vimjourСельскохозяйственные машины и технологииAgricultural Machinery and Technologies2073-7599Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM»10.22314/2073-7599-2020-14-1-10-15vimjour-361Research ArticleИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИINFORMATION TECHNOLOGIESЦифровые беспроводные технологии для оценки показателей сельскохозяйственной техникиDigital Wireless Technology to Measure Agricultural PerformanceФедоренкоВ. Ф.FedorenkoV. F.

Вячеслав Филиппович Федоренко, доктор технических наук, профессор, академик РАН, главный научный сотрудник

Москва

Vyacheslav F. Fedorenko, Dr.Sc.(Eng.), professor, member of RAS, chief researcher

Moscow

fedorenko@rosinformagrotech.ruТаркивскийВ. Е.TarkivskiyV. E.

Виталий Евгеньевич Таркивский, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник

г. Новокубанск, Краснодарский край

Vitaliy E. Tarkivskiy, Ph.D.(Eng.), leading researcher

Novokubansk, Krasnodar Territory

Tarkivskiy@yandex.ruФедеральный научный агроинженерный центр ВИМРоссияFederal Scientific Agroengineering Center VIMRussian FederationНовокубанский филиал Российского научно-исследовательского института информации и технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению агропромышленного комплексаРоссияNovokubansk branch of the Russian Research Institute of Information and Technical and Economic Studies on Engineering and Technical Provision of Agro-Industrial ComplexRussian Federation2020240320201411015Copyright © Федоренко В.Ф., Таркивский В.Е., 20202020Федоренко В.Ф., Таркивский В.Е.Fedorenko V.F., Tarkivskiy V.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vimsmit.com/jour/article/view/361

При проведении испытаний сельскохозяйственной техники с целью определения ее функциональных показателей важное значение имеет возможность беспроводной передачи данных между датчиками, измерительной и информационной системами. (Цель исследований) Разработать методы и создать беспроводные цифровые устройства для определения функциональных показателей сельскохозяйственных тракторов и машин с возможностью беспроводной передачи данных на удаленный пункт контроля в режиме реального времени. (Материалы и методы) Предположили, что определить буксование ведущих колес возможно с помощью инерциальной навигационной системы. Установили, что для расчета показателей в реальном режиме времени, полученных с помощью беспроводных технологий, необходимо определить характеристики входящих сигналов дискретных датчиков на стороне измерительной системы. (Результаты и обсуждение) Обосновали метод определения периода входящих сигналов дискретных датчиков с точностью 0,001 секунды для беспроводной передачи информации. Предложили конструкцию датчика буксования ведущих колес энергосредства, основным элементом которого является инерциальный датчик положения колеса. Разработали модуль ввода дискретных сигналов и инерциальный датчик буксования с возможностью беспроводной передачи данных на базе радиосистемы с несущей частотой 433 мегагерц. В ходе полевых испытаний установили, что точность определения буксования с помощью инерциального беспроводного датчика ИП-291 не превышает одного процента; дальность устойчивой радиосвязи от испытываемого объекта до пункта управления и контроля за испытаниями достигает 1000 метров; текущие показатели, поступившие посредством цифровой радиосвязи, не отличались от данных, полученных в кабине трактора. (Выводы) Создали эффективную систему беспроводной передачи информации с возможностью расчета показателей испытываемой техники в режиме реального времени.

When testing agricultural machinery in order to determine its functional indicators, the ability to wirelessly transmit data between sensors, measuring and information systems are important. (Research purpose) To develop methods and create wireless digital devices for determining the functional indicators of agricultural tractors and machines with the ability to wirelessly transmit data to a remote control point in real time. (Materials and methods) The authors assumed that it was possible to determine the slipping of driving wheels using an inertial navigation system. It was found that in order to calculate real-time indicators obtained using wireless technologies, it was necessary to determine the characteristics of the input signals of discrete sensors on the side of the measuring system. (Results and discussions) The authors substantiated a method for determining the period of incoming signals of discrete sensors with an accuracy of 0.001 seconds for wireless information transmission. They proposed the design of a slipping sensor for an energy vehicle driving wheels, the main element of which is an inertial wheel position sensor. They developed a discrete signal input module and an inertial slipping sensor with the possibility of wireless data transmission based on a radio system with a carrier frequency of 433 megahertz. During field tests, it was found that the accuracy of determining slippage using the inertial wireless sensor IP-291 does not exceed 1 percent; the range of stable radio communication from the tested object to the test control center reaches 1000 meters; the current indicators obtained through digital radio communication did not differ from the indicators obtained in the tractor cab. (Conclusions) The authors worked out an effective system for wireless information transfer with the ability to calculate the performance of the tested equipment in real time.

испытания сельхозтехникисельскохозяйственная машинатрактордатчик буксованияинерциальная навигацияцифровой канал связиagricultural machinery testsagricultural machinetractorslipping sensorinertial navigationdigital communication channelReferencesФедоренко В.Ф., Трубицын Н.В. Современные информационные технологии при испытаниях сельскохозяйственной техники. М.: Росинформагротех. 2015. 139 с.Fedorenko V.F., Trubitsyn N.V. Sovremennye informatsionnye tekhnologii pri ispytaniyakh sel’skokhozyaystvennoy tekhniki. [Modern information technology in testing agricultural machinery]. Moscow: Rosinformagrotekh. 2015. 139 (In Russian).Федоренко В.Ф., Трубицын Н.В., Таркивский В.Е., Сазонов М.В. Уникальная система // Информационно-аналитический бюллетень БЭА. 2017. N8. С. 45-47.Fedorenko V.F., Trubitsyn N.V., Tarkivsky V.E., Sazonov M.V. Unikal’naya sistema [Unique system]. Informatsionno-analiticheskiy byulleten’ BEA. 2017. N8. 45-47 (In Russian).Vinkó Á. Wheel slip detection by using wheel-mounted inertial sensor. 31th Danubia-Adria Symposium on Advances in Experimental Mechanics. 2014. Vol. 1.Vinkó Á. Wheel slip detection by using wheel-mounted inertial sensor. 31th Danubia-Adria Symposium on Advances in Experimental Mechanics. 2014. Vol. 1. (In English).Rovira Más F. Sensor Architecture and Task Classification for Agricultural Vehicles and Environments. Sensors. 2010. N10(12). 11226-11247.Rovira Más F. Sensor Architecture and Task Classification for Agricultural Vehicles and Environments. Sensors. 2010. N10(12). 11226-11247 (In English).Romeo R.A., Oddo C.M., Carrozza M.C., Guglielmelli E., Zollo L. Slippage Detection with Piezoresistive Tactile Sensors. Sensors. 2017. N8. 1844.Romeo R.A., Oddo C.M., Carrozza M.C., Guglielmelli E., Zollo L. Slippage Detection with Piezoresistive Tactile Sensors. Sensors. 2017. N8. 1844 (In English).Ojeda L., Cruz D., Reina G., Borenstein J. Current-Based Slippage Detection and Odometry Correction for Mobile Robots and Planetary Rovers. IEEE Transactions on robotics. 2006. Vol. 22. N2. 366-378.Ojeda L., Cruz D., Reina G., Borenstein J. Current-Based Slippage Detection and Odometry Correction for Mobile Robots and Planetary Rovers. IEEE Transactions on robotics. 2006. Vol. 22. N2. 366-378 (In English).Кудрявцева И. А. Анализ эффективности расширенного фильтра Калмана, сигма-точечного фильтра Калмана и сигма-точечного фильтра частиц // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. 2016. N224(2). С. 43-51.Kudryavtseva I. A. Analiz effektivnosti rasshirennogo fil’tra Kalmana, sigma-tochechnogo fil’tra Kalmana i sigma-tochechnogo fil’tra chastits [Efficiency analysis of the extended Kalman filter, Kalman sigma point filter and particle sigma point filter]. Nauchnyy vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta grazhdanskoy aviatsii. 2016. N224(2). 43-51 (In Russian).Федоренко В.Ф., Мишуров Н.П., Трубицын Н.В., Таркивский В.Е. Применение инерциальной навигации для определения буксования сельскохозяйственных тракторов // Вестник Мордовского университета. 2018. Т. 28. Вып. 1. С. 8-23.Fedorenko V.F. Mishurov N.P., Trubitsyn N.V., Tarkivskiy V.E. Primenenie inertsial’noy navigatsii dlya opredeleniya buksovaniya sel’skokhozyaystvennykh traktorov [The use of inertial navigation to determine the slipping of agricultural tractors]. Vestnik Mordovskogo universiteta. 2018. Vol. 28. Vyp. 1. 8-23 (In Russian).Таркивский В.Е. Исследование методов получения и цифровой обработки сигнала датчика поворота колеса сельскохозяйственного трактора // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина. 2018. N5(87). С. 11-20.Tarkivskiy V.E. Issledovanie metodov polucheniya i tsifrovoy obrabotki signala datchika povorota kolesa sel’skokhozyaystvennogo traktora [The research of methods for obtaining and digital processing the signal of an agricultural tractor wheel rotation sensor]. Vestnik Federal’nogo gosudarstvennogo obrazovatel’nogo uchrezhdeniya vysshego professional’nogo obrazovaniya «Moskovskiy gosudarstvennyy agroinzhenernyy universitet imeni V.P. Goryachkina. 2018. N5(87). 11-20 (In Russian).Федоренко В.Ф., Таркивский В.Е. Цифровые беспроводные методы и средства оценки показателей при испытаниях сельскохозяйственной техники // Инновации в сельском хозяйстве. 2019. N1. С. 271-282.Fedorenko V.F., Tarkivskiy V.E. Tsifrovye besprovodnye metody i sredstva otsenki pokazateley pri ispytaniyakh sel’skokhozyaystvennoy tekhniki [Digital wireless methods and means for evaluating indicators in agricultural machinery tests]. Innovatsii v sel’skom khozyaystve. 2019. N1. 271-282 (In Russian).Таркивский В.Е., Трубицын Н.В., Воронин Е.С. Программное обеспечение измерительных информационных систем для испытаний сельскохозяйственной техники // Техника и оборудование для села. 2019. N9. С. 12-15.Tarkivskiy V.E., Trubitsyn N.V., Voronin E.S. Programmnoe obespechenie izmeritel’nykh informatsionnykh sistem dlya ispytaniy sel’skokhozyaystvennoy tekhniki [Measurement information systems software for agricultural machinery testing]. Tekhnika i oborudovanie dlya sela. 2019. N9. 12-15 (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.