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一種雙層化肥施播監測系統.pdf

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一種 雙層 化肥 監測 系統
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摘要
申請專利號:

CN201020612512.0

申請日:

20101118

公開號:

CN201947650U

公開日:

20110831

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A01C15/00,G05B19/048 主分類號: A01C15/00,G05B19/048
申請人: 山東省農業機械科學研究所
發明人: 寧建,馬良,孫宜田,桑運洪,韓天峰,魏志明
地址: 250100 山東省濟南市歷城區桑園路50號
優先權: CN201020612512U
專利代理機構: 山東濟南齊魯科技專利事務所有限公司 代理人: 宋永麗
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201020612512.0

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本實用新型提供了一種雙層化肥施播監測系統,包括肥料箱,肥料箱底部安裝11個淺層施肥管和11個深層施肥管,肥料箱與施肥管相連通,每個淺層施肥的底部安裝淺層化肥監測傳感器,每個深層施肥管底部安裝深層化肥監測傳感器,啟動監測傳感器、深層化肥監測傳感器和淺層化肥監測傳感器分別通過航空插頭與主板電路連接,主板電路通過針座與顯示電路連接,顯示電路電流放大后分別與驅動故障顯示電路、深淺層故障顯示電路和故障行數顯示電路連接,主板電路分別與電源電路和按鍵連接,啟動監測傳感器、深層化肥監測傳感器和淺層化肥監測傳感器均采用光電傳感器。本實用新型在雙層化肥施播時及時監測施播中出現的故障,發出聲光報警,并顯示故障位置,可使操作人員根據報警及時排除故障。

權利要求書

1.一種雙層化肥施播監測系統,包括肥料箱(1),其特征在于:肥料箱(1)底部安裝11個淺層施肥管(2)和11個深層施肥管(3),肥料箱(1)與施肥管相連通,深層施肥管(3)的長度大于淺層施肥管(2)長度,每個淺層施肥管(2)的底部安裝淺層化肥監測傳感器(4),每個深層施肥管(3)底部安裝深層化肥監測傳感器(5),啟動監測傳感器(6)、深層化肥監測傳感器(5)和淺層化肥監測傳感器(4)分別通過航空插頭(Z1)與主板電路(8)連接,主板電路(8)通過針座(J1)與顯示電路(10)連接,顯示電路(10)電流放大后分別與驅動故障顯示電路(11)、深淺層故障顯示電路(12)和故障行數顯示電路(13)連接,深淺層故障顯示和行數故障顯示均采用七段LED數碼管,故障顯示采用雙色發光二極管,主板電路(8)采用芯片81C55和單片機,主板電路(8)分別與電源電路(9)和按鍵(7)連接,啟動監測傳感器(6)、深層化肥監測傳感器(5)和淺層化肥監測傳感器(4)均采用光電傳感器。2.根據權利要求1所述的一種雙層化肥施播監測系統,其特征在于:所述深層化肥監測傳感器(5)和淺層化肥監測傳感器(4)的電路連接結構為:單片機U6的1號引腳一方面通過串聯電阻R6接地,另一方面通過接至電容E2的陰極,E2的陽極接至電源;第一層第一行至第一層第十一行傳感器信號以及第二層第一行至第二層第十一行傳感器信號分別接至反相器U30的3、5、7、9、11和U31至U33的1、3、5、7、9、11號引腳,U30-U33對應的2、4、6、8、10、12號引腳分別接至光電耦合器U8-U29的2號引腳;光電耦合器的U8-U29的1號引腳分別通過電阻R8-R29接至電源,?3號引腳全部接地,4號引腳分別接至芯片U7的PA0-PA7、PB0-PB7、PC0-PC5;芯片U7的AD0-AD7引腳分別接至芯片U4的P00-P07,U7的7號引腳接至U4的21號引腳,U7的8號引腳接至U4的28號引腳,U7的9號引腳接至U4的17號引腳,U7的10引腳接至U4的16號引腳,U7的11號引腳接至U4的30號引腳,U7的4號引腳接至U4的9號引腳。3.根據權利要求1所述的一種雙層化肥施播監測系統,其特征在于:所述七段LED數碼管的電路連接結構為:七段LED數碼管SM1-SM4的9號引腳串聯后接電源,SM1的1至8號引腳分別串聯R30至R37后與U35的2、5、6、4、3、15、1、7引腳相連,SM2的1至8號引腳分別串聯R38至R45后與U36的2、5、6、4、3、15、1、7引腳相連,SM3的1至8號引腳分別串聯R46至R53后與U37的2、5、6、4、3、15、1、7引腳相連,SM4的1至8號引腳分別串聯R54至R61后與U38的2、5、6、4、3、15、1、7引腳相連。4.根據權利要求1所述的一種雙層化肥施播監測系統,其特征在于:所述故障顯示電路連接結構為:二極管LED23的陰極串聯電阻R62后與U4的6號引腳相連,二極管LED24的陰極串聯電阻R63后與U4的7號引腳相連,LED23與LED24的陽極接電源,按鍵SW-PB3與U4的15號引腳相連,SW-PB3的另外一端與電阻R109串聯后接地,按鍵SW-PB1與R4相連,?SW-PB1的另外一端接電源,?SW-PB2的一端與電阻R108串聯后接地,另一端與U4的8號引腳相連,SW-PB4的一端與電阻R110串聯后接地,另一端與U4的11號引腳相連。

說明書

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技術領域

本實用新型涉及農業機械,是一種安裝在雙層化肥施播機上使用的一種雙層化肥施播監測系統。

背景技術

現有的農作物精播機的肥料施播均為單層施播,即:只在一定深度的土壤中施播一次。然而,這種單層施播的不足較多:農作物生長的早期需要的肥料較少,根系在淺層土壤,單層施播的化肥對早期農作物的生長沒有欠缺,但是,隨著農作物的不斷生長,根系的不斷龐大,到結果實的時候肥料已經用盡,根系在深層土壤中已經沒有肥料,直接造成農作物減產。為此,本領域技術人員研制了雙層化肥施播機,由于化肥在施播時易發生堵塞,缺肥等故障,造成肥料斷條,從而影響農作物的生長及產量,而精播機施播肥料作業時化肥的流動過程是全封閉的,操作人員僅憑視聽無法判斷化肥施播中出現的堵塞等缺肥現象,因此,本領域迫切需要一種能夠及時監視施肥狀況的儀器,從而解決施肥時缺肥的狀況。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種雙層化肥施播監測系統,它能夠解決現有技術的不足,在雙層化肥施播時及時監測施播中出現的故障,發出聲光報警,并顯示故障位置,可使操作人員根據報警及時排除故障。

本實用新型為實現上述目的,通過以下技術方案實現:一種雙層化肥施播監測系統,包括肥料箱,肥料箱底部安裝11個淺層施肥管和11個深層施肥管,肥料箱與施肥管相連通,深層施肥管的長度大于淺層施肥管長度,每個淺層施肥管的底部安裝淺層化肥監測傳感器,每個深層施肥管底部安裝深層化肥監測傳感器,啟動監測傳感器、深層化肥監測傳感器和淺層化肥監測傳感器分別通過航空插頭與主板電路連接,主板電路通過針座與顯示電路連接,顯示電路電流放大后分別與驅動故障顯示電路、深淺層故障顯示電路和故障行數顯示電路連接,深淺層故障顯示和行數故障顯示均采用七段LED數碼管,故障顯示采用雙色發光二極管,主板電路采用芯片81C55和單片機,主板電路分別與電源電路和按鍵連接,啟動監測傳感器、深層化肥監測傳感器和淺層化肥監測傳感器均采用光電傳感器。所述深層化肥監測傳感器和淺層化肥監測傳感器的電路連接結構為:單片機U6的1號引腳一方面通過串聯電阻R6接地,另一方面通過接至電容E2的陰極,E2的陽極接至電源;第一層第一行至第一層第十一行傳感器信號以及第二層第一行至第二層第十一行傳感器信號分別接至反相器U30的3、5、7、9、11和U31至U33的1、3、5、7、9、11號引腳,U30-U33對應的2、4、6、8、10、12號引腳分別接至光電耦合器U8-U29的2號引腳;光電耦合器的U8-U29的1號引腳分別通過電阻R8-R29接至電源,?3號引腳全部接地,4號引腳分別接至芯片U7的PA0-PA7、PB0-PB7、PC0-PC5;芯片U7的AD0-AD7引腳分別接至芯片U4的P00-P07,U7的7號引腳接至U4的21號引腳,U7的8號引腳接至U4的28號引腳,U7的9號引腳接至U4的17號引腳,U7的10引腳接至U4的16號引腳,U7的11號引腳接至U4的30號引腳,U7的4號引腳接至U4的9號引腳;

所述七段LED數碼管的電路連接結構為:七段LED數碼管SM1-SM4的9號引腳串聯后接電源,SM1的1至8號引腳分別串聯R30至R37后與U35的2、5、6、4、3、15、1、7引腳相連。SM2的1至8號引腳分別串聯R38至R45后與U36的2、5、6、4、3、15、1、7引腳相連,。SM3的1至8號引腳分別串聯R46至R53后與U37的2、5、6、4、3、15、1、7引腳相連。SM4的1至8號引腳分別串聯R54至R61后與U38的2、5、6、4、3、15、1、7引腳相連。

所述故障顯示電路連接結構為:二極管LED23的陰極串聯電阻R62后與U4的6號引腳相連,二極管LED24的陰極串聯電阻R63后與U4的7號引腳相連,LED23與LED24的陽極接電源,按鍵SW-PB3與U4的15號引腳相連,SW-PB3的另外一端與電阻R109串聯后接地,按鍵SW-PB1與R4相連,?SW-PB1的另外一端接電源,?SW-PB2的一端與電阻R108串聯后接地,另一端與U4的8號引腳相連,SW-PB4的一端與電阻R110串聯后接地,另一端與U4的11號引腳相連。

本實用新型的優點在于:本實用新型的肥料監測傳感器分別安裝在淺層施肥管和深層施肥管內,傳感器將監測到的信號傳入芯片,并采用不同七段數碼管、不同數位代表淺層施肥管和深層施肥管的非正常施肥,采用LED發光管的紅綠表示肥料的正常或堵塞等故障,整個監測系統隨時將肥料施播過程準確及時顯示,從而徹底避免了因堵塞、缺肥或機械故障引發的肥料斷條現象,保證了肥料在施肥時的均勻性,從而保證了農作物的正常生長及產量。本實用新型還具有造價低、監測效果好等優點。

附圖說明

附圖1是本實用新型淺層化肥監測傳感器和深層化肥監測傳感器的安裝位置結構示意圖;附圖2是本實用新型監測系統方框圖;附圖3是本實用新型工作流程圖;附圖4是本實用新型化肥監測傳感器信號處理電路圖;附圖5是化肥施播啟動監測傳感器信號處理電路圖;附圖6是單片機處理電路圖;附圖7是芯片U1的7、8號引腳分別連接到芯片U35-U38的11、12號引腳、U4的6、7號引腳分別連接至R62、R63的連接關系圖;附圖8是附圖6中電路圖的連續圖。

具體實施方式

對照附圖對本實用新型做進一步說明:

附圖4-附圖8是本實用新型雙層化肥施播監測系統的電路原理圖,由于圖幅所限,將其拆開成5個電路圖。附圖4中通過U7轉化為串行數據輸出,附圖4及附圖5及附圖6間的連接關系為U7的12至19的引腳分別接至附圖6?中芯片U4的32至39號引腳,U7的7、8、9、10、11號引腳分別接至附圖6芯片U4的20、28、17、16和30號引腳,U7的4號引腳接至芯片4?的11號引腳。附圖6與附圖7間的連接關系為:芯片U1的7、8號引腳分別接至附圖7芯片U35-U38的11、12號引腳,U4的6、7號引腳分別接至附圖7中R62、R63,與附圖8的連接點關系為:芯片U1的7、8號引腳分別接至附圖8芯片U39-U44的11、12號引腳,U1的9號引腳分別接至附圖8芯片U44的14號引腳;U4的11號引腳與附圖8的SW-PB4相連;R4的高電位端與SW-PB1相連;U4的8號引腳與SW-PB2相連;U4的15號引腳與SW-PB3相連。

本實用新型的肥料施播共有11個淺層施肥管和11個深層施肥管,可以同時施播11行,這種數量是根據精播機的施播寬度設計的,當精播機的施播行數為8行、13行或15行等不同行數時,均可采用本實用新型的監測系統,其原理和結構不變,只增減傳感器的數量及行數轉換即可。

本實用新型的監測系統主要由主板電路和顯示電路組成。電源可由拖拉機電瓶通過主板電路上的7805芯片轉換提供。

本實用新型的監測系統是一種雙層化肥施播監測系統,包括肥料箱1,肥料箱1底部安裝11個淺層施肥管2和11個深層施肥管3,肥料箱1與施肥管相連通,深層施肥管3的長度大于淺層施肥管2長度,每個淺層施肥管2的底部安裝淺層化肥監測傳感器4,每個深層施肥管3底部安裝深層化肥監測傳感器5,啟動監測傳感器6、深層化肥監測傳感器5和淺層化肥監測傳感器4分別通過航空插頭Z1與主板電路8連接,主板電路8通過針座J1與顯示電路10連接,顯示電路10電流放大后分別與驅動故障顯示電路11、深淺層故障顯示電路12和故障行數顯示電路13連接,深淺層故障顯示和行數故障顯示均采用七段LED數碼管,故障顯示采用雙色發光二極管,主板電路8采用芯片81C55和單片機,主板電路8分別與電源電路9和按鍵7連接,啟動監測傳感器6、深層化肥監測傳感器5和淺層化肥監測傳感器4均采用光電傳感器。

所述深層化肥監測傳感器5和淺層化肥監測傳感器4的電路連接結構為:單片機U6的1號引腳一方面通過串聯電阻R6接地,另一方面通過接至電容E2的陰極,E2的陽極接至電源;第一層第一行至第一層第十一行傳感器信號以及第二層第一行至第二層第十一行傳感器信號分別接至反相器U30的3、5、7、9、11和U31至U33的1、3、5、7、9、11號引腳,U30-U33對應的2、4、6、8、10、12號引腳分別接至光電耦合器U8-U29的2號引腳;光電耦合器的U8-U29的1號引腳分別通過電阻R8-R29接至電源,?3號引腳全部接地,4號引腳分別接至芯片U7的PA0-PA7、PB0-PB7、PC0-PC5;芯片U7的AD0-AD7引腳分別接至芯片U4的P00-P07,U7的7號引腳接至U4的21號引腳,U7的8號引腳接至U4的28號引腳,U7的9號引腳接至U4的17號引腳,U7的10引腳接至U4的16號引腳,U7的11號引腳接至U4的30號引腳,U7的4號引腳接至U4的9號引腳。

所述七段LED數碼管的電路連接結構為:七段LED數碼管SM1-SM4的9號引腳串聯后接電源,SM1的1至8號引腳分別串聯R30至R37后與U35的2、5、6、4、3、15、1、7引腳相連。SM2的1至8號引腳分別串聯R38至R45后與U36的2、5、6、4、3、15、1、7引腳相連,。SM3的1至8號引腳分別串聯R46至R53后與U37的2、5、6、4、3、15、1、7引腳相連。SM4的1至8號引腳分別串聯R54至R61后與U38的2、5、6、4、3、15、1、7引腳相連。

所述故障顯示電路連接結構為:二極管LED23的陰極串聯電阻R62后與U4的6號引腳相連,二極管LED24的陰極串聯電阻R63后與U4的7號引腳相連,LED23與LED24的陽極接電源,按鍵SW-PB3與U4的15號引腳相連,SW-PB3的另外一端與電阻R109串聯后接地,按鍵SW-PB1與R4相連,?SW-PB1的另外一端接電源,?SW-PB2的一端與電阻R108串聯后接地,另一端與U4的8號引腳相連,SW-PB4的一端與電阻R110串聯后接地,另一端與U4的11號引腳相連。

本實用新型的監測系統的工作流程圖為:電路上電后,自檢是否通過,自檢有誤產生報警,自檢無誤后等待開始檢測信號,開始檢測脈沖收到后開始檢測,否則等待,在檢測的過程中隨時接受功能按鍵以及復位按鍵、清除按鍵的響應,如果復位鍵按下系統返回自檢過程,如果在檢測的過程中產生缺肥或者堵塞報警,產生響應的缺肥或堵塞報警指示,如果有功能鍵按下,判斷是層數按鍵還是行數按鍵,如果是層數按鍵,在故障層指示進行顯示,顯示為01說明為淺層化肥堵塞,顯示為02說明為深層化肥產生堵塞,如果是行數按鍵,則顯示產生堵塞的行數0-11,如果清除鍵按下,則系統清除報警指示。

實現本實用新型的電路結構可以有多種連接方式,本實施例提供一種具體實施結構:本實用新型的電路由單片機U4、U6、雙向三態數據緩沖器U1、數據存儲器U3、與門電路U2、光電耦合器U5、U8-U29、六位反相器U30-U33、晶振電路XTAL1、XTAL2、8位輸出鎖存移位寄存器U35-U44、七段LED數碼管SM1-SM4、發光二極管LED1-LED24,按鍵SW-PB1——SW-PB4、復位電路以及數據總線、地址總線、控制總線(U7)等芯片和它們各自的外圍電路組成,其特征在于施播啟動傳感器信號接至U30的1號引腳,U30的2號引腳接至光電耦合器U5的2號引腳,U5的1號引腳通過電阻R7接至+5V電源,U5的3號引腳接地,U5的4號引腳接至單片機U6的6號引腳INT0;單片機U6的1號引腳一方面通過串聯電阻R6接地,另一方面通過接至電容E2的陰極,E2的陽極接至電源;第一層第一行至第一層第十一行傳感器信號以及第二層第一行至第二層第十一行傳感器信號分別接至反相器U30的3、5、7、9、11和U31至U33的1、3、5、7、9、11號引腳,U30-U33對應的2、4、6、8、10、12號引腳分別接至光電耦合器U8-U29的2號引腳;光電耦合器的U8-U29的1號引腳分別通過電阻R8-R29接至電源,?3號引腳全部接地,4號引腳分別接至芯片U7的PA0-PA7、PB0-PB7、PC0-PC5;芯片U7的AD0-AD7引腳分別接至芯片U4的P00-P07,U7的7號引腳接至U4的21號引腳,U7的8號引腳接至U4的28號引腳,U7的9號引腳接至U4的17號引腳,U7的10引腳接至U4的16號引腳,U7的11號引腳接至U4的30號引腳,U7的4號引腳接至U4的9號引腳;單片機U4的1、2號與芯片U3的5、6號引腳相連,3、4、5號引腳與U1的11、12、13號引腳相連,6號引腳與電阻R62相連,7號引腳與電子R63相連,8號引腳與按鍵SW-PB2的一個引腳相連,同時與芯片U2的1號引腳相連,13號引腳與U2的3號引腳相連,15號引腳與SW-PB3的一個引腳相連,同時與U2的2號引腳相連,14號引腳串聯電阻R3后與三極管T1的基極相連,18、19號引腳串聯晶振XTAL1同時分別串聯電容C1、C2后接地,9號引腳與U6的4號引腳串聯后接至二極管D1的負極同時串聯電阻R5后接地;二極管D1的陽極串聯電容E1后接至電源,同時串聯電阻R4后接地并接至SW-PB3的一個引腳;雙向三態數據緩沖器U1的1、19號引腳端接后接地,7號引腳與U41的12號引腳相連,8號引腳與U41的11號引腳相連,9號引腳與U44的14號引腳相連。

七段LED數碼管SM1-SM4的9號引腳串聯后接電源,SM1的1至8號引腳分別串聯R30至R37后與U35的2、5、6、4、3、15、1、7引腳相連。SM2的1至8號引腳分別串聯R38至R45后與U36的2、5、6、4、3、15、1、7引腳相連,。SM3的1至8號引腳分別串聯R46至R53后與U37的2、5、6、4、3、15、1、7引腳相連。SM4的1至8號引腳分別串聯R54至R61后與U38的2、5、6、4、3、15、1、7引腳相連。

U35的14號引腳與U36的9號引腳相連,U36的14號引腳與U37的9號引腳相連,U37的14號引腳與U38的9號引腳相連,U38的14號引腳與U39的9號引腳相連,U39的14號引腳與U40的9號引腳相連,U40的14號引腳與U41的9號引腳相連,U41的14號引腳與U42的9號引腳相連,U42的14號引腳與U43的9號引腳相連,U43的14號引腳與U44的9號引腳相連,U44的14號引腳U1的9號引腳相連。

U35至U44的11號引腳串聯后與U1的7號引腳相連,U35至U44的12號引腳串聯后與U1的8號引腳相連,U35至U44的10號引腳串聯后接至電源;二極管LED23的陰極串聯電阻R62后與U4的6號引腳相連,二極管LED24的陰極串聯電阻R63后與U4的7號引腳相連,LED23與LED24的陽極接電源,按鍵SW-PB3與U4的15號引腳相連,SW-PB3的另外一端與電阻R109串聯后接地,按鍵SW-PB1與R4相連,?SW-PB1的另外一端接電源,?SW-PB2的一端與電阻R108串聯后接地,另一端與U4的8號引腳相連,SW-PB4的一端與電阻R110串聯后接地,另一端與U4的11號引腳相連。

芯片U39的2、4、6號引腳以及U40和U41的15、2、4、6號引腳共11個分別串聯電阻R64、R66、R68、R70、R72、R74、R76、R78、R80、R82、R84后與LED1-LED11的下端相連,芯片U39的3、5、7號引腳以及U40和U41的1、3、5、7號引腳共11個分別串聯電阻R65、R67、R69、R71、R73、R75、R77、R79、R81、R83、R85后與LED1-LED11的上端引腳相連,芯片U42的2、4、6號引腳以及U43和U44的15、2、4、6號引腳共11個分別串聯電阻R86、R88、R90、R92、R94、R96、R98、R100、R102、R104、R106后與LED12-LED22的下端引腳相連,芯片U42的3、5、7號引腳以及U43和U44的1、3、5、7號引腳共11個分別串聯電阻R87、R89、R91、R93、R95、R97、R99、R101、R103、R105、R107后與LED12-LED22的上端引腳相連。

本實用新型安裝在深層施肥管3和淺層施肥管2上的22個傳感器均通過線路航空插頭與主板電路連接,主板電路、顯示電路、報警電路及按鍵均裝在殼體內,殼體安裝在駕駛室內,便于操作。

圖中14是開溝器。

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