一種田間信息遙控檢測平臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型為一種田間信息遙控檢測平臺，包括移動平臺、檢測控制系統(tǒng)、遙控控制系統(tǒng)。所述檢測控制系統(tǒng)包括單片機(jī)、土壤水分檢測模塊、GPS模塊、無線通信模塊、電源模塊、存儲模塊、轉(zhuǎn)向驅(qū)動機(jī)構(gòu)、升降驅(qū)動機(jī)構(gòu)、環(huán)境溫濕度傳感器、紅外土壤溫度傳感器。所述遙控控制系統(tǒng)包括Atmega328p單片機(jī)、APC22無線通信模塊、按鍵模塊、電位器和液晶顯示器。本實用新型能夠通過遙控控制系統(tǒng)控制移動平臺的行駛速度和轉(zhuǎn)向，通過檢測控制系統(tǒng)自動獲取采集點的土壤水分、GPS信息、土壤溫度、環(huán)境溫濕度，并實時存儲和顯示，設(shè)置的升降驅(qū)動機(jī)構(gòu)能夠控制土壤水分傳感器的入土深度，設(shè)置的存儲模塊能夠?qū)崿F(xiàn)大量數(shù)據(jù)的存儲，適合大面積多點采集，實現(xiàn)了田間多信息采集的自動化。
【專利說明】一種田間信息遙控檢測平臺 一、

【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本實用新型涉及信息檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種田間信息遙控檢測平臺。 二、

【背景技術(shù)】：
[0002] 精細(xì)農(nóng)業(yè)的實施主要包括：田間信息采集、信息管理與決策、變量作業(yè)三個環(huán)節(jié)， 其中田間信息的采集是實施精細(xì)農(nóng)業(yè)的前提，目前出現(xiàn)的田間信息采集系統(tǒng)主要有以下幾 種方式：
[0003] (1)人工手持設(shè)備采集系統(tǒng)，現(xiàn)有的田間檢測裝置多是手持設(shè)備，通過便攜式GPS 接收器實施定位，利用信息采集箱進(jìn)行土壤信息數(shù)據(jù)采集，工作效率低，勞動強(qiáng)度大，設(shè)備 續(xù)航時間較短，且很難滿足大面積多點信息采集的需要。
[0004] (2)基于組網(wǎng)技術(shù)的采集系統(tǒng)，近年來，市場上出現(xiàn)有通過zigbee組網(wǎng)測量田間 信息的設(shè)備，該測量方式實時性好、速度快，但是成本比較高，無法實現(xiàn)移動式的檢測，不利 于推廣。
[0005] (3)田間移動檢測系統(tǒng)，田間移動檢測系統(tǒng)多是安裝在拖拉機(jī)及各種大型聯(lián)合收 割機(jī)上，機(jī)器體積大，操縱不夠靈活，不便于控制，且需要多人參與，勞動強(qiáng)度較大。
[0006] 目前，移動式田間信息采集平臺的研究甚少，更無成熟的田間信息遙控檢測平臺。 三、


【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0007] 1、發(fā)明目的：針對現(xiàn)有田間信息采集系統(tǒng)存在的問題與缺陷，本實用新型提供了 一種田間信息遙控檢測平臺，其目的是利用遙控控制移動平臺自動的在田間獲取所需位置 點的土壤水分、GPS信息、土壤溫度、環(huán)境溫濕度，并實時的存儲和顯示，實現(xiàn)田間信息采集 的自動化，為田間灌溉、施肥、耕作和種植等分布式定位處方?jīng)Q策提供數(shù)據(jù)支持。
[0008] 2、技術(shù)方案：本實用新型采用的技術(shù)方案是一種田間信息遙控檢測平臺，包括移 動平臺16、檢測控制系統(tǒng)、遙控控制系統(tǒng)，其特征在于：所述檢測控制系統(tǒng)包括單片機(jī)1、無 線通信模塊2、電源模塊3、存儲模塊4、轉(zhuǎn)向驅(qū)動機(jī)構(gòu)5、升降驅(qū)動機(jī)構(gòu)6、環(huán)境溫濕度傳感 器7、紅外土壤溫度傳感器8、土壤水分檢測模塊9、GPS模塊10,所述單片機(jī)1采用Arduino Mega2560,所述單片機(jī)1、無線通信模塊2、電源模塊3、存儲模塊4集成在儀器盒20中，通過 天線21與遙控控制系統(tǒng)進(jìn)行無線連接，所述紅外土壤溫度傳感器8安裝在傳感器安裝架26 上，所述環(huán)境溫濕度傳感器7通過航空插頭安裝在儀器盒20上，所述GPS模塊10采用手持 GPS，通過RS232連接在儀器盒20上；所述遙控控制系統(tǒng)包括Atmega328p單片機(jī)11、電位 器12、液晶顯示器13、按鍵模塊14和APC22無線通信模塊15,所述電位器12用于控制轉(zhuǎn)向 電機(jī)18的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制移動平臺16的行駛速度，所述按鍵模塊14分別用于控制移動平 臺16的轉(zhuǎn)向，升降機(jī)構(gòu)6的上升和下降以及環(huán)境溫濕度傳感器7、紅外土壤溫度傳感器8、 土壤水分檢測模塊9、GPS模塊10進(jìn)行信息的采集和存儲。
[0009] 所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動機(jī)構(gòu)5包括轉(zhuǎn)向電機(jī)驅(qū)動器17、轉(zhuǎn)向電機(jī)18、電瓶19,轉(zhuǎn)向電機(jī)18 為兩個，分別安裝在移動平臺16的兩個前輪內(nèi)側(cè)，與轉(zhuǎn)向電機(jī)驅(qū)動器17連接。
[0010] 所述升降驅(qū)動機(jī)構(gòu)6包括升降電機(jī)驅(qū)動器22、滑臺23、超聲波傳感器24、傳感器安 裝架26、絲桿27、升降電機(jī)28、限位塊29、限位開關(guān)30、超聲波傳感器安裝架31，所述升降 驅(qū)動機(jī)構(gòu)6安裝在移動平臺16的后側(cè)，所述超聲波傳感器24為兩個，安裝在超聲波傳感器 安裝架31上，所述限位塊29為兩個，分別安裝在升降機(jī)構(gòu)6的上下兩側(cè)，所述限位開關(guān)30 為兩個，分別安裝在滑臺23上下面內(nèi)。
[0011] 所述土壤水分檢測模塊9包括三個土壤水分傳感器25,分別安裝在傳感器安裝架 26上，通過航空插頭連接在儀器盒20上。
[0012] 3、優(yōu)點及效果：本實用新型可以通過遙控控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制移動平臺的行駛速度 和轉(zhuǎn)向，通過檢測控制系統(tǒng)能夠自動獲取采集點的土壤水分、GPS信息、土壤溫度、環(huán)境溫濕 度，并實時的存儲和顯示，通過升降驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制土壤水分傳感器的入土深度，利用三個土 壤水分傳感器同時檢測采集位置的三組數(shù)據(jù)，獲取采集位置處的平均含水率，通過存儲模 塊實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的存儲，進(jìn)而滿足大面積多點采集的需求，解放了勞動力，提高了信息采集 的效率和準(zhǔn)確性，實現(xiàn)了田間多信息采集的自動化。 四、

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0013] 圖1為本實用新型田間信息遙控檢測平臺的檢測控制系統(tǒng)硬件框圖。
[0014] 圖2為本實用新型田間信息遙控檢測平臺的遙控控制系統(tǒng)硬件框圖。
[0015] 圖3為本實用新型田間信息遙控檢測平臺的總體結(jié)構(gòu)圖。
[0016] 圖4為本實用新型田間信息遙控檢測平臺的升降驅(qū)動機(jī)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖5為本實用新型田間信息遙控檢測平臺的信息檢測流程圖。 五、

【具體實施方式】：
[0018] 下面結(jié)合附圖對本實用新型作更進(jìn)一步的說明：
[0019] 如圖1和圖2所不，一種田間/[目息遙控檢測平臺，包括移動平臺16、檢測控制系統(tǒng)、 遙控控制系統(tǒng)，其特征在于：所述檢測控制系統(tǒng)包括單片機(jī)1、無線通信模塊2、電源模塊3、 存儲模塊4、轉(zhuǎn)向驅(qū)動機(jī)構(gòu)5、升降驅(qū)動機(jī)構(gòu)6、環(huán)境溫濕度傳感器7、紅外土壤溫度傳感器8、 土壤水分檢測模塊9、GPS模塊10,所述單片機(jī)1采用Arduino Mega2560,所述單片機(jī)1、無 線通信模塊2、電源模塊3、存儲模塊4集成在儀器盒20中，通過天線21與遙控控制系統(tǒng)進(jìn) 行無線連接，所述紅外土壤溫度傳感器8安裝在傳感器安裝架26上，所述環(huán)境溫濕度傳感 器7通過航空插頭安裝在儀器盒20上，所述GPS模塊10采用手持GPS，通過RS232連接在 儀器盒20上；所述遙控控制系統(tǒng)包括Atmega328p單片機(jī)11、電位器12、液晶顯示器13、按 鍵模塊14和APC22無線通信模塊15,所述電位器12用于控制轉(zhuǎn)向電機(jī)18的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控 制移動平臺16的行駛速度，所述按鍵模塊14分別用于控制移動平臺16的轉(zhuǎn)向，升降機(jī)構(gòu) 6的上升和下降以及環(huán)境溫濕度傳感器7、紅外土壤溫度傳感器8、土壤水分檢測模塊9、GPS 模塊10進(jìn)行信息的采集和存儲。
[0020] 如圖3和圖4所示，所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動機(jī)構(gòu)5包括轉(zhuǎn)向電機(jī)驅(qū)動器17、轉(zhuǎn)向電機(jī)18、電 瓶19,轉(zhuǎn)向電機(jī)18為兩個，分別安裝在移動平臺16的兩個前輪內(nèi)側(cè)，與轉(zhuǎn)向電機(jī)驅(qū)動器17 連接；所述升降驅(qū)動機(jī)構(gòu)6包括升降電機(jī)驅(qū)動器22、滑臺23、超聲波傳感器24、傳感器安裝 架26、絲桿27、升降電機(jī)28、限位塊29、限位開關(guān)30、超聲波傳感器安裝架31，所述升降驅(qū) 動機(jī)構(gòu)6安裝在移動平臺16的后側(cè)，所述超聲波傳感器24為兩個，安裝在超聲波傳感器 安裝架31上，所述限位塊29為兩個，分別安裝在升降機(jī)構(gòu)6的上下兩側(cè)，所述限位開關(guān)30 為兩個，分別安裝在滑臺23上下面內(nèi)；所述土壤水分檢測模塊9包括三個土壤水分傳感器 25,分別安裝在傳感器安裝架26上，通過航空插頭連接在儀器盒20上。
[0021] 如圖5所示，本實用新型田間信息遙控檢測平臺的信息檢測流程圖，信息檢測具 體步驟如下：
[0022] 田間信息遙控檢測平臺上電后檢測控制系統(tǒng)首先復(fù)位，在接收到遙控器發(fā)送的檢 測指令后，超聲波傳感器24檢測升降機(jī)構(gòu)底端與地面的距離，當(dāng)大于設(shè)定的高度時，升降 驅(qū)動機(jī)構(gòu)6下降；當(dāng)小于設(shè)定的高度時，升降驅(qū)動機(jī)構(gòu)6上升；當(dāng)?shù)扔谠O(shè)定的高度時，升降 驅(qū)動機(jī)構(gòu)6停止。升降驅(qū)動機(jī)構(gòu)6下降時檢測滑臺23下面的限位開關(guān)30是否閉合，閉合的 話升降驅(qū)動機(jī)構(gòu)6停止運動，沒有閉合的話升降驅(qū)動機(jī)構(gòu)6繼續(xù)下降。升降驅(qū)動機(jī)構(gòu)6上 升時檢測滑臺23上面的限位開關(guān)30是否閉合，閉合的話土壤水分檢測模塊復(fù)位，沒有閉合 的話升降驅(qū)動機(jī)構(gòu)6繼續(xù)上升。當(dāng)超聲波傳感器24檢測到的距離為設(shè)定的高度時，通過按 鍵模塊14,開始檢測土壤水分以及土壤溫度、環(huán)境溫濕度和GPS信息，檢測完畢后將采集到 的數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖區(qū)并發(fā)送。數(shù)據(jù)發(fā)送失敗就再次發(fā)送，發(fā)送成功后升降驅(qū)動機(jī)構(gòu)6上 升，再次檢測滑臺23上面的限位開關(guān)30的狀態(tài)。
【權(quán)利要求】
1. 一種田間信息遙控檢測平臺，包括移動平臺（16)、檢測控制系統(tǒng)、遙控控制系統(tǒng)，其 特征在于：所述檢測控制系統(tǒng)包括單片機(jī)（1)、無線通信模塊（2)、電源模塊（3)、存儲模塊 (4)、轉(zhuǎn)向驅(qū)動機(jī)構(gòu)（5)、升降驅(qū)動機(jī)構(gòu)（6)、環(huán)境溫濕度傳感器（7)、紅外土壤溫度傳感器 (8)、土壤水分檢測模塊（9)、6PS模塊（10)，所述單片機(jī)（1)、無線通信模塊（2)、電源模塊 (3)、存儲模塊（4)集成在儀器盒（20)中，通過天線（21)與遙控控制系統(tǒng)進(jìn)行無線連接，所 述紅外土壤溫度傳感器（8)安裝在傳感器安裝架（26)上，所述環(huán)境溫濕度傳感器（7)通過 航空插頭安裝在儀器盒（20)上，所述GPS模塊（10)采用手持GPS，通過RS232連接在儀器盒 (20)上；所述遙控控制系統(tǒng)包括Atmega328p單片機(jī)（11)、電位器（12)、液晶顯示器（13)、 按鍵模塊（14)和APC22無線通信模塊（15)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種田間信息遙控檢測平臺，其特征在于：所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動機(jī) 構(gòu)（5)包括轉(zhuǎn)向電機(jī)驅(qū)動器（17)、轉(zhuǎn)向電機(jī)（18)、電瓶（19)，轉(zhuǎn)向電機(jī)（18)為兩個，分別安 裝在移動平臺（16)的兩個前輪內(nèi)側(cè)，與轉(zhuǎn)向電機(jī)驅(qū)動器（17)連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種田間信息遙控檢測平臺，其特征在于：所述升降驅(qū)動機(jī) 構(gòu)（6)包括升降電機(jī)驅(qū)動器（22)、滑臺（23)、超聲波傳感器（24)、傳感器安裝架（26)、絲桿 (27)、升降電機(jī)（28)、限位塊（29)、限位開關(guān)（30)、超聲波傳感器安裝架（31)，所述升降驅(qū) 動機(jī)構(gòu)（6)安裝在移動平臺（16)的后側(cè)，所述超聲波傳感器（24)為兩個，安裝在超聲波傳 感器安裝架（31)上，所述限位塊（29)為兩個，分別安裝在升降機(jī)構(gòu)（6)的上下兩側(cè)，所述 限位開關(guān)（30)為兩個，分別安裝在滑臺（23)上下面內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種田間信息遙控檢測平臺，其特征在于：所述土壤水分檢 測模塊（9)包括三個土壤水分傳感器（25)，分別安裝在傳感器安裝架（26)上，通過航空插 頭連接在儀器盒（20)上。
【文檔編號】G01D21/02GK203869734SQ201420280248
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】陳軍, 馬陽, 慕軍營, 王榮, 韓冰, 韓文霆 申請人:西北農(nóng)林科技大學(xué)