基于物联网的农机小型智能终端的通讯显示系统的制作方法

本发明涉及传感器技术领域，特别是涉及一种基于物联网的农机小型智能终端的通讯显示系统。

背景技术：

我国是农业大国，但是多数农业生产基本靠人力劳动完成，如多数乡村中播种，施肥，灌溉及收割等操作，主要依靠纯人力劳动，这样不但效率低，而且影响农作物的生长和收成。即使有些地方实现了机械化播种和收割，通常也需要人力配合，而播种和收割等机械化操作彼此独立，没有合理的联系在一起，也影响了农业机械作业的效率和生产周期。

第一，现有的农机智能终端体积较大，比较笨重，不适用在特殊作业的小型农机上。另外，农机智能终端仪表盘均需要配备GPS模块、GPRS模块、天线等硬件成本很高，不易于农机智能终端的推广和普及。

第二，另外，虽然现有技术中也有农机的智能终端采集数据通过手机或IPAD等移动终端内的APP来显示，但是如果通过APP显示需要农机智能终端先把数据包上传至上位机，上位机再将该农机的数据下行至APP中，期间上传和下载均需要使用流量传输，通讯费用极高。

第三，传统农机智能终端由于需要智能显示、无线通讯、定位、下载更新指令等多种功能，所以采用主芯片多为高性能主芯片，制造成本较高，且没有独立的存储区，存储量较低，由于另外配置存储器的话会增加成本。如果使用低性能芯片会导致数据包丢包，智能终端在采集数据量增大之后，会导致堆栈量较大，长时间堆栈量大会部分数据溢出，智能终端死机等问题。

本发明提供了一种基于物联网的农机小型智能终端的通讯显示系统，第一，农机小型智能终端不安装GPS模块、GPRS模块，且CPU采用低性能主芯片，小型智能终端的主芯片仅仅用来获取ECU发送的发动机参数和农机上各个传感器的采集参数，因此农机小型智能终端的制造成本低。第二，通讯和显示功能的实现通过农机操作者将自身的手机或IPAD等移动终端通过串口和数据线连接至农机小型智能终端上，由手机或者IPAD等移动终端上加载的智能农机APP实现虚拟仪表盘显示、农机采集数据显示、农机故障显示、农机轨迹显示与导航以及农机小型智能终端与上位机的通讯、数据包发送、更新包下载等，在大大减小农机智能终端生产成本的基础上，依旧可以实现智能农机的数据采集、仪表盘显示、报警故障显示、数据包发送、更新包下载等多种功能。第三，智能农机APP可以在后台运行，每次数据连接时，均需要与农机智能终端的ID匹配之后，上位机才会接收该移动终端发送的数据，保证一台农机小型智能终端发送数据的安全性，另外，智能农机APP在后台运行时可以通过浮窗显示数据，浮窗不会影响移动终端的接听电话、发送短信或者其他功能，两者可以同时显示。第四，不安装锂电池以及供电电路，仅仅由手机或IPAD等移动终端内自带的电池或者农机内的蓄电池给农机小型智能终端供电。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于物联网的农机小型智能终端，第一，农机小型智能终端不安装GPS模块、GPRS模块，且CPU采用低性能主芯片，小型智能终端的主芯片仅仅用来获取ECU发送的发动机参数和农机上各个传感器的采集参数，因此农机小型智能终端的制造成本低。第二，通讯和显示功能的实现通过农机操作者将自身的手机或IPAD等移动终端通过串口和数据线连接至农机小型智能终端上，由手机或者IPAD等移动终端上加载的智能农机APP实现虚拟仪表盘显示、农机采集数据显示、农机故障显示、农机轨迹显示与导航以及农机小型智能终端与上位机的通讯、数据包发送、更新包下载等，在大大减小农机智能终端生产成本的基础上，依旧可以实现智能农机的数据采集、仪表盘显示、报警故障显示、数据包发送、更新包下载等多种功能。第三，智能农机APP可以在后台运行，每次数据连接时，均需要与农机智能终端的ID匹配之后，上位机才会接收该移动终端发送的数据，保证一台农机小型智能终端发送数据的安全性，另外，智能农机APP在后台运行时可以通过浮窗显示数据，浮窗不会影响移动终端的接听电话、发送短信或者其他功能，两者可以同时显示。第四，不安装锂电池以及供电电路，仅仅由手机或IPAD等移动终端内自带的电池或者农机内的蓄电池给农机小型智能终端供电。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

基于物联网的农机小型智能终端，包括印制电路板，所述印制电路板上包括主芯片、can总线收发器芯片、USB收发器芯片以及USB接口，所述can总线收发器芯片与ECU的can总线接口连接，所述主芯片分别连接至USB收发器芯片、can总线收发器芯片以及农机的各个传感器数据输出端，所述USB收发器芯片连接至USB接口，所述USB接口用以与移动终端连接以使移动终端接收到农机的各项参数并通过移动终端的农机应用程序显示农机的各个参数并实现农机的报警、导航、上传数据和下载更新程序的功能。

进一步地，所述主芯片可以是STM32F10X型的芯片或者MC9S12X型的芯片或MSP430X型的芯片。

进一步地，还包括至少一个传感器信号接口，所述传感器信号接口连接至主芯片。

一种将移动终端用于农机小型智能终端的通讯和显示系统，包括移动终端印制电路板、移动终端主芯片、GPRS模块、GPS模块、供电电池、显示屏，其特征在于，还包括与农机小型智能终端相连接的USB接口以及农机智能终端通讯显示模块，所述农机智能终端通讯显示模块接收到农机小型智能终端采集到的各项参数之后显示在移动终端的显示屏上。

进一步地，所述农机小型智能终端采集到的各项参数包括发动机转速、发动机温度、机油压力、燃油油位、发动机蓄电池电量、柴油油位、柴油油压、励磁信号、油水分离信号、发动机故障、谷满信号、绞龙转速信号、堵转信号、水温信号、左转和右转信号、环境参数信号、倾角信号中的一种或几种。

进一步地，所述农机智能终端通讯显示模块在接收到农机小型智能终端采集到的各项参数之后，移动终端主芯片控制GPS模块定位农机位置数据，移动终端主芯片将农机位置数据连同农机小型智能终端采集到的各项参数通过GPRS模块上传至上位机。

进一步地，所述农机智能终端通讯显示模块接收到上位机的更新程序包之后，通过GPRS模块下载上位机的更新程序包，并通过USB接口传输至农机小型智能终端。

进一步地，所述供电电池用于同时对移动终端和农机小型智能终端供电。

进一步地，所述农机智能终端通讯显示模块包括虚拟仪表显示模块、农机轨迹导航显示模块、农机参数数字显示模块，所述虚拟仪表显示模块包括发动机转速表盘、发动机油位表盘、发动机温度表盘和燃油油位表盘中的一种或几种。

进一步地，所述虚拟仪表显示模块还包括机油压力、发动机蓄电池电量、柴油油压、励磁信号、油水分离信号、发动机故障、谷满信号、绞龙转速信号、堵转信号、水温信号、左转和右转信号、环境参数信号、倾角信号中一种或几种的指示灯。

进一步地，所述农机轨迹导航显示模块包括地图农机位置显示、轨迹导航、收割亩数显示、农机运行时间显示。

进一步地，所述农机参数数字显示模块包括发动机转速、发动机油位、发动机温度、燃油油位、机油压力、发动机蓄电池电量、柴油油压、励磁信号、油水分离信号、发动机故障、谷满信号、绞龙转速信号、堵转信号、水温信号、左转和右转信号、环境参数信号、倾角信号中一种或几种的数字显示。

进一步地，所述虚拟仪表显示模块、农机轨迹导航显示模块、农机参数数字显示模块可以根据选择按钮选择相互切换。

进一步地，所述虚拟仪表显示模块、农机轨迹导航显示模块、农机参数数字显示模块可以通过浮窗显示数据，浮窗不会影响移动终端的接听电话、发送短信或者其他功能，两者可以同时显示。

进一步地，所述虚拟仪表显示模块、农机轨迹导航显示模块、农机参数数字显示模块根据报警阈值所设定的报警情况自动切换至报警参数显示所在的模块，并将报警参数切换至高亮状态或闪烁状态。

进一步地，所述移动终端主芯片将过GPRS模块上传至上位机的数据包存储在移动终端的只读存储器中，所述农机智能终端通讯显示模块定期清空长期存储在只读存储器的数据包。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

第一，农机小型智能终端不安装GPS模块、GPRS模块，且CPU采用低性能主芯片，小型智能终端的主芯片仅仅用来获取ECU发送的发动机参数和农机上各个传感器的采集参数，因此农机小型智能终端的制造成本低。

第二，通讯和显示功能的实现通过农机操作者将自身的手机或IPAD等移动终端通过串口和数据线连接至农机小型智能终端上，由手机或者IPAD等移动终端上加载的智能农机APP实现虚拟仪表盘显示、农机采集数据显示、农机故障显示、农机轨迹显示与导航以及农机小型智能终端与上位机的通讯、数据包发送、更新包下载等，在大大减小农机智能终端生产成本的基础上，依旧可以实现智能农机的数据采集、仪表盘显示、报警故障显示、数据包发送、更新包下载等多种功能。

第三，智能农机APP可以在后台运行，每次数据连接时，均需要与农机智能终端的ID匹配之后，上位机才会接收该移动终端发送的数据，保证一台农机小型智能终端发送数据的安全性，另外，智能农机APP在后台运行时可以通过浮窗显示数据，浮窗不会影响移动终端的接听电话、发送短信或者其他功能，两者可以同时显示。

第四，不安装锂电池以及供电电路，仅仅由手机或IPAD等移动终端内自带的电池或者农机内的蓄电池给农机小型智能终端供电。

第五，移动终端通过串口和数据线连接至农机小型智能终端上，移动终端对农机小型智能终端上传的数据定期存储定期清理，当农机操作者使用APP查看农机历史运行轨迹以及农机各个参数时，不需要从上位机下载历史数据，可以通过本地数据库查看，节省流量。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明通讯连接示意图。

图3是本发明虚拟仪表显示模块的示意图。

在图中：1-农机小型智能终端；2-移动终端；3-USB接口；4-主芯片；5-can总线收发器芯片；6-USB收发器芯片；7-传感器信号接口；8-移动终端主芯片；9-GPRS模块；10-GPS模块；11-显示屏；12-农机智能终端通讯显示模块；13-上位机；14-供电电池；15-发动机转速；16-发动机温度；17-机油压力；18-发动机故障；19-环境参数信号。

具体实施方式

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

本发明的实施方式：

参见图1～图3，基于物联网的农机小型智能终端，包括印制电路板，所述印制电路板上包括主芯片、can总线收发器芯片、USB收发器芯片以及USB接口，所述can总线收发器芯片与ECU的can总线接口连接，所述主芯片分别连接至USB收发器芯片、can总线收发器芯片以及农机的各个传感器数据输出端，所述USB收发器芯片连接至USB接口，所述USB接口用以与移动终端连接以使移动终端接收到农机的各项参数并通过移动终端的农机应用程序显示农机的各个参数并实现农机的报警、导航、上传数据和下载更新程序的功能。

作为优选实施例，所述主芯片可以是STM32F10X型的芯片或者MC9S12X型的芯片或MSP430X型的芯片。

作为优选实施例，还包括至少一个传感器信号接口，所述传感器信号接口连接至主芯片。

一种将移动终端用于农机小型智能终端的通讯和显示系统，包括移动终端印制电路板、移动终端主芯片、GPRS模块、GPS模块、供电电池、显示屏，其特征在于，还包括与农机小型智能终端相连接的USB接口以及农机智能终端通讯显示模块，所述农机智能终端通讯显示模块接收到农机小型智能终端采集到的各项参数之后显示在移动终端的显示屏上。

作为优选实施例，所述农机小型智能终端采集到的各项参数包括发动机转速、发动机温度、机油压力、燃油油位、发动机蓄电池电量、柴油油位、柴油油压、励磁信号、油水分离信号、发动机故障、谷满信号、绞龙转速信号、堵转信号、水温信号、左转和右转信号、环境参数信号、倾角信号。

作为优选实施例，所述农机智能终端通讯显示模块在接收到农机小型智能终端采集到的各项参数之后，移动终端主芯片控制GPS模块定位农机位置数据，移动终端主芯片将农机位置数据连同农机小型智能终端采集到的各项参数通过GPRS模块上传至上位机。

作为优选实施例，所述农机智能终端通讯显示模块接收到上位机的更新程序包之后，通过GPRS模块下载上位机的更新程序包，并通过USB接口传输至农机小型智能终端。

作为优选实施例，所述供电电池用于同时对移动终端和农机小型智能终端供电。

作为优选实施例，所述农机智能终端通讯显示模块包括虚拟仪表显示模块、农机轨迹导航显示模块、农机参数数字显示模块，所述虚拟仪表显示模块包括发动机转速表盘、发动机油位表盘、发动机温度表盘和燃油油位表盘中的一种或几种。

作为优选实施例，所述虚拟仪表显示模块还包括机油压力、发动机蓄电池电量、柴油油压、励磁信号、油水分离信号、发动机故障、谷满信号、绞龙转速信号、堵转信号、水温信号、左转和右转信号、环境参数信号、倾角信号中一种或几种的指示灯。

作为优选实施例，所述农机轨迹导航显示模块包括地图农机位置显示、轨迹导航、收割亩数显示、农机运行时间显示。

作为优选实施例，所述农机参数数字显示模块包括发动机转速、发动机油位、发动机温度、燃油油位、机油压力、发动机蓄电池电量、柴油油压、励磁信号、油水分离信号、发动机故障、谷满信号、绞龙转速信号、堵转信号、水温信号、左转和右转信号、环境参数信号、倾角信号中一种或几种的数字显示。

作为优选实施例，所述虚拟仪表显示模块、农机轨迹导航显示模块、农机参数数字显示模块可以根据选择按钮选择相互切换。

作为优选实施例，所述虚拟仪表显示模块、农机轨迹导航显示模块、农机参数数字显示模块可以通过浮窗显示数据，浮窗不会影响移动终端的接听电话、发送短信或者其他功能，两者可以同时显示。

作为优选实施例，所述虚拟仪表显示模块、农机轨迹导航显示模块、农机参数数字显示模块根据报警阈值所设定的报警情况自动切换至报警参数显示所在的模块，并将报警参数切换至高亮状态或闪烁状态。

作为优选实施例，所述移动终端主芯片将过GPRS模块上传至上位机的数据包存储在移动终端的只读存储器中，所述农机智能终端通讯显示模块定期清空长期存储在只读存储器的数据包。