采棉机生产调度管理系统

远佳智慧基于物联网的采棉机生产调度管理方案依据农业企业的现状和目前技术发展的趋势，利用物联网技术，本着“集中管理、统一平衡”的原则，分布式的组网模式、分级运营的管理模式，由信息中心集中处理业务数据，信息中心可以自由选择按区域或按数据来源区分不同的数据下发授权，各职能部门根据自己的权限访问不同的数据。从而达到统一调度身缠、集中管理的目的，减少了维护成本，提高了系统的可靠性和可维护性。
 
1.设计思路
 
1.1作业数据采集 
 
作业数据的采集主要包括作业点的位置及采棉机的速度。对于作业数据，建议在采棉机上安装物联网终端，通过安装在终端上的GPS接收机即可采集到作业点的位置及采棉机的速度，终端采集到作业数据后根据用户设定的上传间隔，定时上传到信息中心并保存，作为作业的原始数据。
 
物联网终端与采棉机通过RS485工业总线相连，可以采集到采棉机状态。当采棉机到达地头后，降下采头、延升棉箱至工作状态，终端接收到这个信号后实时发送到监控中心，监控中心保存采棉机的状态，以备统计使用。当棉箱装满时，G终端将箱满信号发送发送到监控中心。通过采集到的采棉机工作起始时间、卸棉时间、采棉机的地理位置、速度、角度可以计算出采棉机的工作情况、工作状态，并且根据计算出的数据进行相应的统计。
 
1.2采收亩数测量
 
采用GPS系统能够提供实时的经度、纬度、高程等导航和定位信息，利用GPS的定位功能，得出各个点的坐标，再通过数学方法计算出距离、面积等数据，所以根据采棉机的作业轨迹可计算出采棉机采收亩数。
 
1.3油耗自动检测
 
物联网终端的串口(RS485)与安装在采棉机上的油料传感器相连，油料传感器实时显示油料消耗情况，当油料传感器检测到油箱的油料不断上升时视为加油，并把加油信息发送至终端，终端将加油信息，加油地点等地理信息发送至监控中心，实现油料的自动监控。同时加油信息自动保存在数据库中，以备企业管理或者事后分析。
 
1.4火灾实时监控
 
通过在采棉机上安装温度传感器，喷淋头的方式来实现自动灭火。采棉机由物联网终端控制，对于火灾监控及处理，有自动和手动两种方式可供用户使用。自动为先，手动为辅的方式。
 
1.5作业轨迹回放
 
预先设定采棉机工作时需要上传数据的间隔，当采棉机正式工作时，物联网终端定时上传所在地的位置信息及车辆状态信息，系统接收到上传的数据后分类保存。当需要进行作业轨迹回放时用户直接操作面板中的“回放”按钮，在操作对象中选择目标，设置需回放的时间段并选定某种状态，在监控窗口会出现车辆图标、轨迹点，右上侧同步显示该轨迹点车辆所处的状态信息和图片信息。可通过标尺调节回放速度。
 
1.6作业范围控制
 
在系统投入使用前先用GPS接收机采集棉田的范围数据，采集到数据后在系统软件中事先设置棉田的位置信息，当采棉机工作的时候如果偏离该区域，车载设备将自动向监控中心汇报。在进入或离开该区域时向中心发送区域信息，在没有受到中心确认命令情况下，必须以间隔5秒时间向中心发送区域信息。
 
当采棉机完成某一片区的采集后，该区域在系统置采集结束标志，当采棉机第二次进入该区域时，系统与GPS物联网终端上传的位置信息进行比较，当发现该片区为采集结束标志时，系统不做作业采集。
 
2.系统总体架构
 
采棉机生产调度管理系统是集成项目，项目所设计的方面比较广泛，为便于理解，项目主要的构成可以分为两个部分：硬件设备、应用软件系统。
 
硬件设备主要为智能物联网终端。智能物联网终端可以将车辆的位置信息、车辆的状态信息等进行采集，并通过无线网络（GPS/GPRS网络）跟信息中心进行交互。
 
应用软件系统将成为整个企业车辆调度监控系统的重点，通过应用软件系统，调度中心可以下发对车辆的控制命令、监控命令、远程设置命令、远程在线升级，并可以读取车辆的各种参数，从而达到实时监控及调度的目的，为企业领导的决策、企业运营优化等多个方面提供直接性的支持。
 
3.功能的实现
 
3.1远程设置功能
 
物联网终端具有远程设置采棉机初始化命令，设置中心号码，设置中心号码、设置数传号码，设置本机SIM卡号码，设置自动回拨号码，设置固定拨打号码，设置其他可拨打号码，设置速度，设置低电压基准值，设置轨迹存储间隔时间，设置顶事压缩参数，设置上报设备故障时间间隔，设定物联网终端工作模式，设定GPRS连接极限时间，设定GPRS初始参数，设置IP地址等功能，通过设置这些参数，从而可以对运行的所有采棉机进行实时的跟踪与控制。
 
系统具有设定巨型区域、设定圆形区域、设定特殊点矩形区域、设定特殊点圆形区域等功能，一旦采棉机运行位置偏离设定的区域则进行汇报。
 
系统具有远程升级物联网终端软件的功能。


3.2读取采棉机参数
 
系统具有读取物联网终端工作模式，读取中心IP地址，读取中心号码，读取中心号码，读取中心号码，读取本机SIM卡号码，读取自动回拨号码，读取固定拨打号码，读取速度，读取低电压基准值，时间间隔，读取上报设备故障时间间隔，读取GPRS连接极限时间，读取GPRS初始参数，读取固定上传定位时间间隔等功能。
 
3.3点名查询功能
 
系统可以实时的查询采棉机的状态，可以判断采棉机是否上线，采棉机是否超速，采棉机是否越界。
 
3.4定位跟踪功能
 
物联网终端具有采棉机点名、定时跟踪、定长跟踪、定时压缩回传、将来定时跟踪、固定上传定位信息等定位与跟踪功能。物联网终端接收GPS定位信息和采集采棉机状态信息，通过GPRS通信平台定时、定距、越区或点名上传数据到调度监控中心，监控中心能随时掌握入网采棉机的位置和运行轨迹。监控中心可对处于异常状态的采棉机进行隐蔽地跟踪监控，用户可以通过登录调度监控系统，查询地理信息、指定采棉机的定位信息和状态信息等。定位过程如下：系统通过GPRS通信平台向配有GPS的物联网终端发出上传当前位置坐标的命令，物联网终端及时将采集到的经纬度数据回传，并在GIS工作终端的电子地图上显示当前位置，使其居中醒目显示。系统提供采棉机行驶路线的轨迹回放功能，用户可以对轨迹回放参数进行设置，设置好之后，GPS物联网终端接到跟踪指令后连续回传采棉机的当前位置信息，系统通过接到的采棉机位置信息在电子地图上连续显示出行进轨迹，从而有针对性的监视行进中的采棉机。
 
3.5作业数据采集
 
作业数据的采集主要包括作业点的位置及采棉机的速度。对于作业数据，建议在采棉机上安装GPS物联网终端，通过安装在物联网终端上的GPS接收机即可采集到作业点的位置及采棉机的速度，物联网终端采集到作业数据后根据用户设定的上传间隔，定时上传到信息中心并保存，作为作业的原始数据。GPS物联网终端与采棉机通过RS485工业总线相连，GPS物联网终端可以采集到采棉机状态。当采棉机到达地头后，降下采头、延升棉箱至工作状态，GPS物联网终端接收到这个信号后实时发送到监控中心，监控中心保存采棉机的状态，以备统计使用。当棉箱装满时，GPS物联网终端将箱满信号发送发送到监控中心。通过采集到的采棉机工作起始时间、卸棉时间、采棉机的地理位置、速度、角度可以计算出采棉机的工作情况、工作状态，并且根据计算出的数据进行相应的统计。
 
3.6作业轨迹回放
 
操作人员通过操作软件界面中的“回放”按钮，在操作对象中选择目标，设置需回放的时间段并选定某种状态，在监控窗口会出现采棉机图标、轨迹点，右上侧同步显示该轨迹点采棉机所处的状态信息和图片信息。可通过标尺调节回放速度。
 
轨迹回放主要应用于作业过程中出现的问题和争端，可以通过回放进行分析和判断。通过对过往数据的分析，将帮助管理者从失败的任务中寻找和总结教训；从成功的任务中寻找和总结经验。
 
历史轨迹的保存依赖于存储设备，可存放一年甚至数年。
 
3.7作业信息分析
 
通过物联网终端上传的采棉机或采棉机的位置信息和状态信息，系统可自动计算出当天作业的累计停车时间、每天开始采收时间及收车时间，并对作业期间的采棉机的平均速度及采收亩数进行分析并计算。让有该权限的用户能异地方便地获取自己需要的信息。驾驶员可以通过网站和语音电话查询采棉机或采棉机运行情况。
 
3.8作业区域管理
 
监控中心可以根据客户需求，自动匹配作业区域，制定采棉机工作计划，并对采棉机的运行设定边界、速度等限制，当采棉机超过此限制值时，车载设备将自动向监控中心汇报。在进入或离开该区域时向中心发送区域信息，在没有受到中心确认命令情况下，必须以间隔5秒时间向中心发送区域信息。调度管理中心可选择使用该项服务以限制和规范采棉机的行驶范围。当采棉机超出规定线路运营时，服务中心将得到信息，并立即自动向车载设备发送越界，同时服务中心将对信息进行相应记载和处理。
 
3.9火灾实时监控
 
在采棉机上安装温度传感器，传感器通过串口(RS485)连接到物联网终端上，实现物理上的监控。传感器不断的检测采棉机的实时温度，并传送到物联网终端由物联网终端进行温度分析，当温度超过预先设定的线时，物联网终端自动发送高温信号到监控中心并发出信号，物联网终端自动控制安装在采棉机上的喷淋头，进行灭火。监控中心接到信息以后，可就火灾情况实时监控调度，安排人员去事故现场处理。同时司机发现现场高温情况时或听到物联网终端的火灾声音时可手动控制喷淋器进行灭火。同时火灾信息自动保存在数据库中，以备企业管理或者事后分析。
 
3.10采收亩数测量
 
第一种方案是采用GPS系统能够提供实时的经度、纬度、高程等导航和定位信息，利用GPS的定位功能，得出各个点的坐标，再通过数学方法计算出距离、面积等数据，所以根据采棉机的作业轨迹可计算出采棉机采收亩数。
 
第二种方案是预先测量某一块地的亩数并存放在监控中心数据库中，当采棉机在这片棉田中进行采收时我们可以得到在这块地的采收亩数，如果离开这块棉田在其他棉田采收，则计算其他棉田的面积。
 
在本方案中，采用两种方案并存的方式。当采棉机在棉田采收时我们可以实时得到采收亩数，为了数据，根据采棉机的作业区域，利用方案二的计算方法，两种方法进行差分比较，即可得到比较好的采收亩数。
 
3.11油耗自动检测
 
物联网终端的串口(RS485)与安装在采棉机上的油料传感器相连，油料传感器实时显示油料消耗情况，当油料传感器检测到油箱的油料不断上升时视为加油，并把加油信息发送至物联网终端，物联网终端将加油信息，加油地点等地理信息发送至监控中心，实现油料的自动监控。同时加油信息自动保存在数据库中，以备企业管理或者事后分析。
 
3.12监控调度功能
 
监控中心根据作业计划，可自动或人工给当班司机下达调度指令，并能实时监控网内采棉机当前所处的位置，能在监控中心的电子地图上准确地显示采棉机当时的状态，如行驶速度，运行方向等信息。系统建立起了采棉机与监控中心之间迅速、准确、有效的信息传递通道。监控中心可以随时掌握采棉机状态，迅速下达调度命令。还可以为采棉机提供服务信息，有多种监控方式可供选择。监控中心既可以通过文字下发的形式进行调度，提供文字信息的单呼、全呼、组呼，也可以通过语音的方式调度。监控调度功能如下：
 
采棉机实时位置显示：在地图上实时显示采棉机汇报的位置;采棉机实时状态显示: 以不同的颜色或图标显示采棉机的状态并实时更新;采棉机实时方向显示：实时显示采棉机目前行车方向;采棉机车牌显示设置：设置是否在地图上显示采棉机车牌;采棉机行驶方向显示设置：设置是否显示采棉机行驶方向;采棉机状态显示设置：选择需要显示的特定采棉机状态，采棉机状态与之不符的采棉机将不会被显示;采棉机型号显示设置：选择需要显示的特定采棉机型号，采棉机型号与之不符的采棉机将不会被显示;采棉机快捷信息：当鼠标在采棉机或采棉机轨迹上停留一段时间时，显示采棉机的快捷信息;查找采棉机：根据车牌或MDT ID查找采棉机，找到的采棉机居中并闪烁显示;采棉机选择快捷列表：选择采棉机时，若有多辆车重叠在一起，则弹出采棉机快捷选择列表供选择;
 
3.13地图管理功能
 
GIS系统提供了多种地图操作，方便坐席直观地在地图上受理业务，提高工作效率。本系统提供了非常灵活的鼠标、快捷键等操作地图显示操作，操作方便、功能强大。
 
3.14信息管理功能
 
信息查询：系统通过数据库查询入网采棉机的详细资料信息，如；采棉机型号、牌照等。
 
信息维护：能对采棉机的基本信息进行添加，修改，维护等操作；
 
统计分析：实现作业用车情况的汇总、查询、分析、统计、打印等功能。便于车管部门及时掌握用车申请、动用情况，提高管理效率，采棉机使用合理化、科学化； 
 
对监控中心工作人员的工作量、采棉机的调度情况等进行记录、统计、分析、打印，统计报表和分析用报表自动生成。
 
采棉机管理功能：采棉机新增，采棉机信息修改。包括查询、修改、删除采棉机和终端的基本属性信息，包括车牌号，车型，终端编号，所属单位，采棉机移动电话号码、终端呼叫号码。终端配置的基本功能包括配置终端的新ID，配置终端定位信息发送方式，包括发送时长，发送的时间间隔。
 
采棉机终端或服务器保存采棉机运行记录。根据公司管理要求，系统对采棉机进行集中统一的管理，管理内容包括：车牌号码、车型、颜色、发动机号、底盘号码、用途等。也可对采棉机的维修、运行里程、油耗等费用进行管理。
 
用户管理功能：管理使用本系统的人员基本资料，合理分配用户权限， 权限包括定位、跟踪、调度、数据管理、系统管理，系统管理能够对用户的权限进行调整或修改。系统通过操作员级别机制、部门权限机制、区域权限机制实现操作员权限管理。