基于云平台的农机工况检测装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型的基于云平台的农机工况检测装置，涉及农业装备自动化领域，是由核心处理器、GPRS模块、声光报警器、显示屏、CAN总线、通用型数据采集器、浮子式液位传感器、霍尔传感器、GPS/北斗双模接收机和电容式接近开关构成，其能够监测农机的运行状态，通过CAN总线传至核心处理器，对机车非正确状态做出适当调整，最终将核心处理器综合分析得到数据及参数生成机车的工况信息，通过GPRS发送到云端的服务器上，使农机调度中心能够通过访云服务器来对农机完成作业信息进行实时监测、机车信息的历史数据查询，使机收的组织者和参与者能够快捷、准确、详细掌握的农机作业信息，不仅提高了农机作业的工作效率和作业质量，也使农机资源得到充分的利用。
【专利说明】
基于云平台的农机工况检测装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及农业机械自动化领域，尤其涉及一种基于云平台的农机工况检测
目.0
【背景技术】
[0002]随着我国农业机械数量的快速增加以及农业机械跨区作业，农机作业范围越来越大，传统农机作业信息反馈实时性差，不能满足机收的组织者和参与者对信息快捷、准确、详细掌握的要求，不仅降低了农机作业的工作效率和作业质量，也造成了农机的不合理配置，导致了资源的严重浪费。
【发明内容】
[0003]本实用新型对于上述现有技术的不足，提供了一种基于云平台的农机工况检测装置。
[0004]本实用新型的基于云平台的农机工况检测装置，是由核心处理器、GPRS模块、声光报警器、显示屏、CAN总线、通用型数据采集器、浮子式液位传感器、霍尔传感器、GPS/北斗双模接收机和电容式接近开关构成，核心处理器分别与GPRS模块、声光报警器、显示屏和CAN总线电路连接，CAN总线分别与通用型数据采集器1、通用型数据采集器Π、通用型数据采集器ΙΠ和通用型数据采集器IV电路连接，通用型数据采集器I与浮子式液位传感器电路连接，通用型数据采集器π与霍尔传感器电路连接，通用型数据采集器m与GPS/北斗双模接收机电路连接，通用型数据采集器IV与电容式接近开关电路连接，所述的CAN总线上设有末端电阻I和末端电阻Π，GPRS模块连接天线。
[0005]作为本实用新型的进一步改进，所述的核心处理器为STM32F1系列处理器。
[0006]作为本实用新型的进一步改进，所述的通用型数据采集器内部设有微控制器、CAN收发控制模块、CAN接口、I2C接口、UART接口、模数转换接口、脉冲捕获接口、LED指示模块、基准电压模块和电源电压模块，所述的微控制器分别与CAN收发控制模块、I2C接口、UART接口、模数转换接口、脉冲捕获接口、LED指示模块、基准电压模块和电源电压模块电路连接，CAN收发控制模块与CAN接口电路连接。
[0007]作为本实用新型的进一步改进，所述的微控制器为IAP15W4K58S4单片机。
[0008]本实用新型的基于云平台的农机工况检测装置，能够监测农机工作中的运行状态，包括机车定位、油耗等、作业面积、工作状态等，通过CAN总线传至核心处理器，同时在核心处理器部分也可以通过人工干预，对机车非正确状态做出适当调整，最终将核心处理器综合分析得到数据及参数生成机车的工况信息，通过GPRS发送到云端的服务器上，使农机调度中心能够通过访云服务器来对农机完成作业信息进行实时监测、机车信息的历史数据查询，使机收的组织者和参与者能够快捷、准确、详细掌握的农机作业信息，不仅提高了农机作业的工作效率和作业质量，也使农机配置更加合理，使农机资源得到充分的利用。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型结构框图；
[0010]图2为本实用新型通用型数据采集器结构框图；
[0011 ]图3为本实用新型通用型数据采集器的微处理器原理图；
[0012]图4为本实用新型通用型数据采集器的CAN收发控制模块原理图；
[0013]图5为本实用新型通用型数据采集器的CAN接口原理图；
[0014]图6为本实用新型通用型数据采集器的I2C接口原理图；
[0015]图7为本实用新型通用型数据采集器的UART接口原理图；
[0016]图8为本实用新型通用型数据采集器的模数转换接口原理图；
[0017]图9为本实用新型通用型数据采集器的脉冲捕获接口原理图；
[0018]图10为本实用新型通用型数据采集器的LED指示模块原理图；
[0019]图11为本实用新型通用型数据采集器的基准电压模块原理图；
[0020]图12为本实用新型通用型数据采集器的电源稳压模块原理图。
【具体实施方式】
[0021]如图1所示，本实用新型的基于云平台的农机工况检测装置，是由核心处理器1、GPRS模块2、声光报警器16、显示屏13、CAN总线4、通用型数据采集器、浮子式液位传感器9、霍尔传感器10、GPS/北斗双模接收机11和电容式接近开关12构成，所述的核心处理器I为STM32F1系列处理器，核心处理器I分别与GPRS模块2、声光报警器16、显示屏13和CAN总线4电路连接，CAN总线4分别与通用型数据采集器15、通用型数据采集器Π6、通用型数据采集器ΙΠ7和通用型数据采集器IV8电路连接，通用型数据采集器15与浮子式液位传感器9电路连接，通用型数据采集器15通过模数转换接口对浮子式液位传感器9采集的机车剩余油量信息进行收集处理和发送;通用型数据采集器Π6与霍尔传感器10电路连接，通用型数据采集器Π 6通过脉冲捕获接口对霍尔传感器10采集的机车行驶速度信息进行收集处理和发送;通用型数据采集器ΙΠ7与GPS/北斗双模接收机11电路连接，通用型数据采集器ΙΠ7通过UART对GPS/北斗双模接收机11采集的机车定位信息和系统时间进行收集处理和发送;通用型数据采集器IV8与电容式接近开关12电路连接，通用型数据采集器IV8通过脉冲捕获接口对电容式接近开关12采集的机车是否处于作业状态信息进行收集处理和发送;通用型数据采集器15、通用型数据采集器Π6、通用型数据采集器ΙΠ7和通用型数据采集器IV8对采集到的数据处理后经过CAN总线4发送到核心处理器I;核心处理器I对接收到的数据进行分析和运算之后生成工况信息在显示屏13上显示并通过GPRS模块2发送到云端的数据库中去，GPRS模块2连接天线3;机车在作业状态和行驶状态之间发生改变时触发声光报警器16报警提示驾驶员在显示屏13上确认状态切换是否正确;所述的CAN总线4上设有末端电阻114和末端电阻Π 15，用于消除在通信电缆中的信号反射。
[0022]如图2所示，通用型数据采集器内部设有微控制器25、CAN收发控制模块26、CAN接口 17、12C接口 18、UART接口 19、模数转换接口 20、脉冲捕获接口 21、LED指示模块22、基准电压模块23和电源电压模块24，所述的微控制器25分别与CAN收发控制模块26、12C接口 18、UART接口 19、模数转换接口 20、脉冲捕获接口 21、LED指示模块22、基准电压模块23和电源电压模块24电路连接，CAN收发控制模块26与CAN接口 17电路连接，微控制器25对采集的传感器进行初级的简单处理。
[0023]如图3所示的微控制器25为IAP15W4K58S4单片机，用于完成浮子式液位传感器9、霍尔传感器10、GPS/北斗双模接收机11和电容式接近开关12的数据收集、转换、发送的功會K。
[0024]如图5所示的的是通用型数据采集器的CAN收发控制模块26，其中CA匪OD集成了CAN通信的控制器和收发器，其第4引脚和第5引脚串行接口与微控制器25的第19脚TXD和第18脚RXD相连，模块上通过如图4的CAN接口 17的CANH和CANL与上层核心处理器I相连，CAN收发控制模块26是通用型数据采集器与核心处理器I通信的桥梁。
[0025]如图6所示的是通用型数据采集器的I2C接口 18，I2C接口 18直接使用XH2.54-4P接线针座，第4脚与GND相连，第3脚、第2脚是12C通信的串行数据SDA线和串行时钟SCL线，与微控制器25的22脚和17脚相连，第I脚与VCC相连，为预留传感器接口。
[0026]如图7所示的是通用型数据采集器的UART接口 19，UART接口 19直接使用XH2.54-4P接线针座，第4脚与GND相连，第3脚、第2脚是UART通信的串行数据收发线，与微控制器25的4脚和5脚相连，第I脚与VCC相连，为GPS/北斗双模接收机接口。
[0027]如图8所示的是通用型数据采集器的模数转换接口20，ADC1为两路ADC模/数转换采集接口 R3、C3与R2、C2共同组成了简易滤波电路XH2.54-4P是模拟量的输入的连接端子，ADCl、ADC2与微控制器25的7、8脚相连接，用于微控制器25的模数转换，为浮子式液位传感器接口。
[0028]如图9所示的是通用型数据采集器的脉冲捕获接口21，脉冲捕获接口 21直接使用XH2.54-4P接线针座，第4脚与GND相连，第3脚、第2脚是脉冲跳变检测接口，与微控制器25的20脚和21脚相连，第I脚与VCC相连，为电容式接近开关的信号输入接口。
[0029]如图10所示的是通用型数据采集器的LED指示模块22，LED指示模块22中的LED与IK的电阻和串联之后与微控制器25的30、31、32、33引脚相连，用作工作指示。
[0030]如图11所示的是通用型数据采集器的基准电压模块23，其中TL431B是一个热稳定性能良好的三端精密稳压源，其第2脚输出2.50v标准电压，与第一脚相连后送入微控制器25第12角作为电压基准输入，通过0.1yF的电容连接到GND;第I脚通过510 Ω的电阻与5v电源输入相连，第三脚直接与GND相连。
[0031]如图12所示的是通用型数据采集器的电源电压模块24，其供电采用的是12v电压供电，微控制器25和其他传感部分感器需要在5v的电压下才能正常工作，LMl是LM2596电压转换芯片，为电路供电提供5v的电压，power是12v的供电入口与LM2596的I脚相连，GND是公共地，C4和C5是输入侧的滤波电容，并联在电源的输入侧，C4是101IF的电解电容，作用是滤掉输入侧的低频杂波，C5是0.1yF的瓷片电容作用是滤掉输入侧的高频杂波;LM2596的5脚是开启关断控制脚，低电平下开启，这里直接与GND相连接保证电源一直开启，LM2596的3脚是公共地的连接端与GND相连接，D2是续流二极管，工作时电路中那个电感线圈LI会产生感生电压，该电压可能会损坏LM2596，D2是用来保护LM2596的，通过LM2596的第2脚反向并联；LI是47μΗ的屏蔽电感，其两端分别与LM2596的输出和5v电压的出口相连;C6和C7是5v输出侧的滤波电容，并联在电源的输出侧，C7是220UF的电解电容，作用是滤掉输出侧的低频杂波，C6是0.11IF的瓷片电容作用是滤掉输出侧的高频杂波;D4是电源指示灯，R6是与电源指示灯串联的限流电阻，其阻值大小为IK。
【主权项】
1.基于云平台的农机工况检测装置，是由核心处理器(1)、GPRS模块(2)、声光报警器(16)、显示屏(13)、CAN总线(4)、通用型数据采集器、浮子式液位传感器(9)、霍尔传感器(10)、GPS/北斗双模接收机(I I)和电容式接近开关(12)构成，其特征在于核心处理器(I)分别与GPRS模块(2 )、声光报警器(16)、显示屏(13)和CAN总线(4 )电路连接，CAN总线(4 )分别与通用型数据采集器1(5)、通用型数据采集器Π (6)、通用型数据采集器ΠΚ7)和通用型数据采集器IV(S)电路连接，通用型数据采集器1(5)与浮子式液位传感器(9)电路连接，通用型数据采集器Π (6)与霍尔传感器(10)电路连接，通用型数据采集器ΙΠ(7)与GPS/北斗双模接收机(11)电路连接，通用型数据采集器IV(S)与电容式接近开关(12)电路连接，所述的CAN总线(4)上设有末端电阻I (14)和末端电阻Π (15 )，GPRS模块(2 )连接天线(3 )。2.如权利要求1所述的基于云平台的农机工况检测装置，其特征在于所述的核心处理器(I)为STM32F1系列处理器。3.如权利要求1所述的基于云平台的农机工况检测装置，其特征在于通用型数据采集器内部设有微控制器(25)、CAN收发控制模块(26)、CAN接口( 17)、12C接口( 18)、UART接口(19),模数转换接口(20)、脉冲捕获接口(21)、LED指示模块(22)、基准电压模块(23)和电源电压模块(24)，所述的微控制器(25)分别与CAN收发控制模块(26)、12C接口( 18)、UART接口(19),模数转换接口(20)、脉冲捕获接口(21)、LED指示模块(22)、基准电压模块(23)和电源电压模块(24)电路连接，CAN收发控制模块(26 )与CAN接口( 17 )电路连接。4.如权利要求3所述的基于云平台的农机工况检测装置，其特征在于微控制器(25)为IAP15W4K58S4 单片机。
【文档编号】G01M17/007GK205679396SQ201620409305
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年5月9日 公开号201620409305.2, CN 201620409305, CN 205679396 U, CN 205679396U, CN-U-205679396, CN201620409305, CN201620409305.2, CN205679396 U, CN205679396U
【发明人】肖跃进, 张艺萌, 刘传岐, 王杰, 梁春英, 李新宇
【申请人】黑龙江八一农垦大学