專利名稱：播種機(jī)種肥監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種播種機(jī)種肥監(jiān)測方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，播種機(jī)的種肥監(jiān)測電路的集成度較差，實(shí)時性較弱，監(jiān)測可靠性不夠 理想，尤其是當(dāng)播種機(jī)要求寬幅( 個)排種器密植平播時，現(xiàn)有的種肥檢測系統(tǒng)不能夠滿 足檢測要求。同時，由于播種機(jī)的作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，種肥中帶有灰塵，使得光電傳感器容易受 干擾，影響監(jiān)測效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種播種機(jī)種肥監(jiān)測方法，實(shí)時性強(qiáng)，監(jiān)測可靠。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案一種播種機(jī)種肥監(jiān)測方法，其特征在于播種機(jī)的每個排種器裝有傳感器、排種器 控制單元，傳感器將檢測信號傳送至排種器控制單元，排種器控制單元對排種器的排種狀 態(tài)、排肥狀態(tài)進(jìn)行判斷；各排種器控制單元將檢測信息傳送至播種機(jī)主控單元，播種機(jī)主控 單元根據(jù)傳送來的檢測信息對播種機(jī)實(shí)現(xiàn)種肥監(jiān)測。播種機(jī)主控單元與各排種器控制單元構(gòu)成局域網(wǎng)，播種機(jī)主控單元為主節(jié)點(diǎn)，采 用RS485半雙工通信。播種機(jī)主控單元以廣播的方式向各排種器控制單元發(fā)送命令，各排種器控制單元 以對話方式，在各自相應(yīng)的分時時間向播種機(jī)主控單元發(fā)送數(shù)據(jù)幀。各排種器設(shè)有肥流信號處理單元，該處理單元根據(jù)傳感器傳送來的信號對排肥狀 態(tài)進(jìn)行判斷，并將信息傳送至排種器控制單元。傳感器設(shè)置在排種器的排種管和排肥管上。各排種器控制單元對排種狀態(tài)的檢測包括種粒數(shù)、漏播數(shù)、排種管的上堵、下堵檢 測。各排種器肥流信號處理單元對排肥狀態(tài)的檢測包括深肥狀態(tài)、淺肥狀態(tài)、排肥管 的上堵、下堵檢測。排種狀態(tài)和排肥狀態(tài)檢測采用模擬信號輸入，A/D采樣頻率為IKHz ；根據(jù)采樣脈 沖的峰值、脈寬，判斷該脈沖是否為有效脈沖。本發(fā)明具有的有益效果本發(fā)明在每個排種器上設(shè)有排種器控制單元，播種機(jī)主控單元與各排種器控制單 元構(gòu)成局域網(wǎng)，采用RS485半雙工通信，可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、傳輸速率高、兼容性好。同時，這種單元設(shè)計更便于安裝組合，容易判斷故障、容易更換和更新，由于每個 排種器控制單元具有一定的獨(dú)立性，不會相互影響，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的可靠性。本發(fā)明對播種機(jī)的種肥監(jiān)測更加全面，可進(jìn)行種粒數(shù)、漏播數(shù)、排種管的上堵、下 堵的排種狀態(tài)檢測，可進(jìn)行深肥狀態(tài)、淺肥狀態(tài)、排肥管的上堵、下堵的排肥狀態(tài)檢測。
本發(fā)明排種狀態(tài)和排肥狀態(tài)檢測采用模擬信號輸入，A/D采樣頻率為IKHz ；根據(jù) 采樣脈沖的峰值、脈寬，判斷該脈沖是否為有效脈沖，可有效減少由于灰塵干擾傳感器對監(jiān) 測可靠性造成的影響，使檢測更加可靠。


圖1為本發(fā)明局域網(wǎng)拓?fù)鋱D；圖2為本發(fā)明播種機(jī)控制單元部分電路原理框圖；圖3為種粒檢測時的波形圖。
具體實(shí)施例方式播種機(jī)的每個排種器裝有傳感器、排種器控制單元，傳感器設(shè)置在排種器的排種 管和排肥管上，傳感器將檢測信號傳送至排種器控制單元。排種器控制單元對排種器的排 種狀態(tài)、排肥狀態(tài)進(jìn)行判斷；各排種器控制單元將檢測信息傳送至播種機(jī)主控單元，播種機(jī) 主控單元根據(jù)傳送來的檢測信息對播種機(jī)實(shí)現(xiàn)種肥監(jiān)測。如圖1所示，本實(shí)施例中，播種機(jī)具有M個排種器，相應(yīng)設(shè)有M個排種器控制 單元，播種機(jī)主控單元與各排種器控制單元構(gòu)成局域網(wǎng)，播種機(jī)主控單元為主節(jié)點(diǎn)，采用 RS485半雙工通信。播種機(jī)主控單元以廣播的方式向各排種器控制單元發(fā)送命令，將各排種器控制單 元進(jìn)行編號，排種器控制單元根據(jù)各自編號延遲相應(yīng)的時間分時向播種機(jī)主控單元傳送數(shù) 據(jù)幀，每幀數(shù)據(jù)發(fā)送的時間窗口定為30ms，播種機(jī)主控單元根據(jù)數(shù)據(jù)幀中的編號分揀和統(tǒng) 計數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)1測。如圖2所示，排種器設(shè)有肥流信號處理單元，該處理單元根據(jù)傳感器傳送來的信 號對排肥狀態(tài)進(jìn)行判斷，并將信息傳送至排種器控制單元。排種器肥流信號處理單元對排 肥狀態(tài)的檢測包括深肥狀態(tài)、淺肥狀態(tài)、排肥管的上堵、下堵檢測。排種器控制單元對排種 狀態(tài)的檢測包括種粒數(shù)、漏播數(shù)、排種管的上堵、下堵檢測，排種器控制單元還可對排種器 轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測。排種狀態(tài)和排肥狀態(tài)檢測時，采用模擬信號輸入，A/D采樣頻率為IKHz ；根據(jù)采樣 脈沖的峰值、脈寬，判斷該脈沖是否為有效脈沖。排種狀態(tài)檢測(種粒檢測)與排肥狀態(tài)檢測工作原理相同，下面進(jìn)一步詳細(xì)說明 排種狀態(tài)檢測(種粒檢測)過程排種器的排種速度最大為10粒/秒，一般也在5粒/秒以上，每粒種子通過的時間 窗口最小為100ms，種子形成的脈沖寬度最寬為20ms左右。在信號放大增益不變的條件下， 隨著灰塵增加，種粒的脈沖信號波形將有變化。綜合考慮抗干擾能力和不丟失有效信號，根 據(jù)以前波形來決定后面波形識別的門檻電平，并在脈沖之間的時間段確定無脈沖的最低電平。如圖3所示，種粒被檢測時的波形分別分成3個時段，由ptr進(jìn)程指針來指示。沒 有脈沖時計算空狀態(tài)的電平(最低電平)V_av，取這個時段的采樣數(shù)據(jù)的平均值。脈沖的最 大值MAX是在Ptr = 1的時段采樣數(shù)據(jù)的最大值。當(dāng)前被測脈沖的觸發(fā)門檻電平￥_辦= (MAX-V_av)/2。在ptr = 2的時段判斷脈沖是否有效，在超時(second_seed > 3)時判斷是否確定上、下堵報警。V_dr-—確定是脈沖到來的觸發(fā)電平Ptr-----進(jìn)程指針Second_seed-超時定時，該變量在時間任務(wù)中會每秒增1Vi-—當(dāng)前的采樣值，(10 位 A/D Vi = 0-1023)X_buff[]—為采樣數(shù)據(jù)存儲緩沖區(qū)，要用到100個單元Count------為當(dāng)前時段(ptr = 0-2之一)的指向x_buff []的指針取出Vi并啟動A/D1)、觸發(fā)電平￥_辦Switch (ptr) {
Case 0: //空脈沖時段ptr=0
If (Vi<dr) { //繼續(xù)存儲數(shù)據(jù)，準(zhǔn)備計算V_av X-buff[count++]=Vi;
S
Count=count&0x0f; //只存儲下前16個數(shù)據(jù)，多出 的不要了 count=0—15
} e1se {
//出現(xiàn)Vi>V_dr將要結(jié)束本時段 SUM=O; //以下計算V_av For (i=0; i<16; i++) {
SUM=SUM+x_buff[i];
If (x_buff [i]>V_dr) { //不應(yīng)該含有超過門
檻的值一定是錯了
Count=O; V_av=0; V_dr=100;
MAX=800 //預(yù)先設(shè)置估值
Ptr=O;
Return; // 兆出該 swi tch 甴構(gòu) }
)
V_av=S麗/16; //是x-buff []數(shù)據(jù)的平均值假設(shè)
這個時段必然有16
. /
//個數(shù)據(jù)，實(shí)際上空脈沖時段最少80 ms
‘MAX=O; Count=O; //初始化準(zhǔn)備進(jìn)入脈沖波形釆集階段
Ptr++; //下次來將轉(zhuǎn)入ptr=l時段 }
Break;
Case 1: //采集脈沖波形數(shù)據(jù)的時段.
If (Vi>V_dr) { //繼續(xù)存儲數(shù)據(jù)，準(zhǔn)備判斷波形 X-buff [count++]=Vi;
If (count>100) count=100; //超過 100 個數(shù)據(jù)不要
了，20個數(shù)據(jù)就可以脈沖 //寬度最寬20ms
}
If (Vi<V_dr-AV) { //AV為門榧電平V_dr的回差值取 凈幅值(MAX_V_av)的
"1 — 10%
//已經(jīng)獲得一個完整的脈沖數(shù)據(jù)，可以計算波形的特
征值了
If (count>N) { //認(rèn)為有足夠?qū)挼拿}沖N>5(ms) //計算脈沖波形特征值MAX, W_pls MAX=O;
If (count>20)count=20; //只取前 20 個數(shù)據(jù)
又十應(yīng)20ms時間
For(i=0; i<count; i++) {
If (x_buff [i] >MAX)MAX=x_buff [i] ； //找出
波形的最 大值
} ·W_pls=count; //確定脈寬 Count=O;
Ptr++; //下次來將轉(zhuǎn)入ptr=2 }else {
//脈沖寬度不夠，放棄
Count=O; ptr=0; //重新從空眛沖時段開始 }
}
Break;
Case 2: //判斷是否是有效脈沖并計算出下一個脈沖的門
檻電平
S=MAX*W_pls; //計算脈沖面積S
If (S>3000) {//W_pls 最小為 5 MAX 最
N_seed++; //確認(rèn)是有效脈沖，排出種粒數(shù)增1 V_dr=V_av+ (MAX-V_av)/2; //計算未來脈沖的門
Second—seed=0; //脈沖時間間隔定時啟動，用
下堵
Count=O; //準(zhǔn)備下次脈沖 Ptr=O; }else {
Count=O; //脈沖面積不夠，放棄
Ptr=O;-}
小為600 檻電平
來判斷是否上、Break; Default: //非正常出口
Count=O; V_av=0; V_dr=100;MAX=800 //預(yù)先設(shè)置估
值
Ptr=O;

Break; //switch結(jié)構(gòu)結(jié)束2)限時判斷
If (second_seed>3)認(rèn)為脈沖序列已經(jīng)有問題 //采集Vi>v_dr下堵else上堵 If (Vi>v_dr) alarm_seed_down=l; //發(fā)生下堵 Else
a larm-seed-up=l; //發(fā)生上堵 //該限時是在確定一個脈沖后啟動的。
權(quán)利要求
1.一種播種機(jī)種肥監(jiān)測方法，其特征在于播種機(jī)的每個排種器裝有傳感器、排種器控制單元，傳感器將檢測信號傳送至排種器 控制單元，排種器控制單元對排種器的排種狀態(tài)、排肥狀態(tài)進(jìn)行判斷；各排種器控制單元將檢測信息傳送至播種機(jī)主控單元，播種機(jī)主控單元根據(jù)傳送來的 檢測信息對播種機(jī)實(shí)現(xiàn)種肥監(jiān)測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的播種機(jī)種肥監(jiān)測方法，其特征在于播種機(jī)主控單元與各排 種器控制單元構(gòu)成局域網(wǎng)，播種機(jī)主控單元為主節(jié)點(diǎn)，采用RS485半雙工通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的播種機(jī)種肥監(jiān)測方法，其特征在于播種機(jī)主控單元以廣播 的方式向各排種器控制單元發(fā)送命令，各排種器控制單元以對話方式，在各自相應(yīng)的分時 時間向播種機(jī)主控單元發(fā)送數(shù)據(jù)幀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的播種機(jī)種肥監(jiān)測方法，其特征在于各排種器設(shè)有肥流信號 處理單元，該處理單元根據(jù)傳感器傳送來的信號對排肥狀態(tài)進(jìn)行判斷，并將信息傳送至排 種器控制單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的播種機(jī)種肥監(jiān)測方法，其特征在于傳感器設(shè)置在排種器的 排種管和排肥管上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的播種機(jī)種肥監(jiān)測方法，其特征在于各排種器控制單元對排 種狀態(tài)的檢測包括種粒數(shù)、漏播數(shù)、排種管的上堵、下堵檢測。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的播種機(jī)種肥監(jiān)測方法，其特征在于各排種器肥流信號處理 單元對排肥狀態(tài)的檢測包括深肥狀態(tài)、淺肥狀態(tài)、排肥管的上堵、下堵檢測。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的播種機(jī)種肥監(jiān)測方法，其特征在于排種狀態(tài)和排肥狀態(tài)檢 測采用模擬信號輸入，A/D采樣頻率為IKHz ；根據(jù)采樣脈沖的峰值、脈寬，判斷該脈沖是否 為有效脈沖。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種播種機(jī)種肥監(jiān)測方法，實(shí)時性強(qiáng)，監(jiān)測可靠。技術(shù)方案播種機(jī)的每個排種器裝有傳感器、排種器控制單元，傳感器將檢測信號傳送至排種器控制單元，排種器控制單元對排種器的排種狀態(tài)、排肥狀態(tài)進(jìn)行判斷；各排種器控制單元將檢測信息傳送至播種機(jī)主控單元，播種機(jī)主控單元根據(jù)傳送來的檢測信息對播種機(jī)實(shí)現(xiàn)種肥監(jiān)測。
文檔編號A01C7/06GK102084745SQ20091007333
公開日2011年6月8日 申請日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月3日
發(fā)明者歐陽斌林, 竇鈺程, 紀(jì)文義, 陳海濤 申請人:東北農(nóng)業(yè)大學(xué)