CN103329669B - 基于cpld的漏播检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及农业机械技术领域，具体的说，涉及一种适用于大型自动播种机械上的漏播检测装置，包括信号集控模块和多路落种检测模块，信号集控模块包括串行通信接口电路、可编程逻辑单元CPLD控制模块和信号采集接口电路，信号集控模块与上位机实现双向信号传递；多路落种检测模块将采集到的落种信息经信号采集接口电路发送至可编程逻辑单元CPLD控制模块处理。本发明的优点是对播种机播种作业过程中实现精确漏播检测、漏播信息快速处理和漏播报警功能。
Description
技术领域
本发明涉及农业机械技术领域，具体的说，涉及一种适用于大型自动播种机械上的漏播检测装置。
背景技术
现代农业的发展促使自动播种机械不断向精确化、自动化和信息化方向发展，对播种机种子漏播情况的精确检测、信息处理和报警是考量播种机机械作业性能的一项关键技术。在播种作业中，受播种器机械结构限制、上种不及时而导致的排种箱无存种和排种管堵塞等原因，漏播状况时有发生。此种情况发生时，如不能及时发现、及时补种，将贻误农时，导致农作物减产。
现有的漏播检测装置中，一般采用光电式和电容式接近开关两种落种传感器。其中，电容式接近开关受响应速度和灵敏度限制，应用范围较小，因而目前漏播传感器中普遍采用的是光电式传感器。光电式传感器大都沿用一侧发射光电信号，另一侧接收光电信号的方式，采用这种方式如需达到精确的落种检测，对发射管和接收管的性能要求较高，且普通光电管发射和接收的角度过大，易出现干涉，无法识别小颗粒落种。为达到精确的漏播检测，也有采用激光检测方式，虽然激光发射管单向性较好，但寿命有限，无法满足播种机长时间工作的需要。
发明内容
本发明的目的是针对现有漏播检测装置检测精度差和可监测路数少缺点，提供一种基于CPLD的漏播检测装置，对播种机播种作业过程中实现精确漏播检测、漏播信息快速处理和漏播报警功能。
本发明的技术方案是：一种基于CPLD的漏播检测装置，其特征在于：包括信号集控模块和多路落种检测模块，所述的信号集控模块包括串行通信接口电路、可编程逻辑单元CPLD控制模块和信号采集接口电路，信号集控模块与上位机实现双向信号传递；所述的多路落种检测模块将采集到的落种信息经信号采集接口电路发送至可编程逻辑单元CPLD控制模块处理。
优选的是，所述的多路落种检测模块为8路落种检测电路，各路落种检测电路均设有种子检测传感器和信号放大电路。
优选的是，所述的种子检测传感器由红外发光二极管和红外接收二极管组成，呈两排交错排布镶嵌于两块对向排列的电路板上，两块电路板安装于带有透红外滤光片落种口的两侧，两侧电路板的红外发光二极管的发射点和红外接收二极管的接受点位于同一直线上，形成8组对射管。
优选的是，所述的漏播检测装置安装于排种器落种管上，排种器落种管的落种口呈方形。
优选的是，所述的红外接收二极管为线性好和灵敏度高的红外光敏二极管，红外发光二极管和红外接收二极管上部均套有增强光线单向性的黑色管套。
优选的是，所述的信号集控模块通过RS-232串行通信接口与上位机实现通讯。
优选的是，所述的漏播检测装置还设有漏播报警电路，漏播报警电路可将检测到的漏播报警信息经串行通信接口电路发送至上位机。
本发明与现有技术相比的有益效果为：
（1）信号集控模块采用可编程逻辑单元CPLD控制模块，执行速度快，可达1μs，且并行性好，可同时控制8路漏播检测电路实现漏播检测功能，确保将播种信息及时准确的传送至上位机，同时根据播种信息配合上位机对漏播位置和漏播长度实现精确定位，为漏播后补种作业提供便利；
（2）多路落种检测模块设有由红外发光二极管和红外接收二极管组成的种子检测传感器，红外发光二极管和红外接收二极管呈两排交错排布且镶嵌于两块对向排列的电路板上，组成红外对射管，此种排列方式保证发射光线能够布满落种口，做到无落种死区检测，实现精确漏播检测；
（3）漏播检测装置还设有漏播报警电路，漏播报警电路可将检测到的漏播报警信息经串行通信接口电路发送至上位机，便于操作人员对播种进程进行监控，保证播种作业的可靠性和准确性。
附图说明
图1为本发明的漏播检测装置结构示意图；
图2为本发明的红外发光二极管和红外接收二极管排列方式示意图；
图3为本发明漏播检测装置安装位置图。
图3中，1－排种器落种管，2－漏播检测装置
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图说明本发明的具体实施方式：
本发明的漏播检测装置结构参照图1，种子检测传感器的红外发光二极管和红外接收二极管具体排列方式参照图2，漏播检测装置安装位置参照图3。
一种基于CPLD的漏播检测装置，包括信号集控模块和多路落种检测模块，信号集控模块包括串行通信接口电路、可编程逻辑单元CPLD控制模块和信号采集接口电路，信号集控模块与上位机实现双向信号传递；多路落种检测模块将采集到的落种信息经信号采集接口电路发送至可编程逻辑单元CPLD控制模块处理。
多路落种检测模块为8路落种检测电路，分别于信号采集接口电路相连，各路落种检测电路均设有种子检测传感器和信号放大电路。
种子检测传感器对落种信息进行监控，种子检测传感器由红外发光二极管和红外接收二极管组成，呈两排交错排布镶嵌于两块对向排列的电路板A板和B板，两块电路板安装于带有透红外滤光片落种口的两侧，两侧电路板的红外发光二极管的发射点和红外接收二极管的接受点位于同一直线上，形成8组对射管，此种排列方式保证发射光线能够布满落种口，做到无落种死区检测，实现精确漏播检测。
漏播检测装置2安装于排种器落种管1上，排种器落种管1的落种口呈方形。
红外接收二极管为线性好和灵敏度高的红外光敏二极管，红外发光二极管和红外接收二极管上部均套有增强光线单向性的黑色管套，保证对小颗粒种子和单颗种子的精确识别。
信号集控模块通过RS-232串行通信接口与上位机实现通讯，保证长距离传输和抗干扰性能。
该漏播检测装置还设有漏播报警电路，漏播报警电路可将检测到的漏播报警信息经串行通信接口电路发送至上位机，便于操作人员对播种进程进行监控，保证播种作业的可靠性和准确性。
漏播检测工作原理：
落种检测过程：上位机按照播种类型、播种间距和播种机行进速度等播种信息设置漏播检测装置的信号采集时长；若上位机数据无设置，漏播检测装置按默认设置参数运行。播种时，当种子落到带有透红外滤光片落种口时，8路种子检测传感器只要有1路检测到有种子下落，种子检测传感器即将落种信息形成落种信息脉冲信号，经信号放大电路后将所得到的信息经信号采集接口电路传送至可编程逻辑单元CPLD控制模块，CPLD控制模块对落种信息进行处理；若播种时，8路种子检测传感器均无检测到有种子下落，则信号集控模块将漏播信息经串行通信接口电路发送给上位机，配合上位机实现漏播位置和漏播长度等漏播信息，为漏播后的补种作业提供便利。
漏播报警过程：可编程逻辑单元CPLD控制模块将采集到的漏播位置和漏播长度等漏播信息进行处理，并经串行通信接口电路发送至上位机，当判定播种口处于漏播情况时，可编程逻辑单元CPLD控制模块将控制报警电路发出报警信号，便于操作人员对播种进程进行监控，保证播种作业的可靠性和准确性。
Claims (5)
1.一种基于CPLD的漏播检测装置，其特征在于：包括信号集控模块和多路落种检测模块，所述的信号集控模块包括串行通信接口电路、CPLD控制模块和信号采集接口电路，信号集控模块与上位机实现双向信号传递；所述的多路落种检测模块将采集到的落种信息经信号采集接口电路发送至CPLD控制模块处理；所述的多路落种检测模块为8路落种检测电路，各路落种检测电路均设有种子检测传感器和信号放大电路；所述的种子检测传感器由红外发光二极管和红外接收二极管组成，呈两排交错排布镶嵌于两块对向排列的电路板上，两块电路板安装于带有透红外滤光片落种口的两侧，两侧电路板的红外发光二极管的发射点和红外接收二极管的接受点位于同一直线上，形成8组对射管。
2.根据权利要求1所述的基于CPLD的漏播检测装置，其特征在于：所述的红外接收二极管为线性好和灵敏度高的红外光敏二极管，红外发光二极管和红外接收二极管上部均套有增强光线单向性的黑色管套。
3.根据权利要求1所述的基于CPLD的漏播检测装置，其特征在于：所述的漏播检测装置安装于排种器落种管上，排种器落种管的落种口呈方形。
4.根据权利要求1所述的基于CPLD的漏播检测装置，其特征在于：所述的信号集控模块通过RS-232串行通信接口与上位机实现通讯。
5.根据权利要求1所述的基于CPLD的漏播检测装置，其特征在于：该装置还设有漏播报警电路，漏播报警电路可将检测到的漏播报警信息经串行通信接口电路发送至上位机。
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