基于卫星定位和无线通讯的深松监控系统及深松作业机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及农业机械和监控技术领域，特别是一种基于卫星定位和无线通讯的深松监控系统，以及一种深松作业机构。
【背景技术】
[0002]我国是农业大国，但由于受传统耕作方式的影响，土地多年得不到深松，土壤耕作层显著变浅，犁底层逐年增厚，耕地日趋板结，制约了粮食产量的提高。随着现代农业的发展，迫切需要进行土地深松作业，打破犁地底层，改善耕地质量，提高土地产出率，增强农业综合生产能力。通过近两年的实践证明，实施土地深松可以有效打破土地的犁底层，加深耕作层，促进农作物健康生长。另外还可以极大提高土地蓄水能力和抗旱除涝能力，同时还可以改善土壤当中气体的有效交换，增加了土壤的气性微生物和矿物质的有效分解，从而提高粮食产量。
[0003]申请号为201510055988.6的中国专利申请，披露了一种振动式深松机作业状态监控系统，通过采集深松机关键参数及GPS定位信息，经过处理后传输到现场移动监控终端，现场移动监控终端再讲这些数据发送到远程监控中心。远程监控中心收集大量信息，并且结合数据库模型，通过BP神经网络模型输出优化参数，反馈到现场移动监控终端以指导深松机作业。
[0004]以上专利中，数据采集作为关键部分，由于使用了深松机，涉及大量的传感器，采集的数据多但采集方式较为复杂，不利于推广应用。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种基于卫星定位和无线通讯的深松监控系统，用以解决现有技术数据采集复杂的问题。同时，本实用新型还提供了一种深松作业机构，非常适合应用于上述深松监控系统。
[0006]为实现上述目的，本实用新型的方案包括:一种基于卫星定位和无线通讯的深松监控系统，包括:用于采集土地深松数据的采集模块；用于获取位置信息的卫星定位模块；用于与远程监控数据服务中心的无线通讯模块，将采集模块采集的数据和定位数据发送到远程监控数据服务中心；用于监控深松过程的车载显示模块；以及处理器，处理器连接上述采集模块、卫星定位模块、无线通讯模块和车载显示模块，所述采集模块包括一个角度传感器，该角度传感器用于安装在深松作业机构上，用于采集深松作业机构的负载架旋转的角度。
[0007]进一步的，所述角度传感器为电阻型角位移传感器。
[0008]进一步的，所述卫星定位模块为北斗定位模块或GPS定位模块。
[0009]进一步的，所述无线通讯模块为GPRS模块。
[0010]本实用新型还提供了一种深松作业机构，包括一个负载架，负载架前端固定深松犁，后端用于铰接固定在拖拉机上，负载架与一个升降机构传动连接，用于带动所述负载架绕铰接轴转动；所述负载架后端的铰接轴上安装有角度传感器。
[0011]进一步的，所述角度传感器为电阻型角位移传感器。
[0012]进一步的，所述升降机构为液压升降机构。
[0013]本实用新型的基于卫星定位和无线通讯的深松监控系统，通过角度传感器测量拖拉机拖动的负载架的角度，根据角度计算土地深松的深度，将土地深松的深度和耕地所在的位置数据发送到远程监控数据服务中心，以便远程监控数据服务中心对耕地所在区域的土地深松情况进行了解和进一步的分析。测量深松深度的方式转变，使得系统较现有系统大大简化，利用推广应用。
[0014]本实用新型的深松作业机构结构十分简单，只需在负载架铰接轴上安装角度传感器，结合三角形关系即可计算出深松深度。
【附图说明】
[0015]图1是基于卫星定位和无线通讯的深松监控系统实施例的结构原理图；
[0016]图2是土地深松作业机构结构原理图；
[0017]图3是测量深松深度原理图；
[0018]图4是24V-5V的电源转换电路；
[0019]图5是角度传感器电路原理图；
[0020]图6是GPRS模块电路原理图；
[0021]图7是北斗(BDS)模块电路原理图。
【具体实施方式】
[0022]基于卫星定位和无线通讯的深松监控系统实施例
[0023]—种基于卫星定位和无线通讯的深松监控系统，主要包括五个部分，第一个是用于采集土地深松数据的采集模块，采集模块包括一个角度传感器(角位移传感器)，该角度传感器用于安装在深松作业机构上，用于采集深松作业机构的负载架旋转的角度。第二个是用于获取位置信息的卫星定位模块。第三个是用于与远程监控数据服务中心的无线通讯模块，将采集模块采集的数据和定位数据发送到远程监控数据服务中心。第四个是用于监控深松过程的车载显示模块。第五个是处理器，处理器连接上述采集模块、卫星定位模块、无线通讯模块和车载显示模块。
[0024]下面结合图1、图4-图7对上述方案进行具体说明。
[0025]处理器采用单片机、ARM等微处理器。
[0026]采集模块包括角度传感器，通过AD采样将模拟信号转化为数字信号输入到处理器。角度传感器为电阻型角位移传感器。如图5所示，传感器工作原理为不同的旋转角度输出不同的电阻值，该传感器通过上啦电阻RlO接到5.0V上当传感器发生旋转时该阻值发生变化从而和RlO分压通过AD输入到处理器计算出旋转角度。
[0027]本实施例中仅采用了角度传感器，为了其他用途，如测量其他土地参数(湿度、温度等)，也可以增加相应类型的传感器。另外，角度传感器也可以采用其他原理的角度传感器，如光电式传感器、容栅传感器等。
[0028]本实施例中角度传感器用于测量拖拉机拖动的负载架转动的角度，通过该角度能够计算出深松深度。具体能够实现这种角度测量方式的作业机构很多。下面的实施例将展示一种情况。
[0029]卫星定位模块为北斗定位模块，通过串口与处理器连接。作为其他实施方式，也可以采用GPS定位模块。也可以采用其他端口与传感器通讯。
[0030]无线通讯模块为GPRS模块，通过串口与处理器连接。
[0031]程监控数据服务中心为服务器用于接收和收集数据，连接Inter网。
[0032]车载显示模块包括液晶显示屏以及按键、灯光、报警等人机交互设备，当农业机械车辆作业时，操作人员可以通过液晶显示屏实时查看深松的深度，方便实时调整。做到实时了解情况，及时发现问题进行处理。
[0033]深松作业机构实施例
[0034]如图2所示的一种深松作业机构，包括一个负载架G，负载架G前端固定深松犁H，后端用于铰接固定在拖拉机上，负载架与一个升降机构F传动连接，用于带动所述负载架绕铰接轴转动；负载架后端的铰接轴上安装有角度传感器E。角度传感器为电阻型角位移传感器。升降机构为液压升降机构。
[0035]深度测量原理如图3所示，hi为旋转轴离地面的高度为已知高度，C为犁刀臂(负载架)的长度为已知长度，作为参数存储在处理器中，α为通过角度传感器计算出的犁刀与竖直方向的夹角。h2 = C sina，犁地的实际深度h = h1-h2。
[0036]以上给出了一种具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种基于卫星定位和无线通讯的深松监控系统，包括: 用于采集土地深松数据的采集模块； 用于获取位置信息的卫星定位模块； 用于与远程监控数据服务中心的无线通讯模块，将采集模块采集的数据和定位数据发送到远程监控数据服务中心； 用于监控深松过程的车载显示模块； 以及处理器，处理器连接上述采集模块、卫星定位模块、无线通讯模块和车载显示模块，其特征在于，所述采集模块包括一个角度传感器，该角度传感器用于安装在深松作业机构上，用于采集深松作业机构的负载架旋转的角度。
2.根据权利要求1所述的基于卫星定位和无线通讯的深松监控系统，其特征在于，所述角度传感器为电阻型角位移传感器。
3.根据权利要求1所述的基于卫星定位和无线通讯的深松监控系统，其特征在于，所述卫星定位模块为北斗定位模块或GPS定位模块。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于卫星定位和无线通讯的深松监控系统，其特征在于，所述无线通讯模块为GPRS模块。
5.一种深松作业机构，包括一个负载架，负载架前端固定深松犁，后端用于铰接固定在拖拉机上，负载架与一个升降机构传动连接，用于带动所述负载架绕铰接轴转动；其特征在于，所述负载架后端的铰接轴上安装有角度传感器。
6.根据权利要求5所述的深松作业机构，其特征在于，所述角度传感器为电阻型角位移传感器。
7.根据权利要求5或6所述的深松作业机构，其特征在于，所述升降机构为液压升降机构。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于卫星定位和无线通讯的深松监控系统及深松作业机构，包括：用于采集土地深松数据的采集模块；用于获取位置信息的卫星定位模块；用于与远程监控数据服务中心的无线通讯模块，将采集模块采集的数据和定位数据发送到远程监控数据服务中心；用于监控深松过程的车载显示模块；以及处理器，处理器连接上述采集模块、卫星定位模块、无线通讯模块和车载显示模块，所述采集模块包括一个角度传感器，该角度传感器用于安装在深松作业机构上，用于采集深松作业机构的负载架旋转的角度。测量深松深度的方式转变，使得系统较现有系统大大简化，利用推广应用。
【IPC分类】G05B19-042
【公开号】CN204613676
【申请号】CN201520336954
【发明人】袁自刚
【申请人】袁自刚
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月22日