CN102968079B - 玉米精播机排种监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一套玉米精播机排种监控系统，属于农业机械控制技术领域。本发明利用单片机智能控制和光电检测技术，具有对播种粒数进行计数，自动计算播种面积，漏播报警等功能。针对农机作业现场恶劣环境，解决计数不准、误差较大、抗干扰能力差等缺点，全面提高播种作业质量。

Description

玉米精播机排种监控系统
技术领域
本发明涉及一套玉米精播机排种监控系统，属于农业机械控制技术领域。
背景技术
精密播种技术具有效率高、作业速度快、操作方便等优点，广泛应用于农业生产中，是目前农业现代化、机械化发展的必然趋势。由于精播机排种系统的密闭性，仅凭操作者视听感觉难以判断落种情况，如种箱排空、排种管堵塞、排种器工艺性故障均可导致漏播现象发生，一旦发生上述大面积漏播现象，必然造成农业生产的严重损失。
同时由于播种机作业现场环境的特殊性及尘土干扰的严重性，现有的排种监视系统难以正常工作。另外，目前播种面积的统计大都采用米尺丈量方法，不仅麻烦，而且测量精度不够准确。因此对排种状态进行监控及播种面积自动统计的研究具有非常重要的意义。
CN201984353U是与本发明专利最接近的现有技术。
发明内容
本发明提供一种使用方便，检测准确度高，稳定性、抗干扰性强的玉米精播机排种监控系统。在玉米播种过程中，实时监测其排种状况，当发生故障时，自动启动声光报警，并显示故障代码；播种作业结束后，通过按键输入株距、行距数值，即会自动统计播种面积。本发明运用智能检测及控制技术，解决现有技术的不足，全面提高播种作业质量。
玉米精播机排种监控系统，其特征在于，该系统所需设备和实现步骤如下：
所需设备：本发明所需设备主要由4部分组成：传感器检测部分1，单片机测控部分2，声光报警部分3和指示盒单元4。传感器检测部分1由激光发射二极管5，凸透镜7和激光接收部分11组成，激光接收部分11由4个激光接收二极管串行连接而成，每两个激光二极管距离间隔为3mm。激光发射二极管5发射出60度角的散射微功率激光信号6，经凸透镜7后变成平行光束8，被激光接收部分11接收。单片机测控部分2由LM358放大器13、LM393比较器14、键盘单元16、ATMEGA16A单片机17、电源模块18、功率驱动单元19、LED数码管20和掉电检测单元21构成。声光报警部分3提供声光报警信号；指示盒单元4由高亮LED二极管及驱动电路组成，提供亮光指示信号。传感器检测部分1、声光报警部分3和指示盒单元4分别通过铜网铝箔双屏蔽防水信号线与单片机测控部分2相连。
实现步骤：
步骤1：通过电源线将车载电瓶与电源模块18相连，车载电瓶提供的+12V直流电压经过电源模块18转换成+5V的恒压直流电源，为玉米精播机排种监控系统供电。
步骤2：启动玉米精播机排种监控系统，传感器检测部分1对落下的种子9进行检测。若没有种子9落下，那么激光接收部分11接收到平行光束8，且激光接收部分11的接收端是高电平；若有种子9落下经过传感器检测部分1时，那么激光接收部分11接收到遮挡光束10，且激光接收部分11的接收端变为低电平并生成落籽信号12。
步骤3：落籽信号12经放大器13放大10倍后与比较器14的2V参考电压进行比较，在比较器14的输出端生成脉冲信号15，此脉冲信号15传递给单片机17的外部中断1引脚，单片机17通过对脉冲信号15的上升沿的个数进行计数，脉冲信号15中上升沿的个数就是播种的种子粒数，并用M表示。
步骤4：在整个播种的过程中，单片机17每隔0.3秒对外部中断引脚1进行检测，在0.3秒的检测时间内，若可以检测到脉冲信号15，则判定种子9正常落下，此时单片机测控单元2驱动指示盒单元4正常工作。若在0.3秒的检测时间内没有检测到脉冲信号15，则判定没有种子落下，此时单片机17通过功率驱动单元19驱动声光报警部分3发出声光报警信号，同时在LED数码管20上显示故障代码。通过键盘单元16在LED数码管20上输入株距数值E、行距数值F，根据公式A＝E＊F＊M即可自动统计播种面积A；在系统掉电时，通过掉电检测单元19，单片机17自动保存播种的种子粒数。
通过以上步骤，在正常播种过程中，玉米精播机排种监控系统实现对播种的种子粒数的自动统计；实时漏播报警；通过按键输入株距数值、行距数值，自动统计播种面积；在系统掉电后，自动保存播种的种子粒数；具有自检功能，自动测试本系统工作是否正常，若出现故障，自动显示故障代码。
有益效果
本发明克服现有技术的不足，提供测控功能完善的新型播种监控系统。其有益之处是：
1.检测精度高。传感器检测部分采用微功率激光发射二极管，功耗低，穿透性强，抗灰尘干扰能力高。在此基础上，再对其检测到的落籽信号进行处理，进一步提高检测精确度。
2.便于安装。传感器检测部分有定位孔，通过定位孔固定后可保持精准的同轴度。
3.实用功能完善。单片机测控部分具有自动检测、漏播报警、面积统计、掉电存数等功能，进一步满足操作者需求。
附图说明
附图是玉米精播机排种监控系统的组成框图，此图也是说明书摘要附图。其中：1是传感器检测部分，2是单片机测控部分，3是声光报警部分，4是指示盒单元，5是激光发射二极管，6是激光信号，7是凸透镜，8是平行光束，9是种子，10是遮挡光束，11是激光接收部分，12是落籽脉冲，13是放大器，14是比较器，15是脉冲信号，16是键盘单元，17是单片机，18是电源模块，19是功率驱动单元，20是LED数码管，21是掉电检测单元。
具体实施方式
玉米精播机排种监控系统，其特征在于，该系统所需设备和实现步骤如下：
所需设备：本发明所需设备主要由4部分组成：传感器检测部分1，单片机测控部分2，声光报警部分3和指示盒单元4。传感器检测部分1由激光发射二极管5，凸透镜7和激光接收部分11组成，激光接收部分11由4个激光接收二极管串行连接而成，每两个激光二极管距离间隔为3mm。激光发射二极管5发射出60度角的散射微功率激光信号6，经凸透镜7后变成平行光束8，被激光接收部分11接收。单片机测控部分2由LM358放大器13、LM393比较器14、键盘单元16、ATMEGA16A单片机17、电源模块18、功率驱动单元19、LED数码管20和掉电检测单元21构成。声光报警部分3提供声光报警信号；指示盒单元4由高亮LED二极管及驱动电路组成，提供亮光指示信号。传感器检测部分1、声光报警部分3和指示盒单元4分别通过铜网铝箔双屏蔽防水信号线与单片机测控部分2相连。
实现步骤：
步骤1：通过电源线将车载电瓶与电源模块18相连，车载电瓶提供的+12V直流电压经过电源模块18转换成+5V的恒压直流电源，为玉米精播机排种监控系统供电。
步骤2：启动玉米精播机排种监控系统，传感器检测部分1对落下的种子9进行检测。若没有种子9落下，那么激光接收部分11接收到平行光束8，且激光接收部分11的接收端是高电平；若有种子9落下经过传感器检测部分1时，那么激光接收部分11接收到遮挡光束10，且激光接收部分11的接收端变为低电平并生成落籽信号12。
步骤3：落籽信号12经放大器13放大10倍后与比较器14的2V参考电压进行比较，在比较器14的输出端生成脉冲信号15，此脉冲信号15传递给单片机17的外部中断1引脚，单片机17通过对脉冲信号15的上升沿的个数进行计数，脉冲信号15中上升沿的个数就是播种的种子粒数，并用M表示。
步骤4：在整个播种的过程中，单片机17每隔0.3秒对外部中断引脚1进行检测，在0.3秒的检测时间内，若可以检测到脉冲信号15，则判定种子9正常落下，此时单片机测控单元2驱动指示盒单元4正常工作。若在0.3秒的检测时间内没有检测到脉冲信号15，则判定没有种子落下，此时单片机17通过功率驱动单元19驱动声光报警部分3发出声光报警信号，同时在LED数码管20上显示故障代码。通过键盘单元16在LED数码管20上输入株距数值E、行距数值F，根据公式A＝E＊F＊M即可自动统计播种面积A；在系统掉电时，通过掉电检测单元19，单片机17自动保存播种的种子粒数。
通过以上步骤，在正常播种过程中，玉米精播机排种监控系统实现对播种的种子粒数的自动统计；实时漏播报警；通过按键输入株距数值、行距数值，自动统计播种面积；在系统掉电后，自动保存播种的种子粒数；具有自检功能，自动测试本系统工作是否正常，若出现故障，自动显示故障代码。

Claims (1)

1.玉米精播机排种监控系统，该系统所需设备和实现步骤如下：
所需设备：本发明所需设备主要由4部分组成：传感器检测部分(1)，单片机测控部分(2)，声光报警部分(3)和指示盒单元(4)；其特征在于，传感器检测部分(1)由激光发射二极管(5)，凸透镜(7)和激光接收部分(11)组成，激光接收部分(11)由4个激光接收二极管串行连接而成，每两个激光二极管距离间隔为3mm；激光发射二极管(5)发射出60度角的散射微功率激光信号(6)，经凸透镜(7)后变成平行光束(8)，被激光接收部分(11)接收；单片机测控部分(2)由LM358放大器(13)、LM393比较器(14)、键盘单元(16)、ATMEGA16A单片机(17)、电源模块(18)、功率驱动单元(19)、LED数码管(20)和掉电检测单元(21)构成；声光报警部分(3)提供声光报警信号；指示盒单元(4)由高亮LED二极管及驱动电路组成，提供亮光指示信号；传感器检测部分(1)、声光报警部分(3)和指示盒单元(4)分别通过铜网铝箔双屏蔽防水信号线与单片机测控部分(2)相连；
实现步骤：
步骤1：通过电源线将车载电瓶与电源模块(18)相连，车载电瓶提供的+12V直流电压经过电源模块(18)转换成+5V的恒压直流电源，为玉米精播机排种监控系统供电；
步骤2：启动玉米精播机排种监控系统，传感器检测部分(1)对落下的种子(9)进行检测；若没有种子(9)落下，那么激光接收部分(11)接收到平行光束(8)，且激光接收部分(11)的接收端是高电平；若有种子(9)落下经过传感器检测部分(1)时，那么激光接收部分(11)接收到遮挡光束(10)，且激光接收部分(11)的接收端变为低电平并生成落籽信号(12)；
步骤3：落籽信号(12)经放大器(13)放大10倍后与比较器(14)的2V参考电压进行比较，在比较器(14)的输出端生成脉冲信号(15)，此脉冲信号(15)传递给单片机(17)的外部中断1引脚，单片机(17)通过对脉冲信号(15)的上升沿的个数进行计数，脉冲信号(15)中上升沿的个数就是播种的种子粒数，并用M表示；
步骤4：在整个播种的过程中，单片机(17)每隔0.3秒对外部中断引脚1进行检测，在0.3秒的检测时间内，若可以检测到脉冲信号(15)，则判定种子(9)正常落下，此时单片机测控单元(2)驱动指示盒单元(4)正常工作；若在0.3秒的检测时间内没有检测到脉冲信号(15)，则判定没有种子落下，此时单片机(17)通过功率驱动单元(19)驱动声光报警部分(3)发出声光报警信号，同时在LED数码管(20)上显示故障代码；通过键盘单元(16)在LED数码管(20)上输入株距数值E、行距数值F，根据公式A＝E＊F＊M即可自动统计播种面积A；在系统掉电时，通过掉电检测单元(19)，单片机(17)自动保存播种的种子粒数；
通过以上步骤，在正常播种过程中，玉米精播机排种监控系统实现对播种的种子粒数的自动统计；实时漏播报警；通过按键输入株距数值、行距数值，自动统计播种面积；在系统掉电后，自动保存播种的种子粒数；具有自检功能，自动测试本系统工作是否正常，若出现故障，自动显示故障代码。
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