчика 4 положения устройства в пространстве. Когда время обездвиженности достигает заданного значения TC1, блок 1 МК завершает все процессы и выключает заявляемое устройство 29. Время TC1 необходимо для фиксации фактов несанкционированного изменения параметров сельскохозяйственного орудия. Оно задается при настройке заявляемого устройства 29. Если устройство 29 было включено, и работало от батареи 8 аккумуляторной, то при включении напряжения питания UБСП в сети 17 бортовой, контроллер 7 питания самостоятельно отключается от батареи 8 аккумуляторной и подключается к сети 17 бортовой, а блок 1 МК включает питание блока 2 связи, после чего работа устройства 29 полностью восстанавливается.Based on the foregoing, the inclusion of the inoperative claimed device 29 occurs always when the supply voltage U BSP is turned on in the onboard network 17. In this case, during subsequent work, the power controller 7 independently monitors the voltage level of the battery 8 and, if necessary, turns on its charging. When the supply voltage U BSP in the network 17 is turned off, the on-board power controller 7 is independently disconnected from it and connected to the battery 8. In this case, the voltage on the power bus 13 does not change. Process (d) controls the state of the power supply unit 5 with the help of logical and analog signals coming from the power supply unit 5 to the input 23 of the MC unit 1. The analog signals are voltages indicative of the operation of the power supply unit 5. They, at specified time intervals, are measured by the internal analog-to-digital converter (ADC) of the 1 MK unit. The obtained values of these voltages are packed and compressed, after which the MC block 1 forms information packets from them, which are then written into the memory block 9 for subsequent transmission to a remote computer. Process (d) also compares the obtained values of these voltages with the standard and, if these values go beyond the permissible values, an emergency situation is recorded by the MC unit 1, after which it terminates all processes and turns off the device 29. One of the logical signals arriving at the input 23 block 1 MK, is a signal indicating the presence of the supply voltage U BSP in the network 17 onboard. Turning off the voltage in the network 17 means that the tractor towing the agricultural implement is stopped and its engine is turned off. In this case, as mentioned above, the power controller 7 independently switches to the rechargeable battery 8, and the energy to power the claimed device 29 begins to flow from it. Block 1 MK begins to control the time of immobility of the device 29 by the content of the readings coming from the range finder 6 and the sensor 4 of the position of the device in space. When the immobilization time reaches a predetermined value T C1 , the MC unit 1 terminates all processes and turns off the claimed device 29. Time T C1 is necessary to record the facts of unauthorized changes in the parameters of agricultural implements. It is set when configuring the claimed device 29. If the device 29 was turned on and operated from the battery 8, then when the supply voltage U of the BSP in the network 17 is onboard, the power controller 7 is independently disconnected from the battery 8 and is connected to the network 17 onboard, and unit 1 MK turns on the power supply unit 2 communication, after which the operation of the device 29 is fully restored.

Все информационные пакеты, кроме самих значений отсчетов, таких как отсчет от дальномера 6, отсчеты от датчика 4 положения устройства в пространстве, отсчеты значений напряжений от блока 5 питания, содержат идентификатор типа отсчета, метку времени и идентификатор информационного пакета, включающий идентификатор заводского номера заявляемого устройства 29. Идентификатор заводского номера заявляемого устройства 29 считывается блоком 1 МК из регистра заводского номера микросхемы микроконтроллера STM32F746ZG блока 1 МК. All information packets, except for the readout values themselves, such as the readout from the rangefinder 6, the readings from the device position sensor 4 in space, the voltage readings from the power supply unit 5, contain an identifier of the readout type, a time stamp and an identifier of the information packet, including the identifier of the serial number of the claimed device 29. The identifier of the serial number of the claimed device 29 is read by block 1 MK from the register of the serial number of the microcontroller microcircuit STM32F746ZG block 1 MK.

Процесс формирования блоком 1 МК информационных пакетов из данных, поступающих от датчиков и от других источников информации, включает операцию сжатия этих данных с целью уменьшения их объема, что необходимо из-за ограниченной пропускной способности канала 32 связи.The process of forming information packets by block 1 of MK from data coming from sensors and from other information sources includes the operation of compressing these data in order to reduce their volume, which is necessary due to the limited bandwidth of the communication channel 32.

На фиг. 3 показаны графики, построенные по данным, представляющим собой измеренные значения параметров, полученных от дальномера 6 и от датчика 4 положения устройства в пространстве при обработке почвы 31 сельскохозяйственным орудием (культиватором). На указанных графиках, оси абсцисс являются осями времени t в секундах, а оси ординат соответствуют конкретным измеряемым параметрам. Длительность приведенных фрагментов равна 110 секунд. Все графики синхронизированы друг с другом во времени. После обработки этих данных удаленным компьютером специалисты делают выводы о качестве обработки почвы 31 культиватором. При обнаружении некорректно обработанных участков поля (или поля в целом) владелец может запустить обработку повторно.FIG. 3 shows graphs constructed from data representing the measured values of the parameters obtained from the range finder 6 and from the sensor 4 of the position of the device in space when processing the soil 31 with an agricultural implement (cultivator). In these graphs, the abscissa axes are the axes of time t in seconds, and the ordinate axes correspond to specific measured parameters. The duration of the given fragments is 110 seconds. All charts are synchronized with each other in time. After processing this data by a remote computer, experts draw conclusions about the quality of soil cultivation with 31 cultivators. If it detects incorrectly processed areas of the field (or the field as a whole), the owner can start processing again.

На фиг.3.а показан график, построенный по данным, поступающим от дальномера 6; на фиг. 3.б приведен график, построенный по данным, поступившим от гироскопа; на фиг. 3.в приведен график, построенный по данным, поступившим от магнитометра; на фиг. 3.г приведен график, построенный по данным, поступившим от акселерометра. Все эти данные поступили во время движения культиватора при обработке поля. Выбран характерный момент движения культиватора, а именно, движение в момент разворота культиватора на 180 градусов в конце поля. На графиках показаны исходные, не обработанные данные. На графиках хорошо видны характерные моменты при развороте орудия:Fig. 3.a shows a graph plotted according to the data received from the range finder 6; in fig. 3.b is a graph based on the data received from the gyroscope; in fig. 3.c shows a graph based on the data received from the magnetometer; in fig. 3.d is a graph plotted according to the data received from the accelerometer. All these data were received during the movement of the cultivator while processing the field. The characteristic moment of the cultivator's movement was chosen, namely, the movement at the moment of turning the cultivator by 180 degrees at the end of the field. The graphs show the original, unprocessed data. The charts clearly show the characteristic moments when turning the gun:

1) 0 – 10 секунд. Линейное движение культиватора в конце поля. Дальномер на высоте 820 мм над почвой 31.1) 0 - 10 seconds. Linear movement of the cultivator at the end of the field. Distance meter 820 mm above the ground 31.

2) 10 – 35 секунд. Начало выглубления, подъем обрабатывающих органов 30 культиватора из почвы 31. При этом дальномер 6 поднимается на высоту 1050 мм над почвой 31.2) 10 - 35 seconds. The beginning of sinking, lifting the cultivator's working bodies 30 from the soil 31. In this case, the range finder 6 rises to a height of 1050 mm above the soil 31.

3) 35 – 55 секунд. Выезд трактора с культиватором с текущей полосы за пределы обрабатываемого участка поля, разворот его на 180º и заход на новую полосу обрабатываемого участка поля.3) 35 - 55 seconds. Driving a tractor with a cultivator from the current lane outside the cultivated area of the field, turning it 180º and entering a new lane of the cultivated area of the field.

4) 55 – 65 секунд. Опускание обрабатывающих органов 30 до почвы 31, дальномер 6 опускается с высоты 1050 мм на высоту 870 мм.4) 55 - 65 seconds. Lowering the processing organs 30 to the soil 31, the range finder 6 is lowered from a height of 1050 mm to a height of 870 mm.

5) 65 – 100 секунд. Движение обрабатывающих органов 30 культиватора по поверхности почвы 31. Дальномер 6 на высоте 870 мм над почвой 31.5) 65 - 100 seconds. The movement of the cultivator's working bodies 30 on the soil surface 31. Rangefinder 6 at a height of 870 mm above the soil 31.

6) 100 – 110 секунд. Заглубление обрабатывающих органов 30 культиватора на нужную глубину. В конце операции дальномер 6 расположен на высоте 820 мм над почвой 31.6) 100 - 110 seconds. Deepening of the cultivator's processing organs 30 to the required depth. At the end of the operation, the range finder 6 is located 820 mm above the soil 31.

Разворот культиватора на 180º и изменения положения заявляемого устройства 29 относительно магнитного поля 15 земли хорошо видны по показаниям магнитометра на фиг. 3.в.The rotation of the cultivator by 180º and changes in the position of the inventive device 29 relative to the magnetic field 15 of the earth are clearly visible from the readings of the magnetometer in FIG. 3.c.

Изменения положения заявляемого устройства 29 при этих операциях хорошо видны по показаниям гироскопа фиг. 3.б.Changes in the position of the inventive device 29 during these operations are clearly visible from the readings of the gyroscope in FIG. 3.b.

Ускорения, испытываемые заявляемым устройством 29 во время операций выглубления и разворота, хорошо видны на графике фиг. 3.г. The accelerations experienced by the inventive device 29 during lifting and turning operations are clearly visible in the graph of FIG. 3.d.

Приведенные на фиг. 3 графики показывают практическую ценность заявляемого устройства 29, а именно:Shown in FIG. 3 graphs show the practical value of the claimed device 29, namely:

– получение сведений о фактической глубине обработки почвы 31 сельскохозяйственным почвообрабатывающим орудием; - obtaining information about the actual depth of tillage with 31 agricultural tillage tools;

– выявление и фиксация фактов некорректной эксплуатации сельскохозяйственного почвообрабатывающего орудия, например отсутствие выглублений при разворотах, высокая скорость передвижения орудия на перегонах, высокая и низкая скорость обработки почвы 31; - Revealing and fixing the facts of incorrect operation of agricultural tillage tools, for example, the absence of sinkholes during turns, high speed of movement of the tool on the hauls, high and low speed of tillage 31;

– выявление и фиксация фактов несанкционированного изменения параметров сельскохозяйственного орудия.- Revealing and fixing the facts of unauthorized changes in the parameters of agricultural implements.

Все это позволяет сельхозпредприятию в конечном итоге повысить качество выпускаемой продукции, поднять производительность труда и повысить его экономическую эффективность. All this allows the agricultural enterprise to ultimately improve the quality of its products, raise labor productivity and increase its economic efficiency.

Промышленная применимость.Industrial applicability.

Заявляемое устройство позволяет обеспечить непрерывную фиксацию с высокой точностью и частотой процесса измерения глубины обработки почвы и сохранение на удаленном компьютере владельца поля всей последовательности производимых измерений, с идентификатором обрабатывающего сельскохозяйственного орудия и других важных параметров, давая таким образом возможность получать наиболее достоверные информационные сведения о качестве выполнения технологического процесса почвообрабатывающими машинами, орудиями, позволяя принимать последующие решения.The inventive device allows for continuous fixation with high accuracy and frequency of the process of measuring the depth of tillage and saving on the remote computer of the owner of the field the entire sequence of measurements, with the identifier of the processing agricultural implement and other important parameters, thus making it possible to obtain the most reliable information about the quality of performance technological process with tillage machines, implements, allowing subsequent decisions to be made.

Заявляемое устройство позволяет фермеру изучать информацию о качестве обработки почвы во время выполнения сельскохозяйственных работ, позволяет сохранять измеренные значения, определенные датчиками, в зависимости от конкретного местоположения, и таким образом, создавать топологическую карту состояния почвы. The inventive device allows the farmer to study information about the quality of soil cultivation during agricultural work, allows you to save the measured values determined by sensors, depending on a specific location, and thus create a topological map of the state of the soil.

Заявляемое устройство найдет применение в системе точного (координатного) земледелия. The claimed device will find application in a precision (coordinate) farming system.

Источники информации.Sources of information.

1. Патент РФ на полезную модель №102108 Устройство для определения фактической глубины хода рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий. Заявка №2010139193, МПК G01B13/00. Патентообладатель ГНУ СКС ВИМ Россельхозакадемии (RU). Опубликовано 10.02.2011. Прекратил действие.1. RF patent for useful model No. 102108 Device for determining the actual depth of travel of the working bodies of tillage machines and tools. Application No. 2010139193, IPC G01B13 / 00. Patent holder of GNU SKS VIM of the Russian Agricultural Academy (RU). Published on February 10th, 2011. Has ceased to act.

2. Патент РФ на полезную модель №110476. Устройство для определения глубины обработки почвы. Заявка №2011111469; МПК G01B 13/00. Патентообладатель ФГНУ "Росинформагротех» (RU). Опубликовано: 20.11.2011. Прекратил действие.2. RF patent for a useful model No. 110476. Device for determining the depth of soil cultivation. Application No. 2011111469; IPC G01B 13/00. The patent holder is the Federal State Scientific Institution "Rosinformagrotech" (RU). Published: 20.11.2011.

3. Патент РФ на полезную модель №191181 Устройство измерения глубины обработки почвы при испытании почвообрабатывающих машин и орудий. Заявка №2019108298; МПКG01B 3/00, A01B 63/00. Патентообладатель ФГБНУ "Росинформагротех" (RU). Опубликовано:29.07.2019. Наиболее близкий аналог.3. RF patent for useful model No. 191181 Device for measuring the depth of soil cultivation when testing tillage machines and tools. Application No. 2019108298; MPKG01B 3/00, A01B 63/00. The patent holder is the Federal State Budgetary Scientific Institution "Rosinformagrotech" (RU). Published: 29.07.2019. The closest analogue.

4. Ультразвуковой датчик приближения Эскорт ДГВ-200. Интернет-ресурс https://www.fmeter.ru/infocenter/helpful/dgv-200-glubina-poseva/ . Опубликовано 13.09.2019;4. Ultrasonic proximity sensor Escort DGV-200. Internet resource https://www.fmeter.ru/infocenter/helpful/dgv-200-glubina-poseva/. Published on 09/13/2019;

https://www.fmeter.ru/download/_ftp/ultrazvukovoj-datchik-priblizhenija/eskort-DVG-200/Руководство_пользователя_DGV-200.pdf . Опубликовано 13.09.2019.https://www.fmeter.ru/download/_ftp/ultrazvukovoj-datchik-priblizhenija/eskort-DVG-200/User_Guide_DGV-200.pdf. Published on September 13th, 2019.

Claims (5)

1. Устройство мониторинга работы почвообрабатывающего орудия, жестко закрепляемое на его раме с рабочими органами, содержащее корпус, микроконтроллер, обеспечивающий непрерывный прием данных, поступающих от подключенных датчиков, имеющих высокую точность и частоту измерения, и энергонезависимую память с объемом, позволяющим записывать и сохранять указанные данные, отличающееся тем, что дополнительно содержит блок связи с удаленным компьютером, блок часов реального времени, датчик положения устройства в пространстве, блок питания, которые соединены электрическими связями с блоком микроконтроллера и расположены на печатной плате, закрепленной внутри корпуса устройства, при этом устройство содержит датчик глубины обработки почвы, в качестве которого применен ультразвуковой дальномер, закрепленный на корпусе устройства и соединенный электрическими связями с микроконтроллером.1. A device for monitoring the operation of a tillage tool, rigidly attached to its frame with working bodies, containing a housing, a microcontroller that provides continuous reception of data from connected sensors with high accuracy and measurement frequency, and a non-volatile memory with a volume that allows recording and storing the specified data, characterized in that it additionally contains a communication unit with a remote computer, a real time clock unit, a device position sensor in space, a power supply unit, which are electrically connected to the microcontroller unit and located on a printed circuit board fixed inside the device body, while the device contains a soil cultivation depth sensor, which is an ultrasonic rangefinder, fixed on the device body and electrically connected to a microcontroller. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в состав блока питания входит контроллер питания и аккумуляторная батарея.2. The device according to claim 1, characterized in that the power supply unit includes a power controller and a storage battery. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что датчик положения устройства в пространстве содержит трехосный акселерометр, трехосный гироскоп и трехосный магнитометр.3. The device according to claim 1, characterized in that the sensor of the position of the device in space contains a triaxial accelerometer, a triaxial gyroscope and a triaxial magnetometer. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что первый вход/выход блока микроконтроллера подключен ко входу/выходу блока памяти, второй вход/выход блока микроконтроллера подключен к первому входу/выходу блока связи, третий вход/выход блока микроконтроллера подключен ко входу/выходу блока часов реального времени, четвертый вход/выход блока микроконтроллера подключен ко входу/выходу датчика положения устройства в пространстве, выход блока микроконтроллера подключен к управляющему входу блока питания, первый вход блока микроконтроллера подключен к выходу состояния блока питания, второй вход блока микроконтроллера подключен к выходу дальномера ультразвукового, второй вход/выход блока связи подключен к каналу связи с удаленным компьютером, при этом устройство содержит разъем питания с внутренней стороной, подключенной ко входу питания блока питания, и с внешней стороной, предназначенной для подключения кабеля сети бортовой к устройству, причем к силовому выходу блока питания подключена шина питания, подключенная ко входам питания всех расположенных на плате блоков и к блоку дальномера ультразвукового.4. The device according to claim 2, characterized in that the first input / output of the microcontroller unit is connected to the input / output of the memory unit, the second input / output of the microcontroller unit is connected to the first input / output of the communication unit, the third input / output of the microcontroller unit is connected to the input / output of the real time clock unit, the fourth input / output of the microcontroller unit is connected to the input / output of the device position sensor in space, the output of the microcontroller unit is connected to the control input of the power supply unit, the first input of the microcontroller unit is connected to the status output of the power supply unit, the second input of the microcontroller unit is connected to the output of the ultrasonic range finder, the second input / output of the communication unit is connected to a communication channel with a remote computer, while the device contains a power connector with an inner side connected to the power supply input of the power supply and an outer side intended for connecting the onboard network cable to the device, moreover, the power bus is connected to the power output of the power supply power connected to the power inputs of all units located on the board and to the ultrasonic rangefinder unit. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус устройства выполнен герметичным и радиопрозрачным.5. The device according to claim 1, characterized in that the body of the device is sealed and radio-transparent.
RU2020118170U 2020-06-02 2020-06-02 Device for monitoring the work of a tillage tool RU200554U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020118170U RU200554U1 (en) 2020-06-02 2020-06-02 Device for monitoring the work of a tillage tool

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020118170U RU200554U1 (en) 2020-06-02 2020-06-02 Device for monitoring the work of a tillage tool

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU200554U1 true RU200554U1 (en) 2020-10-29

Family

ID=73399129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020118170U RU200554U1 (en) 2020-06-02 2020-06-02 Device for monitoring the work of a tillage tool

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU200554U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU220824U1 (en) * 2023-03-09 2023-10-04 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению агропромышленного комплекса" (ФГБНУ "Росинформагротех") DEVICE FOR MEASURING AND MAPPING THE DEPTH OF STROKE OF WORKING UNITS OF SOIL TILLAGE MACHINES AND IMPLEMENTS

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU102108U1 (en) * 2010-09-23 2011-02-10 Государственное научное учреждение Северо-Кавказская опытная станция Всероссийского научно-исследовательского института механизации сельского хозяйства Российской Академии Сельскохозяйственных наук (ГНУ СКС ВИМ Россельхозакадемии) DEVICE FOR DETERMINING THE ACTUAL DEPTH OF THE WORK OF THE WORKING BODIES OF SOIL PROCESSING MACHINES AND TOOLS
RU2537908C2 (en) * 2013-03-06 2015-01-10 Государственное научное учреждение Агрофизический научно-исследовательский институт Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ АФИ Россельхозакадемии) Device for subsurface measuring agrotechnological characteristics of soil arable layer in motion
RU2580449C2 (en) * 2012-08-09 2016-04-10 СиЭнЭйч ИНДАСТРИАЛ КЭНАДА, ЛТД. System and method of controlling soil cultivation with agricultural tool (versions)
RU169705U1 (en) * 2016-07-01 2017-03-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО СПбГАУ) Device for setting and monitoring the work of the tillage packer roller
JP6384063B2 (en) * 2014-02-26 2018-09-05 井関農機株式会社 Seedling transplanter
FR3071380A1 (en) * 2017-09-27 2019-03-29 Grv AGRICULTURAL VEHICLE WITH IN-DEPTH CONTROL OF A SWIVEL TOOL HOLDER
RU191181U1 (en) * 2019-03-22 2019-07-29 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению агропромышленного комплекса" (ФГБНУ "Росинформагротех") DEVICE FOR MEASURING DEPTH OF SOIL PROCESSING AT TESTING OF SOIL PROCESSING MACHINES AND IMPLEMENTS

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU102108U1 (en) * 2010-09-23 2011-02-10 Государственное научное учреждение Северо-Кавказская опытная станция Всероссийского научно-исследовательского института механизации сельского хозяйства Российской Академии Сельскохозяйственных наук (ГНУ СКС ВИМ Россельхозакадемии) DEVICE FOR DETERMINING THE ACTUAL DEPTH OF THE WORK OF THE WORKING BODIES OF SOIL PROCESSING MACHINES AND TOOLS
RU2580449C2 (en) * 2012-08-09 2016-04-10 СиЭнЭйч ИНДАСТРИАЛ КЭНАДА, ЛТД. System and method of controlling soil cultivation with agricultural tool (versions)
RU2537908C2 (en) * 2013-03-06 2015-01-10 Государственное научное учреждение Агрофизический научно-исследовательский институт Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ АФИ Россельхозакадемии) Device for subsurface measuring agrotechnological characteristics of soil arable layer in motion
JP6384063B2 (en) * 2014-02-26 2018-09-05 井関農機株式会社 Seedling transplanter
RU169705U1 (en) * 2016-07-01 2017-03-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО СПбГАУ) Device for setting and monitoring the work of the tillage packer roller
FR3071380A1 (en) * 2017-09-27 2019-03-29 Grv AGRICULTURAL VEHICLE WITH IN-DEPTH CONTROL OF A SWIVEL TOOL HOLDER
RU191181U1 (en) * 2019-03-22 2019-07-29 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению агропромышленного комплекса" (ФГБНУ "Росинформагротех") DEVICE FOR MEASURING DEPTH OF SOIL PROCESSING AT TESTING OF SOIL PROCESSING MACHINES AND IMPLEMENTS

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU220824U1 (en) * 2023-03-09 2023-10-04 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению агропромышленного комплекса" (ФГБНУ "Росинформагротех") DEVICE FOR MEASURING AND MAPPING THE DEPTH OF STROKE OF WORKING UNITS OF SOIL TILLAGE MACHINES AND IMPLEMENTS
RU223277U1 (en) * 2023-06-21 2024-02-12 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Михайловская военная артиллерийская академия" Министерства обороны Российской Федерации DEVICE FOR RECORDING AND STORING INFORMATION DURING OPERATION OF A COMPLEX TECHNICAL SYSTEM

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11315258B1 (en) Optical system for tracking the heading and position of an implement compared to the pulling tractor and other uses
EP3878255B1 (en) Method and system for estimating surface roughness of ground for an off-road vehicle to control steering
EP3878258B1 (en) Method and system for estimating surface roughness of ground for an off-road vehicle to control ground speed
EP3878257B1 (en) Method and system for estimating surface roughness of ground for an off-road vehicle to control ground speed
US11667171B2 (en) Method and system for estimating surface roughness of ground for an off-road vehicle to control steering
US5870689A (en) Scouting system for an agricultural field
US5878371A (en) Method and apparatus for synthesizing site-specific farming data
Ehsani et al. Seed location mapping using RTK GPS
EP3874928B1 (en) Method and system for estimating surface roughness of ground for an off-road vehicle to control an implement
US6810315B2 (en) Agricultural vehicle dispenser regulator and method
US11718304B2 (en) Method and system for estimating surface roughness of ground for an off-road vehicle to control an implement
CN110352650A (en) Device and method for Subsoiler quality-monitoring
CN106892009A (en) A kind of unmanned full-hydraulic multifunctional tractor of Beidou navigation and its control method
CN112113565A (en) Robot positioning system for agricultural greenhouse environment
CN106982563A (en) A kind of towed tillage equipment tilling depth detecting system and method
US12239037B2 (en) System and method for collecting agricultural measured data in an agricultural production machine
RU2748180C1 (en) Apparatus for monitoring operation of soil-tilling implement (variants)
RU200554U1 (en) Device for monitoring the work of a tillage tool
CA3135009A1 (en) An above and below ground autonomous sensor system for crop management
RU200302U1 (en) Device for monitoring the work of a tillage tool
CN211786766U (en) Livestock and poultry house inspection robot walking control device based on laser radar
Chatziparaschis et al. Robot-assisted soil apparent electrical conductivity measurements in orchards
US12181889B2 (en) Method for controlling a vehicle for harvesting agricultural material
CN112485284A (en) Unmanned aerial vehicle farmland disease, insect and weed information collaborative sensing system
CN108132040B (en) Automatic measurement device and measurement method for tractor cultivated land area