一种农用无人机药箱液位在线监测装置的制造方法_2

文档序号:9105008阅读:来源:国知局
广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可 以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以是通过中间媒介间接连接,可以 说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在 本实用新型的具体含义。
[0041] 下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。
[0042] 实施例1
[0043] 如图1所示,本实用新型一种农用无人机药箱液位在线监测装置具体包括:
[0044] 标定信号输入模块1、机上药液监测控制模块2、液位信息采集模块3、模数转换模 块4、机上无线模块5、电源模块6、地面监测模块7、地面无线模块8、地面电源模块9和显示 模块10,标定信号输入模块1、机上无线模块5分别与机上药液监测控制模块2连接,液位 信息采集模块3与模数转换模块4的数据输入端连接,模数转换模块4的数据输出端与机 上药液监测控制模块2连接,电源模块6为机上药液监测控制模块2和机上无线模块5供 电;
[0045] 机上无线模块5与地面无线模块8无线连接,地面无线模块8还与地面监测模块7 连接,地面监测模块7与显示模块9连接,地面电源模块10为地面监测模块7和地面无线 模块8供电;
[0046] 机上药液监测控制模块2通过标定信号输入模块1的信号输入预先对液位状态值 与药箱中液位进行对应标定;其中液位状态值指的是药箱的液面高度,与模数转换后的数 据是 对应关系。
[0047] 机上药液监测控制模块2内设置有存储标定信号输入模块1输入的液位状态值的 数据存贮单元。
[0048] 具体应用时,农用无人机上的药箱预先进行液位标定,通过标定信号输入模块1 输入液位状态值,机上药液监测控制模块2控制液位信息采集模块3对药箱中的标定液位 进行信息采集,将采集的信息通过模数转换模块4转换后输入机上药液监测控制模块2,机 上药液监测控制模块2对药箱标定液位和采集的信息进行对应,从而完成药箱液位标定。 工作时,通过液位信息采集模块3实时监测农用无人机药箱的液位并通过机上药液监测控 制模块2对监测信息进行处理得到药箱的实际液位状态并最后通过机上无线模块5传回到 地面,通过显示模块9显示出来,供现场操作人员实时了解农用无人机药箱的实际液位情 况。
[0049] 其中农用无人机上的药箱的液位标定可以根据实际需要操作,如可以进行7个液 位信息的标定,如药箱药液剩余量为0、10%、20%、30%、50%、70%、100%时分别对应的液 位信息,通过液位信息采集模块3对这些液位信息进行采集并通过模数转换模块4形成对 应的液位状态值,从而得到药箱液位与液位状态值的对应关系,如下表所示:
[0050]
[0051] 药箱液位标定后装置循环采集实时的药箱液位信息,然后循环判断当前液位状 态,从而得到液位剩余量在0-100%的不同区间时的液位状态值,并将实时的液位状态值传 输并显示于地面终端上。
[0052] 在具体实施过程中,机上药液监测控制模块2和地面监测模块7可以采用单片机 实现。在单片机的具体选型中,本具体实施例采用了 STC89C52单片机来具体实现。STC单 片机是一款增强型51单片机,完全兼容MCS. 51,还增加了新的功能,新增两级中断优先级, 多一个外中断,内置EEPR0M,硬件看门狗,具有掉电模式,512B内存,支持ISP在线编程,不 用编程器,程序可擦写10万次。管脚完全兼容,性能更好,驱动能力更强,超强抗干扰能力, 功耗更低,价格也比传统的89系列低,故本实用新型采用STC89C52单片机作为系统主控芯 片。当然,本本实用新型还可以采用其他型号的单片机来实现机上药液监测控制模块2的 功能,在此不再赘述。
[0053] 在具体实施过程中,标定信号输入模块1采用按键实现,操作人员可以通过简单 的按键输入来输入液位状态值,机上药液监测控制模块2对药箱标定液位进行信息采集和 记录。
[0054] 液位信息采集模块3可以采用传感器来实现,具体可以采用压电式型液位传感 器。压电式型液位传感器基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理,利用半导体的 压阻效应和微机械加工技术,在单晶硅片的特定晶向上,用光刻、扩散等半导体工艺制作一 惠斯登电桥,形成敏感膜片,当受到外力作用时产生微应变,电阻率发生变化,使桥臂电阻 发生变化,再激励电压信号输出电压信号。其输出信号大,精度高,耐腐蚀性及可靠性都较 好。另外,压电式LM型液位传感器低成本,微量程,适用于小罐体液位检测,故本实用新型 采用压电式型液位传感器作为液位信号的采集,可达到低成本,耐腐蚀的效果。此外,本实 用新型e还可以采用气压式或激光式或超声波式液位传感器作为液位信息采集模块3。
[0055] 由于STC89C52单片机本身无 A/D转换功能,压电式型液位传感器采集到的液位信 号为0. 5-4. 5V的输出电压,需经过模数转换才能被单片机识别处理。本实用新型中模数转 换模块4可以采用ADC0809芯片实现。ADC0809芯片是8位逐次逼近型A/D转换器,可将单 极性0-5V电压信号转换为数字信号,其转换时间约lOOus,转换精度为1/512,符合本实用 新型中A/D转换速度及精度上的需求,故本实用新型采用ADC0809作为AD转换器。当然, 本实用新型还可以采用其他型号的AD转换器来实现机上模数转换模块的功能,在此不再 赘述。
[0056] 机上无线模块5用于进行液位状态值的发送终端,结合具体应用中,一般要求能 实现通信极限距离为1千米,NRF24L01是一款无线通信通信芯片,采用FSK调制,可实现点 对点或是1对6的无线通信,无线通信速度可以达到2M(bps)。其中,NRF24L01+PA+LNA型 号无线模块发射效率高,谐波小,对外界设备的射频干扰极低,同时不易受到其他设备的干 扰,有很好的工作稳定性。同时。其集成度极高,体积小,可减轻本实用新型对农用无人机 增加的负载。故本实用新型可以采用NRF24L01+PA+LNA模块实现数据的无线传输,具体电 路图图2所示
[0057] 在具体实施过程中,为了能够对实时药箱液位进行指示,本实用新型还集成了报 警电路,通过报警电路来指示实时采集的液位状态值。具体实现时,报警电路可以通过蜂鸣 器和LED灯来实现。
[0058] 集成上述具体芯片所形成的电路如图2-6所示:
[0059] 如图3所示,STC89C52单片机的P2. 0 口与作为标定信号输入模块1的按键key2 一端连接,key2另一端接地,实现液位指示器的数据标定功能,STC89C52单片机在判断到 按键按下时便记录当前液位信号经模数转换模块4转换后的值,用于后续液位状态判断。 STC89C52单片机对液位信号进行实时处理并控制报警电路及无线模块的工作状态;
[0060] STC89C52的PO 口通过排阻与模数转换模块4的数据输入端连接,具体地, STC89C52的PO 口与ADC0809的D0-D7数据输出口连接,ADC0809将转换后的实时药箱液位 信息数字信号传输给STC89C52 ;
[0061] STC89C52的Pl 口与机上无线模块5连接,通过Pl 口控制机上无线模块5的收发 状态及传输的数据;
[0062] 其他具体外围电路连接中,STC89C52的RST接口通过一个按键与电源VCC连接,该 按键两端还并联有电容Cl,RST接口还通过电阻R3接地,XTAL2接口和XTALl接口并联一 晶振分别通过一电容C2、C3接地;STC89C52的VCC接口与
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