带移动监测功能的gps测亩仪的制作方法

带移动监测功能的gps测亩仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种带移动监测功能的GPS测亩仪；带移动监测功能的GPS测亩仪含有卫星信号接收模块、中央处理模块、键盘、显示器和电源模块，中央处理模块中含有微处理器，卫星信号接收模块的信号输出端与微处理器的卫星信号输入端连接，微处理器的显示信号输出端与显示器连接，按键与微处理器的键盘口连接，该带移动监测功能的GPS测亩仪还含有位置移动监测模块，位置移动监测模块含有加速度传感器，加速度传感器的输出端与微处理器的位置移动信号输入端连接，电源模块为卫星信号接收模块、中央处理模块、位置移动监测模块和显示器供电；本实用新型提供了一种测量精确的带移动监测功能的GPS测亩仪。
【专利说明】带移动监测功能的GPS测亩仪
[0001](一)、【技术领域】:本实用新型涉及一种土地测量仪，特别涉及一种带移动监测功能的GPS测亩仪。
[0002](二)、【背景技术】:目前，土地面积的测量具有很广泛的用途，尤其是对农田面积，农田面积是农业生产管理中最基础的数据之一，农田面积的大小直接决定了种子、化肥、农药等生产资料的投人量，也是农业机械进行田间作业计算工时和收费的主要依据。在现有技术中，人们大多使用皮尺测量农田面积，但是这种测量方法只适合于小面积的规则形状农田，对于大面积的农田，测量起来费时费力、易出差错，对于不规则田块的面积则测量麻烦，且测量效率低。而且，由于皮尺在拉扯时有松有紧，测量不准，且操作人员需要对整个田地进行重复的皮尺测量，不仅测量不准确，且劳动量相当大。
[0003]随着科技的发展，农业现代化的要求也越来越高，为了实现科学种田和科学管理，无论是小面积农田还是大面积农田，都应用自动化设备进行精准测量，而GPS(GlobalPositioningSystem,全球定位系统)能够提供实时的经度、纟韦度、高程等导航和定位信息，是支撑精细农业实践的核心技术之一，能够在农业机械进行田间作业时，准确实时地获得其所在的地理位置，因此，目前的农田面积测量大部分是基于全球定位系统的，然而，由于卫星漂移导致数据接收不准确，使现有GPS测亩仪大多存在测量不准确的问题。
(三)、实用新型内容:
[0004]本实用新型要解决的技术问题是:针对现有技术不足，提供一种测量精确的带移动监测功能的GPS测亩仪。
[0005]本实用新型的技术方案:
[0006]一种带移动监测功能的GPS测亩仪，含有卫星信号接收模块、中央处理模块、键盘、显示器和电源模块，中央处理模块中含有微处理器，卫星信号接收模块的信号输出端与微处理器的卫星信号输入端连接，微处理器的显示信号输出端与显示器连接，按键与微处理器的键盘口连接，电源模块为卫星信号接收模块、中央处理模块和显示器供电；该带移动监测功能的GPS测亩仪还含有位置移动监测模块，位置移动监测模块的信号输出端与微处理器的位置移动信号输入端连接，电源模块还为位置移动监测模块供电。
[0007]微处理器用来计算土地子面积、总面积，它能实现不规则面积的实时测试、动态图形显示和数据智能化处理和存储。
[0008]位置移动监测模块含有加速度传感器，加速度传感器的输出端与微处理器的位置移动信号输入端连接。
[0009]卫星信号接收模块含有GPS卫星信号接收器、GPS天线和第二电池，GPS天线与GPS卫星信号接收器的天线端连接，第二电池与GPS卫星信号接收器的电源端连接，GPS卫星信号接收器的信号输出端与微处理器的卫星信号输入端连接。
[0010]GPS天线为四臂螺旋式天线。
[0011]高定位速度GPS天线和高定位精度GPS卫星信号接收器测量农田各个点的坐标，接收信号能力强，能够实现全天候的测量。[0012]显示器含有LED驱动器和液晶显示屏，LED驱动器的控制输入端与微处理器的显示背景光控制输出端连接，LED驱动器的输出端与液晶显示屏的背景光驱动输入端连接，微处理器的显示信号输出端与液晶显示屏的控制端和数据端连接。
[0013]键盘含有按键、按键背景灯和三极管，按键与微处理器的按键输入端连接，微处理器的按键背景光控制输出端输出的信号经过三极管放大后驱动按键背景灯工作。
[0014]按键背景灯为LED灯。 [0015]电源模块含有第一电池、电池充电器、电池监测器、第一电压转换器和第二电压转换器，外部输入的直流电进入电池充电器的电源输入端，电池充电器的电源输出端与第一电池的正端连接，第一电压转换器和第二电压转换器的电源输入端与第一电池的正端连接，第一电压转换器的输出给卫星信号接收模块和位置移动监测模块供电，第二电压转换器的输出给卫星信号接收模块、中央处理模块和显示器供电；第一电池的正端和地之间并接有两个串联在一起的分压电阻，电池监测器的监测端接在两个分压电阻的连接点上，电池监测器的输出端与第二电压转换器的开关控制端连接，微处理器的电源控制输出端与第一电压转换器的开关控制端连接。
[0016]第一电池为锂电池，第一电压转换器和第二电压转换器为低压差电压转换器。
[0017]中央处理模块还含有存储器和USB接口，存储器与微处理器的串行存储口连接，USB接口中的通讯端与微处理器的串行通讯端连接，USB接口中的电源端与电池充电器的电源输入端连接，USB接口中的ID端与微处理器的卫星信号输入端连接。
[0018]微处理器的型号为:STM32F103，存储器的型号为:SST25VF016，LED驱动器的型号为:PT4402，GPS卫星信号接收器的型号为:NE0-5Q，加速度传感器的型号为:MMA7260，电池充电器的型号为:CN3052A,电池监测器的型号为:CN301,第一电压转换器和第二电压转换器的型号为:S-1112B30。
[0019]带移动监测功能的GPS测亩仪的工作原理为:工作人员手持本GPS测亩仪沿农田的边界绕行一周，GPS测亩仪就可接收到由多个点组成的定位数据，按时间次序依次记为(X1, Y1)，(X2, Y2),..., (xn, Yn)，其中 X1, X2,…，Xn 表示经度，Y1, Y2,…，Yn 表示纬度。GPS卫星信号接收模块将接收的数据通过GPS卫星信号接收模块的串口和USB接口输送到微处理器，微处理器将接收的定位数据进行相应的计算处理，从而得到由这些点连接而成的农田面积。
[0020]本实用新型的有益效果:
[0021]1、本实用新型的GPS卫星信号接收器可以随时接收GPS卫星信号，并将GPS卫星信号数据输送到微处理器，由微处理器进行相应的高可靠性计算处理后得到土地面积；同时，本实用新型还采用加速度传感器检测自身的移动情况，当自身移动时才接收卫星信号，否则不接收，这样可防止因卫星漂移导致的数据接收不准确而引起的土地面积测量误差；因此，本实用新型不仅自动化程度高、省时省力，能够实现全天候测量，而且测量精度更高。
[0022]2、本实用新型的电源模块采用锂电池供电，携带方便；微处理器测量出的面积直接显示在液晶显示屏上，智能方便、简便好用。
(四)、【专利附图】

【附图说明】:
[0023]图1为带移动监测功能的GPS测亩仪的电路原理框图；[0024]图2为中央处理模块的电路原理示意图；
[0025]图3为键盘的电路原理示意图；
[0026]图4为显示器的电路原理示意图；
[0027]图5为卫星信号接收模块的电路原理示意图；
[0028]图6为位置移动监测模块的电路原理示意图；
[0029]图7为电源模块的电路原理示意图；
[0030]图8为带移动监测功能的GPS测亩仪的面积测量原理图。
(五)、【具体实施方式】:
[0031]参见图1?图8，图中，带移动监测功能的GPS测亩仪含有卫星信号接收模块、中央处理模块、键盘、显示器和电源模块，中央处理模块中含有微处理器IC1，卫星信号接收模块的信号输出端与微处理器ICl的卫星信号输入端连接，微处理器ICl的显示信号输出端与显示器连接，按键与微处理器ICI的键盘口连接，电源模块为卫星信号接收模块、中央处理模块和显示器供电；该带移动监测功能的GPS测亩仪还含有位置移动监测模块，位置移动监测模块的信号输出端与微处理器ICl的位置移动信号输入端连接，电源模块还为位置移动监测模块供电。
[0032]微处理器ICl用来计算土地子面积、总面积，它能实现不规则面积的实时测试、动态图形显示和数据智能化处理和存储。
[0033]位置移动监测模块含有加速度传感器IC2，加速度传感器IC2的输出端Zout与微处理器ICl的位置移动信号输入端PA2连接。
[0034]卫星信号接收模块含有GPS卫星信号接收器IC3、GPS天线AnT和第二电池BAT2，GPS天线AnT与GPS卫星信号接收器IC3的天线端RF_IN连接，第二电池BAT2与GPS卫星信号接收器IC3的电源端V_BCKP连接，GPS卫星信号接收器IC3的信号输出端TxDl与微处理器ICl的卫星信号输入端PAlO连接。
[0035]GPS天线AnT为四臂螺旋式天线。
[0036]高定位速度GPS天线AnT和高定位精度GPS卫星信号接收器IC3测量农田各个点的坐标，接收信号能力强，能够实现全天候的测量。
[0037]显示器含有LED驱动器IC5和液晶显示屏IXDl，LED驱动器IC5的控制输入端EN与微处理器ICl的显示背景光控制输出端H)13连接，LED驱动器IC5的输出端LED1-LED4与液晶显示屏IXDl的背景光驱动输入端LED-Kl——LED-K4连接，微处理器ICl的显示信号输出端与液晶显示屏LCDl的控制端CS、RS、WR、RD、RESET和数据端DB 1-DB8、DB IO-DB17连接。
[0038]键盘含有按键Kl、K2、KEY3-KEY15、按键背景灯B1-B6和三极管Q3，按键Kl、K2、KEY3-KEY15与微处理器ICl的按键输入端连接，微处理器ICl的按键背景光控制输出端PA15输出的信号经过三极管Q3放大后驱动按键背景灯B1-B6工作。
[0039]按键背景灯B1-B6为LED灯。
[0040]电源模块含有第一电池BATl、电池充电器VRl、电池监测器V5、第一电压转换器VR2和第二电压转换器VR3，外部输入的直流电5.0V进入电池充电器VRl的电源输入端VIN,电池充电器VRl的电源输出端BAT与第一电池BATl的正端连接，第一电压转换器VR2和第二电压转换器VR3的电源输入端VIN与第一电池BATl的正端连接，第一电压转换器VR2的输出给卫星信号接收模块和位置移动监测模块供电，第二电压转换器VR3的输出给卫星信号接收模块、中央处理模块和显示器供电；第一电池BATl的正端和地之间并接有两个串联在一起的分压电阻RV51、RV52，电池监测器V5的监测端LBI接在两个分压电阻RV5URV52的连接点上，电池监测器V5的输出端LBO与第二电压转换器VR3的开关控制端0N/0FF连接，微处理器ICl的电源控制输出端PB15与第一电压转换器VR2的开关控制端0N/0FF 连接。
[0041 ] 第一电池BATl为锂电池，第一电压转换器VR2和第二电压转换器VR3为低压差电压转换器。
[0042]中央处理模块还含有存储器Ul和USB接口 USB，存储器Ul与微处理器ICl的串行存储口 PC6-PC9连接，USB接口 USB中的通讯端D_、D+与微处理器IC的串行通讯端PA14、PA13连接，USB接口 USB中的电源端V+与电池充电器VRl的电源输入端VIN连接，USB接口 USB中的ID端与微处理器ICl的卫星信号输入端PAlO连接。
[0043]微处理器ICl的型号为:STM32F103，存储器Ul的型号为:SST25VF016，LED驱动器IC5的型号为:PT4402，GPS卫星信号接收器IC3的型号为:NE0_5Q，加速度传感器IC2的型号为:MMA7260，电池充电器VRl的型号为:CN3052A，电池监测器V5的型号为:CN301，第一电压转换器VR2和第二电压转换器VR3的型号为:S-1112B30。
[0044]带移动监测功能的GPS测亩仪的工作原理为:工作人员手持本GPS测亩仪沿农田的边界绕行一周，GPS测亩仪就可接收到由多个点组成的定位数据，按时间次序依次记为(X1, Y1)，(X2, Y2),..., (Xn, Yn)，其中 X1, X2,…，Xn 表示经度，Y1, Y2,…，Yn 表示纬度。GPS卫星信号接收模块IC3将接收的数据通过GPS卫星信号接收模块的串口和USB接口输送到微处理器ICl，微处理器ICl将接收的定位数据进行相应的计算处理，从而得到由这些点连接而成的农田面积。
[0045]带移动监测功能的GPS测亩仪的工作步骤如下:
[0046](I)工作人员手持本GPS测亩仪沿土地的边界绕行一周得到一组按时间顺序排列的数据(X1, Y1)，(X2, Y2)，…，(Xn, Yn)，其中X1, X2,…，Xn代表经度，Y1, Y2,…，Yn代表纬度；
[0047](2)微处理器ICl将接收的数据(XpY1)转换为平面坐标(xl，yl)，其中
【权利要求】
1.一种带移动监测功能的GPS测亩仪，含有卫星信号接收模块、中央处理模块、键盘、显示器和电源模块，中央处理模块中含有微处理器，卫星信号接收模块的信号输出端与微处理器的卫星信号输入端连接，微处理器的显示信号输出端与显示器连接，按键与微处理器的键盘口连接，电源模块为卫星信号接收模块、中央处理模块和显示器供电，其特征是:还含有位置移动监测模块，位置移动监测模块的信号输出端与微处理器的位置移动信号输入端连接，电源模块还为位置移动监测模块供电。
2.根据权利要求1所述的带移动监测功能的GPS测亩仪，其特征是:所述位置移动监测模块含有加速度传感器，加速度传感器的输出端与微处理器的位置移动信号输入端连接。
3.根据权利要求1所述的带移动监测功能的GPS测亩仪，其特征是:所述卫星信号接收模块含有GPS卫星信号接收器、GPS天线和第二电池，GPS天线与GPS卫星信号接收器的天线端连接，第二电池与GPS卫星信号接收器的电源端连接，GPS卫星信号接收器的信号输出端与微处理器的卫星信号输入端连接。
4.根据权利要求3所述的带移动监测功能的GPS测亩仪，其特征是:所述GPS天线为四臂螺旋式天线。
5.根据权利要求1所述的带移动监测功能的GPS测亩仪，其特征是:所述显示器含有LED驱动器和液晶显示屏，LED驱动器的控制输入端与微处理器的显示背景光控制输出端连接，LED驱动器的输出端与液晶显示屏的背景光驱动输入端连接，微处理器的显示信号输出端与液晶显示屏的控制端和数据端连接。
6.根据权利要求1所述的带移动监测功能的GPS测亩仪，其特征是:所述键盘含有按键、按键背景灯和三极管，按键与微处理器的按键输入端连接，微处理器的按键背景光控制输出端输出的信号经过三极管放大后驱动按键背景灯工作。
7.根据权利要求6所述的带移动监测功能的GPS测亩仪，其特征是:所述按键背景灯为LED灯。
8.根据权利要求3所述的带移动监测功能的GPS测亩仪，其特征是:所述电源模块含有第一电池、电池充电器、电池监测器、第一电压转换器和第二电压转换器，外部输入的直流电进入电池充电器的电源输入端，电池充电器的电源输出端与第一电池的正端连接，第一电压转换器和第二电压转换器的电源输入端与第一电池的正端连接，第一电压转换器的输出给卫星信号接收模块和位置移动监测模块供电，第二电压转换器的输出给卫星信号接收模块、中央处理模块和显示器供电；第一电池的正端和地之间并接有两个串联在一起的分压电阻，电池监测器的监测端接在两个分压电阻的连接点上，电池监测器的输出端与第二电压转换器的开关控制端连接，微处理器的电源控制输出端与第一电压转换器的开关控制端连接。
9.根据权利要求8所述的带移动监测功能的GPS测亩仪，其特征是:所述第一电池为锂电池，第一电压转换器和第二电压转换器为低压差电压转换器。
10.根据权利要求8所述的带移动监测功能的GPS测亩仪，其特征是:所述中央处理模块还含有存储器和USB接口，存储器与微处理器的串行存储口连接，USB接口中的通讯端与微处理器的串行通讯端连接，USB接口中的电源端与电池充电器的电源输入端连接，USB接口中的ID端与微处理器的卫星信号输入端连接。
【文档编号】G01B21/28GK203464925SQ201320556336
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】陈凌 申请人:陈凌