一种玉米免耕机种肥测控装置及测控方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及农业机械控制技术领域，公开了一种玉米免耕机种肥测控装置及测控方法，测控装置包括：同步器、落籽监测探头、微控制器测控模块、声光报警器和种肥电机，微控制器测控模块包括：ARM微处理器、信号调理电路、键盘和液晶显示器、功率驱动单元、PWM驱动单元和电源模块A，同步器连接信号调理电路，落籽监测探头、信号调理电路、键盘、液晶显示器、功率驱动单元和PWM驱动单元分别与ARM微处理器连接，功率驱动单元连接声光报警器，PWM驱动单元连接种肥电机，电源模块A连接ARM微处理器，电源模块A连接车载电瓶，这种玉米免耕机种肥测控装置及测控方法，使用方便，自动调节施肥量大小，全面提高免耕机作业质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及农业机械控制
，特别涉及一种玉米免耕机种肥测控装置及测控方法。
技术介绍
播种是农业生产中最重要的环节，播种及施肥质量直接影响着作物的生长质量和产量。然而目前的免耕机仅凭操作者视听感觉来判断落种情况，无法对排种状态进行监控，然而种箱排空和排种管堵塞均可导致漏播现象发生，排种器工艺性故障可导致漏播或多播现象发生，发生漏或多播播现象，均造成农业生产的严重损失。另外目前的免耕机无法根据行驶速度来调整施肥量，施肥不够科学也直接影响着农作物的生长质量和产量。
技术实现思路
本专利技术提供一种玉米免耕机种肥测控装置及测控方法，使用方便，自动调节施肥量大小，全面提高免耕机作业质量。本专利技术提供了一种玉米免耕机种肥测控装置，包括：同步器、落籽监测探头、微控制器测控模块、声光报警器和种肥电机，微控制器测控模块包括：ARM(Acorn RISC Machine)微处理器、信号调理电路、键盘和液晶显示器、功率驱动单元、PWM(Pulse Width Modulation脉冲宽度调制,简称脉宽调制)驱动单元和电源模块A，同步器与免耕机的播种盘同轴连接，同步器连接信号调理电路，落籽监测探头设置在导种管上，落籽监测探头、信号调理电路、键盘、液晶显示器、功率驱动单元和PWM驱动单元分别与ARM微处理器连接，功率驱动单元连接声光报警器，PWM驱动单元连接种肥电机，电源模块A连接ARM微处理器，电源模块A连接车载电瓶。进一步地，所述落籽监测探头包括激光发射二极管、凸透镜和激光接收部分，激光接收部分由四个激光接收二极管串行连接而成，每两个激光接收二极管距离间隔为3mm，激光发射二极管发射出60度角的散射微功率激光光束，经凸透镜后变成平行光束，被激光接收二极管接收。进一步地，还包括远程服务器，所述微控制器测控模块还包括GPRS模块和电源模块B，GPRS模块通过串口与ARM微处理器连接，GPRS模块与电源模块B连接，电源模块B连接车载电瓶，GPRS模块与远程服务器通信。进一步地，所述落籽监测探头为多个。进一步地，所述同步器、落籽监测探头、声光报警器和种肥电机分别通过铜网铝箔双屏蔽防水信号线与微控制器测控模块连接。进一步地，所述电源模块A提供+5V电源，电源模块B提供+10V电源。进一步地，所述同步器为接近开关。一种玉米免耕机种肥测控装置的测控方法，包括以下步骤：步骤1：通过电源线将免耕机的车载电瓶与电源模块A相连，车载电瓶提供的+12V直流电压经过电源模块A转换成+5V直流电源，为ARM微处理器供电；步骤2：同步器的中心孔与免耕机的指夹式播种盘同轴安装，免耕机正常工作时，播种盘每旋转一周，玉米落籽十二个，同时，同步器对应产生十二个基准信号；步骤3：同步器经由信号调理电路后产生一个基准信号时，落籽监测探头对导种管中的种子进行检测，落籽监测探头中产生一个落籽脉冲信号，则判断为正常落籽；当落籽监测探头中没有落籽脉冲信号，则判断为空穴，记录为空穴故障；当落籽监测探头中产生两个落籽脉冲信号，则判断为双籽，记录为双籽故障；当出现空穴故障或双籽故障时，ARM微处理器通过功率驱动单元驱动声光报警器发出声光报警信号，同时在液晶显示器上显示故障类型；步骤4：ARM微处理器记录基准信号的数值，用M表示，根据链传动传动比公式计算出每触发一次基准信号时免耕机的行驶距离，用N表示，根据键盘预置的免耕机宽度T，即可计算出播种面积S＝T*M*N，同时在液晶显示器上显示出来；步骤5：在整个作业过程中，ARM微处理器在单位时间内检测采集到的同步器基准信号的数值，根据基准信号的数值大小判断免耕机的行驶速度，单位时间内，同步器的数值大即免耕机行驶速度快，ARM微处理器输出的PWM数值就大，种肥电机的转速就快；同步器的数值小即免耕机行驶速度慢，ARM微处理器输出的PWM数值就小，种肥电机的转速就慢；实现免耕机的变量施肥功能。进一步地，上述步骤1中通过电源线将免耕机的车载电瓶与电源模块B相连，车载电瓶提供的+12V直流电压经过电源模块B转换成+10V直流电源，为GPRS模块供电；上述步骤5中ARM微处理器在单位时间内，还通过GPRS模块将播种粒数、故障类型、行驶速度及种肥电机的转速传输给远程服务器。进一步地，上述单位时间为1秒。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1.检测精度高，采用同步器实时同步测量玉米落籽情况，对玉米落籽情况检测更为全面，记录玉米落籽的正常、空穴，双籽状态，检测精度更高。同时测量播种面积，面积统计更为精确。2.自动施肥量大小调节，在单位时间内根据同步器的数值大小改变种肥电机的转速，继而改变施肥量大小，对于施肥量的大小控制上更为合理。3.功能更加完善，针对免耕机的正常作业，不仅仅对落籽情况进行统计，而且对施肥加以控制，同时利用GPRS模块将数据传输给远程服务器端，功能更加完善。4.便于扩展。针对目前多行免耕机而言，只要将落籽监测探头根据实际需要扩展至多个，该装置即可实现多行检测。附图说明图1为本专利技术提供的玉米免耕机种肥测控装置的原理框图。图2为本专利技术提供的玉米免耕机种肥测控装置的落籽监测探头的结构示意图。图3为本专利技术提供的玉米免耕机种肥测控装置连接的指夹式播种盘的结构示意图。图4为本专利技术提供的玉米免耕机种肥测控装置中落籽监测探头对导种管种子的检测示意图。图5为本专利技术提供的一种玉米免耕机种肥测控装置的测控方法流程图。附图标记说明：1-同步器，2-落籽监测探头，2-1-激光发射二极管，2-2-微功率激光光束，2-3-凸透镜，2-4-平行光束，2-5-种子，2-6-遮挡光束，2-7-激光接收部分，2-8-落籽脉冲信号，3-微控制器测控模块，4-声光报警器，5-种肥电机，6-GPRS模块，7-ARM微处理器，8-信号调理电路，9-键盘，10-液晶显示器，11-功率驱动单元，12-PWM驱动单元，13-电源模块A，14-电源模块B，15-车载电瓶，16-远程服务器。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。如图1所示，本专利技术实施例提供的一种玉米免耕机种肥测控装置，包括同步器1、落籽监测探头2、微控制器测控模块3、声光报警器4和种肥电机5，微控制器测控模块3包括：ARM微处理器7、信号调理电路8、键盘9和液晶显示器10、功率驱动单元11、PWM驱动单元12和电源模块A13，同步器1与免耕机的播种盘同轴连接，同步器1连接信号调理电路8，落籽监测探头2设置在导种管上，落籽监测探头2、信号调理电路8、键盘9、液晶显示器10、功率驱动单元11和PWM驱动单元12分别与ARM微处理器7连接，功率驱动单元11连接声光报警器4，PWM驱动单元12连接种肥电机5，电源模块A13连接ARM微处理器7，电源模块A13连接车载电瓶15。进一步地，如图2所示，落籽监测探头2包括激光发射二极管2-1、凸透镜2-3和激光接收部分2-7，激光接收部分2-7由四个激光接收二极管串行连接而成，每两个激光接收二极管距离间隔为3mm，激光发射二极管2-1发射出60度角的散射微功率激光光束2-2，经凸透镜2-3后变成平行光束2-4，被激光接收二极管接收。进一步地，如图1所示，还包括远程服务器16，所述微控制器测控模块3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玉米免耕机种肥测控装置，其特征在于，包括：同步器(1)、落籽监测探头(2)、微控制器测控模块(3)、声光报警器(4)和种肥电机(5)，微控制器测控模块(3)包括：ARM微处理器(7)、信号调理电路(8)、键盘(9)和液晶显示器(10)、功率驱动单元(11)、PWM驱动单元(12)和电源模块A(13)，同步器(1)与免耕机的播种盘同轴连接，同步器(1)连接信号调理电路(8)，落籽监测探头(2)设置在导种管上，落籽监测探头(2)、信号调理电路(8)、键盘(9)、液晶显示器(10)、功率驱动单元(11)和PWM驱动单元(12)分别与ARM微处理器(7)连接，功率驱动单元(11)连接声光报警器(4)，PWM驱动单元(12)连接种肥电机(5)，电源模块A(13)连接ARM微处理器(7)，电源模块A(13)连接车载电瓶(15)。

【技术特征摘要】
1.一种玉米免耕机种肥测控装置，其特征在于，包括：同步器(1)、落籽监测探头(2)、微控制器测控模块(3)、声光报警器(4)和种肥电机(5)，微控制器测控模块(3)包括：ARM微处理器(7)、信号调理电路(8)、键盘(9)和液晶显示器(10)、功率驱动单元(11)、PWM驱动单元(12)和电源模块A(13)，同步器(1)与免耕机的播种盘同轴连接，同步器(1)连接信号调理电路(8)，落籽监测探头(2)设置在导种管上，落籽监测探头(2)、信号调理电路(8)、键盘(9)、液晶显示器(10)、功率驱动单元(11)和PWM驱动单元(12)分别与ARM微处理器(7)连接，功率驱动单元(11)连接声光报警器(4)，PWM驱动单元(12)连接种肥电机(5)，电源模块A(13)连接ARM微处理器(7)，电源模块A(13)连接车载电瓶(15)。2.如权利要求1所述的玉米免耕机种肥测控装置，其特征在于，所述落籽监测探头(2)包括激光发射二极管(2-1)、凸透镜(2-3)和激光接收部分(2-7)，激光接收部分(2-7)由四个激光接收二极管串行连接而成，每两个激光接收二极管距离间隔为3mm，激光发射二极管(2-1)发射出60度角的散射微功率激光光束(2-2)，经凸透镜(2-3)后变成平行光束(2-4)，被激光接收二极管接收。3.如权利要求1所述的玉米免耕机种肥测控装置，其特征在于，还包括远程服务器(16)，所述微控制器测控模块(3)还包括GPRS模块(6)和电源模块B(14)，GPRS模块(6)通过串口与ARM微处理器(7)连接，GPRS模块(6)与电源模块B(14)连接，电源模块B(14)连接车载电瓶(15)，GPRS模块(6)与远程服务器(16)通信。4.如权利要求1所述的玉米免耕机种肥测控装置，其特征在于，所述落籽监测探头(2)为多个。5.如权利要求1所述的玉米免耕机种肥测控装置，其特征在于，所述同步器(1)、落籽监测探头(2)、声光报警器(4)和种肥电机(5)分别通过铜网铝箔双屏蔽防水信号线与微控制器测控模块(3)连接。6.如权利要求3所述的玉米免耕机种肥测控装置，其特征在于，所述电源模块A(13)提供+5V电源，电源模块B(14)提供+10V电源。7.如权利要求1所述的玉米免耕机种肥测控装置，其特征在于，所述同步器(1)为接近开关。8.如权利要求1～7任一权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宏伟，朱红梅，刘丹，张昕，刘壮，韩成，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22