一个现成的数据采集工具和新的拖拉机技术正在帮助内布拉斯加大学的研究人员更精确地描述当今拖拉机和工具的功率使用情况。这种分析可以提高油田效率，并改善生产者的能源和燃料使用。通常情况下，燃料消耗约占油田生产成本的3%-5%。

内布拉斯加州大学林肯分校生物系统工程系高级机械系统助理教授Santosh Pitla说:“五年前，我们还无法轻易收集到有关拖拉机性能的数据，但现在拖拉机有了通信接口。”

这些端口与汽车上的端口一样，旨在提供诊断和性能数据。使用一种市售的“插件”工具从牵引器下载这些数据。Pitla正在开发的软件进一步利用这些信息，更精确地分析现场各种条件和实践下的电力使用情况。

Pitla说:“经过几年的测试、编程和对多家生产商和拖拉机的研究，我们希望能获得足够的数据，了解拖拉机的真实负载循环。”

现在，每台拖拉机都有多台计算机——有的甚至多达20台——它们都通过一种通过控制器区域网络(CAN)访问的共同语言进行通信。利用CAN数据，Pitla正在研究来自主机和执行控制器的信息，以描述不同操作和特定现场条件下的功率使用变化。

“有了这项技术，我们可以非常具体，”Pitla说。“田地的形状、坡度、水路和其他属性各不相同。在A油田，你可能以80%的效率运行，而在b油田，你可能以70%的效率运行。”了解特定油田的差异，以及它们如何影响能源使用，可以为更好的管理实践提供指导，并改善与燃料利用率、扭矩和发动机转速相关的操作行为。

“在计算负荷时，我们一直依赖50-70年前开发的方程式。对今天的种植园主来说，Draft有很大的不同。今天的拖拉机有GPS，电力需求增加。”

确定实际电力需求

你的引擎实际被利用了多少?你需要多大的拖拉机动力?通过分析特定农场的操作数据，生产者可能会了解到他们的拖拉机体积过大，而且只有60%的动力被使用。

“我们不一定知道一台12排播种机需要多少动力。有了这项技术，我们可以非常具体地提出如何操作机械以优化效率的建议。”

Pitla说，例如，与排式充填播种机相比，中央充填播种机的功率要求有显著不同。“中央充填需要一台液压马达和拖拉机提供的中央动力，功率约为30-40马力。”

这一信息也可用于设备选择，并将当前和潜在用途的动力需求与正在考虑购买的拖拉机的动力需求相匹配。

实地测试

经过几年的大学开发，该数据采集系统现在正在农民田间进行测试。来自哥德堡的凯瑞·麦克菲特斯(Kerry McPheeters)是测试者之一，他最近刚从UNL的机械化农业专业毕业，他和他的兄弟克拉克·麦克菲特斯(Clark McPheeters)正在他们的家庭农场中使用它进行种植、田间种植和收获等操作。

数据采集工具也将在内布拉斯加州拖拉机试验实验室它是经济合作与发展组织(oecd)唯一的美国拖拉机试验站。内布拉斯加州拖拉机测试实验室主任罗杰·霍伊和NTTL研究工程师罗德尼·罗勒此前曾在减少石油使用的农业基准研究。桑托什说，他们将为目前的研究工作增加巨大的洞察力。

Joe Luck，助理教授，Mike Kocher，副教授，John Evans，研究生，他们都来自生物系统工程学院，正在与Pitla合作研究拖拉机机器的数据采集工作。Pitla和Evans本学期将教授一门专题课程，培训农业工程专业的学生使用基于can的嵌入式控制器系统，为他们的工业应用做好准备。领先的CAN自动化行业合作伙伴，丹佛斯电力解决方案和Kvaser公司，正在支持这些研究和教学活动。

从实验室搬到驾驶室

最终，Pitla希望开发一种程序，可以在驾驶室或智能手机上使用，实时分析数据，提供几乎即时的反馈，以支持现场调整，优化能源/燃料消耗和现场效率。这对年轻的制片人尤其有帮助——就像在驾驶室里有一位导师坐在他们身边，建议他们什么时候放慢速度或调整操作。

除了他的研究之外，Pitla还为农业工程专业的学生教授机械化农业，并领导着UNL生物系统工程系的先进机械系统实验室。今年早些时候，Pitla被授予新奇士青年设计师奖美国农业和生物工程师学会，以表彰其对学术界和工业界农业应用的创新自动化和机器人工程设计贡献。

资源

更多关于CAN工具和数据分析研究的信息可以在以下文章中找到:

• 皮特拉，s.k.， J.D.拉克，j。维尔纳_，林N.， S.A Shearer. 2016。农业田间机械的田间燃料使用和负荷状态。农业中的计算机和电子121: 290—300。

• Pitla, s.k.， N. Lin, S.A. Shearer, J.D. Luck．2015．利用控制器区域网络(CAN)数据确定农业机械的田间效率．农业应用工程“，”30卷(6):829 - 839。

• 马克思，s.e.， J.D.拉克，S.K.皮特拉，R.M.霍伊。比较CAN总线数据采集的各种硬件/软件解决方案和转换方法．农业中的计算机和电子128:141 - 148

• 马克思，s.e.， J.D. Luck, R.M. Hoy, S.K. Pitla, M.J. Darr和E. Blankenship. 2015。验证机器CAN总线J1939燃料率准确性使用内布拉斯加州拖拉机测试实验室燃料率数据。农业中的计算机和电子118: 179 - 185。

• 霍伊，罗杰，罗德尼·罗勒，亚当·里斯卡，乔·拉克，罗兰·伊索姆，迪帕克·克什瓦尼。内布拉斯加大学林肯分校生物系统工程系内布拉斯加大学拖拉机测试实验室2014年9月农业工业先进车辆技术:减少石油使用的基准研究