監(jiān)測農(nóng)機油箱油位的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及光譜檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種監(jiān)測農(nóng)機油箱油位的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著我國在土地適度規(guī)模經(jīng)營模式和農(nóng)業(yè)經(jīng)營體制上的創(chuàng)新，促進我國農(nóng)業(yè)機械的總動力水平的不斷提升，截至2014年底，我國大中型拖拉機和收割機保有量達到300萬臺左右，且以每年40多萬臺的速度增長。農(nóng)機燃油量是農(nóng)機作業(yè)與管理中最為重要的一個環(huán)節(jié)，是農(nóng)業(yè)機械耗能中的主要要素，在大型農(nóng)場及農(nóng)機專業(yè)合作社中，農(nóng)機的作業(yè)方式主要是農(nóng)機集群作業(yè)和跨區(qū)作業(yè)，由于農(nóng)機車輛數(shù)量多、分散作業(yè)，難以推行有效的計劃管理與核算，特別是一人多機、一機多人的輪班作業(yè)制，使針對每臺農(nóng)機或每個農(nóng)機手的油耗更是難于核算，在柴油的使用上無法全面有效的進行監(jiān)管，因此，在農(nóng)機油量的使用上，出現(xiàn)了油料保管員與農(nóng)機手合作偷油、農(nóng)機手用集體用油干私活、農(nóng)機手私自賣油、騙取燃油補貼等現(xiàn)象的發(fā)生，當(dāng)前油耗基礎(chǔ)管理仍依賴于傳統(tǒng)經(jīng)驗，缺少有效的技術(shù)手段的支撐，使用效果很不理想。
[0003]傳統(tǒng)的農(nóng)機油箱油位的測量方式在動態(tài)復(fù)雜環(huán)境下，存在分辨率低、精度弱、測量盲區(qū)大等缺陷，并且無法進行遠程監(jiān)測，只能在農(nóng)機的駕駛室內(nèi)進行查看。目前農(nóng)機油箱油位的測量方式主要有電容式、電阻式、流量計式、舌簧管式、浮子式等油位測量方式。電阻式:容易受油污影響產(chǎn)生誤差、不能產(chǎn)生電打火、安裝時須將油箱打孔；電阻式:機械式測量，誤差大、存在滯后性、傳感器長期與油料接觸，容易被腐蝕、污染，影響測量精度、安裝時須將油箱打孔；流量計式:需要截斷油管、不能測量加油量，只能測量使用量，不方便計量管理；舌簧管式:測輸出精度低，受測量介質(zhì)及電源電壓波動的溫度影響大、元器件易磁化、測量數(shù)據(jù)受油面波動及油污影響較大、不能根據(jù)油箱的高度現(xiàn)場安裝制作；浮子式:僅可用于油量的模糊指示、不可用于油量的計量使用、薄膜電阻受燃油污染程度、供電電壓、機械結(jié)構(gòu)、潤滑性等產(chǎn)品本身原因，對輸出值的長期穩(wěn)定性影響較大。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實用新型提供一種具有安裝方便、監(jiān)測準(zhǔn)確、測量精度高、不受腐蝕、污染等功能特點，能夠遠程監(jiān)測農(nóng)機油箱油位的智能裝置，為規(guī)模化農(nóng)場或農(nóng)機專業(yè)合作社提供一種有效的燃油量管理辦法。
[0005]為此目的，本實用新型提出一種監(jiān)測農(nóng)機油箱油位的系統(tǒng)，包括:
[0006]超聲波油位監(jiān)測模塊和通信模塊；其中，
[0007]所述超聲波油位監(jiān)測模塊用于采集農(nóng)機油箱的油位高度信號，包括安裝于農(nóng)機油箱的底部的超聲波探頭，
[0008]所述通信模塊連接所述超聲波油位監(jiān)測模塊，用于將所述超聲波油位監(jiān)測模塊采集到的農(nóng)機油箱的油位高度信號傳輸給遠程服務(wù)器。
[0009]優(yōu)選地，所述超聲波油位監(jiān)測模塊，還包括:
[0010]高壓脈沖發(fā)射電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、比較電路、溫度傳感器和單片機；其中，
[0011]所述超聲波探頭安裝于農(nóng)機油箱的底部，所述超聲波探頭連接所述高壓脈沖發(fā)射電路和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述高壓脈沖發(fā)射電路由所述單片機控制發(fā)射高壓脈沖信號，所述高壓脈沖信號傳輸至所述超聲波探頭，驅(qū)動所述超聲波探頭發(fā)出超聲波，所述超聲波經(jīng)過反射產(chǎn)生的反射波驅(qū)動所述超聲波探頭發(fā)出回波信號，所述回波信號傳輸至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，由所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將所述回波信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，所述比較電路連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，用于將所述數(shù)字信號與預(yù)設(shè)的閾值進行比較，所述溫度傳感器，用于采集環(huán)境溫度信號，所述單片機連接所述比較電路和所述溫度傳感器，用于統(tǒng)計所述高壓脈沖信號從開始傳輸至所述比較電路確定出所述數(shù)字信號大于所述閾值的時長，對所述溫度傳感器采集的環(huán)境溫度信號進行解析，得到溫度數(shù)字信號，利用所述溫度數(shù)字信號對超聲波的聲速進行補償，得到補償后的聲速，通過將所述時長與所述補償后的聲速進行乘法運算，并將所述乘法運算的結(jié)果除以2，得到農(nóng)機油箱的油位高度數(shù)字信號。
[0012]優(yōu)選地，所述超聲波油位監(jiān)測模塊，還包括:
[0013]發(fā)射電路、高壓電路和繼電器；其中，
[0014]所述發(fā)射電路由所述單片機控制發(fā)射脈沖信號，所述高壓電路，用于將所述發(fā)射電路發(fā)射的脈沖信號進行處理，得到高壓脈沖信號，所述高壓電路得到的高壓脈沖信號經(jīng)所述繼電器的第一通路傳輸至所述超聲波探頭，所述超聲波探頭發(fā)出的回波信號經(jīng)所述繼電器的第二通路傳輸至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，
[0015]所述單片機，還包括:端口，
[0016]所述端口連接所述繼電器，用于控制打開所述繼電器的第一通路或者打開所述繼電器的第二通路。
[0017]優(yōu)選地，所述超聲波油位監(jiān)測模塊，還包括:
[0018]信號處理電路；其中，
[0019]所述信號處理電路連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，用于在所述回波信號經(jīng)所述繼電器的第二通路傳輸至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路之前，對所述回波信號進行濾波和放大處理，
[0020]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，用于將進行濾波和放大處理后的回波信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
[0021]優(yōu)選地，所述單片機，還包括:
[0022]自動增益調(diào)整電路；其中，
[0023]所述自動增益調(diào)整電路連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和比較電路，用于對所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號進行調(diào)整，使其幅值穩(wěn)定在預(yù)設(shè)的閾值范圍內(nèi)，
[0024]所述比較電路，用于將經(jīng)所述自動增益調(diào)整電路調(diào)整后的數(shù)字信號與預(yù)設(shè)的閾值進行比較。
[0025]優(yōu)選地，所述單片機，還包括:
[0026]波形分析電路；其中，
[0027]所述波形分析電路連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，用于將所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號中的雜波信號進行濾除。
[0028]優(yōu)選地，所述單片機還包括:
[0029]閾值調(diào)整電路、數(shù)據(jù)濾波電路和串口 ；其中，
[0030]所述閾值調(diào)整電路連接所述比較電路，用于對所述閾值進行調(diào)整；
[0031]所述串口連接所述數(shù)據(jù)濾波電路和通信模塊，用于對所述農(nóng)機油箱的油位高度數(shù)字信號進行濾波，并通過所述串口將進行濾波后的農(nóng)機油箱的油位高度數(shù)字信號發(fā)送給所述通信模塊。
[0032]優(yōu)選地，所述通信模塊包括:
[0033]微處理器、GPS定位子模塊、數(shù)據(jù)存儲子模塊和傳輸子模塊，所述微處理器連接所述單片機的串口、所述GPS定位子模塊、數(shù)據(jù)存儲子模塊和傳輸子模塊，所述數(shù)據(jù)存儲子模塊，用于存儲農(nóng)機標(biāo)識，所述GPS定位子模塊，用于對農(nóng)機進行定位，得到農(nóng)機作業(yè)時的位置信息，所述微處理器利用所述數(shù)據(jù)存儲子模塊存儲的農(nóng)機標(biāo)識對所述單片機發(fā)送的油位高度數(shù)字信號和所述GPS定位子模塊定位得到的農(nóng)機作業(yè)時的位置信息進行標(biāo)識，得到標(biāo)識后的油位高度數(shù)字信號和對應(yīng)的農(nóng)機作業(yè)時的位置信息，并通過所述傳輸子模塊將所述標(biāo)識后的油位高度數(shù)字信號和對應(yīng)的農(nóng)機作業(yè)時的位置信息發(fā)送給遠程服務(wù)器。
[0034]優(yōu)選地，所述通信模塊還包括:
[0035]故障報警子模塊、數(shù)據(jù)輸出調(diào)試子模塊和程序下載子模塊；其中，
[0036]所述故障報警子模塊連接所述微處理器，用于在所述微處理