基于物联网的集成型拖拉机传感控制装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于物联网的集成型拖拉机传感控制装置，包括仪表总装、测量传感模块、CAN总线、ECU控制单元、上位机，所述仪表总装通过CAN总线与ECU控制单元连接，所述仪表总装上设有GPRS通讯模块和GPS定位模块，所述GPRS通讯模块与上位机通讯连接，所述仪表总装与测量传感模块电连接。可以显示耕地绞龙参数、储罐参数、发动机参数、绞龙参数、蓄电池参数、拖拉机倾角、GPS位置、环境参数、故障自检、等多个拖拉机重要参数实时信息以及推断信息，以便拖拉机操作人员及时处理或者上传上位机，并接收上位机控制指令、达到单独控制拖拉机或者通过GPRS通讯模块与上位机协调控制。
【专利说明】
基于物联网的集成型拖拉机传感控制装置[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及农业机械技术领域，特别是涉及一种基于物联网的集成型拖拉机传感控制装置。
[0003]【背景技术】
[0004]我国是农业大国，但是多数农业生产基本靠人力劳动完成，如多数乡村中播种，施月巴，灌溉及拖拉等操作，主要依靠纯人力劳动，这样不但效率低，而且影响农作物的生长和收成。即使有些地方实现了机械化播种、施肥、耕地等作业，通常也需要人力配合，而播种和拖拉、施肥等机械化操作彼此独立，没有合理的联系在一起，也影响了农业机械作业的效率和生产周期。另外农业灌溉的时机与浇水量基本靠人的经验进行判断，并不能准确的判断出农作物的灌溉时间与灌溉量，灌溉不当将导致农作物减产、浪费水资源等严重后果。
[0005]随着物联网技术的发展和对建设现代农业的需求，将物联网与农业机械作业有机的结合起来，对于提高农业机械作业的效率与产量具有重要意义。但是我国农业生产环境多变，农业生产过程分散，生产主体复杂，需求千变万化等困难。
[0006]拖拉机作为主要的施肥、耕地、农药散播、播种等农业作业动力驱动机械，在区域化的农业作业过程中，由于大面积的农业机械作业无人化管理，需要对区域内每台拖拉机的发动机转速、车速、区域耕地肥料需求量、肥料储量、肥料散播速度、旋转耕犁的转速、耕地深度、旋转负荷、旋转耕犁空载区域面积、旋转耕犁空载时间等(由于耕地水平面高度不均衡)、播种速度、播种量、播种作业面积、农药储量、农药散播速度、单位面积内农药覆盖量等等数据进行分别采集，以监控拖拉机的作业面积、作业时间。
[0007]
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的技术问题是提供一种基于物联网的集成型拖拉机传感控制装置，整个仪表总成体积小，参数显示集成度高，有利于拖拉机操作人员观察监测，仪表总装可以显示耕地绞龙参数、储罐参数(装载肥料、种子、农药)、发动机参数、绞龙参数、蓄电池参数、拖拉机倾角、GPS位置、环境参数、故障自检、等多个拖拉机重要参数实时信息以及推断信息，以便拖拉机操作人员及时处理或者上传上位机，并接收上位机控制指令，以达到单独控制拖拉机或者通过GPRS通讯模块与上位机协调控制，实现工作效率化、作业标准化、人机交互人性化的目的。
[0009]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:基于物联网的集成型拖拉机传感控制装置，包括仪表总装、测量传感模块、CAN总线、 E⑶控制单元、上位机，所述仪表总装通过CAN总线与ECU控制单元连接，所述仪表总装上设有GPRS通讯模块和GPS定位模块，所述GPRS通讯模块与上位机通讯连接，所述仪表总装与测量传感模块电连接。
[0010]所述仪表总装包括上壳体、下壳体、仪表指针、仪表步进电机、仪表指示灯、表盘、 表盘安装座、隔板、玻璃面罩、PCB线路板、防震部件、PCB板紧固件和至少一个仪表显示屏， 所述下壳体内设置有PCB线路板，所述PCB线路板上方设置有表盘安装座，所述表盘安装座上设置有仪表指针，所述仪表步进电机安装在PCB线路板上，所述仪表指针通过仪表转轴与仪表步进电机机械连接，所述表盘安装座上设有隔板、隔板上方设有上壳体，所述上壳体与隔板之间设有有玻璃面罩，所述上壳体与下壳体之间通过螺栓连接，所述下壳体上设置有两个接线端出线口，所述接线端出线口分别与ECU控制单元和CAN总线电连接，所述防震部件为至少一个弹性元件，所述弹性元件均匀分布在PCB线路板的外缘，弹性元件的一端固定安装在PCB线路板上，弹性元件的另一端固定安装在上壳体或下壳体内侧，所述PCB板紧固件包括至少一个PCB卡子，所述PCB卡子设于上壳体和/或下壳体上，所述仪表显示屏底部安装在PCB线路板上，所述仪表显示屏顶部通过表盘安装座固定。
[0011]所述仪表显示屏包括润滑参数显示屏、发动机显示屏、环境参数显示屏、蓄电池显示屏、拖拉机倾角显示屏、耕地绞龙显示屏、故障信息显示屏、储罐参数显示屏、氮气浓度显示屏、通讯显示屏中的一种或几种，且上述显示屏在仪表显示屏上集成为一个整体。
[0012]所述润滑参数显示屏的显示包含发动机润滑油油水分离信息显示、润滑油过滤信息显示、润滑油储量信息显示、油水分离报警显示;所述发动机显示屏包含发动机工作时间显示、发动机工作温度显示、发动机转子振幅显示、发动机转速变量值显示、发动机励磁显示、发动机油位显示、发动机油位变量值显示;所述环境参数显示屏包含温度值显示、湿度值显示、雨量显示、海拔高度显示、光强度显示;所述蓄电池显示屏包含蓄电池电量显示、蓄电池电压显示、蓄电池充电显示;所述拖拉机倾角显示屏包含惯性传感器惯性值、陀螺仪倾角显示、机器运行状态推断显示。[0〇13]所述耕地绞龙显示屏包括耕地绞龙转速显示、耕地绞龙旋转工作时间显示、耕地绞龙耕地深度显示、耕地蛟龙旋转负荷显示、旋转耕犁空载区域面积显示、旋转耕犁空载时间显示。[0〇14] 所述储罐参数显示屏包括储罐储量显示、储罐流量显示、储罐排草显示、储罐故障报警显示。
[0015]所述PCB线路板包括主芯片、发动机参数采集模块、GPRS通讯模块、GPS定位模块、 CAN总线驱动模块、界面参数显示控制电路、故障自检模块、存储器扩展模块、电源驱动模块，所述主芯片与发动机参数采集模块通过CAN总线驱动模块电连接，所述主芯片还分别与用以与上位机通讯的GPRS通讯模块电连接以及用以定位拖拉机位置的GPS定位模块电连接，所述主芯片与用以驱动界面参数显示的界面参数显示控制电路连接，所述主芯片包括作业类型计数器、作业面积计数器和作业计时器。[〇〇16]所述PCB线路板还包括耕地绞龙参数采集模块、储罐流量采集模块、储罐存量采集模块、储罐堵塞检测电路、报警器、蓄电池参数检测模块、氮气浓度检测驱动电路、拖拉机倾角检测模块、环境参数采集模块中的一种或几种，所述主芯片分别与耕地绞龙参数采集模块、储罐流量采集模块、储罐存量采集模块、储罐堵塞检测电路、报警器、蓄电池参数检测模块、氮气浓度检测驱动电路、蓄电池参数检测模块、拖拉机倾角检测模块和/或环境参数采集模块电连接。
[0017]其中耕地绞龙参数采集模块包括耕地绞龙转速检测驱动电路、耕地绞龙旋转工作时间检测驱动电路、耕地绞龙耕地深度驱动检测电路、耕地蛟龙旋转负荷驱动检测电路、旋转耕犁空载区域面积驱动检测电路、旋转耕犁空载时间驱动检测电路。耕地绞龙转速检测驱动电路检测每台耕地绞龙的旋转速度采样信号，并通过主芯片中存储的发动机转速采样信号对比，由主芯片判定是否绞龙是否运转正常，如果两采样信号比例低于额定值，主芯片启动故障自检模块，所述耕地绞龙耕地深度驱动检测电路外接耕地深度传感器、可以检测绞龙的耕地深度，当耕地深度过浅或者没有更深时，主芯片控制耕地绞龙旋转轴高度下降， 以达到预设耕地深度，当外设在拖拉机的旋转耕犁旋转辊表面的沿径向分布的一列压力传感器检测到拖拉机的旋转耕犁有一片或者几片区域没有压力，就是空载时，压力传感器将空载的信号通过数据线传输给旋转耕犁空载区域面积驱动检测电路，由旋转耕犁空载区域面积驱动检测电路上传至主芯片，并由主芯片控制旋转耕犁空载时间驱动检测电路启动检测空载时间，由主芯片上传至上位机，上位机根据GPS定位空载区域位置，并根据计算旋转耕犁空载区域的空载面积，以备后续在空载区域进行二次耕地。储罐流量采集模块用以采集功能部件(施肥装置、农药散播装置或播种装置中肥料储罐、农药储罐或种子储罐)储罐的流量，流量采集数据通过时间序列编码器编码，存储在存储器扩展模块中，当主芯片检测到GPRS通讯模块接收到信号时，储罐流量采集数据上传至上位机。储罐存量采集模块用以采集功能部件(施肥装置、农药散播装置或播种装置中肥料储罐、农药储罐或种子储罐)储罐的储量，流量采集数据通过时间序列编码器编码，存储在存储器扩展模块中，当主芯片检测到GPRS通讯模块接收到信号时，储罐流量采集数据上传至上位机。所述出管堵塞检测电路包括比较器、抗干扰模块和输出电路，用于对比储罐流量采集模块采集到的储罐流量电平信号和储罐存量采集模块采集到的储罐存量电平信号，当储罐存量的递减速度小于储罐流量时，储罐堵塞检测电路输出报警信号至报警器。氮气浓度检测驱动电路外接安装在旋转耕犁旋转辊上的氮气浓度传感器，氮气浓度传感器检测耕地土壤的氮气浓度，并输出氮气浓度信号至主芯片，主芯片通过存储器扩展模块存储该信息并上传至上位机，由上位机记录该区域的原始肥料含量，并下达相应的控制储罐流量的命令。所述蓄电池参数检测模块包括蓄电池电压检测模块和蓄电池电量检测模块。检测到的值由主芯片控制界面参数显示控制电路予以显示，以供拖拉机操作者判断或由主芯片控制上传至上位机，由上位机给位于该拖拉机可行程范围内的移动供电设备发出指令给予该拖拉机充电。所述环境参数采集模块包括环境温度检测驱动电路、环境湿度检测驱动电路、海拨高度检测驱动电路、雨量检测驱动电路，用以采集拖拉机作业过程中的外围环境情况，并将该数据传输给上位机，以判断该片区域是否环境温度过大需要给发动机以及耕地绞龙降温、是否雨量过多、环境湿度过大需要采用作业时期应急备案或给予发动机、耕地绞龙以及关键零部件定期润滑保养。所述拖拉机倾角检测模块，检测拖拉机的实时倾角当出现高于阈值时，传感至主控制器作出相应的调整。拖拉机在爬坡或者坑洼的时候拖拉机倾角传感器检测到的倾角数据可以使主芯片实时控制发动机的启停，保证拖拉机高速运转不会倾翻。
[0018]所述测量传感模块包括发动机油储量传感器、发动机油压力传感器、发动机转速传感器、发动机水温传感器、车速传感器、拖拉机倾角传感器(陀螺仪)、环境温度传感器、环境湿度传感器、海拨高度传感器、雨量传感器、耕地绞龙转轴传感器、耕地绞龙旋转工作时间计数器、耕地绞龙耕地深度传感器、耕地蛟龙旋转负荷传感器、旋转耕犁空载时间传感器。
[0019]所述GPRS通讯模块包括指示电源连接状态电路和指示网络连接状态电路，其中指示电源连接状态电路包括基极电阻R17、发射极和基极之间的电阻R19、三极管Q6、集电极电阻R15、LED灯D1。其中指示网络连接状态电路包括极电阻R18、发射极和基极之间的电阻 R20、三极管Q7、集电极电阻R16、LED灯D21ED灯D1和LED灯D2分别用以显示电源连接状态和网络连接状态通断。
[0020]所述GPS定位模块采用A8500型号为主芯片，采用TXS0102D⑶R型号的电平转换芯片，其中A8500型号的主芯片配备阻抗匹配网络。或者采用SE868-AS为主芯片，采用 TXS0102DCUR为电平转换芯片。[〇〇21]所述CAN总线驱动模块采用TJA1050T型号的芯片，其7引脚和6引脚通过共模电感 F1输入ECU控制单元采集的发动机参数，并通过1脚和4脚输入PCB线路板。其中GPS定位模块包括SE868-AS型号的芯片，旁路电容C92、C93、电感L1、电阻R117。[〇〇22]有益效果由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果:本发明整个仪表总成体积小，参数显示集成度高，有利于拖拉机操作人员观察监测，仪表总装可以显示耕地绞龙参数、储罐参数(装载肥料、种子、农药)、发动机参数、绞龙参数、蓄电池参数、拖拉机倾角、GPS位置、环境参数、故障自检等多个拖拉机重要参数实时信息以及推断信息，以便拖拉机操作人员及时处理或者上传上位机，并接收上位机控制指令，以达到单独控制拖拉机或者通过GPRS通讯模块与上位机协调控制，实现工作效率化、作业标准化、人机交互人性化的目的。
[0023]【附图说明】[〇〇24]图1是本发明的结构框图。
[0025]图2是本发明的仪表总装的示意图。[〇〇26]图3是图2仪表显示屏A-A剖面的剖视图。[〇〇27]图4是本发明的仪表显示屏的框图。[〇〇28]图5是PCB线路板的结构框图。
[0029]图6是测量传感模块的结构框图。
[0030]图7是GPRS通讯模块的电路图。[〇〇31]图8是GPS定位模块的电路图。[〇〇32]图9是CAN总线驱动模块的电路图。[〇〇33]图10是耕地绞龙显示屏的结构框图。[〇〇34]图11是储罐参数显示屏的结构框图。[〇〇35]图12是耕地绞龙参数采集模块的结构框图。[〇〇36]在图中:丨-主芯片；2-发动机参数采集模块;3-GPRS通讯模块;4-GPS定位模块;5-CAN总线驱动模块;6-界面参数显示控制电路;8-蓄电池参数检测模块、9-拖拉机倾角检测模块、10-环境参数采集模块；1001-故障自检模块；1002-存储器扩展模块；1003-电源驱动模块、11-上壳体；12-下壳体；111-防震部件；112-PCB板紧固件；1121-PCB卡子，13-仪表指针；14-仪表步进电机;15-仪表指示灯;16-表盘;17-表盘安装座；18-隔板;19-玻璃面罩;2-PCB线路板;21-仪表显示屏；211-润滑参数显示屏、212-发动机显示屏、213-环境参数显示屏、214-蓄电池显示屏、215-拖拉机倾角显示屏、216-耕地绞龙显示屏、217-故障信息显示屏、218-储罐参数显示屏、219-氮气浓度显示屏、2110-通讯显示屏；2161-耕地绞龙转速显示、2162-耕地绞龙旋转工作时间显示、2163-耕地绞龙耕地深度显示、2164-耕地蛟龙旋转负荷显示、2165-旋转耕犁空载区域面积显示、2166-旋转耕犁空载时间显示、7-耕地绞龙参数采集模块、71-耕地绞龙转速检测驱动电路、72-耕地绞龙旋转工作时间检测驱动电路； 73-耕地绞龙耕地深度驱动检测电路、74-耕地蛟龙旋转负荷驱动检测电路、75-旋转耕犁空载区域面积驱动检测电路、76-旋转耕犁空载时间驱动检测电路、78-报警器、79-氮气浓度检测驱动电路、1004-储罐流量采集模块；1005-储罐存量采集模块；1006-储罐堵塞检测电路。
[0037]【具体实施方式】
[0038]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。[〇〇39]本发明的实施方式:参见图1、图5,基于物联网的集成型拖拉机传感控制装置，包括仪表总装、测量传感模块、CAN总线、E⑶控制单元、上位机，所述仪表总装通过CAN总线与E⑶控制单元连接，所述仪表总装上设有GPRS通讯模块和GPS定位模块，所述GPRS通讯模块与上位机通讯连接，所述仪表总装与测量传感模块电连接。
[0040]参见图2?图3，所述仪表总装包括上壳体、下壳体、仪表指针、仪表步进电机、仪表指示灯、表盘、表盘安装座、隔板、玻璃面罩、PCB线路板、防震部件、PCB板紧固件和至少一个仪表显示屏，所述下壳体内设置有PCB线路板，所述PCB线路板上方设置有表盘安装座，所述表盘安装座上设置有仪表指针，所述仪表步进电机安装在PCB线路板上，所述仪表指针通过仪表转轴与仪表步进电机机械连接，所述表盘安装座上设有隔板、隔板上方设有上壳体，所述上壳体与隔板之间设有有玻璃面罩，所述上壳体与下壳体之间通过螺栓连接，所述下壳体上设置有两个接线端出线口，所述接线端出线口分别与ECU控制单元和CAN总线电连接， 所述防震部件为至少一个弹性元件，所述弹性元件均匀分布在PCB线路板的外缘，弹性元件的一端固定安装在PCB线路板上，弹性元件的另一端固定安装在上壳体或下壳体内侧，所述 PCB板紧固件包括至少一个PCB卡子，所述PCB卡子设于上壳体和/或下壳体上，所述仪表显示屏底部安装在PCB线路板上，所述仪表显示屏顶部通过表盘安装座固定。[〇〇41] 参见图4,所述仪表显示屏包括润滑参数显示屏、发动机显示屏、环境参数显示屏、 蓄电池显示屏、拖拉机倾角显示屏、耕地绞龙显示屏、故障信息显示屏、储罐参数显示屏、氮气浓度显示屏、通讯显示屏中的一种或几种，且上述显示屏在仪表显示屏上集成为一个整体。[〇〇42]所述润滑参数显示屏的显示包含发动机润滑油油水分离信息显示、润滑油过滤信息显示、润滑油储量信息显示、油水分离报警显示;所述发动机显示屏包含发动机工作时间显示、发动机工作温度显示、发动机转子振幅显示、发动机转速变量值显示、发动机励磁显示、发动机油位显示、发动机油位变量值显示;所述环境参数显示屏包含温度值显示、湿度值显示、雨量显示、海拔高度显示、光强度显示;所述蓄电池显示屏包含蓄电池电量显示、蓄电池电压显示、蓄电池充电显示;所述拖拉机倾角显示屏包含惯性传感器惯性值、陀螺仪倾角显示、机器运行状态推断显示。参见图10,所述耕地绞龙显示屏包括耕地绞龙转速显示、 耕地绞龙旋转工作时间显示、耕地绞龙耕地深度显示、耕地蛟龙旋转负荷显示、旋转耕犁空载区域面积显示、旋转耕犁空载时间显示。参见图11，所述储罐参数显示屏包括储罐储量显示、储罐流量显示、储罐排槽显示、储罐故障报警显示。
[0043]参见图4,所述PCB线路板包括主芯片、发动机参数采集模块、GPRS通讯模块、GPS定位模块、CAN总线驱动模块、界面参数显示控制电路、故障自检模块、存储器扩展模块、电源驱动模块，所述主芯片与发动机参数采集模块通过CAN总线驱动模块电连接，所述主芯片还分别与用以与上位机通讯的GPRS通讯模块电连接以及用以定位拖拉机位置的GPS定位模块电连接，所述主芯片与用以驱动界面参数显示的界面参数显示控制电路连接，所述主芯片包括作业类型计数器、作业面积计数器和作业计时器。所述PCB线路板还包括耕地绞龙参数采集模块、储罐流量采集模块、储罐存量采集模块、储罐堵塞检测电路、报警器、蓄电池参数检测模块、氮气浓度检测驱动电路、拖拉机倾角检测模块、环境参数采集模块中的一种或几种，所述主芯片分别与耕地绞龙参数采集模块、储罐流量采集模块、储罐存量采集模块、储罐堵塞检测电路、报警器(未示出)、蓄电池参数检测模块、氮气浓度检测驱动电路、蓄电池参数检测模块、拖拉机倾角检测模块和/或环境参数采集模块电连接。
[0044]参见图12，其中耕地绞龙参数采集模块包括耕地绞龙转速检测驱动电路、耕地绞龙旋转工作时间检测驱动电路、耕地绞龙耕地深度驱动检测电路、耕地蛟龙旋转负荷驱动检测电路、旋转耕犁空载区域面积驱动检测电路、旋转耕犁空载时间驱动检测电路。耕地绞龙转速检测驱动电路检测每台耕地绞龙的旋转速度采样信号，并通过主芯片中存储的发动机转速采样信号对比，由主芯片判定是否绞龙是否运转正常，如果两采样信号比例低于额定值，主芯片启动故障自检模块，所述耕地绞龙耕地深度驱动检测电路外接耕地深度传感器、可以检测绞龙的耕地深度，当耕地深度过浅或者没有更深时，主芯片控制耕地绞龙旋转轴高度下降，以达到预设耕地深度，当外设在拖拉机的旋转耕犁旋转辊表面的沿径向分布的一列压力传感器检测到拖拉机的旋转耕犁有一片或者几片区域没有压力，就是空载时， 压力传感器将空载的信号通过数据线传输给旋转耕犁空载区域面积驱动检测电路，由旋转耕犁空载区域面积驱动检测电路上传至主芯片，并由主芯片控制旋转耕犁空载时间驱动检测电路启动检测空载时间，由主芯片上传至上位机，上位机根据GPS定位空载区域位置，并根据计算旋转耕犁空载区域的空载面积，以备后续在空载区域进行二次耕地。储罐流量采集模块用以采集功能部件(施肥装置、农药散播装置或播种装置中肥料储罐、农药储罐或种子储罐)储罐的流量，流量采集数据通过时间序列编码器编码，存储在存储器扩展模块中， 当主芯片检测到GPRS通讯模块接收到信号时，储罐流量采集数据上传至上位机。储罐存量采集模块用以采集功能部件(施肥装置、农药散播装置或播种装置中肥料储罐、农药储罐或种子储罐)储罐的储量，流量采集数据通过时间序列编码器编码，存储在存储器扩展模块中，当主芯片检测到GPRS通讯模块接收到信号时，储罐流量采集数据上传至上位机。所述出管堵塞检测电路包括比较器、抗干扰模块和输出电路，用于对比储罐流量采集模块采集到的储罐流量电平信号和储罐存量采集模块采集到的储罐存量电平信号，当储罐存量的递减速度小于储罐流量时，储罐堵塞检测电路输出报警信号至报警器。氮气浓度检测驱动电路外接安装在旋转耕犁旋转辊上的氮气浓度传感器，氮气浓度传感器检测耕地土壤的氮气浓度，并输出氮气浓度信号至主芯片，主芯片通过存储器扩展模块存储该信息并上传至上位机，由上位机记录该区域的原始肥料含量，并下达相应的控制储罐流量的命令。所述蓄电池参数检测模块包括蓄电池电压检测模块和蓄电池电量检测模块。检测到的值由主芯片控制界面参数显示控制电路予以显示，以供拖拉机操作者判断或由主芯片控制上传至上位机， 由上位机给位于该拖拉机可行程范围内的移动供电设备发出指令给予该拖拉机充电。所述环境参数采集模块包括环境温度检测驱动电路、环境湿度检测驱动电路、海拨高度检测驱动电路、雨量检测驱动电路，用以采集拖拉机作业过程中的外围环境情况，并将该数据传输给上位机，以判断该片区域是否环境温度过大需要给发动机以及耕地绞龙降温、是否雨量过多、环境湿度过大需要采用作业时期应急备案或给予发动机、耕地绞龙以及关键零部件定期润滑保养。所述拖拉机倾角检测模块，检测拖拉机的实时倾角当出现高于阈值时，传感至主控制器作出相应的调整。拖拉机在爬坡或者坑洼的时候拖拉机倾角传感器检测到的倾角数据可以使主芯片实时控制发动机的启停，保证拖拉机高速运转不会倾翻。
[0045]参见图6,所述测量传感模块包括发动机油储量传感器、发动机油压力传感器、发动机转速传感器、发动机水温传感器、车速传感器、拖拉机倾角传感器(陀螺仪)、环境温度传感器、环境湿度传感器、海拨高度传感器、雨量传感器、耕地绞龙转轴传感器、耕地绞龙旋转工作时间计数器、耕地绞龙耕地深度传感器、耕地蛟龙旋转负荷传感器、旋转耕犁空载时间传感器。
[0046]参见图7,所述GPRS通讯模块包括指示电源连接状态电路和指示网络连接状态电路，其中指示电源连接状态电路包括基极电阻R17、发射极和基极之间的电阻R19、三极管 Q6、集电极电阻R15、LED灯D1。其中指示网络连接状态电路包括极电阻R18、发射极和基极之间的电阻R20、三极管Q7、集电极电阻R16、LED灯D2。LED灯D1和LED灯D2分别用以显示电源连接状态和网络连接状态通断。[〇〇47] 参见图8,所述GPS定位模块采用A8500型号为主芯片，采用TXS0102DCUR型号的电平转换芯片，其中A8500型号的主芯片配备阻抗匹配网络。或者采用SE868-AS为主芯片，采用TXS0102DCUR为电平转换芯片。[〇〇48] 参见图9,所述CAN总线驱动模块采用TJA1050T型号的芯片，其7引脚和6引脚通过共模电感F1输入ECU控制单元采集的发动机参数，并通过1脚和4脚输入PCB线路板。其中GPS 定位模块包括SE868-AS型号的芯片，旁路电容C92、C93、电感L1、电阻R117。
【主权项】
1.基于物联网的集成型拖拉机传感控制装置，包括仪表总装、测量传感模块、CAN总线、 E⑶控制单元、上位机，所述仪表总装通过CAN总线与ECU控制单元连接，所述仪表总装上设 有GPRS通讯模块和GPS定位模块，所述GPRS通讯模块与上位机通讯连接，所述仪表总装与测 量传感模块电连接。2.根据权利要求1所述的基于物联网的集成型拖拉机传感控制装置，其特征在于，所述 仪表总装包括上壳体、下壳体、仪表指针、仪表步进电机、仪表指示灯、表盘、表盘安装座、隔 板、玻璃面罩、PCB线路板、防震部件、PCB板紧固件和至少一个仪表显示屏，所述下壳体内设 置有PCB线路板，所述PCB线路板上方设置有表盘安装座，所述表盘安装座上设置有仪表指 针，所述仪表步进电机安装在PCB线路板上，所述仪表指针通过仪表转轴与仪表步进电机机 械连接，所述表盘安装座上设有隔板、隔板上方设有上壳体，所述上壳体与隔板之间设有有 玻璃面罩，所述上壳体与下壳体之间通过螺栓连接，所述下壳体上设置有两个接线端出线 口，所述接线端出线口分别与ECU控制单元和CAN总线电连接，所述防震部件为至少一个弹 性元件，所述弹性元件均匀分布在PCB线路板的外缘，弹性元件的一端固定安装在PCB线路 板上，弹性元件的另一端固定安装在上壳体或下壳体内侧，所述PCB板紧固件包括至少一个 PCB卡子，所述PCB卡子设于上壳体和/或下壳体上，所述仪表显示屏底部安装在PCB线路板 上，所述仪表显示屏顶部通过表盘安装座固定。3.根据权利要求2所述的基于物联网的集成型拖拉机传感控制装置，其特征在于，所述 仪表显示屏包括润滑参数显示屏、发动机显示屏、环境参数显示屏、蓄电池显示屏、拖拉机 倾角显示屏、耕地绞龙显示屏、故障信息显示屏、储罐参数显示屏、氮气浓度显示屏、通讯显 示屏中的一种或几种，且集成为一个整体。4.根据权利要求3所述的基于物联网的集成型拖拉机传感控制装置，其特征在于，所述 润滑参数显示屏的显示包含发动机润滑油油水分离信息显示、润滑油过滤信息显示、润滑 油储量信息显示、油水分离报警显示;所述发动机显示屏包含发动机工作时间显示、发动机 工作温度显示、发动机转子振幅显示、发动机转速变量值显示、发动机励磁显示、发动机油 位显示、发动机油位变量值显示;所述环境参数显示屏包含温度值显示、湿度值显示、雨量 显示、海拔高度显示、光强度显示;所述蓄电池显示屏包含蓄电池电量显示、蓄电池电压显 示、蓄电池充电显示;所述拖拉机倾角显示屏包含惯性传感器惯性值、陀螺仪倾角显示、机 器运行状态推断显示。5.根据权利要求4所述的基于物联网的集成型拖拉机传感控制装置，其特征在于，所述 耕地绞龙显示屏包括耕地绞龙转速显示、耕地绞龙旋转工作时间显示、耕地绞龙耕地深度 显示、耕地蛟龙旋转负荷显示、旋转耕犁空载区域面积显示、旋转耕犁空载时间显示。6.根据权利要求4所述的基于物联网的集成型拖拉机传感控制装置，其特征在于，所述 储罐参数显示屏包括储罐储量显示、储罐流量显示、储罐排草显示、储罐故障报警显示。7.根据权利要求2所述的基于物联网的集成型拖拉机传感控制装置，其特征在于，所述 PCB线路板包括主芯片、发动机参数采集模块、GPRS通讯模块、GPS定位模块、CAN总线驱动模 块、界面参数显示控制电路、故障自检模块、存储器扩展模块、电源驱动模块，所述主芯片与 发动机参数采集模块通过CAN总线驱动模块电连接，所述主芯片还分别与用以与上位机通 讯的GPRS通讯模块电连接以及用以定位拖拉机位置的GPS定位模块电连接，所述主芯片与 用以驱动界面参数显示的界面参数显示控制电路连接，所述主芯片包括作业类型计数器、作业面积计数器和作业计时器。8.根据权利要求7所述的基于物联网的集成型拖拉机传感控制装置，其特征在于，所述 PCB线路板还包括耕地绞龙参数采集模块、储罐流量采集模块、储罐存量采集模块、储罐堵 塞检测电路、报警器、蓄电池参数检测模块、氮气浓度检测驱动电路、拖拉机倾角检测模块、 环境参数采集模块中的一种或几种，所述主芯片分别与耕地绞龙参数采集模块、储罐流量 采集模块、储罐存量采集模块、储罐堵塞检测电路、报警器、蓄电池参数检测模块、氮气浓度 检测驱动电路、蓄电池参数检测模块、拖拉机倾角检测模块和/或环境参数采集模块电连 接。9.根据权利要求1至8任一项所述的基于物联网的集成型拖拉机传感控制装置，其特征 在于，所述测量传感模块包括发动机油储量传感器、发动机油压力传感器、发动机转速传感 器、发动机水温传感器、车速传感器、拖拉机倾角传感器(陀螺仪)、环境温度传感器、环境湿 度传感器、海拨高度传感器、雨量传感器、耕地绞龙转轴传感器、耕地绞龙旋转工作时间计 数器、耕地绞龙耕地深度传感器、耕地蛟龙旋转负荷传感器、旋转耕犁空载时间传感器。
【文档编号】A01B51/02GK105993252SQ201610442353
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】张伟, 张磊
【申请人】上海雷尼威尔技术有限公司