gps در ماشین های کشاورزی

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: سيستم هاي مورد نياز يك تراكتور خودكار كوچك چكيده اين مقاله تعدادي از سيستم هاي مورد نياز يك تراكتور كوچك اتوماتيك را پيشنهاد مي كند كه شامل صفات فيزيكي در كنار خصائص حر كتي در زمينه فعاليت ها و شرايط مشخص مي باشد .تراكتور بايد از نظر فيزيكي كوچك ، سبك وزن ، قابل اطمينان و داراي وسايل ارتباطي سريع كه به آساني مديريت مي شوند باشد .5 موضوع داخلي و 13 موضوع خارجي براي راه اندازي حركت ها ي مختلف، شناسايي شدند كه مي توان در راه اندازي رفتار هاي مختلف از آن ها استفاده كرد . 4 روش عملياتي براي تراكتور مشخص شد كه شناسايي يا اكتشاف محل كار ( زمين زراعي ) و وجين كردن علف هرزبه عنوان دو وظيفه عمده براي خودكار شدن شناخته و تعريف شدند .

واژه هاي كليدي : تراكتور خودكار ،ربات هاي كشاورز، رفتار،سيستم هاي مورد نياز مقدمه پيشرفت ها در اطلاعات و تكنولوژي IT تغييرات معني داري در اغلب نظام هاي كلي ،از جمله كشاورزي ايجاد كرده است .اغلب، نتايج فرآيند هاي برنامه هاي كامپيوتري نياز به ورودي هاي زيادي دارند به همين دليل وجود نرم افزار هاي خود تعريف گر، كه برنامه هايي از نظر تكنيكي پيشرفته اند،لازم مي باشد تا خودرو بتواند خودش را با نياز هاي مخصوص استفاده كننده تطبيق دهد

توانايي مورد استفاده قرار دادن اين پيشرفت ها در مكانيزاسيون كشاورزي و بيشتردر ماشين هاي خاك ورزي اجتناب ناپذير است. با توجه به كاهش قيمت هاي جهاني در توليد غذا و حذف كمك هاي مالي به توليدات، بسياري از كشاورزان، امروزه براي باقي ماندن در عرصه تجارت جهاني، تحت فشار هاي فزاينده مالي هستند .كشاورزان، راه هاي مختلفي را براي كم كردن هزينه هاي توليد، امتحان مي كنند .بسياري از كشاورزان از مزيت صرفه جويي در مقياس هاي مزرعه مانند كاهش سايز كشاورزي نسبت به مزرعه هاي بزرگ تر و تراكتور هاي بزرگ تر ،كار مورد نياز در هر هكتار را كم مي كنند . به علاوه افزايش نرخ بازده كشاورزي ،باغباني ،جنگلداري كه در شمال اروپا به وجود آمده است اين فكر را توسعه داده است كه آيا چندين ماشين خودكار كوچك ،موثرتر از تراكتورهاي بزرگ رايج خواهد بود ؟به منظور بررسي اين فرضيه، يك تراكتور كوچك با كنترل هوشمند پيشنهاد شد .

اين خودرو هاي خود كار مي بايست توانايي انجام كار در 24 ساعت در يك روز در طي سال ، در اغلب موقعيت هاي آب و هوايي را داشته باشند .همچنين اگر اين سيستم بتواند مواد شيميايي را جايگزين استفاده زياد انرژي مثل سوخت ديزل بكند، اثرات محيطي ناشي از سوخت هاي فسيلي را به ميزان قابل توجهي كاهش مي دهد. در ضمن با استفاده از سيستم كنترل ، بهتر مي توان تجهيزات را با تغييرات لازم در موارد مختلف، هماهنگ و در نهايت فشردگي خاك را خيلي كم كرد. به همين دليل سعي مي كنند اين خودرو را به صورت كاملا اتوماتيك و بدون نياز به اپراتور، توسعه بدهند. فرآيند كاهش مقياس در حقيقت با ايده ي كشاورزي دقيق شروع شد.توانايي هدايت و رهبري سيستم هاي محافظ گياهان منحصر به فرد فتو تكنولوژي گفته مي شود .دركشاورزي دقيق از دستگاه هایي كه تكنولوژي سودمندي دارند استفاده مي شود.

مثل سيستم موقعيت ياب جهاني (GPS)،سيستم اطلاعات جغرافيايي(GIS)، سيستم اطلاعات مديريت (MIS)مانند حسگرها و كنترل كننده ها در زمين كه با ايجاد مديريت مزرعه، زمين هاي تراز را جايگزين زمين هاي دست نخورده مي كنند .عوارض ناشي از افزايش روند پوشاندن كامل زمين با يك نوع گياه منحصر به فرد ، عملكرد هاي يكسان ،نگهداري هايي با مداخله انسان ، ما را متوجه مزاياي بيشتر كنترل هاي مختلف ، مخصوصا خودرو هاي خود كار، نسبت به ماشين هاي متداول مي كند .اخيرا ماشيني از اين نوع ساخته شده كه اين خودرو ي خودكار در زراعت ، بذرپاشي ،وجين علف هرز ،گشت زني اكتشافي، كاربرد كود ها و مواد شيميايي ،آبياري و برداشت محصول استفاده مي شود. دو مثال خوب از اين فرايند در زمينه اكتشاف و شناسايي زمين و ماشين هاي وجين علف هرز است .

اكتشاف زمين زراعي تعداد زيادي از حسگر ها از راه حس كردن مي توانند شرايط دانه و خاك را معلوم كنند .يكي از اين سيستم ها كه در حال حاضر مي تواند استفاده شود داراي اجزاي مجزايي است كه مدت زمان طولاني را براي فرايندكسب داده هاي آماري مي گيرد.براي مثال ماشين هاي بينا كه در ماشين هاي وجين علف هرز استفاده مي شود. دراين سيستم با در يافت چندين طيف پاسخ از تاج پوشش گياهي كه مقدار كلروفيل را نمايش مي دهدومقداردي اكسيد كربن كه به سلامتي خاك وابسته است و قابليت هدايت الكتريكي خاك كه با رطوبت همبسته است، را نشان مي دهد.براي تعيين نيتريد خاك ،مسائل مهم وابسته به موجودات آلي ،ظرفيت مبادله يون ،ph خاك و رطوبت خاك كه از مسائل مهم در عمق هاي مختلف شمرده مي شود ازبازتاب اشعه مادون قرمز با طيف سنج فتو خاك در زمان طبيعي مي توان استفاده كرد. ترانزيستور هاي تاثير گزينشي يوني نيز (ISFETS) مي توانند به نيتريد ، PH و ديگر فاكتور هاي محلول در خاك، زماني كه مقدار آن ها از حالت تعادل خارج مي شوند حساس باشند. بعضي از اين سيستم هاي حسي يا حسگر ها هنوز در وضعيت پژوهش و تحقيق هستند اما پژوهشگران وعده داده اند كه دانسته ها ي ما را در مورد مديريت محيط دانه و پرورش آن ها افزايش دهند .

دلايلي كه بعضي از اين سيستم ها تا به حال استفاده نشده اند اين است كه هزينه ها ي وابسته كه براي زمان اپراتوري صرف مي شود در برابر اطلاعات سودمندي كه مي دهد قابل توجيه نيست .اگر اين سيستم ها اتوماتيك باشند و روي يك خودروی خود كارسوارشوند در نتيجه هزينه اپراتور به طرز قابل قبولي كاهش مي يابد .به اين معني كه هزينه هابراي بدست آوردن داده هاي اطلاعاتي كاهش پيدا مي كند.

وجين كن علف هرز مكانيكي از آن جا كه بيشتر علف هاي هرز در بسياري ازموارد در رديف هاي فاصله دارو داخل رديف ها رشد مي كنند ،ماشين هاي وجين (وجين علف داخل رديف ها )از وقتي كه مكانيزه كردن شروع شده ،مهم بوده است .تنها مشكل، ارزيابي نسبي فاصله بين دو دانه و ابزار وجين علف هرزاست ، به طوري كه امروزه نگه داشتن تراكتور واقعا همسو و موازي با رديف دانه ها مشكل است .پيشرفت هاي اخير دقت استفاده از ماشين هاي بينا را در شناسايي رديف دانه ها و راهنمايي كردن ابزار در بين گياهان تا يك صدم متر دانسته است .اين عقيده براي اولين بار در اوايل دهه نود آزمايش شد و اخيرا توسعه پيدا كرده است و توسط موسسه تحقيقات دانمارك به صورت اقتصادي در آمده است . سيستم هاي مورد نياز تجهيزات وجين كن مكانيكي براي حمل و نقل و استفاده مانند بسياري ديگر از تجهيزات، مي تواند به صورت سوار شده بر روي يك خودروی خود كار كوچك باشد كه مي تواند گردش كند و در زمين ،كاري را در دوره هاي طولاني از زمان انجام بدهد .براي انجام دادن اين وظايف،خودرو بايد خواص و ويژگي هاو رفتار هاي مهمي داشته باشد . اصلي ترين سيستم هايي كه مورد نياز براي طرح خودروبودن،می باشند به قرار زير است : - اندازه كوچك (و بنابراين بدون سر نشين ) - وزن سبك - قادر به كار كردن (رفتار كردن )در يك حالت مطمئن و بي خطر، حتي زماني كه به طور مختصر سيستم دچار عيب يا نقص مي شود . - توانايي سازگاري با ديگر ماشين ها - قادر به نمايش رفتار محسوس،در مدت طولاني - توانایي دريافت آموخته ها وا رتباط اطلاعات - قادر به انجام دادن رنجي از كار مفيد سايز كوچك سايز خودرو خود كار كوچك بر دقت بالاي عمل كننده دلالت مي كند ،كه باعث كاهش مواد قالب گيري و نسبتا بي خطر ماندن سيستم در طي بروز مشكل يا نقص فني مي شود .خودرو هاي خود كار ممكن است در حدود 1-2 متر طول داشته باشند ، در اين صورت به اندازه كا في براي مستحكم بودن بزرگ هستند اما به اندازه كافي براي به جا آوردن فاكتور هاي ايمني كوچك هستند .نيروي آن ها بين 10-30 hp است. براي دست يافتن به انرژي كافي، آن ها با موتور هاي احتراق داخلي تجهيز مي شوند .خودرو هاي خود كار كوچك تر که خيلي كمتر از يك متر طول دارند و حدود 5hp مي توانند توليد توان كنند رابراي كار هاي خيلي تخصصي با انرژي مورد نياز خيلي كم مثل زماني كه از حسگر هاي غير تماسي استفاده مي شود، به كار مي برند .كاهش مواد قالب گيري و تغيير در خودرو هاي خود كار و افزايش ظرفيت خط توليد به وسيله خط توليد هاي كاملا اتوماتيك مي تواند پذيرش كشاورزان و مردم را براي اين خودرو ها نسبت به انواع بزرگ تر آن افزايش دهد .

اين خودرو هاي خود كار، فوايد بيشتري از جهات به خصوصي نسبت به ماشين هاي بزرگ تر دارند .مزايا ي اصلي آن ها سايز كوچك و قابليت مانور بالاي آن ها است . ناچارا ،خودرو هاي خود كار خيلي كوچك، سرعت كاري پايين تري دارند بنابراين داراي رفتار مطلوب در مدت زمان دلخواه نخواهند بود.اين ماشين هاي كوچك ناچارا ساعات طولاني را در جبران كار باقي مانده كار خواهند كرد .اين ماشين هاي كوچك قادر به انجام انتخابي كارها و عمليات خيلي دقيق هستند و مي توانند با داشتن استعداد هاي بالقوه از لحاظ هوشمندي و احساس در زمينه هاي مواظبت از گياهان زراعي و يا جايگزين كردن گياهي كه مشكل دارد وبرداشت محصول، توسعه پيدا كرده و مورد استفاده قرار گيرند. . وزن سبك پارامتر هاي طرح سبك وزن بودن چنان مهم است كه به كاهش فشردگي خاك بستگي دارد .مشخص شده كه 70 درصد انرژي ذخيره شده كه صرف كشت وزراعت مي شود به واسطه حركت كردن و آمدو شد هاي سنتي سيستم ها به هدر مي رود .( 225Mj/ha)اين عدد براي شخم زدن در نواحي كم عمق است و شامل شخم هر عمقي نمي شود .بواسطه اين ما تخمين مي زنيم كه 80-90%از انرژي در كشت سنتي براي تعمير ومرمت خسارت هاي وارده به علت شيوه هاي سنتي استفاده از تراكتور هاي بزرگ صرف مي شود . اگر چنانچه ما بتوانيم فرضيه جابجايي تراكتور هاي بزرگ را به خودرو هاي هوشمند سبك بپذيريم احتمال ايجاد سيستم مكانيسم كشاورزي كاملا جديد، وجود خواهد داشت .چنانچه ما امكان كاهش زياد فشردگي و وجين مكانيكي را داشته باشيم ممكن است ما نياز به شخم زدن نداشته باشيم. اما اگر از Micro-Tillage استفاده كنيم يك نقش عمده در بقا كشاورزي بازي كرده ايم.بطوري كه اگر سلامتي طبيعي بيوسيستم خاك در ساختار خاك، بهبود يابد موقعيت ايده آلي براي پيشرفت بنيادي در كشاورزي است .اگرچه ماشين هاي خود كار، به طور ذاتي سبك اند بايد منابع انرژي كمتري لازم داشته باشند. هرچند ممكن است به علت قابليت هاي بالایي كه دارند به توان بيشتري نياز داشته باشند كه مي توان با استفاده از موتور هاي بزرگ تر، اين توان را جبران كرد. خودرو هاي خود كارنسبت به شرايط آب و هوايي روي زمين مستقلند و مي توانند بهتر مطابقت لازم را با نياز هاي كشاورزي ايجاد كنند . ايمني هر ماشين خودكار بايد هميشه در يك شرايط ايمني حتي در طول مدتي كه سيستم دچار نقص فني مي شودعمل كند .در اين موارد نقص هاي وقفه انداز غير قابل قبول است .ايمني به معني تامين ايمني در همه اجزاي خودرو است وحتي ايمني بوته ها را نيز شامل مي شود.سيستم مورد نياز براي شناسايي اين كه كدام سيستم دچار نقص شده است است سيستم هاي هماهنگ و كنترل كننده مي باشند .اين سيستم ها نقص را شناسايي مي كنند و روشي براي ارزيابي آن ارائه مي دهند ودر نتيجه خودرو، اتوماتيك وار خودش را با شرايط ايجاد شده منطبق مي كند . اين سيستم در افزايش قابليت اطمينان در مورد داده هاي عوامل حس كننده بسيار موثر است زيرا همواره سيستم را كنترل كرده و از به وجود آمدن داده هاي نادرست خودداري مي كند. با استفاده از اين سيستم در مراحل مختلفي كه قسمتي از سيستم دچار نقص شده است پيشرفت مطلوبي در تنزل زمان وامندگي خودرو حاصل گرديده است و در حالت كلي ، سيستم، قادر به انجام كارخود- هر چند با كاهش ظرفيت كاري- در زمان ايجاد نقص مي باشد.به طوركلي اين موضوع سبب مي شود فقط قسمتي از سيستم كه دچار مشكل شده خاموش شود و با افزايش نقص ها، كاركرد به تدريج كاهش مي يابد و اين بهتر از خاموش شدن كل دستگاه است . تنها سيستم هاي مجهز به سيستم كنترل و هماهنگ كننده و خود تشخيص عيب ها مي توانند اجازه اين طور رفتار ها را بدهند . حالت هاي ايمني براي خودرو هاي خود كار و ابزاري كه توسط آن ها به كار گرفته مي شود به ترتيب زير مشخص شده است : 1.ايمني ظاهري عمليات خودرو خود كار و همه سيستم هاي ابزار، مطابق با گستره پارامتر هاي نرمال عمل مي كنند. 2-ايمني عمليات با اعلام خطر براي انجام عملياتي بي خطر،در اين حالت بعضي از اعلام خطرها در باره وضع غير عادي و ناهنجاري ها ي ايجاد شده، وجود دارد. 3- سيستم هاي خاموش متحرك تا يك اندازه سيستم معيوب از كا ر مي افتد اگر چه خودرو همچنان متحرك است. 4- سيستم هاي خاموش غير متحرك تا يك اندازه سيستم معيوب از كار مي افتد و خودرو غير متحرك مي باشد . 5- ايستادن در حالي كه هنوز ارتباط برقرار است ايست كامل خودرو با دليل ايجاد نقص به طوري كه خودرو هنوز ارتباط خود را با مركز كنترل حفظ كرده است. 6- كاملا مرده سيستم كاملا خاموش مي شود و خودرو نيز در اين حالت هيچ گونه ارتباطي با مركز كنترل ندارد . كنترل ايمني هميشه براي كنترل چگونگي انجام كارها و نظارت بر وضعيت سيستم ها ، تعمير يا حفظ و نگه داري آ ن ها، تشخيص دقيق نقص ها قابل استفاده است و همچنين در مطمئن ساختن چگونگي كيفيت سيستم تغيير مكان (حسگرها ،فعال كننده ها، به كار انداز ها) و مراحل مختلف كنترل كامپيوتر ها و غيره ... نيزقابل استفاده است. .يكي از اهداف مهم از ايجاد سيستم ايمني تشخيص اوليه (تشخيص ، ايزولاسيون و شناسايي )نقص ها ، در حالي كه آن ها در مراحل ابتدايي و سخت در تشخيص و ايزو لاسيون هستند، مي باشد. هدف ديگر اين سيستم اين است كه به خودرو اجازه مي دهد در مواقعي كه نقصي پيش مي آيد ، به صورت مطلوب كار كند .وجه اشتراك فاكتور هاي انساني و ماشين هاي ساخت دست بشر اين است كه براي انجام هر كاري بايد اطلاعات براي آن ها قابل فهم باشد و آخرين حلقه از فرايند ايمني اين است كه اطلاعات را به صورت قابل فهم به مركز كنترل يا هدايت كننده خودرو بدهد .

چون اين خودرو ها براي كار در دوره هاي طولاني مدت بدون متصدي و به طور خود كار طراحي شده اند ،احتمال زيادي براي اعلام حالت Thaft¹ وجود دارد .اگر كسي به خودرو نزديك شود طبق يك حالت ايمني تا زماني كه آن شخص از آن ناحيه دور شود،خودرو خاموش مي شود. 1-تراكتور خاموش است اما بعد از تهديد شدن همچنان حركت مي كند! همچنين در چنين حالتي يك اپراتور مي تواند با بيسيم امواج راديويي خودرو را كنترل و راهنمايي كند. درغير اين صورت خودرو به حالت سكون مي رود و با حفظ فعاليت قبلي آخرين داده ها را به مركز كنترل مي فرستد .مثال ديگر زماني است كه خودرو بيرون از محدوده توان موتور كار مي كند در اين صورت هشدار خطر thaft اعلام مي شود. حتي با همه اين احتياط ها در زمين ممكن است كامپيوتر از اين كه لحظه به لحظه حالت يا موقعيت ها را متوجه بشود كه بتواند اجازه بدهد رفتار ها را بررسي كند ، واماند . در نتيجه خودرو هاي كوچك تر و كندتر نسبت به نوع بزرگ تر و تندتر ايمن تر هستند. مديريت سريع كامپيوتر دراين موارد به عنوان يك كشاورز است و به عنوان يك مدير با استفاده از سيستم مديريت اطلاعات (MIS) همه چيز و همه جا را تشخيص مي دهد و خودرو خود كار، كار هايش را كنترل مي كند. كامپيوتر هماهنگ وكنترل كننده اطلاعات مربوط به كار هاي مشخص را تجزيه و تحليل كرده واز طريق يك خط راديويي براي خودرو ارسال مي كند.همچنين كامپيوتر هماهنگ و كنترل كننده همواره با GIS در ارتباط است و با توجه به اطلاعات آن كه از لحظه اي به لحظه ديگر تغيير مي كند تجهيزات و نقشه هاي قابل استفاده را آماده مي كند. MIS بايد يك خط مستقل تصويري با يك دوربين هدايت شونده در زمان هاي واقعي براي خودرو داشته باشد به طوري كه مدير بتواند در تمام مدت موجود خيلي سريع از فعاليت خودرو ها اطلاع يابد. اين سيستم از يك نمايش گر وضعيت mimic كه همه پارامتر هاي در حال كار خودرو را نشان مي دهد تشكيل شده است .به عنوان مثال در شكل(1) يك نمايشگر وضعيت mimic نشان داده شده است .

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 178]