專利名稱：玉米精播機(jī)排種監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一套玉米精播機(jī)排種監(jiān)控系統(tǒng)，屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
精密播種技術(shù)具有效率高、作業(yè)速度快、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，是目前農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、機(jī)械化發(fā)展的必然趨勢(shì)。由于精播機(jī)排種系統(tǒng)的密閉性，僅憑操作者視聽(tīng)感覺(jué)難以判斷落種情況，如種箱排空、排種管堵塞、排種器工藝性故障均可導(dǎo)致漏播現(xiàn)象發(fā)生，一旦發(fā)生上述大面積漏播現(xiàn)象，必然造成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的嚴(yán)重?fù)p失。同時(shí)由于播種機(jī)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的特殊性及塵土干擾的嚴(yán)重性，現(xiàn)有的排種監(jiān)視系統(tǒng)難以正常工作。另外，目前播種面積的統(tǒng)計(jì)大都采用米尺丈量方法，不僅麻煩，而且測(cè)量 精度不夠準(zhǔn)確。因此對(duì)排種狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控及播種面積自動(dòng)統(tǒng)計(jì)的研究具有非常重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種使用方便，檢測(cè)準(zhǔn)確度高，穩(wěn)定性、抗干擾性強(qiáng)的玉米精播機(jī)排種監(jiān)控系統(tǒng)。在玉米播種過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其排種狀況，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)聲光報(bào)警，并顯示故障代碼；播種作業(yè)結(jié)束后，通過(guò)按鍵輸入株距、行距數(shù)值，即會(huì)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)播種面積。本發(fā)明運(yùn)用智能檢測(cè)及控制技術(shù)，解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，全面提高播種作業(yè)質(zhì)量。玉米精播機(jī)排種監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)所需設(shè)備和實(shí)現(xiàn)步驟如下所需設(shè)備本發(fā)明所需設(shè)備主要由4部分組成傳感器檢測(cè)部分1，單片機(jī)測(cè)控部分2，聲光報(bào)警部分3和指示盒單元4。傳感器檢測(cè)部分I由激光發(fā)射二極管5，凸透鏡7和激光接收部分11組成，激光接收部分11由4個(gè)激光接收二極管串行連接而成，每?jī)蓚€(gè)激光二極管距離間隔為3_。激光發(fā)射二極管5發(fā)射出60度角的散射微功率激光信號(hào)6，經(jīng)凸透鏡7后變成平行光束8，被激光接收部分11接收。單片機(jī)測(cè)控部分2由LM358放大器13、LM393比較器14、鍵盤(pán)單元16、ATMEGA16A單片機(jī)17、電源模塊18、功率驅(qū)動(dòng)單元19、LED數(shù)碼管20和掉電檢測(cè)單元21構(gòu)成。聲光報(bào)警部分3提供聲光報(bào)警信號(hào)；指示盒單元4由高亮LED 二極管及驅(qū)動(dòng)電路組成，提供亮光指示信號(hào)。傳感器檢測(cè)部分I、聲光報(bào)警部分3和指示盒單元4分別通過(guò)銅網(wǎng)鋁箔雙屏蔽防水信號(hào)線與單片機(jī)測(cè)控部分2相連。實(shí)現(xiàn)步驟步驟I :通過(guò)電源線將車載電瓶與電源模塊18相連，車載電瓶提供的+12V直流電壓經(jīng)過(guò)電源模塊18轉(zhuǎn)換成+5V的恒壓直流電源，為玉米精播機(jī)排種監(jiān)控系統(tǒng)供電。步驟2 :啟動(dòng)玉米精播機(jī)排種監(jiān)控系統(tǒng)，傳感器檢測(cè)部分I對(duì)落下的種子9進(jìn)行檢測(cè)。若沒(méi)有種子9落下，那么激光接收部分11接收到平行光束8，且激光接收部分11的接收端是高電平；若有種子9落下經(jīng)過(guò)傳感器檢測(cè)部分I時(shí)，那么激光接收部分11接收到遮擋光束10，且激光接收部分11的接收端變?yōu)榈碗娖讲⑸陕渥研盘?hào)12。步驟3 :落籽信號(hào)12經(jīng)放大器13放大10倍后與比較器14的2V參考電壓進(jìn)行比較，在比較器14的輸出端生成脈沖信號(hào)15，此脈沖信號(hào)15傳遞給單片機(jī)17的外部中斷I引腳，單片機(jī)17通過(guò)對(duì)脈沖信號(hào)15的上升沿的個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，脈沖信號(hào)15中上升沿的個(gè)數(shù)就是播種的種子粒數(shù)，并用M表示。步驟4 :在整個(gè)播種的過(guò)程中，單片機(jī)17每隔0. 3秒對(duì)外部中斷引腳I進(jìn)行檢測(cè)，在0. 3秒的檢測(cè)時(shí)間內(nèi)，若可以檢測(cè)到脈沖信號(hào)15，則判定種子9正常落下，此時(shí)單片機(jī)測(cè)控單元2驅(qū)動(dòng)指示盒單元4正常工作。若在0. 3秒的檢測(cè)時(shí)間內(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到脈沖信號(hào)15，則判定沒(méi)有種子落下，此時(shí)單片機(jī)17通過(guò)功率驅(qū)動(dòng)單元19驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警部分3發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)在LED數(shù)碼管20上顯示故障代碼。通過(guò)鍵盤(pán)單元16在LED數(shù)碼管20上輸入株距數(shù)值E、行距數(shù)值F，根據(jù)公式A = E*F*M即可自動(dòng)統(tǒng)計(jì)播種面積A ;在系統(tǒng)掉電時(shí)，通過(guò)掉電檢測(cè)單元19，單片機(jī)17自動(dòng)保存播種的種子粒數(shù)。
通過(guò)以上步驟，在正常播種過(guò)程中，玉米精播機(jī)排種監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)播種的種子粒數(shù)的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)；實(shí)時(shí)漏播報(bào)警；通過(guò)按鍵輸入株距數(shù)值、行距數(shù)值，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)播種面積；在系統(tǒng)掉電后，自動(dòng)保存播種的種子粒數(shù)；具有自檢功能，自動(dòng)測(cè)試本系統(tǒng)工作是否正常，若出現(xiàn)故障，自動(dòng)顯示故障代碼。有益效果本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供測(cè)控功能完善的新型播種監(jiān)控系統(tǒng)。其有益之處是I.檢測(cè)精度高。傳感器檢測(cè)部分采用微功率激光發(fā)射二極管，功耗低，穿透性強(qiáng)，抗灰塵干擾能力高。在此基礎(chǔ)上，再對(duì)其檢測(cè)到的落籽信號(hào)進(jìn)行處理，進(jìn)一步提高檢測(cè)精確度。2.便于安裝。傳感器檢測(cè)部分有定位孔，通過(guò)定位孔固定后可保持精準(zhǔn)的同軸度。3.實(shí)用功能完善。單片機(jī)測(cè)控部分具有自動(dòng)檢測(cè)、漏播報(bào)警、面積統(tǒng)計(jì)、掉電存數(shù)等功能，進(jìn)一步滿足操作者需求。


附圖是玉米精播機(jī)排種監(jiān)控系統(tǒng)的組成框圖，此圖也是說(shuō)明書(shū)摘要附圖。其中1是傳感器檢測(cè)部分，2是單片機(jī)測(cè)控部分，3是聲光報(bào)警部分，4是指示盒單元，5是激光發(fā)射二極管，6是激光信號(hào)，7是凸透鏡，8是平行光束，9是種子，10是遮擋光束，11是激光接收部分，12是落籽脈沖，13是放大器，14是比較器，15是脈沖信號(hào)，16是鍵盤(pán)單元，17是單片機(jī)，18是電源模塊，19是功率驅(qū)動(dòng)單元，20是LED數(shù)碼管，21是掉電檢測(cè)單元。
具體實(shí)施例方式玉米精播機(jī)排種監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)所需設(shè)備和實(shí)現(xiàn)步驟如下所需設(shè)備本發(fā)明所需設(shè)備主要由4部分組成傳感器檢測(cè)部分1，單片機(jī)測(cè)控部分2，聲光報(bào)警部分3和指示盒單元4。傳感器檢測(cè)部分I由激光發(fā)射二極管5，凸透鏡7和激光接收部分11組成，激光接收部分11由4個(gè)激光接收二極管串行連接而成，每?jī)蓚€(gè)激光二極管距離間隔為3_。激光發(fā)射二極管5發(fā)射出60度角的散射微功率激光信號(hào)6，經(jīng)凸透鏡7后變成平行光束8，被激光接收部分11接收。單片機(jī)測(cè)控部分2由LM358放大器13、LM393比較器14、鍵盤(pán)單元16、ATMEGA16A單片機(jī)17、電源模塊18、功率驅(qū)動(dòng)單元19、LED數(shù)碼管20和掉電檢測(cè)單元21構(gòu)成。聲光報(bào)警部分3提供聲光報(bào)警信號(hào)；指示盒單元4由高亮LED 二極管及驅(qū)動(dòng)電路組成，提供亮光指示信號(hào)。傳感器檢測(cè)部分I、聲光報(bào)警部分3和指示盒單元4分別通過(guò)銅網(wǎng)鋁箔雙屏蔽防水信號(hào)線與單片機(jī)測(cè)控部分2相連。實(shí)現(xiàn)步驟步驟I :通過(guò)電源線將車載電瓶與電源模塊18相連，車載電瓶提供的+12V直流電壓經(jīng)過(guò)電源模塊18轉(zhuǎn)換成+5V的恒壓直流電源，為玉米精播機(jī)排種監(jiān)控系統(tǒng)供電。步驟2 :啟動(dòng)玉米精播機(jī)排種監(jiān)控系統(tǒng)，傳感器檢測(cè)部分I對(duì)落下的種子9進(jìn)行檢測(cè)。若沒(méi)有種子9落下，那么激光接收部分11接收到平行光束8，且激光接收部分11的接收端是高電平；若有種子9落下經(jīng)過(guò)傳感器檢測(cè)部分I時(shí)，那么激光接收部分11接收到遮擋光束10，且激光接收部分11的接收端變?yōu)榈碗娖讲⑸陕渥研盘?hào)12。步驟3 :落籽信號(hào)12經(jīng)放大器13放大10倍后與比較器14的2V參考電壓進(jìn)行比較，在比較器14的輸出端生成脈沖信號(hào)15，此脈沖信號(hào)15傳遞給單片機(jī)17的外部中斷I 引腳，單片機(jī)17通過(guò)對(duì)脈沖信號(hào)15的上升沿的個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，脈沖信號(hào)15中上升沿的個(gè)數(shù)就是播種的種子粒數(shù)，并用M表示。步驟4 :在整個(gè)播種的過(guò)程中，單片機(jī)17每隔0. 3秒對(duì)外部中斷引腳I進(jìn)行檢測(cè)，在0. 3秒的檢測(cè)時(shí)間內(nèi)，若可以檢測(cè)到脈沖信號(hào)15，則判定種子9正常落下，此時(shí)單片機(jī)測(cè)控單元2驅(qū)動(dòng)指示盒單元4正常工作。若在0. 3秒的檢測(cè)時(shí)間內(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到脈沖信號(hào)15，則判定沒(méi)有種子落下，此時(shí)單片機(jī)17通過(guò)功率驅(qū)動(dòng)單元19驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警部分3發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)在LED數(shù)碼管20上顯示故障代碼。通過(guò)鍵盤(pán)單元16在LED數(shù)碼管20上輸入株距數(shù)值E、行距數(shù)值F，根據(jù)公式A = E*F*M即可自動(dòng)統(tǒng)計(jì)播種面積A ;在系統(tǒng)掉電時(shí)，通過(guò)掉電檢測(cè)單元19，單片機(jī)17自動(dòng)保存播種的種子粒數(shù)。通過(guò)以上步驟，在正常播種過(guò)程中，玉米精播機(jī)排種監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)播種的種子粒數(shù)的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)；實(shí)時(shí)漏播報(bào)警；通過(guò)按鍵輸入株距數(shù)值、行距數(shù)值，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)播種面積；在系統(tǒng)掉電后，自動(dòng)保存播種的種子粒數(shù)；具有自檢功能，自動(dòng)測(cè)試本系統(tǒng)工作是否正常，若出現(xiàn)故障，自動(dòng)顯示故障代碼。
權(quán)利要求
1.玉米精播機(jī)排種監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)所需設(shè)備和實(shí)現(xiàn)步驟如下 所需設(shè)備本發(fā)明所需設(shè)備主要由4部分組成傳感器檢測(cè)部分(I)，單片機(jī)測(cè)控部分(2)，聲光報(bào)警部分(3)和指示盒單元(4);傳感器檢測(cè)部分(I)由激光發(fā)射二極管(5)，凸透鏡(7)和激光接收部分(11)組成，激光接收部分(11)由4個(gè)激光接收二極管串行連接而成，每?jī)蓚€(gè)激光二極管距離間隔為3mm ;激光發(fā)射二極管(5)發(fā)射出60度角的散射微功率激光信號(hào)￠)，經(jīng)凸透鏡(7)后變成平行光束(8)，被激光接收部分(11)接收；單片機(jī)測(cè)控部分(2)由LM358放大器(13)、LM393比較器(14)、鍵盤(pán)單元(16)、ATMEGA16A單片機(jī)(17)、電源模塊(18)、功率驅(qū)動(dòng)單元(19)、LED數(shù)碼管(20)和掉電檢測(cè)單元(21)構(gòu)成；聲光報(bào)警部分(3)提供聲光報(bào)警信號(hào)；指示盒單元(4)由高亮LED 二極管及驅(qū)動(dòng)電路組成，提供亮光指示信號(hào)；傳感器檢測(cè)部分(I)、聲光報(bào)警部分⑶和指示盒單元⑷分別通過(guò)銅網(wǎng)鋁箔雙屏蔽防水信號(hào)線與單片機(jī)測(cè)控部分(2)相連； 實(shí)現(xiàn)步驟 步驟1 :通過(guò)電源線將車載電瓶與電源模塊(18)相連，車載電瓶提供的+12V直流電壓經(jīng)過(guò)電源模塊(18)轉(zhuǎn)換成+5V的恒壓直流電源，為玉米精播機(jī)排種監(jiān)控系統(tǒng)供電； 步驟2 :啟動(dòng)玉米精播機(jī)排種監(jiān)控系統(tǒng)，傳感器檢測(cè)部分(I)對(duì)落下的種子(9)進(jìn)行檢測(cè)；若沒(méi)有種子(9)落下，那么激光接收部分(11)接收到平行光束(8)，且激光接收部分(11)的接收端是高電平；若有種子(9)落下經(jīng)過(guò)傳感器檢測(cè)部分(I)時(shí)，那么激光接收部分(11)接收到遮擋光束(10)，且激光接收部分(11)的接收端變?yōu)榈碗娖讲⑸陕渥研盘?hào)(12)； 步驟3 :落籽信號(hào)(12)經(jīng)放大器(13)放大(10)倍后與比較器(14)的2V參考電壓進(jìn)行比較，在比較器(14)的輸出端生成脈沖信號(hào)(15)，此脈沖信號(hào)(15)傳遞給單片機(jī)(17)的外部中斷I引腳，單片機(jī)(17)通過(guò)對(duì)脈沖信號(hào)(15)的上升沿的個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，脈沖信號(hào)(15)中上升沿的個(gè)數(shù)就是播種的種子粒數(shù)，并用M表示； 步驟4:在整個(gè)播種的過(guò)程中，單片機(jī)(17)每隔0.3秒對(duì)外部中斷引腳I進(jìn)行檢測(cè)，在0.3秒的檢測(cè)時(shí)間內(nèi)，若可以檢測(cè)到脈沖信號(hào)(15)，則判定種子(9)正常落下，此時(shí)單片機(jī)測(cè)控單元(2)驅(qū)動(dòng)指示盒單元(4)正常工作；若在0.3秒的檢測(cè)時(shí)間內(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到脈沖信號(hào)(15)，則判定沒(méi)有種子落下，此時(shí)單片機(jī)(17)通過(guò)功率驅(qū)動(dòng)單元(19)驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警部分(3)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)在LED數(shù)碼管(20)上顯示故障代碼；通過(guò)鍵盤(pán)單元(16)在LED數(shù)碼管(20)上輸入株距數(shù)值E、行距數(shù)值F，根據(jù)公式A = E*F*M即可自動(dòng)統(tǒng)計(jì)播種面積A ;在系統(tǒng)掉電時(shí)，通過(guò)掉電檢測(cè)單元(19)，單片機(jī)(17)自動(dòng)保存播種的種子粒數(shù)；通過(guò)以上步驟，在正常播種過(guò)程中，玉米精播機(jī)排種監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)播種的種子粒數(shù)的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)；實(shí)時(shí)漏播報(bào)警；通過(guò)按鍵輸入株距數(shù)值、行距數(shù)值，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)播種面積；在系統(tǒng)掉電后，自動(dòng)保存播種的種子粒數(shù)；具有自檢功能，自動(dòng)測(cè)試本系統(tǒng)工作是否正常，若出現(xiàn)故障，自動(dòng)顯示故障代碼。
全文摘要
本發(fā)明涉及玉米精播機(jī)排種監(jiān)控系統(tǒng)，屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械控制技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明利用單片機(jī)智能控制和光電檢測(cè)技術(shù)，具有對(duì)播種粒數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，自動(dòng)計(jì)算播種面積，漏播報(bào)警等功能。針對(duì)農(nóng)機(jī)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境，解決計(jì)數(shù)不準(zhǔn)、誤差較大、抗干擾能力差等缺點(diǎn)，全面提高播種作業(yè)質(zhì)量。
文檔編號(hào)G05B19/042GK102968079SQ20121044488
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者楊宏偉, 朱紅梅, 楊華民, 韓成, 韓永林 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春理工大學(xué)