專利名稱：用于激光平地的農(nóng)田地表高度智能測量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種地表高度智能測量系統(tǒng)，特別是一種用于激光平地的農(nóng)田地表高度智能測量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，我國大部分農(nóng)田平整仍然是采用常規(guī)土地平整方法來平整土地，這種常規(guī)土地平整技術(shù)的效率和精度相對激光平地技術(shù)就顯得很低。因此，大面積的農(nóng)田平整應(yīng)該采用激光平地技術(shù)，其工作效率和精度都很高。在激光平地技術(shù)中，對土地逐點地表高度的測量是一個重要部分。在激光平地系統(tǒng)作業(yè)前，要求對作業(yè)土地逐點地表高度進(jìn)行測量，以畫出土地地表地形圖，為拖拉機(jī)的行走路線提供參考，并根據(jù)地表高度算出平地土方量。當(dāng)前國內(nèi)外激光平地系統(tǒng)通常采用的地表高度測量方式為測量桿測量，即作業(yè)人員讀取測量桿上的刻度，然后記載在筆記本上。這種測量地表高度的方式工作效率低且精度低，不能體現(xiàn)激光平地技術(shù)的高效和精度優(yōu)勢。例如技術(shù)人員在北京小湯山精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)示范基地用美國光譜精儀公司生產(chǎn)的激光平地系統(tǒng)做平地實驗時，作業(yè)前對面積為15畝地的地表高度測量就花費了10人·小時，工作效率非常低且數(shù)據(jù)精度比較低。
因此，就需要一種能夠自動測量地表逐點地表高度和位置信息、自動存貯數(shù)據(jù)、并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行自動處理的測量系統(tǒng)，對提高激光平地的工作效率具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于針對上述現(xiàn)有測量地表高度的裝置所存在的缺陷，提供一種高效、高精度的地表高度測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)能接收高精度DGPS(DifferentialGlobal Positioning System)信息，該系統(tǒng)能實時采集、實時顯示測量信息、實時將數(shù)據(jù)存貯在數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)，并可以將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖銛y設(shè)備或者上位機(jī)。
為達(dá)到上述目的，本實用新型采用技術(shù)方案如下一種用于激光平地的農(nóng)田地表高度智能測量系統(tǒng)，如圖1所示虛線框內(nèi)為該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括
地表高度采集器3，用于采集地表逐點的高度和位置數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)由主控機(jī)1讀?。慌c地表高度采集器3連接的主控機(jī)1，用于系統(tǒng)各部件的控制，數(shù)據(jù)計算、存儲和傳輸；與主控機(jī)1連接的顯示模塊5，用于實時顯示地表逐點的高度和位置信息。
該系統(tǒng)工作過程可以描述如下系統(tǒng)啟動后，地表高度采集器3采集地表測試點的高度，主控機(jī)1讀取地表高度采集器3測得的數(shù)據(jù)，主控機(jī)1將高度數(shù)據(jù)發(fā)送給顯示模塊5，控制該模塊實時顯示測量結(jié)果。
根據(jù)上述技術(shù)方案，該系統(tǒng)還包括一DGPS接收模塊4，該模塊與主控機(jī)1連接，用于實時接受高精度DGPS數(shù)據(jù)，并把該數(shù)據(jù)輸出給主控機(jī)；該系統(tǒng)還包括一數(shù)據(jù)存儲模塊2，該模塊與主控機(jī)1連接，用于實時存儲地表高度采集器測量得到的地表高度和位置數(shù)據(jù)；該系統(tǒng)還包括主控機(jī)1上設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展串口，用于通過該串口與上位機(jī)通信。
本實用新型提供的用于激光平地的農(nóng)田地表高度智能測量系統(tǒng)的有益效果是成本低、可靠性高、運行穩(wěn)定、功耗低；能夠同時采集地表高度信息，接收高精度DGPS數(shù)據(jù)，并且能夠?qū)崟r顯示采集的測量值，自動存貯在如CF卡和FLASH模塊等存儲模塊內(nèi)；可以通過串口通訊的方式將數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)上，與上位機(jī)畫圖系統(tǒng)相結(jié)合，可以實現(xiàn)高精度的三維定位。


圖1為本實用新型的一個具體實施例的電路框圖；具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實施例1如圖1所示，一種用于激光平地的農(nóng)田地表高度智能測量系統(tǒng)，包括地表高度采集器3，用于檢測地表逐點的高度和位置數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)由主控機(jī)1讀取；與地表高度采集器3連接的主控機(jī)1，用于系統(tǒng)各部件的控制，數(shù)據(jù)計算、存儲和傳輸；與主控機(jī)1連接的顯示模塊5，用于實時顯示地表逐點的高度和位置信息。下面對各部分進(jìn)行具體描述主控機(jī)1的處理器CPU采用AT89S51芯片，該芯片是低功耗、高性能，8位CMOS單片機(jī)。在此基礎(chǔ)上，擴(kuò)展了程序存貯器和數(shù)據(jù)存貯器，并進(jìn)行了串口的擴(kuò)展，使CPU的功能變得很強(qiáng)大，可以完成控制、計算、存貯和通訊等功能，且價格低，是目前性能價格比較高的單片機(jī)芯片之一。振蕩電路采用單片機(jī)內(nèi)部振蕩器和外部石英晶體構(gòu)成，晶體振蕩頻率選為11.0592MHz。
主控機(jī)1通過擴(kuò)展單片機(jī)的I/O口與地面高度采集器3相連。采用兩個8255芯片來擴(kuò)展單片機(jī)的I/O口。8255芯片是一個具有兩個8位(A口和B口)和兩個4位(C口高、低各4位)并行I/O端口的接口芯片。8255芯片的Pa，Pb，Pc各口與地表高度采集器3機(jī)械部分的48個金屬導(dǎo)體段相連，48個金屬導(dǎo)體段各代表一定的高度。系統(tǒng)通過單片機(jī)檢測擴(kuò)展后的I/O口的電平，找出高電平的那位口線，就可得知地表高度采集器3機(jī)械部分內(nèi)桿上的金屬球與哪個導(dǎo)體段相連，從而得出測量點的地表高度。
主控機(jī)1以串行方式與顯示模塊5相連接。顯示模塊5采用LCM12864ZK中文液晶顯示器。它內(nèi)部含有GB2312一級、二級簡體中文字庫的圖形點陣液晶模塊，使用該顯示模塊5可構(gòu)成具有全中文人機(jī)交互圖形界面的液晶顯示系統(tǒng)。LCM12864ZK的液晶顯示屏為128×64點陣，可顯示4行、每行8個漢字。為便于和多種微處理器、單片機(jī)接口，顯示模塊5提供了4位并行、8位并行、2線串行、3線串行多種接口方式，具有3V與5V兩種供電電壓，且具有睡眠、正常及低功耗工作模式，可滿足系統(tǒng)各種工作電壓及便攜式儀器低功耗的要求。顯示模塊5還提供LED背光顯示功能。本系統(tǒng)采用5V供電電壓，3線串行接口方式，在該顯示模塊5上主要顯示測量點的序號、高度、經(jīng)度和緯度值。
該系統(tǒng)工作過程可以描述如下系統(tǒng)啟動后，地表高度采集器3采集地表測試點的高度，主控機(jī)1通過擴(kuò)展的I/O口讀取地表高度采集器3測得的數(shù)據(jù)，主控機(jī)1將高度數(shù)據(jù)發(fā)送給顯示模塊5，控制該模塊實時顯示測量結(jié)果。
實施例2如圖1所示，該系統(tǒng)還包括一數(shù)據(jù)存儲模塊2，該模塊包括CF卡和FLASH模塊，與主控機(jī)1相連接；主控機(jī)1協(xié)調(diào)控制CF卡與FLASH模塊進(jìn)行實時存貯采集得到的地表高度數(shù)據(jù)。
實施例3如圖1所示，該系統(tǒng)還包括一DGPS接收模塊4。主控機(jī)1還包括一個通過PC16552D芯片擴(kuò)展的串口，該串口通過一電平轉(zhuǎn)換器件MAX232與所述DGPS接收模塊4的AG132(GPS接收機(jī))連接。主控機(jī)1給PC16552D芯片(雙通道通用異步傳輸裝置)發(fā)送控制信號，控制其通過MAX232與AG132串行通信。
這樣該系統(tǒng)可以通過DGPS接收模塊4實時接收高精度DGPS數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)輸出給主控機(jī)1，系統(tǒng)可以將地面高度采集器測量的厘米級精度的高度數(shù)據(jù)與DGPS接收模塊接收的DGPS數(shù)據(jù)集成顯示、存貯。
實施例4如圖1所示的系統(tǒng)，還包括主控機(jī)1有擴(kuò)展的標(biāo)準(zhǔn)的RS232串口和一存儲器62256芯片與主控機(jī)1相連接。系統(tǒng)通過串口通信將貯在62256芯片內(nèi)的測量值傳送到上位機(jī)，與上位機(jī)畫圖系統(tǒng)相結(jié)合，可以實現(xiàn)高精度的三維定位。
最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種用于激光平地的農(nóng)田地表高度智能測量系統(tǒng)，其特征在于，包括地表高度采集器(3)，用于采集地表逐點的高度和位置數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)由主控機(jī)(1)讀取；與地表高度采集器(3)連接的主控機(jī)(1)，用于系統(tǒng)各部件的控制，數(shù)據(jù)計算、存儲和傳輸；與主控機(jī)(1)連接的顯示模塊(5)，用于實時顯示地表逐點的高度和位置信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地表高度智能測量系統(tǒng)，其特征在于，還包括一DGPS接收模塊(4)，該模塊與主控機(jī)(1)連接，用于實時接受高精度DGPS數(shù)據(jù)，并把該數(shù)據(jù)輸出給主控機(jī)(1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的地表高度智能測量系統(tǒng)，其特征在于，還包括一數(shù)據(jù)存儲模塊(2)，該模塊與主控機(jī)(1)連接，用于實時存儲地表高度采集器測量得到的地表高度和位置數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的地表高度智能測量系統(tǒng)，其特征在于，所述主控機(jī)(1)上設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展串口，系統(tǒng)通過該串口與上位機(jī)通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的地表高度智能測量系統(tǒng)，其特征在于，所述主控機(jī)(1)上設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展串口，系統(tǒng)通過該串口與上位機(jī)通信。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的地表高度智能測量系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲模塊(2)為CF卡或FLASH模塊。
專利摘要本實用新型涉及一種用于激光平地的農(nóng)田地表高度智能測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由地表高度采集器和與之連接的主控機(jī)以及與主控機(jī)連接的顯示模塊、DGPS2接收模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展串口等組成。本實用新型提供的地表高度智能測量系統(tǒng)成本低、可靠性高、運行穩(wěn)定、功耗低；能夠同時采集地表高度信息，接收高精度DGPS數(shù)據(jù)，并且能夠?qū)崟r顯示采集的測量值，自動存貯在如CF卡和FLASH模塊等存儲模塊內(nèi)；可以通過串口通訊的方式將數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)上，與上位機(jī)畫圖系統(tǒng)相結(jié)合，可以實現(xiàn)高精度的三維定位。
文檔編號G01B11/02GK2795807SQ200520001960
公開日2006年7月12日 申請日期2005年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月5日
發(fā)明者汪懋華, 劉志春, 司永勝, 劉剛, 李鵬, 王 琦, 高華江 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)