技术特征：
1.本发明基于电容式传感器的气吸式排种器排种实时监测系统主要由电容式传感器、电容采集模块、单片机控制模块、电源模块和上位机组成，其特征在于电容式传感器的极板两端分别与电容采集模块的激励端口exca和∑—
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调制器的输入端通过同轴接口和屏蔽导线与电容采集模块连接，屏蔽导线和同轴接口的屏蔽端与pcb接地端连接，借助于pcap02芯片的寄生电容补偿功能实现外部寄生电容的自动补偿，以避免外部寄生电容对电容测量精度的影响;电容采集模块分别与单片机控制模块和电压转换模块连接，其中电容采集模块中的电容数字转换芯片通过i2c总线与单片机控制模块进行连接，实现编程和数据输出；电压转换模块将车载
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12v的稳压电源转换，稳定输出5v和3.3v电压以保证电容采集模块、单片机模块和其他电器元件的正常工作;单片机控制模块分别与上位机和电压转换模块连接，上位机设有触摸屏作为人机交互的终端，通过虚拟仪器软件labview设计人机交互的界面，操作人员可以实时获取取种盘的取种情况，以便操作人员及时发现排种故障。2.如权利要求1所述的基于电容式传感器的气吸式排种器排种实时监测系统，其特征在于电容式传感器由单片叉指型电容极板组成，电容传感器的主要尺寸包括基板长度b、极板长度l、极板宽度a、极板齿宽b、极板间距d和极板侧宽e；本发明电容传感器安装在气吸式排种器的排种盖上，为满足电容传感器的工作要求，电容传感器的位置参数极其重要，主要包括极板距离取种盘的间距和在平行于取种盘情况下电容传感器自身的角度，这两个参数主要通过两个螺栓分别与螺纹孔和弧形槽配合实现调节;电容传感器极板两端分别与电容采集模块的激励端口exca和∑—
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调制器的输入端，通过同轴接口和屏蔽导线与电容采集模块连接，屏蔽导线和同轴接口的屏蔽端与pcb接地端连接，借助于pcap02芯片的寄生电容补偿功能实现外部寄生电容的自动补偿，以避免外部寄生电容对电容测量精度的影响。3.如权利要求1所述的基于电容式传感器的气吸式排种器排种实时监测系统，其特征在于电容采集模块主要由pcap02芯片所组成的电容采集电路，pcap02芯片相比传统电容数字转换芯片在精度以及功耗方面有大幅度的提升，外部电路简单，能够克服寄生电容的影响;另一方面，pcap02可以通过内部集成的温度传感器和外接温度传感器可以实现温度补偿。4.如权利要求1所述的基于电容式传感器的气吸式排种器排种实时监测系统，其特征在于所述的单片机模块选用stm32系列的控制芯片所组成的单片机电路;该模块主要由stm32系列的控制芯片所组成的单片机电路所组成，该电路组成主要包括由单片机晶振电路、单片机复位电路、jtag接口电路、电源接口电路和蜂鸣器报警电路组成;该模块主要通过i2c总线实现对测量结果的读取，对电容采集模块的编程，同时进行数据处理，同时将数据通过串口通信模块上传给上位机。5.如权利要求1所述的基于电容式传感器的气吸式排种器排种实时监测系统，其特征在于电压转换模块，该模块主要由lm7805芯片和lm1117rs
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3.3芯片所组成的电压转换电路组成，lm7805芯片固定输出电压为5v,内部集成有过流和过载电路，其正常工作温度范围为
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40℃~125℃，lm1117rs
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3.3芯片固定输出电压为3.3v时，具有1%的精度，其正常工作温度范围为
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40℃~125℃;lm7805电压转换电路可将车载
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12v的稳压电源转换，稳定输出5v电压，lm1117rs
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3.3电压转换电路可将5v电压转换稳定输出为3.3v电压，以保证单片机模块和电容采集模块的正常工作;lm7805和lm1117rs
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3.3芯片所组成的电压转换模块适于排种器的田间工作温度，可以保证排种器排种实时监测系统的正常工作。
6.如权利要求1所述的基于电容式传感器的气吸式排种器排种实时监测系统，其特征在于上位机设有触摸屏作为人机交互的终端，通过虚拟仪器软件labview设计人机交互的界面，操作人员可以实时获取取种盘的取种情况，以便操作人员及时发现排种故障。
技术总结
本发明提供一种基于电容式传感器的气吸式排种器排种实时监测系统，其主要由电容式传感器、电容采集模块、单片机控制模块、电压转换模块、USB通信模块和电源模块组成，其中电容式传感器与电容采集模块连接，电容采集模块分别与单片机单片机控制模块和电压转换模块连接，单片机控制模块分别与上位机和电源模块连接，上位机设有触摸屏可以通过虚拟仪器软件Labview实现人机交互。该排种监测系统能够实现对气吸式排种器取种盘取种情况的实时监测，从而实现对气吸式排种器排种过程的实时监测。打破了传统监测系统的易受环境影响的问题，提高了系统的可靠性和稳定性，并且能够及时发现排种器故障并及时发出报警。排种器故障并及时发出报警。排种器故障并及时发出报警。
技术研发人员：胡斌 徐洛川 王剑 郭孟宇 罗昕 毛自斌 蔡一全
受保护的技术使用者：石河子大学
技术研发日：2021.08.23
技术公布日：2021/11/2