基于云平臺的農(nóng)機工況檢測裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型的基于云平臺的農(nóng)機工況檢測裝置，涉及農(nóng)業(yè)裝備自動化領域，是由核心處理器、GPRS模塊、聲光報警器、顯示屏、CAN總線、通用型數(shù)據(jù)采集器、浮子式液位傳感器、霍爾傳感器、GPS/北斗雙模接收機和電容式接近開關構成，其能夠監(jiān)測農(nóng)機的運行狀態(tài)，通過CAN總線傳至核心處理器，對機車非正確狀態(tài)做出適當調(diào)整，最終將核心處理器綜合分析得到數(shù)據(jù)及參數(shù)生成機車的工況信息，通過GPRS發(fā)送到云端的服務器上，使農(nóng)機調(diào)度中心能夠通過訪云服務器來對農(nóng)機完成作業(yè)信息進行實時監(jiān)測、機車信息的歷史數(shù)據(jù)查詢，使機收的組織者和參與者能夠快捷、準確、詳細掌握的農(nóng)機作業(yè)信息，不僅提高了農(nóng)機作業(yè)的工作效率和作業(yè)質(zhì)量，也使農(nóng)機資源得到充分的利用。
【專利說明】
基于云平臺的農(nóng)機工況檢測裝置
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及農(nóng)業(yè)機械自動化領域，尤其涉及一種基于云平臺的農(nóng)機工況檢測
目.0
【背景技術】
[0002]隨著我國農(nóng)業(yè)機械數(shù)量的快速增加以及農(nóng)業(yè)機械跨區(qū)作業(yè)，農(nóng)機作業(yè)范圍越來越大，傳統(tǒng)農(nóng)機作業(yè)信息反饋實時性差，不能滿足機收的組織者和參與者對信息快捷、準確、詳細掌握的要求，不僅降低了農(nóng)機作業(yè)的工作效率和作業(yè)質(zhì)量，也造成了農(nóng)機的不合理配置，導致了資源的嚴重浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型對于上述現(xiàn)有技術的不足，提供了一種基于云平臺的農(nóng)機工況檢測裝置。
[0004]本實用新型的基于云平臺的農(nóng)機工況檢測裝置，是由核心處理器、GPRS模塊、聲光報警器、顯示屏、CAN總線、通用型數(shù)據(jù)采集器、浮子式液位傳感器、霍爾傳感器、GPS/北斗雙模接收機和電容式接近開關構成，核心處理器分別與GPRS模塊、聲光報警器、顯示屏和CAN總線電路連接，CAN總線分別與通用型數(shù)據(jù)采集器1、通用型數(shù)據(jù)采集器Π、通用型數(shù)據(jù)采集器ΙΠ和通用型數(shù)據(jù)采集器IV電路連接，通用型數(shù)據(jù)采集器I與浮子式液位傳感器電路連接，通用型數(shù)據(jù)采集器π與霍爾傳感器電路連接，通用型數(shù)據(jù)采集器m與GPS/北斗雙模接收機電路連接，通用型數(shù)據(jù)采集器IV與電容式接近開關電路連接，所述的CAN總線上設有末端電阻I和末端電阻Π，GPRS模塊連接天線。
[0005]作為本實用新型的進一步改進，所述的核心處理器為STM32F1系列處理器。
[0006]作為本實用新型的進一步改進，所述的通用型數(shù)據(jù)采集器內(nèi)部設有微控制器、CAN收發(fā)控制模塊、CAN接口、I2C接口、UART接口、模數(shù)轉換接口、脈沖捕獲接口、LED指示模塊、基準電壓模塊和電源電壓模塊，所述的微控制器分別與CAN收發(fā)控制模塊、I2C接口、UART接口、模數(shù)轉換接口、脈沖捕獲接口、LED指示模塊、基準電壓模塊和電源電壓模塊電路連接，CAN收發(fā)控制模塊與CAN接口電路連接。
[0007]作為本實用新型的進一步改進，所述的微控制器為IAP15W4K58S4單片機。
[0008]本實用新型的基于云平臺的農(nóng)機工況檢測裝置，能夠監(jiān)測農(nóng)機工作中的運行狀態(tài)，包括機車定位、油耗等、作業(yè)面積、工作狀態(tài)等，通過CAN總線傳至核心處理器，同時在核心處理器部分也可以通過人工干預，對機車非正確狀態(tài)做出適當調(diào)整，最終將核心處理器綜合分析得到數(shù)據(jù)及參數(shù)生成機車的工況信息，通過GPRS發(fā)送到云端的服務器上，使農(nóng)機調(diào)度中心能夠通過訪云服務器來對農(nóng)機完成作業(yè)信息進行實時監(jiān)測、機車信息的歷史數(shù)據(jù)查詢，使機收的組織者和參與者能夠快捷、準確、詳細掌握的農(nóng)機作業(yè)信息，不僅提高了農(nóng)機作業(yè)的工作效率和作業(yè)質(zhì)量，也使農(nóng)機配置更加合理，使農(nóng)機資源得到充分的利用。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型結構框圖；
[0010]圖2為本實用新型通用型數(shù)據(jù)采集器結構框圖；
[0011 ]圖3為本實用新型通用型數(shù)據(jù)采集器的微處理器原理圖；
[0012]圖4為本實用新型通用型數(shù)據(jù)采集器的CAN收發(fā)控制模塊原理圖；
[0013]圖5為本實用新型通用型數(shù)據(jù)采集器的CAN接口原理圖；
[0014]圖6為本實用新型通用型數(shù)據(jù)采集器的I2C接口原理圖；
[0015]圖7為本實用新型通用型數(shù)據(jù)采集器的UART接口原理圖；
[0016]圖8為本實用新型通用型數(shù)據(jù)采集器的模數(shù)轉換接口原理圖；
[0017]圖9為本實用新型通用型數(shù)據(jù)采集器的脈沖捕獲接口原理圖；
[0018]圖10為本實用新型通用型數(shù)據(jù)采集器的LED指示模塊原理圖；
[0019]圖11為本實用新型通用型數(shù)據(jù)采集器的基準電壓模塊原理圖；
[0020]圖12為本實用新型通用型數(shù)據(jù)采集器的電源穩(wěn)壓模塊原理圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示，本實用新型的基于云平臺的農(nóng)機工況檢測裝置，是由核心處理器1、GPRS模塊2、聲光報警器16、顯示屏13、CAN總線4、通用型數(shù)據(jù)采集器、浮子式液位傳感器9、霍爾傳感器10、GPS/北斗雙模接收機11和電容式接近開關12構成，所述的核心處理器I為STM32F1系列處理器，核心處理器I分別與GPRS模塊2、聲光報警器16、顯示屏13和CAN總線4電路連接，CAN總線4分別與通用型數(shù)據(jù)采集器15、通用型數(shù)據(jù)采集器Π6、通用型數(shù)據(jù)采集器ΙΠ7和通用型數(shù)據(jù)采集器IV8電路連接，通用型數(shù)據(jù)采集器15與浮子式液位傳感器9電路連接，通用型數(shù)據(jù)采集器15通過模數(shù)轉換接口對浮子式液位傳感器9采集的機車剩余油量信息進行收集處理和發(fā)送;通用型數(shù)據(jù)采集器Π6與霍爾傳感器10電路連接，通用型數(shù)據(jù)采集器Π 6通過脈沖捕獲接口對霍爾傳感器10采集的機車行駛速度信息進行收集處理和發(fā)送;通用型數(shù)據(jù)采集器ΙΠ7與GPS/北斗雙模接收機11電路連接，通用型數(shù)據(jù)采集器ΙΠ7通過UART對GPS/北斗雙模接收機11采集的機車定位信息和系統(tǒng)時間進行收集處理和發(fā)送;通用型數(shù)據(jù)采集器IV8與電容式接近開關12電路連接，通用型數(shù)據(jù)采集器IV8通過脈沖捕獲接口對電容式接近開關12采集的機車是否處于作業(yè)狀態(tài)信息進行收集處理和發(fā)送;通用型數(shù)據(jù)采集器15、通用型數(shù)據(jù)采集器Π6、通用型數(shù)據(jù)采集器ΙΠ7和通用型數(shù)據(jù)采集器IV8對采集到的數(shù)據(jù)處理后經(jīng)過CAN總線4發(fā)送到核心處理器I;核心處理器I對接收到的數(shù)據(jù)進行分析和運算之后生成工況信息在顯示屏13上顯示并通過GPRS模塊2發(fā)送到云端的數(shù)據(jù)庫中去，GPRS模塊2連接天線3;機車在作業(yè)狀態(tài)和行駛狀態(tài)之間發(fā)生改變時觸發(fā)聲光報警器16報警提示駕駛員在顯示屏13上確認狀態(tài)切換是否正確;所述的CAN總線4上設有末端電阻114和末端電阻Π 15，用于消除在通信電纜中的信號反射。
[0022]如圖2所示，通用型數(shù)據(jù)采集器內(nèi)部設有微控制器25、CAN收發(fā)控制模塊26、CAN接口 17、12C接口 18、UART接口 19、模數(shù)轉換接口 20、脈沖捕獲接口 21、LED指示模塊22、基準電壓模塊23和電源電壓模塊24，所述的微控制器25分別與CAN收發(fā)控制模塊26、12C接口 18、UART接口 19、模數(shù)轉換接口 20、脈沖捕獲接口 21、LED指示模塊22、基準電壓模塊23和電源電壓模塊24電路連接，CAN收發(fā)控制模塊26與CAN接口 17電路連接，微控制器25對采集的傳感器進行初級的簡單處理。
[0023]如圖3所示的微控制器25為IAP15W4K58S4單片機，用于完成浮子式液位傳感器9、霍爾傳感器10、GPS/北斗雙模接收機11和電容式接近開關12的數(shù)據(jù)收集、轉換、發(fā)送的功會K。
[0024]如圖5所示的的是通用型數(shù)據(jù)采集器的CAN收發(fā)控制模塊26，其中CA匪OD集成了CAN通信的控制器和收發(fā)器，其第4引腳和第5引腳串行接口與微控制器25的第19腳TXD和第18腳RXD相連，模塊上通過如圖4的CAN接口 17的CANH和CANL與上層核心處理器I相連，CAN收發(fā)控制模塊26是通用型數(shù)據(jù)采集器與核心處理器I通信的橋梁。
[0025]如圖6所示的是通用型數(shù)據(jù)采集器的I2C接口 18，I2C接口 18直接使用XH2.54-4P接線針座，第4腳與GND相連，第3腳、第2腳是12C通信的串行數(shù)據(jù)SDA線和串行時鐘SCL線，與微控制器25的22腳和17腳相連，第I腳與VCC相連，為預留傳感器接口。
[0026]如圖7所示的是通用型數(shù)據(jù)采集器的UART接口 19，UART接口 19直接使用XH2.54-4P接線針座，第4腳與GND相連，第3腳、第2腳是UART通信的串行數(shù)據(jù)收發(fā)線，與微控制器25的4腳和5腳相連，第I腳與VCC相連，為GPS/北斗雙模接收機接口。
[0027]如圖8所示的是通用型數(shù)據(jù)采集器的模數(shù)轉換接口20，ADC1為兩路ADC模/數(shù)轉換采集接口 R3、C3與R2、C2共同組成了簡易濾波電路XH2.54-4P是模擬量的輸入的連接端子，ADCl、ADC2與微控制器25的7、8腳相連接，用于微控制器25的模數(shù)轉換，為浮子式液位傳感器接口。
[0028]如圖9所示的是通用型數(shù)據(jù)采集器的脈沖捕獲接口21，脈沖捕獲接口 21直接使用XH2.54-4P接線針座，第4腳與GND相連，第3腳、第2腳是脈沖跳變檢測接口，與微控制器25的20腳和21腳相連，第I腳與VCC相連，為電容式接近開關的信號輸入接口。
[0029]如圖10所示的是通用型數(shù)據(jù)采集器的LED指示模塊22，LED指示模塊22中的LED與IK的電阻和串聯(lián)之后與微控制器25的30、31、32、33引腳相連，用作工作指示。
[0030]如圖11所示的是通用型數(shù)據(jù)采集器的基準電壓模塊23，其中TL431B是一個熱穩(wěn)定性能良好的三端精密穩(wěn)壓源，其第2腳輸出2.50v標準電壓，與第一腳相連后送入微控制器25第12角作為電壓基準輸入，通過0.1yF的電容連接到GND;第I腳通過510 Ω的電阻與5v電源輸入相連，第三腳直接與GND相連。
[0031]如圖12所示的是通用型數(shù)據(jù)采集器的電源電壓模塊24，其供電采用的是12v電壓供電，微控制器25和其他傳感部分感器需要在5v的電壓下才能正常工作，LMl是LM2596電壓轉換芯片，為電路供電提供5v的電壓，power是12v的供電入口與LM2596的I腳相連，GND是公共地，C4和C5是輸入側的濾波電容，并聯(lián)在電源的輸入側，C4是101IF的電解電容，作用是濾掉輸入側的低頻雜波，C5是0.1yF的瓷片電容作用是濾掉輸入側的高頻雜波;LM2596的5腳是開啟關斷控制腳，低電平下開啟，這里直接與GND相連接保證電源一直開啟，LM2596的3腳是公共地的連接端與GND相連接，D2是續(xù)流二極管，工作時電路中那個電感線圈LI會產(chǎn)生感生電壓，該電壓可能會損壞LM2596，D2是用來保護LM2596的，通過LM2596的第2腳反向并聯(lián)；LI是47μΗ的屏蔽電感，其兩端分別與LM2596的輸出和5v電壓的出口相連;C6和C7是5v輸出側的濾波電容，并聯(lián)在電源的輸出側，C7是220UF的電解電容，作用是濾掉輸出側的低頻雜波，C6是0.11IF的瓷片電容作用是濾掉輸出側的高頻雜波;D4是電源指示燈，R6是與電源指示燈串聯(lián)的限流電阻，其阻值大小為IK。
【主權項】
1.基于云平臺的農(nóng)機工況檢測裝置，是由核心處理器(1)、GPRS模塊(2)、聲光報警器(16)、顯示屏(13)、CAN總線(4)、通用型數(shù)據(jù)采集器、浮子式液位傳感器(9)、霍爾傳感器(10)、GPS/北斗雙模接收機(I I)和電容式接近開關(12)構成，其特征在于核心處理器(I)分別與GPRS模塊(2 )、聲光報警器(16)、顯示屏(13)和CAN總線(4 )電路連接，CAN總線(4 )分別與通用型數(shù)據(jù)采集器1(5)、通用型數(shù)據(jù)采集器Π (6)、通用型數(shù)據(jù)采集器ΠΚ7)和通用型數(shù)據(jù)采集器IV(S)電路連接，通用型數(shù)據(jù)采集器1(5)與浮子式液位傳感器(9)電路連接，通用型數(shù)據(jù)采集器Π (6)與霍爾傳感器(10)電路連接，通用型數(shù)據(jù)采集器ΙΠ(7)與GPS/北斗雙模接收機(11)電路連接，通用型數(shù)據(jù)采集器IV(S)與電容式接近開關(12)電路連接，所述的CAN總線(4)上設有末端電阻I (14)和末端電阻Π (15 )，GPRS模塊(2 )連接天線(3 )。2.如權利要求1所述的基于云平臺的農(nóng)機工況檢測裝置，其特征在于所述的核心處理器(I)為STM32F1系列處理器。3.如權利要求1所述的基于云平臺的農(nóng)機工況檢測裝置，其特征在于通用型數(shù)據(jù)采集器內(nèi)部設有微控制器(25)、CAN收發(fā)控制模塊(26)、CAN接口( 17)、12C接口( 18)、UART接口(19),模數(shù)轉換接口(20)、脈沖捕獲接口(21)、LED指示模塊(22)、基準電壓模塊(23)和電源電壓模塊(24)，所述的微控制器(25)分別與CAN收發(fā)控制模塊(26)、12C接口( 18)、UART接口(19),模數(shù)轉換接口(20)、脈沖捕獲接口(21)、LED指示模塊(22)、基準電壓模塊(23)和電源電壓模塊(24)電路連接，CAN收發(fā)控制模塊(26 )與CAN接口( 17 )電路連接。4.如權利要求3所述的基于云平臺的農(nóng)機工況檢測裝置，其特征在于微控制器(25)為IAP15W4K58S4 單片機。
【文檔編號】G01M17/007GK205679396SQ201620409305
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月9日 公開號201620409305.2, CN 201620409305, CN 205679396 U, CN 205679396U, CN-U-205679396, CN201620409305, CN201620409305.2, CN205679396 U, CN205679396U
【發(fā)明人】肖躍進, 張藝萌, 劉傳岐, 王杰, 梁春英, 李新宇
【申請人】黑龍江八一農(nóng)墾大學