[01250854]大功率拖拉机牵引性能测试系统

课题来源：河南省科技攻关项目：大功率拖拉机牵引性能测试系统研制（152102210190）

技术原理及性能指标

1)技术原理 项目以共性的大功率拖拉机牵引测试技术研究为突破口，研发大功率拖拉机牵引性能无线测试系统，可满足国内大功率拖拉机生产和试验需要。方案基于大功率拖拉机牵引负荷车，设计了大功率拖拉机牵引性能无线测试系统，该系统主要包括数据采集控制单元、现场管理单元和数据分析中心三部分。

数据采集控制单元主要由各性能指标传感器节点、控制节点、汇聚节点组成，通过无线方式将采集的数据信息传输给现场管理单元，并将从现场管理单元接受的控制指令通过控制节点发送给相应执行器。现场管理单元经由Internet将信息传送至数据分析中心;数据分析中心采用基于粗糙集和证据理论融合的数据处理软件实现协同应用，提高测试系统决策能力。基于ZigBee技术的拖拉机牵引性能测试系统，该系统主要由数据采集单元、现场管理模块和数据分析中心三部分组成。

① 数据采集单元 该单元包括传感器单元、数据采集模块、无线传感器网络设备等。

传感器模块负责拖拉机牵引性能参数的采集和数据转换;数据采集模块包括中央处理器、差分GPS OEM板、多类信号接入通道，负责传感器数据接入、处理、输出和发送接收控制信息;无线传感器网络设备负责构建自组织无线网络，接收指令和发送采集的数据。

现场管理单元现场管理单元该质是一台安装有数据管理软件的计算机，负责包括节点搜索，数据接收，数据与信息的综合管理，报警信息处理和经Internet向数据分析中心的数据库发送数据等工作，在整个系统中具有承上启下的关键作用。数据管理软件以Visual Studio 2008环境下C#语言为工具，采用SQL SERVER 2008数据库开发。

数据分析中心实现数据分析中心是整个测试系统的核心和中枢，数据分析中心硬件上包括网络连接设备（路由器、交换机等）和服务器，软件上包括数据分析中心服务程序和数据库。服务器操作系统采用Microsoft WindowsServer 2003，数据库采用SQL SERVER 2008，为系统提供稳定的服务支持。

数据分析中心在.NET Framework环境下选用C#作为开发语言，采用ASP. NET技术实现B/S体系结构数据分析中心服务程序按功能分为四个部分：基础信息维护、数据采集与存储、数据处理与查询、数据动态浏览。

传感器数据融合 传感器数据通常含有噪声、不完整、不精确，传统的信息处理方法已不能适应。在数据分析的过程中，应对数据中存在的不完备信息以及不确定因素进行有效的分析处理。利用粗糙集方法能在保持信息系统分类能力不变的前提下，通过知识约简，有效地导出问题的决策规则，不需要任何先验信息。而证据理论也是处理不确定性决策问题的重要方法，在处理不确定性决策问题中有独特的优势。粗糙集理论和证据推理有密切的关系，数据融合从粗糙集理论和证据理论的基础关系入手，增强处理检测决策中不确定决策问题的能力。

基于对无线传感器网络检测系统特性的分析，对大功率拖拉机牵引性能无线测试系统进行了研究，并利用多传感器信息融合可提高目标可探测性，改进探测性能，使整个检测系统的性能得到提高，且为大功率拖拉机牵性能评判提供新的研究思路。

性能指标 无线传送距离最大500 m，丢包率低于95%，无线采集模块连续工作不小于5 h，测量精度±2%。

技术的创造性与先进性 本项目所研制的大功率拖拉机牵引性能测试系统研制，将ZigBee无线通信技术与拖拉机牵引性能测试系统结合，实现了基于无线传感器的大功率拖拉机牵引负荷车测试系统设计。通过科技查新，在国内所列检索范围内，国内未见与本项目以上研究内容相同的文献报道，具有较高的技术先进性和创造性。

技术成熟程度，适用范围和安全性 本项目以大功率拖拉机牵引测试技术研究为突破口，研发测试功率最大、功能齐全的大功率拖拉机牵引性能无线测试系统，可满足国内大功率拖拉机性能试验需要。本项目技术先进，已达到国内领先水平，并在技术应用领域和市场开辟方面极具前瞻性。项目对提高拖拉机行业自主开发能力，缩短产品研发周期，提高劳动效率，降低劳动强度，推动产品结构调整等将起到积极的推动作用，因此在大功率拖拉机测试等领域具有广泛的应用前景。

（5）应用情况及存在的问题

本系统在洛阳车辆与动力检验所有限公司和国家拖拉机质量检验监督中心得到的应用，经过连续使用和测试，该系统性能稳定，可靠性高，匹配性好各项技术指标均达到标准，极大的满足了现场测试需求，在大功率拖拉机牵引系统测试等方面具有广阔的应用前景。

存在的问题：无线信号的稳定性及模块电池续航能力有待于进一步加强。需改进现有电路设计，提升无线信号的稳定性;利用大功率充电电池增加续航能力。