【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于多功能播种设备，具体涉及一种多功能豆类播种机控制系统。
技术介绍
1、随着农业现代化，农民对智能化的播种机需求日益渐增，传统的豆类播种方式往往需要人工耕种，效率低下且劳动强度大，而正确且有效的播种技术可以保证豆类播种的均匀分布和适宜的深度，有利于提高作物的种植质量，现有的播种机控制系统仍需要人工配合，且针对不同类型的豆类种子的每穴播种量无法调整播种，这就增加了对农业机械自动化的需求。
2、cn11625654a公开了一种多功能沙地播种机控制系统，可以实现挖沟、播种、覆土、浇水一体化，同时挖沟深度、播种量、覆土厚度、浇水量、行间距可根据需要进行调节，更加科学合理的种植，提高植物的成活率；播种器驱动结构通过步进电机控制筛种盘转动，进而使得种子经过筛种盘上的筛孔掉落到地面，而针对不同类型的豆类种子所需的每穴播种量，播种器驱动结构如何控制没有涉及。
技术实现思路
1、针对现有播种机控制系统无法根据不同类型的豆类所需的每穴播种量进行调整播种的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种多功能豆类播种机控制系统，集旋耕、开沟、播种、施肥、浇水一体实现一次作业完成豆类播种，可以根据识别种子的类型获取该种子的类型对应的播种间距、每穴播种量和浇水量并进行调整，提高种子播种效率。
2、为达到以上目的，本专利技术采取以下技术方案：一种多功能豆类播种机控制系统，包括运动控制模块、旋耕控制模块、开沟播种控制模块、施肥控制模块、浇水控制模块；所述开沟播种控制模块包括视觉识别单元
3、进一步地，所述视觉识别单元包括摄像头和树莓派，摄像头安装在存种箱的内壁，树莓派一端连接摄像头，另一端通过串口连接运动控制模块，摄像头拍摄存种箱内的种子图片，树莓派读取种子图片并使用yolo算法获取种子的类型。
4、进一步地，所述开沟播种控制模块包括安装在出种管内壁的光电传感器，光电传感器用于检测是否排种并发送到运动控制模块，若未排种，运动控制模块控制播种步进电机驱动气吸式排种器转动进行排种。
5、进一步地，所述旋耕控制模块包括调节旋耕速度的旋耕直流电机和调节旋耕深度的旋耕步进电机；两个旋耕直流电机安装在旋耕器的转轴两端，用于驱动旋耕器转动，旋耕直流电机与运动控制模块连接，通过运动控制模块改变旋耕直流电机的输出脉冲占空比，实现对旋耕器的旋耕速度的调节；旋耕器连接旋耕步进电机，通过运动控制模块改变旋耕步进电机的转动角度，实现对旋耕器的旋耕深度的调节。
6、进一步地，所述施肥控制模块包括控制施肥路径的施肥直流电机；所述施肥直流电机连接运动控制模块，所述运动控制模块控制施肥直流电机的正转和反转可以驱动施肥器以顺时针和逆时针交替转动相应角度，同时播种机前进，使肥料沿s形撒出。
7、进一步地，所述施肥控制模块还包括控制施肥量的阀盖直流电机；所述阀盖直流电机连接运动控制模块，所述视觉识别单元根据种子的类型提取数据库中该种子的类型对应的施肥量作为预设施肥量并发送至运动控制模块，所述运动控制模块控制阀盖直流电机的转速，进而控制肥料从肥料箱到施肥器的实际施肥量达到预设施肥量。
8、进一步地，所述浇水控制模块包括深度传感器，深度传感器位于浇水器的水箱内底部，深度传感器与运动控制模块连接，运动控制模块启动浇水器放水，深度传感器检测当前深度并将水深值传递给运动控制模块，所述视觉识别单元根据种子的类型提取数据库中该种子的类型对应的浇水量作为预设浇水量并发送至运动控制模块，运动控制模块根据由水位差和水箱的横截面积计算出的实际浇水量判断达到预设浇水量，运动控制模块关闭浇水器停止放水。
9、进一步地，所述运动控制模块接收所述深度传感器的水位值，当水位值低于水位阈值时，运动控制模块控制语音播报器播报水量不足信息。
10、进一步地，所述开沟播种模块还包括用于测量存种箱内种子量的播种光敏传感器，播种光敏传感器安装在存种箱距其底部的1/4位置，用于检测种子余量，播种光敏传感器与运动控制模块连接，运动控制模块接收播种光敏传感器的状态，当播种光敏传感器亮时，运动控制模块控制语音播报器播报种子不足信息。
11、进一步地，所述施肥控制模块包括用于测量肥料箱内肥料量的施肥光敏传感器，施肥光敏传感器安装在肥料箱距其底部的1/4位置，用于检测肥料余量，施肥光敏传感器与运动控制模块连接，运动控制模块接收施肥光敏传感器的状态，当施肥光敏传感器亮时，运动控制模块控制语音播报器播报肥料不足信息。
12、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
13、(1)本控制系统能够满足不同豆类的播种间距、每穴播种量、浇水量不同的需求，实现定量、定间距播种，以适应不同豆类的播种要求，同时，提高土地利用率，减少资源浪费和不合理使用，促进农业可持续发展和资源的循环利用；本控制系统实现一次作业完成旋耕、开沟、播种、施肥、浇水过程，可以减少对土地损伤，生产效率高；
14、(2)使用yolo算法识别种子的类型，树莓派根据获取的豆类种类提取数据库中该豆类对应的播种条件，改变气吸式排种器的转动角度，实现每穴的定量播种，由于不同豆类所需的每穴播种量不同，气吸式排种器转动一个转动角度对应一个排种量，通过气吸式排种器转动多个转动角度实现同一个穴中多个排种量；
15、(3)通过播种光敏传感器、施肥光敏传感器、深度传感器，对种子余量、肥料余量、水量余量进行监控，保证机器正常运行，提高生成效率、节约人力劳动；本控制系统具有两种操作模式，方便用户进行操作，减少学习成本，能更快熟悉并操作该控制系统；运动控制模块通过无线模块连接终端，记录播种过程中的播种机实时参数，便于用户进行播种机实时参数的调整。
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1.一种多功能豆类播种机控制系统，其特征在于，包括运动控制模块、旋耕控制模块、开沟播种控制模块、施肥控制模块、浇水控制模块；所述开沟播种控制模块包括视觉识别单元和控制气吸式排种器转动的播种步进电机；所述视觉识别单元用于获取种子的类型，并根据种子的类型提取数据库中该类型对应的播种间距和每穴播种量并发送至运动控制模块；所述运动控制模块根据每穴播种量控制播种步进电机驱动气吸式排种器转动一个或若干个转动角度，播种机的车轮前进电机上装有编码器，通过编码器计算播种机移动的距离，当播种机前进一个播种间距后，气吸式排种器进行转动，播种到开沟器开的沟槽内。
2.根据权利要求1所述的多功能豆类播种机控制系统，其特征在于，所述视觉识别单元包括摄像头和树莓派，摄像头安装在存种箱的内壁，树莓派一端连接摄像头，另一端通过串口连接运动控制模块，摄像头拍摄存种箱内的种子图片，树莓派读取种子图片并使用YOLO算法获取种子的类型。
3.根据权利要求1所述的多功能豆类播种机控制系统，其特征在于，所述开沟播种控制模块包括安装在出种管内壁的光电传感器，光电传感器用于检测是否排种并发送到运动控制模块
4.根据权利要求1所述的多功能豆类播种机控制系统，其特征在于，所述旋耕控制模块包括调节旋耕速度的旋耕直流电机和调节旋耕深度的旋耕步进电机；两个旋耕直流电机安装在旋耕器的转轴两端，用于驱动旋耕器转动，旋耕直流电机与运动控制模块连接，通过运动控制模块改变旋耕直流电机的输出脉冲占空比，实现对旋耕器的旋耕速度的调节；旋耕器连接旋耕步进电机，通过运动控制模块改变旋耕步进电机的转动角度，实现对旋耕器的旋耕深度的调节。
5.根据权利要求1所述的多功能豆类播种机控制系统，其特征在于，所述施肥控制模块包括控制施肥路径的施肥直流电机；所述施肥直流电机连接运动控制模块，所述运动控制模块控制施肥直流电机的正转和反转可以驱动施肥器以顺时针和逆时针交替转动相应角度，同时播种机前进，使肥料沿S形撒出。
6.根据权利要求5所述的多功能豆类播种机控制系统，其特征在于，所述施肥控制模块还包括控制施肥量的阀盖直流电机；所述阀盖直流电机连接运动控制模块，所述视觉识别单元根据种子的类型提取数据库中该类型对应的施肥量作为预设施肥量并发送至运动控制模块，所述运动控制模块控制阀盖直流电机的转速，进而控制肥料从肥料箱到施肥器的实际施肥量达到预设施肥量。
7.根据权利要求1所述的多功能豆类播种机控制系统，其特征在于，所述浇水控制模块包括深度传感器，深度传感器位于浇水器的水箱内底部，深度传感器与运动控制模块连接，运动控制模块启动浇水器放水，深度传感器检测当前深度并将水深值传递给运动控制模块，所述视觉识别单元根据种子的类型提取数据库中该种子的类型对应的浇水量作为预设浇水量并发送至运动控制模块，运动控制模块根据由水位差和水箱的横截面积计算出的实际浇水量判断达到预设浇水量，运动控制模块关闭浇水器停止放水。
8.根据权利要求7所述的多功能豆类播种机控制系统，其特征在于，所述运动控制模块接收所述深度传感器的水位值，当水位值低于水位阈值时，运动控制模块控制语音播报器播报水量不足信息。
9.根据权利要求1所述的多功能豆类播种机控制系统，其特征在于，所述开沟播种模块还包括用于测量存种箱内种子量的播种光敏传感器，播种光敏传感器安装在存种箱距其底部的1/4位置，用于检测种子余量，播种光敏传感器与运动控制模块连接，运动控制模块接收播种光敏传感器的状态，当播种光敏传感器亮时，运动控制模块控制语音播报器播报种子不足信息。
10.根据权利要求6所述的多功能豆类播种机控制系统，其特征在于，所述施肥控制模块包括用于测量肥料箱内肥料量的施肥光敏传感器，施肥光敏传感器安装在肥料箱距其底部的1/4位置，用于检测肥料余量，施肥光敏传感器与运动控制模块连接，运动控制模块接收施肥光敏传感器的状态，当施肥光敏传感器亮时，运动控制模块控制语音播报器播报肥料不足信息。
...【技术特征摘要】
1.一种多功能豆类播种机控制系统，其特征在于，包括运动控制模块、旋耕控制模块、开沟播种控制模块、施肥控制模块、浇水控制模块；所述开沟播种控制模块包括视觉识别单元和控制气吸式排种器转动的播种步进电机；所述视觉识别单元用于获取种子的类型，并根据种子的类型提取数据库中该类型对应的播种间距和每穴播种量并发送至运动控制模块；所述运动控制模块根据每穴播种量控制播种步进电机驱动气吸式排种器转动一个或若干个转动角度，播种机的车轮前进电机上装有编码器，通过编码器计算播种机移动的距离，当播种机前进一个播种间距后，气吸式排种器进行转动，播种到开沟器开的沟槽内。
2.根据权利要求1所述的多功能豆类播种机控制系统，其特征在于，所述视觉识别单元包括摄像头和树莓派，摄像头安装在存种箱的内壁，树莓派一端连接摄像头，另一端通过串口连接运动控制模块，摄像头拍摄存种箱内的种子图片，树莓派读取种子图片并使用yolo算法获取种子的类型。
3.根据权利要求1所述的多功能豆类播种机控制系统，其特征在于，所述开沟播种控制模块包括安装在出种管内壁的光电传感器，光电传感器用于检测是否排种并发送到运动控制模块，若未排种，运动控制模块控制播种步进电机驱动气吸式排种器转动进行排种。
4.根据权利要求1所述的多功能豆类播种机控制系统，其特征在于，所述旋耕控制模块包括调节旋耕速度的旋耕直流电机和调节旋耕深度的旋耕步进电机；两个旋耕直流电机安装在旋耕器的转轴两端，用于驱动旋耕器转动，旋耕直流电机与运动控制模块连接，通过运动控制模块改变旋耕直流电机的输出脉冲占空比，实现对旋耕器的旋耕速度的调节；旋耕器连接旋耕步进电机，通过运动控制模块改变旋耕步进电机的转动角度，实现对旋耕器的旋耕深度的调节。
5.根据权利要求1所述的多功能豆类播种机控制系统，其特征在于，所述施肥控制模块包括控制施肥路径的施肥直流电机；所述施肥直流电机连接运动控制模块，所述运动控制模块控制施肥直流电机的正转和反转可以驱动施肥器以顺时针和逆时针交替转动相...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄菠，万华让，胡明月，王宏健，孙思雨，于玮，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：
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