一种基于Arduino mini pro的果园挖坑施肥机控制器制造技术

本发明专利技术提出一种基于Arduino mini pro的果园挖坑施肥机控制系统，用于果园挖坑机构工作信号的检测及其行走控制。包括挖坑机构工作参数采集模块、挖坑机构工作信号检测Arduino mini pro 主控制器、挖坑机构工作参数信息存储及其通信模块、显示屏和挖坑机检测数据处理Arduino mini pro 从控制器、挖坑机构行走控制继电器、预警灯继电器、挖坑机构行走控制急停模块、信号预警灯。本挖坑机构控制系统结合果园现代化农业机械的需求，获取果园环境和挖坑机构工作状态参数，将电平信号转换成可视数据，无线远程访问控制器信息，同时控制挖坑机构行走状态，降低了控制系统配置成本，提升了挖坑机构控制系统通信的稳定性，具备结构简单、操作方便的优点，适用于丘陵山地果园机械作业。

A kind of controller of orchard digging and fertilizing machine based on Arduino Mini Pro

【技术实现步骤摘要】
一种基于Arduinominipro的果园挖坑施肥机控制器
本专利技术属于果园农业机械控制领域，涉及一种丘陵山地果园挖坑施肥机控制器。
技术介绍
近年来，随着自动控制技术的发展和应用，果园机械可以借鉴此技术的可行性变为现实。目前丘陵山地果园农业机械的使用者多为女性和老人，果园行间作业空间小，笨重的果园农业机械已不能满足人们对果园机械操控便捷性、舒适性、安全性的需求，电子控制技术在果园农业机械的应用，已成为一种替代人工操作和遥控操作的趋势。已研制的丘陵山地果园挖坑施肥机，长期在室外工作，作业环境恶劣，易出现液压系统压力或温度过高，机构在工作时无法作业的故障。且果园地面崎岖不平，遥控操作时，无法判别机身前方如农具、果树、电杆等障碍物距机身的距离，易造成安全事故。为解决该问题，需要实时感知机构工作参数，控制机构作业。小型化农机的成本不高，添加了电子控制器后，既需保证控制器操作的稳定性，还需要保证信号检测控制器价格低廉。Arduinominipro是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台，功能足，体积小，价格低廉，可以直接永久固定在电子板上。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于Arduinominipro的果园挖坑施肥机控制器，用于果园挖坑机构工作信号的检测及其行走控制。为实现果园挖坑机构工作信号的检测及其行走控制,本专利技术包括挖坑机构工作参数采集模块、挖坑机构工作信号检测Arduinominipro主控制器、挖坑机构工作参数信息存储及其通信模块、显示屏和挖坑机检测数据处理Arduinominipro从控制器、挖坑机构行走控制继电器、预警灯继电器、挖坑机构行走控制急停模块、信号预警灯。所述的果园挖坑机构工作信号的检测部分采用的挖坑机构工作参数采集模块包括挖坑深度和转速传感器，用于检测挖坑深度、施肥次数和发动机飞轮转速，其中检测挖坑深度采用光电式传感器，按照挖坑铲横梁下降高度分为3个档位，检测挖坑铲高度变化时有无电压，当挖坑铲从高至低下降时，电频由高至低变化，施肥次数加1；果园障碍物探测传感器、主液压回路温度和液压系统管路压力传感器分别用于测量障碍物距挖坑机构前方距离、液压缸主液压回路温度和压力信号。所述的果园挖坑机构工作信号的检测部分采用LM2596SDC-DC直流降压模块和ATMEGA328PArduinominipro控制芯片作主控制器，其中LM2596SDC-DC直流降压模块为控制器各模块稳定供电，ATMEGA328PArduinominipro控制芯片用于判别信号和输出控制信息。所述的果园挖坑机构工作信号的检测工作信号的检测部分采用MICROSDTF模块挖坑机构工作参数信息存储模块，存储控制器输出信号。所述的果园挖坑机构工作信号的检测工作信号的检测部分采用ESP8266WIFI无线传输模块和MCP2515CAN线模块，分别用与PC机或手机的网络通讯，和挖坑机构控制器间CAN线的局域网络通信。所述的果园挖坑机构工作信号的检测工作信号的检测部分采用7寸可触摸挖坑机构工作参数显示屏，以数字显示方式实时显示挖坑机构工作状态信息。所述的果园挖坑机构行走控制部分采用挖坑机构检测数据处理Arduinominipro从控制器，用于处理主控制器发出的控制信息，转换成电压信号，送至继电器组合模块。所述的果园挖坑机构行走控制部分采用多个5V挖坑机构行走控制继电器和预警灯继电器，通过电路输出的高低电平，实现继电器的开合，控制挖坑机构行走急停模块和信号预警灯工作状态。所述的果园挖坑机构行走控制部分采用挖坑机构行走急停模块，其输出端与挖坑机构行走动力主液压回路电磁阀相连，控制挖坑机构运动状态。所述的果园挖坑机构行走控制部分采用信号预警灯，信号预警灯包括挖坑机构主液压回路温度、挖坑机构液压管路压力、果园障碍物预警灯三种不同颜色的LED灯，灯亮时提示操作人挖坑机构故障，便于检修。附图说明图1为本专利技术Arduinominipro的果园挖坑施肥机控制器控制示意图。图2为本专利技术Arduinominipro的果园挖坑施肥机控制器硬件结构图。图3为本专利技术Arduinominipro的果园挖坑施肥机控制器控制流程图。具体实施方式下面结合附图并通过实施例对本专利技术作进一步的详细说明，该方法包括以下步骤；步骤101挖坑机构工作参数采集模块信号端分别连接至挖坑机构工作信号检测Arduinominipro主控制器数字信号和模拟信号口，供电端和地端分别接至挖坑机构工作信号检测Arduinominipro主控制器供电端和地端；步骤102挖坑机构工作信号检测Arduinominipro主控制器信号发送TX端接挖坑机构工作参数信号存储模块接收端；步骤103CAN信息通信模块MCP2515，连接挖坑机构工作信号检测Arduinominipro主控制器，便于挖坑机构主控制器接收和发送控制信息；ESP8266WIFI无线模块，与PC机或手机相连，通过WIFI直接访问主控制器数据，给主控制器写控制程序；步骤104CAN信息通信模块MCP2515，连接挖坑机构检测数据处理Arduinominipro从控制器，便于从控制器接收和发送执行信息；ESP8266WIFI无线模块，与PC机或手机相连，通过WIFI直接访问从控制器数据，或对挖坑机构从控制器进行二次开发；步骤1057寸挖坑机构工作参数显示屏接收从控制器发出信息，可触摸操作，实时显示挖坑机构工作状态；步骤106挖坑机构检测数据处理Arduinominipro从控制器处理主控制器发送信息，转换至电压信号，通过电路发送至继电器模块；步骤107挖坑机构行走继电器模块通过电路上电压信号高低变换，控制急停模块工作转态；步骤108挖坑机构预警灯继电器模块通过电路上电压信号高低变换，控制信号预警灯工作状态。图3为本专利技术Arduinominipro的果园挖坑挖坑机构信号检测控制器控制流程图，该方法包括以下步骤；步骤301，挖坑机构工作信号检测Arduinominipro主控制器判断挖坑深度大于30cm且电压变化对应挖坑深度0-30cm变化，串口屏显示施肥次数增加1次；步骤302，挖坑机构工作信号检测Arduinominipro主控制器判断主液压回路温度传感器检测电压信号对应温度大于50度时，控制继电器模块1开，蓝色示警灯亮；步骤303，挖坑机构工作信号检测Arduinominipro主控制器判断主液压回路温度传感器检测电压信号对应压力大于50度时，控制继电器模块2开，黄色示警灯亮；步骤304，挖坑机构工作信号检测Arduinominipro从控制器判断主液压回路果园障碍物探测传感器检测电压信号对应挖坑机构障碍物小于1m，大于500cm时，控制继电器模块3开，红色示警灯亮；步骤305，挖坑机构工作信号检测Arduinominipro主控制器判断主液压回路超声波传感器检测电压信号对应挖坑机构障碍物小于500cm时，控制继电器模块4开，红色示警灯亮且挖坑机构急停模块开启，挖坑机构停驶；步骤306，利用WIFI通信模块访问minipro主控制器处理信息；步骤307，利用WIFI通信模块访问minipro从控制器控制信息。上面以具体实施例予以说明本专利技术的结构及工作原理，本专利技术并不局限于以上实例，根据上述的说明内容，凡在本专利技术的精神和原则之内所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Arduino mini pro的果园挖坑施肥机控制器，其特征是，包含信号检测和行走控制两部分，信号检测用于检测果园环境和挖坑机构工作参数，挖坑机构行走控制用于控制挖坑机构运动状态；其中：所述信号检测部分包括挖坑机构工作参数采集模块、挖坑机构工作信号检测Arduino mini pro 主控制器、挖坑机构工作参数信息存储及其通信模块、显示屏；所述挖坑机构工作参数采集模块包括挖坑深度传感器、挖坑机构转速传感器，分别检测挖坑深度、挖坑次数和发动机转速，果园障碍物探测传感器、挖坑机构主液压回路温度和液压管路压力传感器分别测量果园果树、电杆等障碍物距挖坑机构前方距离、挖坑机构主液压回路温度和液压管路压力信号；所述挖坑机构工作信号检测Arduino mini pro 主控制器用于接收工作参数采集模块数据，判别挖坑机构工作状态并发送工作参数信号；所述挖坑机构工作参数信息存储模块用于存储挖坑机构工作信号检测Arduino mini pro 主控制器接收和发出的实时信息；所述挖坑机构工作参数通信模块包括挖坑施肥机控制器局域网CAN通信模块和挖坑施肥机无线控制信号传送模块，其中挖坑施肥机控制器局域网CAN通信模块用于在主控制器和从控制器间信号，挖坑施肥机无线控制信号传送模块用于控制系统与上位机之间实现数据的接收和发送；所述挖坑机构工作参数显示屏用于实时显示果园环境和挖坑施肥机工作状态信息。...

【技术特征摘要】
1.一种基于Arduinominipro的果园挖坑施肥机控制器，其特征是，包含信号检测和行走控制两部分，信号检测用于检测果园环境和挖坑机构工作参数，挖坑机构行走控制用于控制挖坑机构运动状态；其中：所述信号检测部分包括挖坑机构工作参数采集模块、挖坑机构工作信号检测Arduinominipro主控制器、挖坑机构工作参数信息存储及其通信模块、显示屏；所述挖坑机构工作参数采集模块包括挖坑深度传感器、挖坑机构转速传感器，分别检测挖坑深度、挖坑次数和发动机转速，果园障碍物探测传感器、挖坑机构主液压回路温度和液压管路压力传感器分别测量果园果树、电杆等障碍物距挖坑机构前方距离、挖坑机构主液压回路温度和液压管路压力信号；所述挖坑机构工作信号检测Arduinominipro主控制器用于接收工作参数采集模块数据，判别挖坑机构工作状态并发送工作参数信号；所述挖坑机构工作参数信息存储模块用于存储挖坑机构工作信号检测Arduinominipro主控制器接收和发出的实时信息；所述挖坑机构工作参数通信模...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨福增，毛文菊，李轶林，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61