一種基于dsp的玉米精播機種肥控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于DSP的玉米精播機種肥控制系統(tǒng)，包括DSP控制單元和與DSP通訊的串口通信單元、CAN通信單元、電平轉(zhuǎn)換單元、精播機傳感器信號處理單元和PWM輸出單元，所述的控制電路板安裝在駕駛室內(nèi)，還包括精播機按鍵輸入檢測單元和觸摸屏顯示單元、播種數(shù)檢測單元、施肥量檢測單元、種肥故障信息指示單元、播種數(shù)控制單元以及施肥量控制單元；所述的精播機按鍵輸入檢測單元、播種數(shù)檢測單元、施肥量檢測單元分別與輸入端的電平轉(zhuǎn)換單元相連，所述的故障信息指示單元、PWM輸出單元和輸出端的電平轉(zhuǎn)換單元相連,從而使操作人員及時解決故障，保證玉米不會因為種子和化肥的施播不合理導(dǎo)致減產(chǎn)。
【專利說明】—種基于DSP的玉米精播機種肥控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及農(nóng)業(yè)機械，是一種基于DSP的玉米精播機種肥控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]精密播種機是目前我國大面積種植普遍使用的農(nóng)業(yè)機械，國內(nèi)的玉米精播機大多數(shù)都是機械式播種機，智能化程度比較低，對于玉米播種過程中出現(xiàn)的漏播、缺種、缺肥等信息無法進(jìn)行監(jiān)測，在大面積播種的時候還需要耗費一部分人力來進(jìn)行人工的監(jiān)測；一些智能化的玉米精播機也只能實現(xiàn)播種過程中種肥情況的簡單監(jiān)測，無法做到精確控制。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，公開了一種基于DSP的玉米精播機種肥控制系統(tǒng)，采用DSP作為核心控制芯片，選用帶CAN總線接口的觸摸屏作為顯示單元來進(jìn)行種肥信息的監(jiān)測，并可以通過觸摸功能在顯示屏上進(jìn)行種肥參數(shù)的設(shè)置，使用起來十分方便，故障誤報率大大減少。
[0004]為了達(dá)到以上目的，本實用新型是采取以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
[0005]一種基于DSP的玉米精播機種肥控制系統(tǒng)，包括位于控制電路板上的以DSP為核心芯片的控制單元和與DSP通訊的串口通信單元、CAN通信單元、電平轉(zhuǎn)換單元、精播機傳感器信號處理單元和PWM輸出單元，所述的控制電路板安裝在駕駛室內(nèi)，還包括安裝在駕駛室的精播機按鍵輸入檢測單元和觸摸屏顯示單元、安裝在播種單體上的播種數(shù)檢測單元、安裝在肥箱上的施肥量檢測單元、用于進(jìn)行故障指示的種肥故障信息指示單元、安裝在播種單體上的播種數(shù)控制單元以及安裝在施肥單體上的施肥量控制單元；所述的精播機按鍵輸入檢測單元、播種數(shù)檢測單元、施肥量檢測單元分別與輸入端的電平轉(zhuǎn)換單元相連，所述的故障信息指示單元、PWM輸出單元和輸出端的電平轉(zhuǎn)換單元相連。
[0006]所述的精播機按鍵輸入檢測單元包括三個按鍵，分別為系統(tǒng)啟動、系統(tǒng)停止和參數(shù)復(fù)位，三個按鍵都為不自鎖的機械式按鍵，按鍵按下時，輸入高電平給控制系統(tǒng)。
[0007]所述的精播機傳感器信號處理單元用于把系統(tǒng)輸入的傳感器模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，方便DSP核心算法單元進(jìn)行運算處理。
[0008]所述的播種數(shù)檢測單元包括兩個檢測傳感器，用于實時記錄播種數(shù)的光電式傳感器位于播種單體播種齒輪兩側(cè)，一側(cè)為發(fā)射端，一側(cè)為接收端，齒輪轉(zhuǎn)動時光電式傳感器輸出對應(yīng)的脈沖信號；用于檢測種箱是否缺種的電容式接近傳感器通過卡座固定在距離種箱底部l_2cm處,種箱有種時傳感器無信號輸出。
[0009]所述的施肥量檢測單元包括16個光電式傳感器，傳感器的發(fā)射端和接收端自上至下均勻的分布在肥箱內(nèi)壁兩側(cè)，相鄰的兩個傳感器之間間隔1.2cm，施肥時，料位不斷下降，原來被肥料擋住沒信號輸出的傳感器開始有信號輸出，DSP核心算法單元循環(huán)不斷的檢測16個傳感器的輸入信號情況，通過計算就可以得出具體的施肥量。
[0010]所述的播種數(shù)控制單元包括直流電機和播種堵塞檢測傳感器兩部分，直流電機安裝在播種單體上部，通過控制PWM信號的占空比和周期來調(diào)節(jié)直流電機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)播種數(shù)的精確控制；播種堵塞檢測傳感器安裝在距離導(dǎo)種管底部20cm處，為電容式接近傳感器，正常情況下，玉米種子在導(dǎo)種管底部堆積不會超過20cm，發(fā)生堵塞時，電容式接近傳感器無信號輸出，DSP核心算法單元就可以判斷出種子發(fā)生堵塞。
[0011]所述的施肥量控制單元包括比例閥和施肥堵塞檢測傳感器兩部分，比例閥安裝在肥箱下端的距肥箱10-12cm處，通過調(diào)節(jié)PWM信號的占空比和周期來控制比例閥的位移大小，實現(xiàn)施肥量的精確控制；施肥堵塞檢測傳感器安裝在距離導(dǎo)肥管底部15cm處，為電容式接近傳感器，正常情況下，肥料在導(dǎo)肥管底部堆積不會超過15cm，發(fā)生堵塞時，電容式接近傳感器無信號輸出，DSP核心算法單元就可以判斷出肥料發(fā)生堵塞。
[0012]所述的電平轉(zhuǎn)換單元用于實現(xiàn)系統(tǒng)輸入輸出的3.3V和5V電壓信號之間的相互轉(zhuǎn)換；
[0013]所述的串口通信單元為調(diào)試時使用，用于與上位機調(diào)試軟件進(jìn)行通信；
[0014]所述的觸摸屏顯示單元通過CAN通信單元與DSP核心算法單元進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，用于種肥參數(shù)設(shè)置和種肥信息顯示。
[0015]本實用新型的有益效果如下:
[0016]采用高運算速度的DSP作為核心控制芯片，算法執(zhí)行速度快，芯片頻率可達(dá)150MHz，整個控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度快，滿足系統(tǒng)對實時性的要求；DSP與觸摸屏之間通過CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，CAN總線具有連接布線便捷、數(shù)據(jù)傳輸效率高、抗干擾能力強的特點，保證了信息傳輸?shù)目煽啃?，大大減少了故障信息的誤報率；采用觸摸屏作為顯示設(shè)備，操作起來十分方便，可以按照系統(tǒng)需要設(shè)計顯示界面和參數(shù)輸入界面；在種箱、肥箱、導(dǎo)種管和導(dǎo)肥管處都安裝了傳感器，能有效的檢測出種肥堵塞、缺種、缺肥等故障，并進(jìn)行顯示，從而使操作人員及時解決故障，保證玉米不會因為種子和化肥的施播不合理導(dǎo)致減產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型整個系統(tǒng)框圖。
【具體實施方式】
[0018]參見附圖所示。
[0019]一種基于DSP的玉米精播機種肥控制系統(tǒng)，其包括:位于控制電路板上的以DSP為核心芯片的算法單元、串口通信單元、CAN通信單元、電平轉(zhuǎn)換單元和精播機傳感器信號處理單元，控制電路板安裝在駕駛室內(nèi)，還包括安裝在駕駛室的精播機按鍵輸入檢測單元、觸摸屏顯示單元和種肥故障信息指示單元、安裝在播種單體上的播種數(shù)檢測單元、安裝在肥箱上的施肥量檢測單元、安裝在播種單體上的播種數(shù)控制單元以及安裝在施肥單體上的施肥量控制單元。電平轉(zhuǎn)換單元用于實現(xiàn)系統(tǒng)輸入輸出的3.3V和5V電壓信號之間的相互轉(zhuǎn)換；串口通信單元為調(diào)試時使用，用于與上位機調(diào)試軟件進(jìn)行通信；精播機傳感器信號處理單元用于把系統(tǒng)輸入的傳感器模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，方便DSP核心算法單元進(jìn)行運算處理。
[0020]控制系統(tǒng)上電后，先進(jìn)行DSP核心算法單元內(nèi)部各個模塊的初始化，初始化完成后，檢查觸摸屏是否有CAN通信故障信息顯示，無故障說明觸摸屏與DSP核心算法單元之間的通信正常，然后根據(jù)實際的播種情況，在觸摸屏上進(jìn)行種肥參數(shù)設(shè)置，設(shè)置完成后按下系統(tǒng)啟動按鍵控制系統(tǒng)開始運行，DSP核心算法單元根據(jù)預(yù)設(shè)的參數(shù)計算出需要的PWM信號的占空比和周期值，分別控制安裝在播種單體上部的直流電機和安裝在肥箱下端導(dǎo)肥管處的比例閥，實現(xiàn)播種數(shù)和施肥量的精確控制；同時采集安裝在播種單體的播種齒輪附近的光電式傳感器的信號，當(dāng)齒輪擋住傳感器的發(fā)射端和接收端時，傳感器輸出12V高電平，未擋住時傳感器輸出0V，電機帶動齒輪不斷的轉(zhuǎn)動，傳感器輸出高低電平來回變換的脈沖信號，對此脈沖信號進(jìn)行計數(shù)就可以計算出實際的播種數(shù)；系統(tǒng)運行時還采集均勻安裝在肥箱內(nèi)壁的16個光電傳感器的信號，當(dāng)肥料沒過施肥量檢測傳感器或與之平齊時，傳感器輸出12V高電平，當(dāng)肥箱中的肥料低于施肥量檢測傳感器時，傳感器輸出OV低電平，控制系統(tǒng)對這16個傳感器信號循環(huán)采集，根據(jù)肥箱的實際尺寸，就可以計算出實際的施肥量。控制系統(tǒng)計算出的播種數(shù)和施肥量通過CAN通信單元發(fā)送給觸摸屏進(jìn)行實時顯示。
[0021]對于安裝在種箱底部的光電式傳感器，當(dāng)其輸出OV低電平時，說明種子位置過低，種箱缺種；對于安裝在肥箱上的16個光電傳感器，當(dāng)位于肥箱底部的16號傳感器輸出OV低電平時，說明料位過低，肥箱缺料。系統(tǒng)根據(jù)這兩個傳感器信號判斷出缺種、缺肥，把信息通過觸摸屏進(jìn)行顯示，并控制種肥故障指示單元進(jìn)行故障指示，引起工作人員注意，及時的停機補種補肥。
[0022]對于安裝在距離導(dǎo)種管底部20cm處的播種堵塞檢測傳感器和安裝在距離導(dǎo)肥管底部15cm處的施肥堵塞檢測傳感器，未發(fā)生堵塞時這兩個傳感器輸出都是OV低電平，一旦發(fā)生堵塞，傳感器輸出都是12V高電平，控制系統(tǒng)通過這兩個傳感器的輸出信號，就可以判斷出是否出現(xiàn)種肥堵塞現(xiàn)象，發(fā)生堵塞時，把信息通過觸摸屏進(jìn)行顯示，并控制種肥故障指示單元進(jìn)行故障指示，引起工作人員注意，及時的停機處理。
[0023]上述實施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于DSP的玉米精播機種肥控制系統(tǒng)，包括位于控制電路板上的以DSP為核心芯片的控制單元和與DSP通訊的串口通信單元、CAN通信單元、電平轉(zhuǎn)換單元、精播機傳感器信號處理單元和PWM輸出單元，所述的控制電路板安裝在駕駛室內(nèi)，其特征在于:還包括安裝在駕駛室的精播機按鍵輸入檢測單元和觸摸屏顯示單元、安裝在播種單體上的播種數(shù)檢測單元、安裝在肥箱上的施肥量檢測單元、用于進(jìn)行故障指示的種肥故障信息指示單元、安裝在播種單體上的播種數(shù)控制單元以及安裝在施肥單體上的施肥量控制單元；所述的精播機按鍵輸入檢測單元、播種數(shù)檢測單元、施肥量檢測單元分別與輸入端的電平轉(zhuǎn)換單元相連，所述的故障信息指示單元、PWM輸出單元和輸出端的電平轉(zhuǎn)換單元相連。
2.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的精播機按鍵輸入檢測單元包括三個按鍵，分別為系統(tǒng)啟動、系統(tǒng)停止和參數(shù)復(fù)位，三個按鍵都為不自鎖的機械式按鍵。
3.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的精播機傳感器信號處理單元為一個模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。
4.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的播種數(shù)檢測單元包括兩個檢測傳感器，用于實時記錄播種數(shù)的光電式傳感器位于播種單體播種齒輪兩側(cè)，一側(cè)為發(fā)射端，一側(cè)為接收端，齒輪轉(zhuǎn)動時光電式傳感器輸出對應(yīng)的脈沖信號；用于檢測種箱是否缺種的電容式接近傳感器通過卡座固定在距離種箱底部l-2cm處。
5.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的施肥量檢測單元包括16個光電式傳感器，傳感器的發(fā)射端和接收端自上至下均勻的分布在肥箱內(nèi)壁兩側(cè)，相鄰的兩個傳感器之間間隔1.2cm。
6.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的播種數(shù)控制單元包括直流電機和播種堵塞檢測傳感器兩部分，直流電機安裝在播種單體上部；播種堵塞檢測傳感器安裝在距離導(dǎo)種管底部20cm處，為電容式接近傳感器。
7.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的施肥量控制單元包括比例閥和施肥堵塞檢測傳感器兩部分，比例閥安裝在肥箱下端的距肥箱10-12cm處；施肥堵塞檢測傳感器安裝在距離導(dǎo)肥管底部15cm處，為電容式接近傳感器。
【文檔編號】G05B19/042GK203520084SQ201320640472
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】孫永佳, 李青龍, 陳剛, 彭強吉, 沈景新, 孫宜田 申請人:山東省農(nóng)業(yè)機械科學(xué)研究院