专利名称：农机导航指示系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种导航指示系统，特别涉及一种连接有GPS接收器(卫星定位接收器)和航向指示器的，能够为农机在田间作业提供导航指示的农机导航指示系统。
背景技术：
驾驶员驾驶农机在田间实施农业操作时，通常都是仅仅依靠驾驶员的感官判断农机的位置和速度。对于大面积农田的耕作来说，这种方式很难对其所在位置进行准确的判断，因此，经常会出现某些田块遗漏或重复操作现象，特别是在进行大面积的农田作业中更是如此。
在农忙季节，往往需要夜间作业，这时仅靠驾驶员的感官和经验判断，就更难控制农机严格按照预定的路线完成农艺操作。即使对农田状况非常熟悉的驾驶员在夜间也很难控制农机的行走方向和路线。
另外，在需要进行自动变量施肥、变量喷洒农药等农艺作业中，要求农机在特定的农田中采取特定的行进速度，以达到喷撒物的剂量与农田作业的要求相对应。但现有技术中，驾驶员只能凭个人的经验进行判断，因此，很难保证上述农艺作业的要求，从而影响农业生产。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述大面积农田作业中缺乏对农机运行进行有效控制的手段而提供一种农机导航指示系统，该系统可以随时精确测量农机在农田的准确位置及农机的运动速度，并以直观的方式向驾驶员指示农机的位置、速度及其与预定的行走路线之间的偏差，帮助驾驶员及时调整对农机的控制方式，实现24小时农田精确作业。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是
一种农机导航指示系统，它包括用于获得农机位置信息的卫星定位接收器；卫星定位接收器通过信号接口与中央控制器连接。它还包括一个光棒指示器，该光棒指示器由主控制电路和表面设有一排发光二极管的显示电路板连接构成；所述发光二极管的数量为3个或3个以上的奇数，位于中间位置的发光二极管与其余发光二极管的光线颜色不同；所述中央控制器通过串口与所述主控制电路相连，主控制电路通过多路输入输出接口与所述显示电路板连接。
在上述技术方案中，中央控制器内预先存储有需要作业的农田电子地图及农机行进标准路线图。当卫星定位接收器给出农机目前所在位置信号时，中央控制器通过位置信号并结合农田电子地图就可以准确计算出农机目前所在位置与标准路线图的偏差，该偏差数值可以通过光棒指示器的发光二极管直观的表示出来。其具体方式为设发光二极管为三个，中间的发光二极管颜色为绿色，其余两个为红色。当农机在符合标准路线图上的位置正常行进时，绿色发光二极管亮；当农机偏离标准路线图上的位置时，向左偏，则左侧发光二极管发出红光；向右偏，则右侧发光二极管发出红光。
在参数设定上，可以预先设定偏离标准路线为1米时，红色发光二极管亮，因此，驾驶员只要看见红色发光二极管发光，就可以迅速调整农机的行进方向，直到绿色发光二极管亮，从而保持了农机的行进路线不会发生偏差。
发光二极管至少设置为3个，并排成一排，中间二极管发光颜色与其余发光二极管的光线颜色不同。这样不仅可以使偏差数值的显示更加精细(如每偏差0.2米就有一个红色发光二极管亮)，而且还更便于驾驶员的观察。
另外，在光棒指示器中还可以设单片机及电平转换芯片，并采用74LS373芯片通过扩展I/O接口与多个发光二极管分别连接，同时，将单片机的P1和P2接口与一具有中文字库、能进行图形显示的液晶显示屏连接。中央控制器还连接有用于测量农机行进速度的速度传感器。中央控制器可以采用PC104嵌入式计算机，并将光棒指示器通过串口与PC104计算机连接。
通过单片机、电平转换芯片、I/O接口扩展芯片、速度传感器及PC104计算机的设置，可以将预先存放在中央控制器中的农田电子地图以及预先设定的农机行进标准路线图通过液晶显示屏进行直观的显示，而农机的实际行进路线也可以通过PC104计算机的计算被实时的显示出来。驾驶员可以方便的将实际行进路线与标准路线图、农田电子地图进行比较，从而获知已经作业完成的农田和未完成作业的农田信息，并且还可以根据农田电子地图中所标示的农作物状况、农田土质状况进行科学的农艺操作，如变量施肥、变量喷洒农药、变量播种等。
通过上述技术方案可以看出，本实用新型利用卫星定位接收器、中央控制器和光棒指示器实现了农机在农田作业中，特别是在大面积农田作业中的高精度定位，并可通过发光二极管和液晶显示屏非常直观的将农机的位置偏差、速度、位置等各种信息表示出来，为驾驶员的操作提供了准确的依据，并且不受天气、气候条件的限制，可全天候使用，尤其夜间使用时光棒指示器可使驾驶员清晰地辨别农机的位置偏离情况，从而能够极大的提高农业生产效率，具有极大的实用价值。
图1为本实用新型所提供的一具体实施例的系统结构示意图；图2为图1所示实施例中光棒指示器的电路原理框图。
具体实施方式
下面通过一个具体实施例并结合附图对本实用新型的技术方案进行详细地说明。
如图1所示，本实施例包括卫星定位接收器2，中央控制器3和光棒指示器4。卫星定位接收器2通过天线1接收卫星信息，并通过串行接口与一个PC104嵌入式计算机3连接。PC104嵌入式计算机3通过另一个串行接口与光棒指示器4连接的。此外，农机上还设有速度传感器5，该速度传感器5通过信号线也连接到PC104嵌入式计算机3。
在PC104嵌入式计算机3中，预先存放有农田电子地图和预先设定的农机行进标准路线图。
光棒指示器4表面设有一排共35个发光二极管，其中，中间的发光二极管41能够发绿光，其左、右侧各有17个可以发红光的发光二极管42。
在使用中，将本实施例安装在农机上(如拖拉机、联合收割机、自走喷药机、自走青贮收获机等)进行大面积农田的变量施肥或变量喷洒农药或变量播种等作业中，通过天线1、卫星定位接收器2将农机的位置信息送入PC104嵌入式计算机3中，可以实时计算出农机的位置与预先设定的标准路线位置之间的偏差，并将。当农机在符合标准路线图上的位置正常行进时，绿色发光二极管亮；当农机偏离标准路线图上的位置时向左或向右偏时，左侧或右侧的发光二极管发出红光，提醒驾驶员修正行进方向。对于具体偏差距离的显示，可以预先设定每个发光二极管之间所表示的偏差距离为1米，这样，驾驶员就可以根据红色发光二极管导通发光的数量获知偏差的距离。
再有，光棒指示器4上还设有一个具有中文字库、能进行图形显示的液晶显示屏43。光棒指示器4内部电路原理框图参见图2。
在光棒指示器内部，采用单片机89s52作为核心处理器，通过电平转换芯片MAX232扩展了串行接口、采用5个74LS373芯片扩展了40路I/O接口。单片机89s52的P1和P2接口作为液晶显示屏43的接口。扩展的I/O接口用于连接35个发光二极管。
通过液晶显示屏和PC104计算机，驾驶员可以根据为具体的农业生产所预先设定的农机标准行走路线、农田电子地图，在农机行进过程中，确定农机的位置和与标准行走路线的偏差。光棒指示器可以安装在农机驾驶室内驾驶员座位的正前方，便于驾驶员实时的观察位置偏差、农机速度、获知已经完成作业的农田和未完成作业的农田信息等，并迅速的做出决策。
权利要求1.一种农机导航指示系统，它包括用于获得农机位置信息的卫星定位接收器；所述卫星定位接收器(2)通过信号接口与中央控制器(3)连接，其特征在于它还包括一个光棒指示器(4)，该光棒指示器(4)由主控制电路和表面设有一排发光二极管的显示电路板连接构成；所述发光二极管的数量为3个或3个以上的奇数，位于中间位置的发光二极管(41)与其余发光二极管(42)的光线颜色不同；所述中央控制器(3)通过串口与所述主控制电路相连，主控制电路通过多路输入输出接口与所述显示电路板连接。
2.根据权利要求1所述的农机导航指示系统，其特征在于所述的发光二极管为35个。
3.根据权利要求1或2所述的农机导航指示系统，其特征在于所述的光棒指示器(4)的主控制电路中设有单片机、电平转换芯片，并采用74LS373芯片通过扩展I/O接口与多个发光二极管的电路连接；所述单片机的P1和P2接口与一带有中文字库、且能显示图形的液晶显示屏(43)连接。
4.根据权利要求3所述的农机导航指示系统，其特征在于所述的中央控制器(3)还连接有用于测量农机行进速度的速度传感器。
5.根据权利要求3所述的农机导航指示系统，其特征在于所述的中央控制器(3)为PC104嵌入式计算机，所述光棒指示器(4)通过串口与PC104计算机连接。
6.根据权利要求3所述的农机导航指示系统，其特征在于所述的光棒指示器(4)呈一盒体状；所述液晶显示屏(43)安装在其表面，且其表面开设有供发光二极管光线透过的孔；所述主控制电路、显示电路板安装在所述盒体中。
专利摘要一种农机导航指示系统，它包括用于获得农机位置信息的卫星定位接收器；所述卫星定位接收器通过信号接口与中央控制器连接，它还包括一个光棒指示器，该光棒指示器由主控制电路和一个表面设有一排35个发光二极管的电路构成，位于中间位置的发光二极管与其余发光二极管的光线颜色不同；所述中央控制器通过串口与所述光棒指示器的主控制电路相连，主控制电路通过多路输入输出接口与发光二极管电路连接。本实用新型利用卫星定位接收器、中央控制器和光棒指示器实现了农机在农田作业中的高精度定位，为驾驶员的操作提供了准确的依据。
文档编号G01S5/02GK2736784SQ20042008925
公开日2005年10月26日 申请日期2004年9月17日 优先权日2004年9月17日
发明者叶涛, 王秀, 孟志军, 杨皓珅, 苗孝可 申请人:北京农业信息技术研究中心