陣列式旋耕機(jī)作業(yè)深度檢測(cè)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了陣列式旋耕機(jī)作業(yè)深度檢測(cè)裝置，包括數(shù)據(jù)采集部分和監(jiān)控顯示部分；數(shù)據(jù)采集部分包括三個(gè)超聲波傳感器、溫度傳感器、控制電路、第一微控制器芯片、第一時(shí)鐘模塊、第一串口通訊模塊、北斗衛(wèi)星終端、無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、第一電源模塊、聲光報(bào)警模塊；監(jiān)控顯示部分包括無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊、第二時(shí)鐘模塊、第二微控制器芯片、第二電源模塊、存儲(chǔ)模塊、第二串口通訊模塊及上位機(jī)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：能夠?qū)Ω?、旋耕機(jī)作業(yè)狀況及旋耕機(jī)的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，方便旋耕機(jī)駕駛員或作業(yè)調(diào)度人員進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量地耕作，對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的提高產(chǎn)生了重大影響。
【專利說(shuō)明】
陣列式旋耕機(jī)作業(yè)深度檢測(cè)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于環(huán)境科學(xué)、技術(shù)、工程類的應(yīng)用領(lǐng)域，涉及陣列式旋耕機(jī)作業(yè)深度檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力得到顯著提高，我國(guó)大多數(shù)地區(qū)已經(jīng)擺脫以人力、畜力為主的運(yùn)作方式，農(nóng)業(yè)機(jī)械化耕作成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要組成部分。機(jī)械化的大面積使用，使人們迫切需要檢測(cè)裝置對(duì)其作業(yè)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。
[0003]早期，人們大都采用手工的測(cè)量方法，當(dāng)旋耕機(jī)耕作過(guò)后，使用鋼板尺或皮尺進(jìn)行深度測(cè)量。這樣一種測(cè)量方法不僅浪費(fèi)了大量的勞動(dòng)力成本，而且誤差性也會(huì)很大，不同的測(cè)量位置所得出的測(cè)量數(shù)據(jù)往往迥異，甚至誤差會(huì)很大。很多不同種類的農(nóng)作物對(duì)耕深要求往往不同，如果由于機(jī)械耕作或人為原因造成耕深距離不符合相應(yīng)作物要求的規(guī)定，則會(huì)使整個(gè)耕作無(wú)效或使作物成長(zhǎng)產(chǎn)生不利的影響。
[0004]傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械檢測(cè)裝置，如:紅外測(cè)距、上拉耕作支架、放置額外滑輪等設(shè)備往往無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)耕深的自動(dòng)控制，或者利用某一變量來(lái)間接反映耕深值以及使用一個(gè)探測(cè)設(shè)備對(duì)凹凸不平的地面進(jìn)行檢查，這些檢測(cè)方法通常誤差很大，勞動(dòng)力成本高且不具有實(shí)時(shí)性。
[0005]市場(chǎng)上的很多旋耕機(jī)超聲波測(cè)距裝置往往沒(méi)有溫度補(bǔ)償機(jī)制，當(dāng)旋耕機(jī)周圍溫度升高時(shí)，超聲波聲速減小，探頭的折射角增大，超聲波在介質(zhì)中的衰減將會(huì)加大，這樣便會(huì)對(duì)測(cè)量的耕作深度產(chǎn)生誤差，甚至對(duì)于大面積的耕作產(chǎn)生災(zāi)難性的后果。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型需要解決的問(wèn)題是針對(duì)上述人工測(cè)量浪費(fèi)勞動(dòng)力成本，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械檢測(cè)裝置無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)耕深的自動(dòng)控制的不足，而提供一種能夠?qū)Ω睢⑿麢C(jī)作業(yè)狀況及旋耕機(jī)地點(diǎn)位置進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)的陣列式旋耕機(jī)作業(yè)深度檢測(cè)裝置。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0008]陣列式旋耕機(jī)作業(yè)深度檢測(cè)裝置，包括數(shù)據(jù)采集部分和監(jiān)控顯示部分；
[0009]數(shù)據(jù)采集部分包括第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器、第三超聲波傳感器、溫度傳感器、控制電路、第一微控制器芯片、第一時(shí)鐘模塊、第一串口通訊模塊、北斗衛(wèi)星終端、無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、第一電源模塊、聲光報(bào)警模塊;第一微控制器芯片F(xiàn)lash里面固化了溫度補(bǔ)償?shù)某暡曀賹?duì)照表；
[0010]監(jiān)控顯示部分包括無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊、第二時(shí)鐘模塊、第二微控制器芯片、第二電源模塊、存儲(chǔ)模塊、第二串口通訊模塊及上位機(jī)；
[0011]第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器和第三超聲波傳感器經(jīng)控制電路與第一微控制器芯片連接;第一微控制器芯片與溫度傳感器、第一時(shí)鐘模塊、無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、聲光報(bào)警模塊、第一串口通訊模塊及第一電源模塊連接;北斗衛(wèi)星終端經(jīng)第一串口通訊模塊與第一微控制器芯片連接；
[0012]第二微控制器芯片與無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊、第二時(shí)鐘模塊、第二電源模塊、存儲(chǔ)模塊及第二串口通訊模塊連接;上位機(jī)經(jīng)第二串口通訊模塊與第二微控制器芯片連接；
[0013]無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊與無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊之間進(jìn)行無(wú)線連接；
[0014]所述的第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器和第三超聲波傳感器，分別包括超聲波發(fā)射探頭和超聲波接收探頭，通過(guò)輸出信號(hào)高電平持續(xù)的時(shí)間來(lái)計(jì)算超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間；
[0015]所述的溫度傳感器，將采集到的溫度實(shí)時(shí)傳輸給第一微控制器芯片；
[0016]所述的控制電路，用于信號(hào)的接收、發(fā)送及信號(hào)的放大和濾波；
[0017]所述的第一微控制器芯片和第二微控制器芯片，用于優(yōu)化處理第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器和第三超聲波傳感器傳送的信號(hào)及存儲(chǔ)旋耕機(jī)的位置，并把超聲波實(shí)時(shí)距離和對(duì)應(yīng)旋耕機(jī)的實(shí)時(shí)地點(diǎn)一起通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊發(fā)送出去；
[0018]所述的第一時(shí)鐘模塊和第二時(shí)鐘模塊，分別與第一微控制器芯片、第二微控制器芯片進(jìn)行同步通信；
[0019]所述的北斗衛(wèi)星終端，用于實(shí)時(shí)定位旋耕機(jī)的位置并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給第一微控制器芯片；
[0020]所述的無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，將超聲波測(cè)量的距離以及旋耕機(jī)的位置坐標(biāo)進(jìn)行及時(shí)的收發(fā)，并最終傳輸給上位機(jī)軟件；
[0021]所述的第一電源模塊和第二電源模塊分別對(duì)第一微控制器芯片、第二微控制器芯片進(jìn)行供電；
[0022]所述的聲光報(bào)警模塊，用于根據(jù)旋耕機(jī)超聲測(cè)距的狀態(tài)值進(jìn)行分等級(jí)報(bào)警提示；
[0023]所述的存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)采集到的超聲波距離數(shù)據(jù)和旋耕機(jī)對(duì)應(yīng)位置坐標(biāo)信息;
[0024]所述的上位機(jī)，用于顯示旋耕機(jī)的耕作深度、位置坐標(biāo)及對(duì)應(yīng)時(shí)段是否有效工作的標(biāo)志，實(shí)時(shí)顯示過(guò)去與當(dāng)前旋耕機(jī)的位置，以及相對(duì)應(yīng)耕作有效深度的二維曲線圖。
[0025]第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器和第三超聲波傳感器均采用HC-SR04超聲波探頭，探頭測(cè)量精度達(dá)到3mm。
[0026]溫度傳感器采用DS18B20數(shù)字溫度傳感器，測(cè)溫范圍為-55°C到+125°C。
[0027]控制電路包括多路選擇開(kāi)關(guān)、濾波與信號(hào)放大，其中多路選擇開(kāi)關(guān)采用六路信號(hào)通道，分別為三條輸出信號(hào)通道、三條輸入信號(hào)通道;整個(gè)信號(hào)的輸出和輸入采用片時(shí)輪流的工作方式。
[0028]第一微控制器芯片和第二微控制器芯片均采用基于ARMCortex-M4內(nèi)核的STM32微控制器芯片。
[0029]第一時(shí)鐘模塊和第二時(shí)鐘模塊均采用DS1302芯片，使用三線接口分別與第一微控制器芯片和第二微控制器芯片進(jìn)行同步通信。
[0030]第一串口通訊模塊和第二串口通訊模塊均采用RS-485芯片。
[0031 ]無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊和無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊均采用GPRS無(wú)線通信模塊。
[0032]第一電源模塊和第二電源模塊均采用2.5V基準(zhǔn)電壓源;存儲(chǔ)模塊采用SD卡作為外部存儲(chǔ)設(shè)備。
[0033]聲光報(bào)警模塊包括紅色發(fā)光二極管DSl、黃色發(fā)光二極管DS2、綠色發(fā)光二極管DS3和有源蜂鳴器。
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:能夠?qū)Ω?、旋耕機(jī)作業(yè)狀況及旋耕機(jī)的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，方便旋耕機(jī)駕駛員或作業(yè)調(diào)度人員進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量地耕作，對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的提高產(chǎn)生了重大影響。
【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1是陣列式旋耕機(jī)作業(yè)深度檢測(cè)裝置的數(shù)據(jù)采集部分的框架圖；
[0036]圖2是陣列式旋耕機(jī)作業(yè)深度檢測(cè)裝置的監(jiān)控顯示部分的框架圖；
[0037]圖3是聲光報(bào)警模塊的原理圖。
[0038]其中，1、第一超聲波傳感器，2、第二超聲波傳感器，3、第三超聲波傳感器，4、溫度傳感器，5、控制電路，6、第一微控制器芯片，7、第一時(shí)鐘模塊，8、第一串口通訊模塊，9、北斗衛(wèi)星終端，10、無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，11、第一電源模塊，12、聲光報(bào)警模塊，13、無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊，14、第二時(shí)鐘模塊，15、第二微控制器芯片，16、第二電源模塊，17、存儲(chǔ)模塊，18、第二串口通訊模塊，19、上位機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0039]現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。
[0040]如圖1和2所示，陣列式旋耕機(jī)作業(yè)深度檢測(cè)裝置，包括數(shù)據(jù)采集部分和監(jiān)控顯示部分；
[0041]數(shù)據(jù)采集部分包括第一超聲波傳感器1、第二超聲波傳感器2、第三超聲波傳感器
3、溫度傳感器4、控制電路5、第一微控制器芯片6、第一時(shí)鐘模塊7、第一串口通訊模塊8、北斗衛(wèi)星終端9、無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊10、第一電源模塊11、聲光報(bào)警模塊12;第一微控制器芯片F(xiàn)lash里面固化了溫度補(bǔ)償?shù)某暡曀賹?duì)照表;通過(guò)單總線方式將采集到的數(shù)字溫度直接對(duì)照超聲波聲速對(duì)照表，就可以快速定位超聲波聲速，從而通過(guò)I/O 口輸出高電平的持續(xù)時(shí)間及超聲波聲速的關(guān)系得以最終確定旋耕機(jī)距離耕作地面的距離值；
[0042]監(jiān)控顯示部分包括無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊13、第二時(shí)鐘模塊14、第二微控制器芯片15、第二電源模塊16、存儲(chǔ)模塊17、第二串口通訊模塊18及上位機(jī)19;第一超聲波傳感器1、第二超聲波傳感器2、第三超聲波傳感器3和溫度傳感器4放置于旋耕機(jī)下拉桿的下方并等距離設(shè)置，可以把誤差降低到最少，同時(shí)增強(qiáng)了測(cè)量的準(zhǔn)確度；
[0043]第一超聲波傳感器1、第二超聲波傳感器2和第三超聲波傳感器3經(jīng)控制電路5與第一微控制器芯片6連接;第一微控制器芯片6與溫度傳感器4、第一時(shí)鐘模塊7、無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊10、聲光報(bào)警模塊12、第一串口通訊模塊8及第一電源模塊11連接;北斗衛(wèi)星終端9經(jīng)第一串口通訊模塊8與第一微控制器芯片6連接；
[0044]第二微控制器芯片15與無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊13、第二時(shí)鐘模塊14、第二電源模塊16、存儲(chǔ)模塊17及第二串口通訊模塊18連接;上位機(jī)19經(jīng)第二串口通訊模塊18與第二微控制器芯片15連接；
[0045]無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊10與無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊13之間進(jìn)行無(wú)線連接；
[0046]所述的第一超聲波傳感器1、第二超聲波傳感器2和第三超聲波傳感器3，分別包括超聲波發(fā)射探頭和超聲波接收探頭，通過(guò)輸出信號(hào)高電平持續(xù)的時(shí)間來(lái)計(jì)算超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間；
[0047]所述的溫度傳感器4，將采集到的溫度實(shí)時(shí)傳輸給第一微控制器芯片；
[0048]所述的控制電路5，用于信號(hào)的接收、發(fā)送及信號(hào)的放大和濾波；
[0049]所述的第一微控制器芯片6和第二微控制器芯片15，用于優(yōu)化處理第一超聲波傳感器1、第二超聲波傳感器2和第三超聲波傳感器3傳送的信號(hào)及存儲(chǔ)旋耕機(jī)的位置，并把超聲波實(shí)時(shí)距離和對(duì)應(yīng)旋耕機(jī)的實(shí)時(shí)地點(diǎn)一起通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊發(fā)送出去；
[0050]所述的第一時(shí)鐘模塊7和第二時(shí)鐘模塊14，分別與第一微控制器芯片、第二微控制器芯片進(jìn)行同步通信；
[0051 ]所述的北斗衛(wèi)星終端9，用于實(shí)時(shí)定位旋耕機(jī)的位置并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給第一微控制器芯片；
[0052]所述的無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊10，將超聲波測(cè)量的距離以及旋耕機(jī)的位置坐標(biāo)進(jìn)行及時(shí)的收發(fā)，并最終傳輸給上位機(jī)軟件；
[0053]所述的第一電源模塊11和第二電源模塊16分別對(duì)第一微控制器芯片、第二微控制器芯片進(jìn)行供電；
[0054]所述的聲光報(bào)警模塊12，用于根據(jù)旋耕機(jī)超聲測(cè)距的狀態(tài)值進(jìn)行分等級(jí)報(bào)警提示；
[0055]所述的存儲(chǔ)模塊17，用于存儲(chǔ)采集到的超聲波距離數(shù)據(jù)和旋耕機(jī)對(duì)應(yīng)位置坐標(biāo)信息;
[0056]所述的上位機(jī)19，用于顯示旋耕機(jī)的耕作深度、位置坐標(biāo)及對(duì)應(yīng)時(shí)段是否有效工作的標(biāo)志，實(shí)時(shí)顯示過(guò)去與當(dāng)前旋耕機(jī)的位置，以及相對(duì)應(yīng)耕作有效深度的二維曲線圖。
[0057]監(jiān)控顯示部分放置于監(jiān)控中心，便于調(diào)度人員根據(jù)上位機(jī)界面上顯示的過(guò)去與當(dāng)前旋耕機(jī)的位置，以及相對(duì)應(yīng)耕作有效深度的二維曲線圖進(jìn)行直觀觀察和調(diào)控。
[0058]第一超聲波傳感器1、第二超聲波傳感器2和第三超聲波傳感器3均采用HC-SR04超聲波探頭，探頭測(cè)量精度達(dá)到3mm。
[0059]溫度傳感器4采用DS18B20數(shù)字溫度傳感器，測(cè)溫范圍為-55°C到+125°C;具有體積小、抗干擾能力強(qiáng)和精度高等特點(diǎn)，在使用中不需要任何外圍元件，可使用數(shù)據(jù)總線供電。
[0060]控制電路5包括多路選擇開(kāi)關(guān)、濾波與信號(hào)放大，其中多路選擇開(kāi)關(guān)采用六路信號(hào)通道，分別為三條輸出信號(hào)通道、三條輸入信號(hào)通道;整個(gè)信號(hào)的輸出和輸入采用片時(shí)輪流的工作方式;可以減少相互間超聲波探頭的干擾，提高數(shù)據(jù)測(cè)量的準(zhǔn)確度。
[0061 ]第一微控制器芯片6和第二微控制器芯片15均采用基于ARM CorteX-M4內(nèi)核的STM32微控制器芯片。
[0062]第一時(shí)鐘模塊7和第二時(shí)鐘模塊14均采用DS1302芯片，使用三線接口分別與第一微控制器芯片6和第二微控制器芯片15進(jìn)行同步通信，從而降低了微控制器芯片資源的耗費(fèi)。
[0063]第一串口通訊模塊8和第二串口通訊模塊18均采用RS-485芯片，具有抗共模干擾能力強(qiáng)，克服了 RS-232傳播距離短等優(yōu)點(diǎn)。
[0064]無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊10和無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊13均采用GPRS無(wú)線通信模塊;克服了有線傳輸?shù)木窒扌?，能夠在山地及林區(qū)等惡劣條件下作業(yè)。
[0065]第一電源模塊11和第二電源模塊16均采用2.5V基準(zhǔn)電壓源;存儲(chǔ)模塊17采用SD卡作為外部存儲(chǔ)設(shè)備，方便用戶對(duì)數(shù)據(jù)的后期處理、觀察及分析。
[0066]如圖3所示，聲光報(bào)警模塊包括紅色發(fā)光二極管DS1、黃色發(fā)光二極管DS2、綠色發(fā)光二極管DS3和有源蜂鳴器，還包括自檢按鈕，其中紅色發(fā)光二極管DSl、黃色發(fā)光二極管DS2、綠色發(fā)光二極管DS3分別經(jīng)電阻Rl、電阻R2、電阻R3連接到第一電源模塊11，有源蜂鳴器BPl經(jīng)三極管Ql、電阻R5、電阻R4與第一微控制器芯片6的I/O口連接，自檢按鈕KEYl與第一電源模塊連接11;旋耕機(jī)的有效耕作刀具深度根據(jù)具體的耕作環(huán)境需要進(jìn)行設(shè)置；當(dāng)旋耕機(jī)作業(yè)處于一個(gè)有效的耕作刀具深度時(shí)，綠色發(fā)光二極管將長(zhǎng)亮；當(dāng)旋耕機(jī)作業(yè)刀具深度超出或低于一定距離時(shí)，黃色發(fā)光二極管亮起，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出一聲“滴滴”響聲；當(dāng)旋耕機(jī)作業(yè)刀具深度過(guò)度高于或過(guò)度低于作業(yè)有效深度時(shí)，紅色發(fā)光二極管亮起，同時(shí)蜂鳴器持續(xù)響起。
[0067]本實(shí)用新型的陣列式旋耕機(jī)作業(yè)深度檢測(cè)裝置的工作流程是:首先，對(duì)陣列式旋耕機(jī)作業(yè)深度檢測(cè)裝置進(jìn)行通電、復(fù)位;接著對(duì)超聲波傳感器進(jìn)行自檢，以防止有損壞的探頭，從而影響測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和可靠性。先測(cè)得旋耕機(jī)未耕作時(shí)下拉桿對(duì)地面的距離，再測(cè)得旋耕機(jī)工作時(shí)的下拉桿對(duì)應(yīng)地面的距離，兩者之差即為旋耕機(jī)刀具的耕作深度。將三個(gè)超聲波傳感器、溫度傳感器及北斗衛(wèi)星終端測(cè)量到的數(shù)據(jù)傳輸給第一微控制器芯片;第一微控制器器芯片對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算并加以算法修正，當(dāng)測(cè)得的旋耕機(jī)刀具耕作深度超過(guò)一定的界線時(shí)，聲光報(bào)警模塊將會(huì)進(jìn)行分等級(jí)報(bào)警提示駕駛員，從而進(jìn)行及時(shí)的更正，使其耕作得更加高效、保質(zhì)。與此同時(shí)將旋耕機(jī)刀具的耕作深度及對(duì)應(yīng)旋耕機(jī)位置坐標(biāo)經(jīng)無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊傳輸出去，經(jīng)無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊傳送給第二微控制器芯片，并最終送給上位機(jī)軟件，上位機(jī)軟件上方顯示旋耕機(jī)的耕作深度、位置坐標(biāo)及對(duì)應(yīng)時(shí)段是否有效工作的標(biāo)志。上位機(jī)下方界面的耕作深度、位置坐標(biāo)兩條二維曲線圖便于調(diào)度人員觀察和調(diào)控。
[0068]以上述依據(jù)本實(shí)用新型的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)實(shí)用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)實(shí)用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.陣列式旋耕機(jī)作業(yè)深度檢測(cè)裝置，其特征在于:包括數(shù)據(jù)采集部分和監(jiān)控顯示部分；數(shù)據(jù)采集部分包括第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器、第三超聲波傳感器、溫度傳感器、控制電路、第一微控制器芯片、第一時(shí)鐘模塊、第一串口通訊模塊、北斗衛(wèi)星終端、無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、第一電源模塊、聲光報(bào)警模塊;第一微控制器芯片F(xiàn)lash里面固化了溫度補(bǔ)償?shù)某暡曀賹?duì)照表； 監(jiān)控顯示部分包括無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊、第二時(shí)鐘模塊、第二微控制器芯片、第二電源模塊、存儲(chǔ)模塊、第二串口通訊模塊及上位機(jī)； 第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器和第三超聲波傳感器經(jīng)控制電路與第一微控制器芯片連接;第一微控制器芯片與溫度傳感器、第一時(shí)鐘模塊、無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、聲光報(bào)警模塊、第一串口通訊模塊及第一電源模塊連接;北斗衛(wèi)星終端經(jīng)第一串口通訊模塊與第一微控制器芯片連接； 第二微控制器芯片與無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊、第二時(shí)鐘模塊、第二電源模塊、存儲(chǔ)模塊及第二串口通訊模塊連接;上位機(jī)經(jīng)第二串口通訊模塊與第二微控制器芯片連接； 無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊與無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊之間進(jìn)行無(wú)線連接； 所述的第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器和第三超聲波傳感器，分別包括超聲波發(fā)射探頭和超聲波接收探頭，通過(guò)輸出信號(hào)高電平持續(xù)的時(shí)間來(lái)計(jì)算超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間； 所述的溫度傳感器，將采集到的溫度實(shí)時(shí)傳輸給第一微控制器芯片； 所述的控制電路，用于信號(hào)的接收、發(fā)送及信號(hào)的放大和濾波； 所述的第一微控制器芯片和第二微控制器芯片，用于優(yōu)化處理第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器和第三超聲波傳感器傳送的信號(hào)及存儲(chǔ)旋耕機(jī)的位置，并把超聲波實(shí)時(shí)距離和對(duì)應(yīng)旋耕機(jī)的實(shí)時(shí)地點(diǎn)一起通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊發(fā)送出去； 所述的第一時(shí)鐘模塊和第二時(shí)鐘模塊，分別與第一微控制器芯片、第二微控制器芯片進(jìn)行同步通信； 所述的北斗衛(wèi)星終端，用于實(shí)時(shí)定位旋耕機(jī)的位置并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給第一微控制器芯片； 所述的無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，將超聲波測(cè)量的距離以及旋耕機(jī)的位置坐標(biāo)進(jìn)行及時(shí)的收發(fā)，并最終傳輸給上位機(jī)軟件； 所述的第一電源模塊和第二電源模塊分別對(duì)第一微控制器芯片、第二微控制器芯片進(jìn)行供電； 所述的聲光報(bào)警模塊，用于根據(jù)旋耕機(jī)超聲測(cè)距的狀態(tài)值進(jìn)行分等級(jí)報(bào)警提示； 所述的存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)采集到的超聲波距離數(shù)據(jù)和旋耕機(jī)對(duì)應(yīng)位置坐標(biāo)信息。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列式旋耕機(jī)作業(yè)深度檢測(cè)裝置，其特征在于:第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器和第三超聲波傳感器均采用HC-SR04超聲波探頭，探頭測(cè)量精度達(dá)到 3mm ο3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列式旋耕機(jī)作業(yè)深度檢測(cè)裝置，其特征在于:溫度傳感器采用DS18B20數(shù)字溫度傳感器，測(cè)溫范圍為-55°C到+125°C。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列式旋耕機(jī)作業(yè)深度檢測(cè)裝置，其特征在于:控制電路包括多路選擇開(kāi)關(guān)、濾波與信號(hào)放大，其中多路選擇開(kāi)關(guān)采用六路信號(hào)通道，分別為三條輸出信號(hào)通道、三條輸入信號(hào)通道;整個(gè)信號(hào)的輸出和輸入采用片時(shí)輪流的工作方式。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列式旋耕機(jī)作業(yè)深度檢測(cè)裝置，其特征在于:第一微控制器芯片和第二微控制器芯片均采用基于ARM Cortex-M4內(nèi)核的STM32微控制器芯片。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列式旋耕機(jī)作業(yè)深度檢測(cè)裝置，其特征在于:第一時(shí)鐘模塊和第二時(shí)鐘模塊均采用DS1302芯片，使用三線接口分別與第一微控制器芯片和第二微控制器芯片進(jìn)行同步通信。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列式旋耕機(jī)作業(yè)深度檢測(cè)裝置，其特征在于:第一串口通訊模塊和第二串口通訊模塊均采用RS-485芯片。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列式旋耕機(jī)作業(yè)深度檢測(cè)裝置，其特征在于:無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊和無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊均采用GPRS無(wú)線通信模塊。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列式旋耕機(jī)作業(yè)深度檢測(cè)裝置，其特征在于:第一電源模塊和第二電源模塊均采用2.5V基準(zhǔn)電壓源;存儲(chǔ)模塊采用SD卡作為外部存儲(chǔ)設(shè)備。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列式旋耕機(jī)作業(yè)深度檢測(cè)裝置，其特征在于:聲光報(bào)警模塊包括紅色發(fā)光二極管DSl、黃色發(fā)光二極管DS2、綠色發(fā)光二極管DS3和有源蜂鳴器。
【文檔編號(hào)】G01S15/06GK205665394SQ201620084227
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年1月28日
【發(fā)明人】趙益波, 靳煒, 蔣祎, 盧春霞
【申請(qǐng)人】南京信息工程大學(xué)