农业机械设备的监控装置以及农业机械设备的制造方法_3

文档序号:10406489阅读:来源:国知局
享、协同监测与调度。
[0065] 车载作业监控终端1包括了微处理器单元7、CAN总线单元8、视频采集单元9、GNSS 定位单元l〇、GPRS传输单元11、存储单元12、USB单元13、显示屏14、输入单元15dCAN总线单 元8、视频采集单元9、GNSS定位单元10分别与微处理器单元7连接;CAN总线单元8与CAN总线 5连接,视频采集单元9与车载摄像头2连接,GNSS定位单元10与GNSS天线3连接;GPRS传输单 元11与微处理器单元7、W及GPRS天线6连接;存储单元12与微处理器单元7连接;USB单元13 与微处理器单元7连接;显示屏14与微处理器单元7连接;输入单元15与微处理器单元7连 接。
[0066] 车载作业监控终端1中的微处理器单元7采用高性能嵌入式ARMll微处理器为核 屯、,集成多个单元。采用运种嵌入式集成方式,能够精简设备、节省空间、降低成本、安装方 便。
[0067] 微处理器单元7,可采用SAM洲NG S3C6410高性能微处理器,该处理器是32位RISC 微处理器,具有成本效益、功耗低的高性能应用处理器解决方案;支持2.5G和3G通信服务, S3C6410采用了 64/32位内部总线架构。该微处理器单元7还集成性能强大的视频、音频处 理,二维图形显示操作和缩放硬件加速器。
[006引 CAN总线单元8,可采用较为广泛使用的CAN独立控制器SJA1000 TdSJA1000 T控制器 是基于事件触发的,当在本身状态发生改变时,将变化的结果通知微处理器单元7。因此微 处理器单元7处理CAN信息时,可W采用中断的方式,也可W采用轮询的方式来完成相应处 理。
[0069] 视频采集单元9,可W采用S3C6410作为主控模块,拥有3D图形硬件加速器,其强大 的硬件加速器可W轻松完成视频处理、音频处理、3D图像加速及显示操作与缩放的动作;内 部还整合了多格式解码器,支持对视频信号完成MPEG-4/H. 263/H. 264的编解码;通过将车 载摄像头2采集的视频数据存储于视频采集单元9的内存空间,然后将多帖图像同时写入 S3C6410自带的编解码器MFC中,进行H. 264硬件压缩编码。
[0070] GNSS定位单元10,可根据应用目的不同而选取不同定位精度的GNSS定位单元10; 若对定位精度要求不高,可采用低成本、高性能、抗干扰强的SiRFIII定位单元,可接收Ll频 段C/A码GI^信号,定位精度小于3米(97% );若对定位精度要求较高,需选用支持DGPS或RTK 的GNSS定位单元10,运类GNSS定位单元10的成本较高且在使用时需提供差分源数据。
[0071] GPRS传输单元11,可采用ZTE MG3732单元,通过微处理器单元7的USB化St接口控 审Ij,一路可独立控制3.3V电源供电;该单元支持GSM/GPRS/邸GE/WCDMA/服DPA等不同模式进 行数据传输;EDGE通讯模式下,GPRS传输单元11的下行理论通信速率为236.8肺PS ,GPRS传 输单元11的上行理论通信速率为236.8Kbps,服DPA通讯模式下GPRS传输单元11的行理论通 信速率为3.6Mbps ,GPRS传输单元11的上行理论通信速率能达384Kbps。
[0072] 存储单元12,车载作业监控终端1存储分为内部存储器和外部存储器两部分。内部 存储器主要为系统使用的存储器,考虑WinCE系统运行对存储空间的需要,采用256M RAM存 储器;系统设计256M FLA甜作为外部存储器,供应用程序使用。考虑现场照片、视频等大容 量、高频次数据采集存储的需要,通过主板SDIO接口扩展TF卡(MicroSD卡),容量可达32G W 上。
[0073] USB单元13,考虑系统应用和外部设备扩展需要,充分利用S3C6410高性能微处理 器单元7的通讯接口资源;设计2路RS-232接口,通过电平转换忍片将TTL电平转换为RS-232 电平;2路RS-232接口分别为GNSS模块和预留外部设备使用。同时设计2路USB单元13,其中 一路作为从设备接口,用于连接PC,调试、安装应用程序和下载数据文件使用。预留外部设 备使用的RS-232通讯接口和USB单元13可通过在设备侧面W连接器方式通过数据电缆提供 给用户使用。
[0074] 输入输出设计方面:关于显示屏14,考虑到农业机械设备的监控装置的扩展应用 需求,可选择6.4英寸TFT真彩色液晶显示屏14,亮度为350cd/m2,双背光灯,操作溫度为0~ 55 °C,能满足农业机械设备机载条件下正常工作的需要,在机载作业条件下,车载作业监控 终端1的输入要求快捷方便,能在作业机械行走过程中实现交互式响应,可选用四线电阻式 触摸屏;另外考虑到一些快捷输入功能,可提高一个输入单元15,输入单元15可W是一个薄 膜按键输入面板,此面板和键盘模块相配合,可W将用户在薄膜面板上的按键信息转换为 标准键盘输入。
[0075] 封装设计方面,针对农业机械设备的作业环境中潮湿、尘±等恶劣条件,设计具有 "防尘、防震、防水"的S防工业级坚固壳体,增强硬件系统的耐用性,并基于S防壳体设计 硬件装置的电路底板,为嵌入式主板及各模块提供电源供电电路、电平转换电路、IIC扩展 键盘电路、触摸屏电路等。
[0076] 操作系统设计方面,采用专用Microsoft专用开发工具platform builder定制适 合该硬件装置的Windows CE实时嵌入式操作系统。根据嵌入式装置的硬件配置,进行包括 8〇〇1:1〇日(161'、85?、041^、操作系统相关组件和91日1'〇1'1111311;[1(16'5.0自带应用的选择;然后, 通过配置文件,包括了 .reg文件,.bat文件,.bib文件,可W实现对操作系统裁剪并添加支 持应用程序的相关组件;最后编译内核,在编译目录下创建NK.bin文件作为操作系统内核。 Windows CE操作系统的硬件设备驱动分为本机设备驱动和流接口设备驱动。在Platform Builder集成环境下把微软提供的相应本机设备驱动程序加入到平台配置的工作空间里。 通过修改Platf orm . BIB文件和Platf orm . REG文件,可添加第S方硬件驱动程序。在 Platform Builder集成开发环境下针对定制的操作系统镜像文件,配置并搭建一个与之对 应的SDK。
[0077] 微处理器单元7可W通过视频采集单元9接收车载摄像头2采集的农业机械设备的 工作视频;通过GNSS定位单元10接收GNSS天线3传送的定位信息;通过CAN总线单元8接收至 少一个传感器4传送的作业数据;通过GPRS传输单元11W及GPRS天线則尋工作视频、定位信 息和作业数据发送给远程服务器。从而远程服务器可W对工作视频、定位信息、作业数据进 行显示和分析;并通过无线网络将上述信息发送到远程服务器的数据管理中屯、,远程服务 器可W对农业机械设备的集群作业进行智能化识别、定位、监测和管理。
[0078] 存储单元12可W接收并存储微处理器单元7发送的工作视频、定位信息和作业数 据,从而将运些信息进行存储。显示屏14可W显示微处理器单元7发送的工作视频、定位信 息和作业数据,使得驾驶员可W观看。输入单元15可W接收用户输入的微处理器调整指令, 并将微处理器调整指令发送给微处理器单元7,从而调整微处理器单元7所控制的程序和指 令信息。
[0079] 本实施例通过将GPRS天线6与车载作业监控终端1连接,从而车载作业监控终端1, 还用于将工作视频、定位信息和作业数据通过GPRS天线6发送给远程服务器;通过提供一种 由微处理器单元7、CAN总线单元8、视频采集单元9、GNSS定位单
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