农业机械HMI:联合收割机的田间作业监控界面

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联合收割机的驾驶室,是一个移动的、充满挑战的指挥中心:强烈的阳光直射、持续不断的机身振动、尘土飞扬的环境,以及驾驶员必须双手操控方向盘和液压杆的 “单手操作” 场景。这里的HMI,是驾驶员在繁忙收割季中的 “第二双眼睛” 和 “智能助手” ,其设计核心是 “强光可视、振动可靠、交互极简” 。

界面设计特色:为“田野指挥官”赋能

  1. 强光环境下的可视性设计:对抗正午阳光

    1. 屏幕硬件采用 “高亮度、防眩光、阳光下可视(Sunlight Readable)” 的工业级液晶屏,峰值亮度可达1200-1500 cd/m²以上,并能根据环境光传感器自动调节亮度。
    2. 软件界面采用 “高对比度色彩方案”。背景为不反光的浅灰色或哑光黑色,所有关键数据(如当前产量、亩产、谷物含水率)使用粗体的黑色或深蓝色数字,字号普遍在20号以上。对于需要特别警示的数据(如燃油告急、含水率超标),则采用醒目的黄色或橙色大数字,确保在强烈的漫射光下也能一眼看清。
  2. 单手操作优化:让交互融入驾驶流程

    1. 考虑到驾驶员右手通常操控收割台提升杆和卸粮筒开关,HMI将最常用的触摸按钮(如“地图缩放”、“数据显示切换”、“报警确认”)集中安排在屏幕的右侧边缘区域,按钮尺寸设计得足够大(≥60×60mm),且支持戴普通劳保手套触控。
    2. 将 “高频、关键、盲操需求高” 的功能赋予实体按键或旋钮,并布置在方向盘右侧的操控台上。例如,“割台高度微调”、“作业速度模式切换”、“紧急停车”等,驾驶员无需视线离开前方,凭肌肉记忆即可操作。同时,集成降噪语音识别模块,驾驶员可通过语音指令查询信息(如“当前亩产多少?”)或执行简单操作(如“切换至玉米收割模式”),进一步解放双手。
  3. 作业数据实时化与智能化:从“收割”到“精细管理”

    1. 主界面不再是杂乱的数据堆砌,而是围绕核心作业效益进行组织。突出显示 “三大关键实时数据”:累计收割面积(亩)、实时产量(吨/小时)、当前谷物平均含水率(%)。这些数据通过CAN总线从各传感器实时获取。
    2. 系统具备智能预警与决策支持功能。当监测到谷物含水率超过安全储存标准(如>20%),界面不仅弹窗报警,还会建议 “建议提高烘干机热风温度” 。当燃油剩余量低于10%时,结合GPS地图,提示 “距离最近加油站5公里,建议前往加油” 。此外,通过内置GPS和产量传感器,HMI可实时绘制农田产量热力图,为精准农业提供一手数据。

扩展功能与价值

集成高精度GPS与自动驾驶模块接口,界面可显示预设的AB直线、作业轨迹以及自动驾驶状态。某大型农场为其收割机队配备此HMI后,驾驶员记录和统计作业数据的时间缩短了80%,因屏幕反光看不清导致的误操作(如错误调整参数)下降了90%。基于燃油监控和路线提示,因燃油耗尽而被迫在田间停机的事件减少了75%,大大提升了收割作业的连续性和效率。