阅读说明：本技术 一种木薯种植机漏播监测标记系统 (Cassava planter leaks and broadcasts monitoring mark system ) 是由 覃双眉 林晴 邓干然 何冯光 崔振德 郑爽 李国杰 李玲 于 2019-10-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种木薯种植机漏播监测标记系统,包括车载端、检测端、电源模块；所述车载端、检测端、电源模块均相互连通,所述车载端包括按键、播量显示、上位机、无线传输模块；所述检测端包括无线传输模块、下位机、漏播标记装置、种茎监测装置。本发明专利可以检测到种茎下落时自动更新播量,并发送到上位机通过播量显示模块显示,能有效提高木薯种植机的智能化水平,避免漏播的现象,且效率较高。(The invention discloses a cassava planter miss-seeding monitoring marking system, which comprises a vehicle-mounted end, a detection end and a power module, wherein the vehicle-mounted end is connected with the detection end; the vehicle-mounted end, the detection end and the power supply module are communicated with each other, and the vehicle-mounted end comprises a key, a broadcast volume display, an upper computer and a wireless transmission module; the detection end comprises a wireless transmission module, a lower computer, a miss-seeding marking device and a seed stem monitoring device. The cassava planter can detect that the sowing quantity is automatically updated when the seed stems fall, and sends the seed stems to the upper computer to be displayed through the sowing quantity display module, so that the intelligent level of the cassava planter can be effectively improved, the phenomenon of missed sowing is avoided, and the efficiency is high.)

一种木薯种植机漏播监测标记系统

技术领域

本发明涉及智能农业技术领域，尤其是一种木薯种植机漏播监测标记系统。

背景技术

木薯与甘薯、马铃薯并称为世界三大薯类，起源于亚马逊河流域南部边缘地区。由于其具有抗逆性强、耐旱耐贫瘠、病虫害少和粗生粗长，不与粮争地等优点，现广泛种植于热带和亚热带地区，全球栽培面积1500万公顷，年产鲜薯2亿吨以上，是世界上年产量超过亿吨以上的七大作物之一。由于生长特点独特和加工特性优良，木薯既可以当做粮食作物，也可以生产淀粉、酒精和燃料乙醇等，已显示出其日益重要的经济地位，逐步从主要粮食作物走向工业原料，及呈现多元化食品市场。

近年来，世界木薯和木薯制品的需求不断增加，使木薯收获面积不断增加，产量持续增长。与世界木薯主产国相比，中国木薯主要分布于广西、广东、云南、海南等省份，其中广西和广东的种植面积占到总面积的90％以上。我国木薯生产规模小，收获面积和产量占世界比重低且呈下降趋势，我国自产木薯仅能满足产品需求40％左右，供需矛盾突出。2017年9月，国家发展改革委、国家能源局等多个部门联合印发《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》，明确在全国范围内推广使用车用乙醇汽油，到2020年基本实现全覆盖。木薯作为一种优良的燃料乙醇加工原料，在我国的需求还会进一步扩大。

我国已有不少实时切种式木薯种植机投入使用，大大节省了人力，但在排种均匀度、漏播等种植质量方面还存在问题。种植作为农业生产的重要环节，影响农作物的增产、稳产。田间作业环境恶劣，播种机械部件不便于直接观测，无法及时反馈是否有“断条”漏播问题，尤其是大面积作业时，种植机作业速度快、种幅宽，漏种现象更明显。待出苗后，进行人工补种或移栽，不仅耗费人力，而且补种植株与正常下种植株成长差异严重影响作物生长。

木薯种植机械田间作业过程中灰尘大、作业环境恶劣，排种部件不便于直接观测，一旦地轮打滑或人工操作失误，也会造成漏播问题。虽然电子监控技术正在广泛应用于农作物精密播种机械，但是应用的农作物机械种类范围有限。针对以上的问题，在此我们提出一种木薯种植机漏播监测标记系统。

发明内容

本发明为解决上述现象，采用以下改性的技术方案，一种木薯种植机漏播监测标记系统，包括车载端、检测端、电源模块；所述车载端、检测端、电源模块均相互连通，所述车载端包括按键、播量显示、上位机、无线传输模块；所述检测端包括无线传输模块、下位机、漏播标记装置、种茎监测装置。

作为本发明的进一步优选方式，所述按键包括4个独立按键K1、K2、K3、K4；所述按键均为一端接地，另一端接所述上位机普通引脚。

作为本发明的进一步优选方式，所述播量显示模块为LCD液晶屏；LCD液晶屏的输入端连接到上位机普通引脚。

作为本发明的进一步优选方式，所述上位机设为完成车载端各模块初始化，及协调工作。

作为本发明的进一步优选方式，所述无线传输模块一对NRF24L01；车载端的无线传输模块输入端连接到上位机普通引脚；所述检测端的无线传输模块输入端连接到下位机普通引脚；所述无线传输模块完成上位机和下位机之间数据传输，实现对最小漏播间距的设置和播量显示模块LCD液晶屏播量更新。

作为本发明的进一步优选方式，所述下位机设为用于完成检测端各模块初始化，及协调工作。

作为本发明的进一步优选方式，所述漏播标记装置包括电磁继电器、撒播部分；所述漏播标记装置撒播部分包括直流电机、石灰箱、固定支架；所述石灰箱包括装载箱、滚轮、传动链轮；所述装载箱位于所述滚轮上方，用于装载标记物；所述滚轮为扇叶形，实现标记物均匀撒播；所述传动链轮传输所述直流电机提供的动力，并提供合适的传动比；所述电磁继电器输入端与所述下位机输出端连接，所述电磁继电器输出公共端与所述直流电机连接，所述电磁继电器输出常开端接地；所述直流电机一端与所述电源模块连接，一端与所述电磁继电器输出公共端连接；所述直流电机动力输出轴与所述石灰箱传动链轮中心轴连接；所述固定支架安装于石灰箱和直流电机下方，用于固定所述漏播标记装置撒播部分到所述木薯种植机。

作为本发明的进一步优选方式，所述种茎监测装置包括传感器检测电路、信号处理电路；所述传感器检测电路输出端与所述信号处理电路的输入端连接；所述传感器检测电路用于感应所述木薯种植机的排种口下落的木薯种茎遮挡红外信号获得电压信号；所述信号处理电路用于将所述电压信号进行处理获得与木薯种茎排种序列对应的排种脉冲序列。

作为本发明的进一步优选方式，所述下位机与所述信号处理电路输出端连接；所述下位机用于接收所述排种脉冲序列，获得排种时间间隔，当排种间隔超出给定最小漏播间隔时间将发出启动信号到所述漏播标记装置。

作为本发明的进一步优选方式，所述下位机检测到种茎下落时，能及时更新播量，并由无线传输模块发送到车载端，通过播量显示模块显示。

作为本发明的进一步优选方式，所述信号处理电路包括电压比较电路、降压电路：所述电压比较电路，用于通过设定合适的比较电压阈值，来区分种茎通过信号与其他干扰信号，将传感器传过来的信号转变规则的矩形波信号；所述降压电路，用于调节矩形波信号电流大小，以适应所述下位机引脚输入电流范围。

作为本发明的进一步优选方式，所述电源模块包含12V直流电源、稳压电路；所述稳压电路用于将12V电压转换为3.3V和5V；其中，上位机和下位机为5V供电，无线传输模块为3.3V供电。

本发明专利可以检测到种茎下落时自动更新播量，并发送到上位机通过播量显示模块显示，能有效提高木薯种植机的智能化水平，避免漏播的现象，且效率较高。

附图说明

图1为本发明的整体结构框图；

图2为本发明的车载端程序流程图；

图3为本发明检测端程序流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种木薯种植机漏播监测标记系统，包括车载端、检测端、电源模块；所述车载端、检测端、电源模块均相互连通，所述车载端包括按键、播量显示、上位机、无线传输模块；所述检测端包括无线传输模块、下位机、漏播标记装置、种茎监测装置。

所述按键包括4个独立按键K1、K2、K3、K4；所述按键均为一端接地，另一端接所述上位机普通引脚，其中，按键K1进入参数设置，K2选择输入位，K3当前输入为加1，参数设置完成后，按K4键发送数据。

所述播量显示模块为LCD液晶屏；LCD液晶屏的输入端连接到上位机普通引脚；

所述上位机为STC89C52；完成车载端各模块初始化，及协调工作。

所述无线传输模块一对NRF24L01；车载端的无线传输模块输入端连接到上位机普通引脚；所述检测端的无线传输模块输入端连接到下位机普通引脚；所述无线传输模块完成上位机和下位机之间数据传输，实现对最小漏播间距的设置和播量显示模块LCD液晶屏播量更新。

所述下位机为STC89C52；用于完成检测端各模块初始化，及协调工作。

所述漏播标记装置包括电磁继电器、撒播部分；所述漏播标记装置撒播部分包括直流电机、石灰箱、固定支架；所述石灰箱包括装载箱、滚轮、传动链轮；所述装载箱位于所述滚轮上方，用于装载标记物；所述滚轮为扇叶形，实现标记物均匀撒播；所述传动链轮传输所述直流电机提供的动力，并提供合适的传动比；所述电磁继电器输入端与所述下位机输出端连接，所述电磁继电器输出公共端与所述直流电机连接，所述电磁继电器输出常开端接地；所述直流电机一端与所述电源模块连接，一端与所述电磁继电器输出公共端连接；所述直流电机动力输出轴与所述石灰箱传动链轮中心轴连接；所述固定支架安装于石灰箱和直流电机下方，用于固定所述漏播标记装置撒播部分到所述木薯种植机。

所述种茎监测装置包括传感器检测电路、信号处理电路；所述传感器检测电路输出端与所述信号处理电路的输入端连接；所述传感器检测电路用于感应所述木薯种植机的排种口下落的木薯种茎遮挡红外信号获得电压信号；所述信号处理电路用于将所述电压信号进行处理获得与木薯种茎排种序列对应的排种脉冲序列。

所述下位机与所述信号处理电路输出端连接；所述下位机用于接收所述排种脉冲序列，获得排种时间间隔，当排种间隔超出给定最小漏播间隔时间将发出启动信号到所述漏播标记装置。

所述下位机检测到种茎下落时，能及时更新播量，并由无线传输模块发送到车载端，通过播量显示模块显示。

所述信号处理电路包括电压比较电路、降压电路：所述电压比较电路，用于通过设定合适的比较电压阈值，来区分种茎通过信号与其他干扰信号，将传感器传过来的信号转变规则的矩形波信号；所述降压电路，用于调节矩形波信号电流大小，以适应所述下位机引脚输入电流范围。

所述电源模块包含12V直流电源、稳压电路；所述稳压电路用于将12V电压转换为3.3V和5V；其中，上位机3和下位机7为5V供电，无线传输模块4和6为3.3V供电。

工作原理：系统启动后，播量显示模块的LCD屏提示用户输入设定的最小漏播间隔时间△T，用户按K1进入最小漏播间隔时间△T设置，按K2选择设置的位，按K3当前设置位数值加1。当设置好后，用户通过按下K4按键发送最小漏播间隔时间△T数据到下位机，下位机接收到最小漏播间隔时间△T后，即初始化计时器0初值，启动种茎监测程序。种茎监测装置利用置于木薯种植机排种口侧方的光电传感器元件将种茎运动过程中对红外信号的遮挡转换为电压信号，并通过信号处理电路将输出转化为易于下位机处理的TTL电平信号。当下位机检测到种茎下落时，即更新播量并传输到车载端通过播量显示模块显示。下位机检测到两种茎下落时间间隔大于给定最小漏播间隔时间△T时，即启动漏播标记装置，上位机内部定时器1开始计时，并根据设定时间关闭标记装置，定时器1清零。

传感器型号为LC20-8-XY-02NO的光幕传感器；无种茎通过时输出高电平，有种茎通过时输出低电平；

上位机和下位机均可选为STC89C52；种茎监测装置内传感器检测信号经过信号处理电路传输到下位机普通引脚，通过引脚高低电平变化判断有无落种；下位机内部定时器0和1均工作于工作模式1，定时器0实现对落种间隔计时，判断有无漏播；定时器1控制标记装置工作时长。

播量显示模块为LCD1602，开启时会提示用户设定△T，设置好后按K4键即发送数据，下位机接收到数据并初始化定时器0初始值，启动种茎监测程序。

由于传感器检测电路、直流电机为12V工作电压，电源模块还包括12V到5V和3.3V的稳压电路，上位机和下位机为5V供电，无线传输模块选用NRF24L01为3.3V供电。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。