农机深松作业远程监测系统技术要求(T-CAMA 01—2017).pdf

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1、 ICS 65.060.01 B 90 团 体 标 准 T/CAMA 012017 农机深松作业远程监测系统技术要求 Technical specifications of remote monitoring system for subsoiling 2017-02-10 发布 2017-03-10 实施 中国农业机械化协会 发布 T/CAMA 012017 I 目 次 前言.1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 系统架构.3 5 终端要求.3 5.1 一般要求.3 5.2 功能要求.4 5.3 性能要求.5 5.4 安装要求.8 6 平台要求.9 6.1 功能要求.

2、9 6.2 性能要求.10 6.3 平台数据上报接口要求.11 7 检测方法.11 7.1 作业深度测量误差.11 7.2 作业面积计量精度.11 8 检验规则.12 8.1 检验项目分类.12 8.2 综合判定规则.12 T/CAMA 012017 前 言 本标准按照 GB/T 1.12009 给出的规则起草。本标准由中国农业机械化协会信息化分会提出。本标准由中国农业机械化协会归口。本标准起草单位：北京农业智能装备技术研究中心、农芯科技（北京）有限责任公司、安徽省农业机械管理局、黑龙江惠达科技发展有限公司、中国农业机械化科学研究院、北京市农业机械试验鉴定推广站。本标准主要起草人：赵春江、孟志

3、军、梅鹤波、魏学礼、罗长海、陈竞平、尹彦鑫、汪振乾、韩兴宇、张俊宁、张京开、谢静、武广伟、付卫强、王培、丛岳、聂建慧、刘旺、杜经纬、李由、李文宁、郭树霞。T/CAMA 012017 1 农机深松作业远程监测系统技术要求 1 范围 本标准规定了农机深松作业远程监测系统的术语和定义、系统架构、终端要求、平台要求、检测方法和检验规则。本标准适用于农机深松作业远程监测系统（以下简称系统），包括农机深松作业远程监测终端（以下简称终端）和农机深松作业远程监测系统平台（以下简称平台）。2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引

4、用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB 42082008 外壳防护等级（IP代码）GB 17859 计算机信息系统 安全保护等级划分准则 GB/T 19056 汽车行驶记录仪 GB/T 19951-2005 道路车辆 静电放电产生的电骚扰试验方法 GB 20263 导航电子地图安全处理技术基本要求 QC/T 414 汽车电线（电缆）的颜色规定和型号编制方法 QC/T 417.1 车用电线束插接器 第 1 部分：定义、试验方法和一般性能要求(汽车部分)QC/T 420 汽车用熔断器 YD/T 1050 800MHz CDMA数字蜂窝移动通信网设备总测试规范：移动台部分 YD/T

5、 1214 900/1800MHzTDMA数字蜂窝移动通信网通用分组无线业务(GPRS)设备技术要求：移动台 YD/T 1558 800MHz/2GHz cdma2000数字蜂窝移动通信网设备技术要求 移动台（含机卡一体）3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 工作状态 operation status 深松机组在作业过程中机具落下，有作业深度并且作业速度大于 0.2m/s 的状态。3.2 作业幅宽 operation width 深松作业机具最外侧铲间距离与行距之和。3.3 作业里程 operation distance T/CAMA 012017 2 深松机组在工作状态下行驶的

6、里程。3.4 作业面积 operation area 深松机组作业里程与作业幅宽的乘积。3.5 作业地块面积 operation field area 深松机组在工作状态下，行驶轨迹覆盖空间区域的面积。3.6 重叠作业 overlapping operation 单个深松机组连续作业过程中邻接行距小于 0.8 倍行距的作业；在轮作周期内，单个深松机组在同一空间区域内的多次作业；在轮作周期内，多个深松机组在同一空间区域内的作业。3.7 重叠面积 overlapping area 深松机组作业过程中重叠作业的面积。3.8 作业深度 operation depth 深松沟底距该点深松作业前地表面的垂

7、直距离。3.9 达标深度 qualified depth 大于等于深松作业深度标准值的深度。3.10 达标面积 qualified area 作业深度大于等于达标深度的作业面积。3.11 达标比 qualified rate 达标面积占作业面积的百分比。3.12 平均深度 average depth 深松机组工作状态下，单个作业日采样点深度的平均值。T/CAMA 012017 3 3.13 跨区域作业 cross-regional operation 深松机组在所属县级行政区域外进行的深松作业。3.14 机组号码 tractor plate number 农机化主管管理部门核发的拖拉机号牌号码

8、。3.15 在线机组 online tractor 当前连接到平台，且正常定位的深松机组。4 系统架构 4.1 系统由终端、平台、计算机通信网络等组成。通过系统各组成部分之间的互联互通，实现深松作业管理和数据交换共享。4.2 终端是安装在深松机组上，具有卫星定位、无线通信、作业深度监测、机具识别、图像采集、显示报警等功能的装置。4.3 平台通过接收终端上传的详细作业信息、存储和管理农机作业数据、精准计量农机深松作业面积、对深松作业进行质量分析、统计汇总作业数据、支持重叠作业和跨区域作业检测与分析、提供数据导出和报表打印等功能。用户可通过电脑、手机查看平台数据。5 终端要求 5.1 一般要求 5

9、.1.1 组成 终端应包括微控制器、卫星定位模块、无线通信传输模块、数据存储模块、电源处理模块、显示报警装置、机具识别装置、作业深度监测装置、图像采集装置、卫星定位天线、无线通信天线等，可包括操作键、读卡器、信息发布等设备，以及视频、音频、农机驾驶员信息采集设备等。5.1.2 外观 终端的外观应无锈蚀、锈斑、裂纹、褪色、污迹、变形、镀涂层脱落，亦无明显划痕、毛刺；塑料件应无起泡、开裂、变形；灌注物应无溢出等现象；结构件与控制组件应完整，无机械损伤。5.1.3 铭牌 终端应有清晰耐久的铭牌标志。铭牌应在终端外表面的醒目位置，铭牌尺寸应与终端结构尺寸相适宜。铭牌应包括以下内容：终端名称、型号及规格

10、；终端制造厂名；T/CAMA 012017 4 终端出厂年月及编号。5.1.4 文字、图形、标志 终端应有使用说明。面板的按键、接口等部位应有文字、图形等标志，并满足以下要求：耐久、醒目；使用说明、铭牌和标志中的文字应使用中文，根据需要也可以同时使用其他文字，但应保证中文在其他文字的上面(或左面)。5.1.5 包装要求 5.1.5.1 标签 产品的外包装应体现如下内容：产品中文名称、规格型号、种类、标称电源电压、结构尺寸；制造商名称、详细地址、邮编、电话、产品商标、制造日期、制造地。5.1.5.2 产品合格证 每台出厂的终端应有产品检验合格证，检验合格证应有如下内容：产品名称、型号、种类；制造

11、商名称；出厂检验结论、检验日期；检验员标识。5.1.5.3 包装箱 产品的包装箱应满足以下要求：包装箱应符合防潮、防尘、防震、运输的要求；单个包装箱内应有使用说明书、保修卡、产品合格证及附件清单。5.1.6 材质 终端材质应无毒害、无放射性。5.2 功能要求 5.2.1 自检 终端应具备自检功能，通过信号灯或显示装置明确表示终端当前主要状态，包括卫星定位及通信模块的状态等。若出现故障，则通过信号灯或显示装置等显示方式显示故障类型等信息。5.2.2 定位 终端应能支持卫星定位，能够提供实时的时间、经度、纬度、速度、高程和航向等定位状态信息，差分定位功能为可选。5.2.3 通信 5.2.3.1 通

12、信方式 应能至少支持基于通用 GSM、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000、TD-LTE、FDD-LTE 或其他无线通信网络传输机制下的通信模式之一。T/CAMA 012017 5 5.2.3.2 通信要求 终端的通信要求应包括以下内容：终端应支持至少两个远程连接，即主监控中心和备份监控中心的链接，能在与主监控中心通信中断时自动切换至备份监控中心；如果终端无法注册到所在地的无线网络时，应将数据以先进先出方式保存，在恢复通信后将存储的作业信息继续上传；终端应支持数据批量接收与发送功能、断点续传功能。5.2.4 机具识别 终端应能在更换深松作业机具或其它机具时，支持与不同机具识

13、别装置连接，可自动获取深松作业机具的类型、作业幅宽等信息。5.2.5 作业深度测量 终端应能通过作业深度监测装置实时监测作业深度。5.2.6 图像信息采集 终端应具有图像信息采集功能，图像信息采集应满足以下技术要求：至少支持一路摄像头；摄像头应支持夜视功能；可设置多种成像分辨率，至少支持320 x240（QVGA）；可支持对图像数据标记，该类图像不允许被覆盖。5.2.7 显示及人机交互 终端应支持通过显示装置实时显示作业信息；终端应具有人机交互功能，通过显示装置，可结合信号指示灯或蜂鸣器等设备向驾驶员提供信息，驾驶员能通过按键、触摸屏或遥控器等方式操作终端。5.2.8 报警 终端应具备报警功能

14、，在终端出现故障或作业深度不合格时，应以声或光或文字等方式向驾驶员提示。5.2.9 数据存储 终端应支持将定位信息、作业深度、作业状态等监测信息保存至数据存储模块中，存储模块应具有至少一个轮作周期作业数据的存储容量。5.2.10 终端管理 终端应支持固件升级。5.3 性能要求 5.3.1 作业深度性能指标 静态条件下，作业深度测量误差应不超过2cm；田间作业环境下，作业深度测量误差应不超过3cm；作业深度数据采样时间间隔应不大于2s，或采样距离间隔不超过5m。T/CAMA 012017 6 5.3.2 定位性能指标 定位性能应满足以下技术要求：定位数据采样间隔不大于2s；卫星接收通道不小于12

15、个；接收灵敏度优于-130dBm；作业条件下，水平定位精度不大于3m；测速精度不低于0.2m/s；数据输出更新频率不低于1Hz。5.3.3 无线通信模块 5.3.3.1 误码率 通信模块的误码率或误块率等无线信道质量参数应符合YD/T 1214、YD/T 1050、YD/T 1558的要求。5.3.3.2 最大发射功率 通信模块的最大发射功率应符合YD/T 1214、YD/T 1050、YD/T 1558的要求。5.3.4 电气性能 5.3.4.1 电源电压适应性 在按表 1 给出的电源电压波动范围进行电压适应性试验后，终端各项功能均应正常。表 1 电气性能试验参数 单位为伏特 标称电源电压标

16、称电源电压 电源电压电源电压波动范围波动范围 极性反接试验电压极性反接试验电压 过电压过电压 12 916 140.1 24 24 1832 280.2 36 5.3.4.2 耐电源极性反接性能 在表 1 规定的标称电源电压极性反接试验下，终端应能承受 1min 的极性反接试验，除熔断器外（允许更换烧坏的熔断器）不应有其他电气故障。试验后终端各项功能均应正常。5.3.4.3 耐电源过电压性能 在表 1 规定的过电压下，应能承受 1min 的电源过电压试验。试验后终端各项功能均应正常。5.3.4.4 连接线 连接线性能应符合 QC/T 414 的相关要求。终端的连接线要整齐布置，并用线夹、电缆套

17、、电缆圈等固定，线束内的导线要有序编扎。导线颜色应符合 GB/T 19056 的要求。电源导线上应串联熔断器，熔断器性能应符合 QC/T 420 的相关要求。5.3.4.5 接插器 接插器性能应符合 QC/T 417.1 的相关要求。连接器插头两端的线色应一致。两个以上非通用接口T/CAMA 012017 7 应有明显标识，同时插头不能互换。5.3.5 环境适应性 5.3.5.1 气候环境适应性 终端的存储温度至少为-4085，工作温度至少为-1065，相对湿度为 10%RH90%RH(无凝露)。终端在承受各项气候环境试验后，应无电气故障，机壳、插接器等不应有严重变形，各项功能应正常。终端机械

18、环境试验条件见表 2。表 2 气候环境试验项目表 项目项目 试验参数试验参数 试验条件试验条件 说明说明 高温工作试验 温度 65 试验中标称电压通电，试验后检查功能。持续时间 8h 高温放置 试验 温度 85 试验中不通电，试验后检查功能。持续时间 8h 低温工作试验 温度-10 试验中标称电压通电，试验后检查功能。持续时间 8h 低温放置 试验 温度-40 试验中不通电，试验后检查功能。持续时间 8h 恒定湿热 试验 温度 402 12h 不通电，12h 接通标称电压通电工作。持续时间 24h 相对湿度 90%5.3.5.2 机械环境适应性 终端在承受符合表 3 的振动、冲击等机械环境试验

19、后，应无永久性结构变形，无零部件损坏，无电气故障，无紧固部件松脱现象，无插头、通信接口等接插件脱落或接触不良现象，其各项功能应保持正常，无试验前存储的信息丢失现象。终端机械环境试验条件见表 3。表 3 机械环境试验项目表 试验名称试验名称 试验参数试验参数 说明说明 振动试验 扫频范围 5Hz300Hz 不通电 正常安装状态 扫频速度 1oct/min 扫频时间 每个方向 8h T/CAMA 012017 8 振幅 5Hz11Hz 时 10mm（峰值）加速度 11Hz300Hz 时 50m/s2 振动方向 X、Y、Z 三方向 冲击试验 冲击次数 X、Y、Z 每方向各 3 次 不通电 正常安装状

20、态 峰值加速度 490m/s2 脉冲持续时间 11ms 方向 X、Y、Z 三方向 5.3.5.3 防护等级 终端的防护等级应满足以下要求：终端部分安装在拖拉机驾驶室内的装置外壳防护等级应符合GB 42082008中IP54的要求；终端图像采集装置、作业深度监测装置、机具识别装置等需要安装在拖拉机驾驶室外的外壳防护等级应符合GB 42082008中IP66的要求；连接线和接插器的防护等级应符合GB 42082008中IP66的要求。5.3.6 电磁兼容 5.3.6.1 抗拖拉机点火干扰 终端在工作状态下，进行拖拉机点火干扰时，各项功能应正常。5.3.6.2 静电放电抗扰度 采用GB/T 1995

21、1-2005所规定要求，静电放电抗扰度试验等级应不低于3级，终端试验中及试验后不应出现电气故障，试验结果评定应符合GB/T 19951-2005中B类要求。5.3.6.3 瞬态抗扰性 终端的瞬态抗扰性应符合GB/T 19056的要求。5.4 安装要求 5.4.1 总体要求 终端安装应避免改变深松机组本身的电气结构与布线，保证不会因为终端的安装而产生安全隐患。5.4.2 安装终端 终端的安装应满足以下要求：终端的安装应远离碰撞、过热、阳光直射、水和灰尘，不影响原车外观和农机手操作；显示报警装置应安装在驾驶员容易观察的位置；图像获取装置应安装在拖拉机中间位置较高处，调节拍照角度，使摄像头能够拍摄到

22、完整深松机和作业场景；T/CAMA 012017 9 卫星定位天线安装位置要求：高处、无遮挡、拖拉机中心线上，远离其他敏感的电子设备，保证信号的正常接收与传输；设备的安装固定应保证不会松动。5.4.3 安装布线 安装布线应满足以下要求：设备在深松机组上的线路都应保证整齐安全地连接、固定，线路用线夹固定好，走线固定在波纹管里。安装完毕后，电线没有外露；布线时应避免深松机升降过程中剐蹭、拽断线缆，避免作业过程中隆起的土块、秸秆等挂断线缆；设备不应利用拖拉机上自带的熔断丝做保护，所接电源线的额定电流值要远大于终端电源的实际工作电流值。5.4.4 安装完成后的测试 终端本体及附属设备安装就绪，应由专门

23、的技术人员进行检查然后才能给终端通电和初始化设置。完成以上安装工作的终端应按照该产品的使用说明书进行远程测试，保证各项功能正常。安装测试完成后，作业深度监测装置的安装位置不可变动，如安装位置发生改变，需要重新进行标定测试。6 平台要求 6.1 功能要求 6.1.1 数据接收功能 平台应具备接收终端上报的作业信息和图像信息的功能。6.1.2 数据处理功能 平台应具备对终端上报的作业信息和图像信息处理分析的功能。6.1.3 数据存储功能 平台应具备存储终端上报的作业信息和图像信息以及数据处理分析结果的功能。6.1.4 报表导出/打印功能 平台中所有查询结果及统计分析结果应支持 excel 的报表导

24、出或者打印功能。6.1.5 实时监控功能 平台应具备能够对当前在线机组进行实时监控的功能，可以查看农机具属性信息、机组时空信息、作业详细信息等。6.1.6 轨迹回放功能 平台应具备对深松机组历史作业轨迹信息回放、再现的功能。6.1.7 作业量统计功能 平台应具备对深松机组作业数据按照行政区划、时间、统计指标等进行统计，并可按照不同图表类T/CAMA 012017 10 型予以显示的功能。6.1.8 作业质量分析功能 平台应具备计量深松机组的作业面积、达标面积、达标比、平均深度等，基于数字地图进行位置数据、深度数据和图像数据的融合展示，并生成深松作业质量日报单，支持数据导出与打印功能。6.1.9

25、 作业重叠检测功能 平台应具备提取深松作业的区域边界和检测分析深松的重叠作业、跨区域作业等功能。6.1.10 电子地图管理 6.1.10.1 电子地图基本功能 电子地图应具备包括放大、缩小、平移、全图、比例尺显示等基本操作；具备电子地图的鹰眼功能、量算功能。6.1.10.2 电子地图表达 电子地图表达应符合 GB 20263 的规定。6.1.10.3 目标影像展现 平台应支持深松机组等动态目标叠加；支持地图显示、影像显示、影像和地图叠加显示。6.2 性能要求 6.2.1 总体性能 平台总体性能应该至少满足以下要求：支持 7x24h 不间断运行；终端在工作状态下上报深松机组作业数据时间间隔不大于

26、 10s；平台应于每日 8:00 前完成前一天作业数据的处理分析；在没有外部因素影响的情况下，故障恢复时间不超过 120min。6.2.2 作业面积计量精度 作业面积的计量精度应不小于 97%。6.2.3 终端接入性能 终端接入性能应满足以下要求：具有数据高并发处理能力：平均 1000 条/s，峰值 3000 条/s；平台应能支持至少 10000 台终端接入，支持超过 10000 个动态目标的监控能力。6.2.4 响应时间 达到系统设计最大并发数时，各事务平均响应时间不应超过单用户平均响应时间的 5 倍。6.2.5 电子地图数据质量 应使用经国家测绘局主管部门审核批准的电子地图。T/CAMA

27、012017 11 6.2.6 数据存储 数据在线存储时间不得少于 5 年。6.2.7 安全性能 平台安全应满足以下要求：数据库中的关键数据加密存储，用户密码加密存储；采用日志对操作和接收及发送的数据记录，至少存储 183 天的日志数据；采用备份平台机制，保证平台达到较高可用性；平台间数据交换采用加密传输方式；平台的作业数据不可人为修改 6.2.8 运行环境要求 平台运行环境应满足以下要求：通信网关、应用服务器和数据库服务器独立部署；数据库服务器能支持大数据量存储与检索。6.3 平台数据上报接口要求 平台应具备与农机化主管部门建立的农机深松作业管理平台信息交换功能，包括平台向管理平台报送作业统

28、计信息，接收管理平台下发通知、指令等信息。7 检测方法 7.1 作业深度测量误差 田间作业环境下，在深松机组上安装终端，进行深松作业。待作业正常后停车，用耕深尺或其他测量仪器测量当前实际作业深度，即深松沟底距作业前地表面的垂直距离，按式（1）计算作业深度测量误差。检测次数应不少于三次，取平均值作为最终结果。（1）式中：H 作业深度测量误差，单位为厘米（cm）；H1 终端测量的作业深度，单位为厘米（cm）；H2 实际作业深度，单位为厘米（cm）。7.2 作业面积计量精度 选取规则的矩形试验地块（地块面积不小于 2000m2），在深松机组上安装终端，进行往复直线作业，拖拉机上安装自动导航系统，可以

29、保证作业时基本达到不重不漏。完成试验地块作业后，用高精度RTK-GNSS 或其他方法测量试验地块面积，按式（2）计算作业面积计量精度。检测次数应不少于三次，取平均值作为最终结果。（2）式中：T/CAMA 012017 12 作业面积计量精度，%；S1 系统计量作业面积，单位为平方米（m2）；S2 试验地块面积，单位为平方米（m2）。8 检验规则 8.1 检验项目及判定 检验结果不符合本标准 5.3 和 6.2 要求时判定项目不合格，检验项目见表 4。表4 检验项目表 项目项目 检验项目名称检验项目名称 对应条款对应条款 型式检验型式检验 1 作业深度测量误差 5.3.1 2 作业面积计量精度 6.2.2 3 水平定位精度 5.3.2 4 气候环境适应性 5.3.5.1 5 机械环境适应性 5.3.5.2 6 防护等级 5.3.5.3 7 电磁兼容 5.3.6 8.2 综合判定规则 对检验项目逐项考核检验。项目全部合格时，判断系统为合格；否则为不合格。_