一种农机具多源异构数据采集系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种农机具多源异构数据采集系统，包括用于实时检测农机具工作环境的温度传感器、用于显示采集到的作业数据的液晶显示屏、用于测量播种机的播种数量的记数传感器、用于测量喷药机施肥流量值的流量传感器、剩余药液高度值的液位传感器、用于测量旋耕机的实际工作深度值的深松传感器、车速的转速传感器、用于供电的电源模块、用于选择工作模式的按键模块、用于储存当前数据的存储模块、用于上传当前数据的通信模块；本实用新型专利技术可以对小型拖拉机所搭载的播种机、喷药机和深松机进行作业数据监测，并在液晶显示屏上实时显示环境温度和采集到的作业数据。显示环境温度和采集到的作业数据。显示环境温度和采集到的作业数据。

【技术实现步骤摘要】
一种农机具多源异构数据采集系统


[0001]本技术涉及数据采集
，具体涉及一种农机具多源异构数据采集系统。

技术介绍

[0002]随着农业社会化服务的推广，农机作业方式由人工操作方式逐渐向自动化与信息化融合转变，农机作业质量和作业面积的在线监测数据是发放农机作业补贴的主要依据。对于工作在山地环境的小型拖拉机，机体本身没有配置传感检测单元及相应的数据采集系统，无法实现对机具运行参数及作业状况进行在线监测。目前市面上的监测设备都是针对单一功能进行设计的，无法根据不同农具进行功能切换；且农机在进行多功能作用时，需要安装多个监测设备，无法满足扩展的需要。
[0003]中国专利公开号CN204613676U，公开日2015年09月02日，专利技术创造名称为“基于卫星定位和无线通讯的深松监控系统及深松作业机构”，该申请公开了“基于卫星定位和无线通讯的深松监控系统及深松作业机构”，包括采集模块、卫星定位模块、无线通讯模块，所述采集模块包括一个角度传感器，该机构中仅包含对深松作业数据的监测。
[0004]中国专利公开号CN 213306199 U，公开日2021年06月01日，专利技术创造名称为“一种耕种装置”，该申请公开了“一种耕种装置”，包括牵引设备、播种机、施肥机和耕种控制系统，耕种控制系统包括编码元件，该装置中包含对播种机的播种数据和施肥机的施肥数据，用于测量的编码原件与微处理器直接相连，无法直接改变连线方式，同时驾驶员直接操作连线可能会导致危险或错误。
[0005]综上所述，现有检测装置存在仅适用于单一功能机具不便于适配其它机具的问题，为此我们提出一种农机具多源异构数据采集系统，通过使用单片机搭载深松传感器、液位传感器、流量传感器、记数传感器和转速传感器来适配多种机具，来解决现有问题。

技术实现思路

[0006]针对上述
技术介绍
中的问题，本技术提供的一种农机具多源异构数据采集系统，该系统通过在控制器上连接多种不同传输方式的数据传感器，将农机具在不同工况下的作业质量数据经过内部单片机的处理之后通过存储模块和通信模块向外传输。
[0007]本技术的技术方案是：
[0008]本技术包括控制器、用于供电的电源模块、用于选择工作模式的按键模块、用于储存当前数据的存储模块、用于上传当前数据的通信模块、液晶显示屏、温度传感器、记数传感器、流量传感器、液位传感器、深松传感器、转速传感器；控制器分别与按键模块、存储模块、通信模块、液晶显示屏、温度传感器、记数传感器、流量传感器、液位传感器、深松传感器和转速传感器连接；电源模块直接与流量传感器、记数传感器、转速传感器、液位传感器连接；电源模块经过电源电路降压后与控制器、按键模块、存储模块、通信模块、液晶显示屏和深松传感器连接。
[0009]所述温度传感器用于实时检测农机具工作环境；所述液晶显示屏用于显示采集到的作业数据；所述计数传感器用于测量播种机的播种数量；所述流量传感器用于测量喷药机施肥流量值；所述液位传感器用于测量剩余药液高度值；所述深松传感器用于测量旋耕机的实际工作深度值；所述转速传感器用于测量农机车速。
[0010]所述温度传感器采用AHT10数字式集成温度传感器，液晶显示屏采用OLED128*64字符型液晶显示屏，电源模块采用12V锂电池，通信模块采用ESP8266；
[0011]优选的，所述按键模块采用3个SW
‑
PB贴片按键，根据小型拖拉机所搭载的工作机具的不同，三个按键对应三种工作模式：深松模式、播种模式以及喷药模式。
[0012]所述控制器采用RS
‑
485通讯方式从液位传感器、深松传感器获取数据，采用定时器方式从记数传感器、流量传感器、转速传感器获取数据，以实时监测农机具工作状态。
[0013]优选的，所述控制器包括但不限于STM32F103单片机，所述存储模块包括但不限于SD卡，所述记数传感器包括但不限于精嘉科BV
‑
SK20工业数显光纤放大器、流量传感器包括但不限于MJ
‑
HZ06K霍尔传感器、液位传感器包括但不限于CYW11投入式RS
‑
485压力传感器、深松传感器包括但不限于维特智能RS
‑
485姿态传感器、转速传感器包括但不限于精嘉科LZ
‑
MK10(NPN输出)开关传感器。
[0014]优选的，所述电源电路包括XL1509直流
‑
直流电源降压稳压芯片作为第一级变压芯片，AMS117芯片作为二级降压电路的线性稳压芯片，为不同传感器提供不同的工作电压；
[0015]本技术优点：
[0016]1)可以实时监测农机工作环境温湿度。
[0017]2)可以实时监测农机具在不同工况下工作过程中的作业数据，包括播种机的播种数量值，喷药机的施肥流量值、剩余药液高度值，旋耕机的实际工作深度值和转速。
[0018]3)可以将当前工作模式下传感器所收集到的数据通过存储模块储存在SD卡中，通过通信模块上传到云端，避免了在丘陵山地地区使用GPS存在网络信号差等问题，实现了弱网条件下数据的采集。
附图说明
[0019]图1是本技术一种农机具多源异构数据采集系统硬件结构图
[0020]图2是本技术一种农机具多源异构数据采集系统电路图
[0021]图3是本技术一种农机具多源异构数据采集系统电源电路图
具体实施方式
[0022]本技术的具体实施方案如下：
[0023]12V锂电池给整个系统供电后，电源模块将12V直流电转化为+5V和+3.3V两种电压的直流电，+5V直流电为深松传感器的VCC端供电，+3.3V直流电分别为单片机STM32F103、AHT10温湿度传感器、OLED液晶显示屏、存储模块SD卡和通信模块ESP8266的VCC端供电。单片机STM32F103先通过按键模块判断当前工作模式，先读取温度传感器AHT10的温湿度数据，深松模式下测量旋耕机的实际工作深度值和转速，播种模式下测量播种机的播种数量，喷药模式下测量喷药机的施肥流量值、剩余药液高度值，并将其通过OLED128*64液晶显示屏显示出来，再通过存储模块储将当前工作模式下传感器所收集到的数据存在SD卡中，通
过通信模块上传到云端。
[0024]具体如下：
[0025]1)深松模式下，单片机STM32F103读取深松传感器和转速传感器的数据，深松传感器的通讯方式为RS
‑
485模式，单片机通过串口获取深松传感器的数据，串口首先发送传感器指令码，传感器接收到指令码后将数据返回，单片机接收到返回的数据后首先对数据进行校验，校验成功后通过计算得到当前实际工作深度值；单片机通过定时器的编码器模式获取转速传感器的数据，车轮每转一圈转速传感器输出4个脉冲，单片机计时1S采集脉冲累计的值num，num/4为每秒轮子所转的圈数，num/4*L即为每秒轮子的行驶速度(L本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种农机具多源异构数据采集系统，其特征在于：包括控制器、用于供电的电源模块、用于选择工作模式的按键模块、用于储存当前数据的存储模块、用于上传当前数据的通信模块、液晶显示屏、温度传感器、记数传感器、流量传感器、液位传感器、深松传感器、转速传感器；控制器分别与按键模块、存储模块、通信模块、液晶显示屏、温度传感器、记数传感器、流量传感器、液位传感器、深松传感器和转速传感器连接；电源模块直接与流量传感器、记数传感器、转速传感器、液位传感器连接；电源模块经过电源电路降压后与控制器、按键模块、存储模块、通信模块、液晶显示屏和深松传感器连接；所述温度传感器用于实时检测农机具工作环境；所述液晶显示屏用于显示采集到的作业数据；所述记数传感器用于测量播种机的播种数量；所述流量传感器用于测量喷药机施肥流量值；所述液位传感器用于测量剩余药液高度值；所述深松传感器用于测量旋耕机的实际工作深度值；所述转速传感器用于测量农机车速；所述温度传感器采用AHT10数字式集成温度传感器，液晶显示屏采用OLED128*64字符型液晶显示屏，按键模块采用SW
‑
PB贴片按键，电源模块采用12V锂电池，通信模块采用ESP8266。2.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳红玲，李宵，朱海军，侯一凡，石复习，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：新型
国别省市：