一种精播机施肥量无线计量监测系统的制作方法

本实用新型涉及无线通信技术领域，具体的说是一种精播机施肥量无线计量监测系统。

背景技术：

随着农业机械化水平的不断提高，精密播种机广泛应用于田间大面积作业中，既提高了生产效率，又降低了生产成本。但是，精密播种机作业过程中由于机械故障等原因，会出现肥箱排空、肥管空或堵塞的情况。精密播种机多为大面积长时间作业，一旦发生上述故障且未及时发现解决，会影响到大面积作物的后期生长，进而严重影响粮食产量。

现有技术中，利用电容传感器与伺服电机设计了玉米免耕播种施肥机作业监测系统，通过调整伺服电机控制播种施肥量，同时对播种施肥量有精准的测量。但是，电容传感器会由于田间灰尘、水分等因素影响到系统电容值测量的准确性，且寄生电容较难处理。系统数据传输容易受到干扰，增加了系统布线面积，增加了成本，监测装置安装和拆卸不方便。

因此，为克服上述技术的不足而设计出一款结构简单，可以实现无线传输数据，成本低廉，工作运行稳定，提高施肥效率的一种精播机施肥量无线计量监测系统，正是发明人所要解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种精播机施肥量无线计量监测系统，其结构简单，可以实现无线传输数据，成本低廉，工作运行稳定，提高施肥效率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种精播机施肥量无线计量监测系统，其包括有上位机终端、下位机，所述上位机终端通过无线通信模块与下位机连接，所述下位机包括有单片机，所述单片机分别与复位电路、无线通信模块、编码器、红外光电传感器、电容接近开关、声光报警装置连接，所述红外光电传感器设置在肥管中，所述电容接近开关将对肥箱状态的检测数据通过无线通信模块传输到上位机终端内，所述红外光电传感器的发射端采用红外发光二极管，所述红外光电传感器的接收端采用黑色胶体封装的光敏三极管，所述单片机通过整形电路与红外光电传感器的接收端连接。

进一步，所述单片机选用STC12C5A60S2芯片。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型利用编码器间接测量精密播种机的施肥量，通过红外光电传感器监测肥管的工作状况，利用接近式电容开关进行箱空检测，解决了压力传感器容易导致误报警的问题，数据的传输采用无线通信的方式，减少了布线，使监测装置易于安装和拆卸，上位机终端不仅可以实时显示采集的数据和出现故障的区域，还可以对作业数据进行存储，方便作业结束后进行分析，满足了实际田间作业中肥量监测及肥量施肥状态预警等任务，对提高我国农业现代化发展水平具有重要意义。

附图说明

图1是本实用新型系统结构框图。

图2是本实用新型下位机系统电路原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型，应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落在申请所附权利要求书所限定的范围。

参见图1是本实用新型系统结构框图，该结构一种精播机施肥量无线计量监测系统，包括有上位机终端、下位机，上位机终端通过无线通信模块与下位机连接，下位机包括有单片机，单片机分别与复位电路、无线通信模块、编码器、红外光电传感器、电容接近开关、声光报警装置连接，红外光电传感器设置在肥管中，电容接近开关将对肥箱状态的检测数据通过无线通信模块传输到上位机终端内，红外光电传感器的发射端采用红外发光二极管，红外光电传感器的接收端采用黑色胶体封装的光敏三极管，单片机通过整形电路与红外光电传感器的接收端连接。

下位机施肥计量监测部分主要由微处理器、无线模块、编码器、红外光电传感器及接近式电容开关等组成。监测系统使用STC12C5A60S2单片机作为微处理器，通过采集编码器的脉冲数间接计量精密播种机的施肥量，安装在肥管中部的红外光电传感器完成肥管工作状态的监测，电容接近开关完成对肥箱状态的监测，获取的作业数据通过无线模块传输到上位机终端。

上位机通过无线模块向下位机发送启动、数据采集、停止等控制指令，下位机接收到相应的控制指令后开始工作，将测量的作业参数传送到上位机实时显示。当接收到下位机传来的报警信息后，上位机会显示出现故障的区域，同时启动声光报警，通知机车驾驶员停车排除故障。

参见图2是本实用新型下位机系统电路原理图，当有肥料经过红外光电传感器时，肥料将传感器发射端光线挡住，接收端返回高电平；当没有肥料经过时，接收端返回低电平。微处理器通过接收端是否发生电平变化来判断肥管内的肥料流动状态。选用指向性强、亮度高、聚光性较好的红外发光二极管，接收端使用黑色胶体封装的光敏三极管。考虑到肥管外部无避光装置，日光的照射会影响检测的准确性，在光电传感器的外部较加装黑色塑料避光盒以提高系统的准确性，接收端的电平信号波形不规整，微处理器无法对信号进行准确处理，需经整形电路处理。

检测系统使用的电容开关为PNP常开型，可自行调整距离，在电路中通过下拉电阻调整其输出状态。当肥料距离接近开关距离超出设定范围10mm时，接近开关输出低电平，微处理器启动其内部定时器工作；当低电平持续时间超出报警设定时间3s时，向上位机发送报警信息；肥料充足未超出设定距离时，输出高电平。微处理器通过其电平的变化就可以判断肥箱内的状态，相比于压力传感器，电容式接近开关可靠性和准确性更高，且降低了成本。

本实用新型利用编码器间接测量精密播种机的施肥量，通过红外光电传感器监测肥管的工作状况，利用接近式电容开关进行箱空检测，解决了压力传感器容易导致误报警的问题。数据的传输采用无线通信的方式，减少了布线，使监测装置易于安装和拆卸。上位机终端不仅可以实时显示采集的数据和出现故障的区域，还可以对作业数据进行存储，方便作业结束后进行分析。该系统在实际田间作业中能够达到设计中基本要求，满足实际田间作业中肥量监测及肥量施肥状态预警等任务，对提高我国农业现代化发展水平具有重要意义。