一种高可靠性的果园挖坑施肥机运行参数采集装置的制作方法

本发明涉及果园机械检测技术领域，尤其涉及一种高可靠性的果园挖坑施肥机运行参数采集装置。

背景技术：

目前，果园作业环境恶劣、地形复杂，果园机械在作业过程中往往会存在较大颠簸，机身振动很大，现有的果园挖坑施肥机运行参数采集装置在这种环境下极易出现故障，且大多数果农不具备对其进行维修的能力，从而施肥机参数采集装置不能准确采集施肥机运行参数，导致果农无法实时获取果园挖坑施肥机的运行状态信息，影响其可靠运行。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种高可靠性的果园挖坑施肥机运行参数采集装置，用于提高果园挖坑施肥机运行参数采集装置的可靠性。

本发明为了解决上述技术问题所采用的技术方案是：

包含参数采集系统、数据处理与控制冗余结构；参数采集系统包含施肥机传感器模块、运行参数显示屏、施肥机急停控制器、温度警示灯、距离警示灯和压力警示灯；数据处理与控制冗余结构包括ad转换模块1、ad转换模块2、单片机1和单片机2；施肥机传感器模块包含施肥机油箱温度传感器、超声波传感器、施肥机液压系统压力传感器、转速传感器、光电传感器组；施肥机油箱温度传感器和施肥机液压系统压力传感器分别连接至ad转换模块1和ad转换模块2；所述超声波传感器和转速传感器分别连接至单片机1和单片机2；光电传感器组包括光电传感器1、光电传感器2和光电传感器3，所述光电传感器1、光电传感器2和光电传感器3分别连接至单片机1和单片机2；ad转换模块1和ad转换模块2的信号输出端连接至单片机1和单片机2的信号输入端；运行参数显示屏、施肥机急停控制器、温度警示灯、距离警示灯和压力警示灯分别连接至单片机1和单片机2的各信号输出端。

所述ad转换模块1优先转换来自各传感器的模拟信号，所述ad转换模块2在所述ad转换模块1出现异常时转换来自各传感器的模拟信号；所述单片机1优先接收并发送果园挖坑施肥机运行参数信息和控制信号，所述单片机2在所述单片机1出现异常时接收并发送果园挖坑施肥机运行参数信息和控制信号。

ad转换模块1或ad转换模块2对施肥机油箱温度传感器、施肥机液压系统压力传感器输出的模拟信号进行模数转换，将模拟信号转换成单片机可以识别的数字信号，单片机1或单片机2对采集到的温度、压力信息和系统预设的正常数据范围进行对比，数据正常时无报警动作，当数据不在正常范围内时触发报警，如当系统压力大于预设值时，单片机就会控制压力警示灯常亮报警。

所述超声波传感器检测施肥机前方是否存在影响行进的障碍物，当检测到存在障碍物且与机身距离小于系统预设距离时，距离警示灯常亮报警且施肥机急停控制器控制果园挖坑施肥机急停。

所述光电传感器组包括光电传感器1、光电传感器2和光电传感器3，用于检测果园挖坑施肥机挖坑深度。

本发明的有益效果为：

采用本发明技术方案，利用数据处理与控制冗余结构,可以解决果园挖坑施肥机运行参数采集装置在果园作业过程中因震动易出现故障，从而导致无法实时获取施肥机运行参数的问题，提高参数采集装置的可靠性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：

图1是本发明的总体结构图。

图2是本发明的数据处理与控制冗余结构工作流程图。

图3是本发明的温度、压力、距离信息报警工作流程图。

图4是本发明的施肥机急停控制器工作流程图。

图5是本发明的挖坑深度检测流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步解释说明:

如图1所示，包含参数采集系统、数据处理与控制冗余结构；参数采集系统包含施肥机传感器模块、运行参数显示屏、施肥机急停控制器、温度警示灯、距离警示灯和压力警示灯；数据处理与控制冗余结构包括ad转换模块1、ad转换模块2、单片机1和单片机2；施肥机传感器模块包含施肥机油箱温度传感器、超声波传感器、施肥机液压系统压力传感器、转速传感器、光电传感器组；施肥机油箱温度传感器和施肥机液压系统压力传感器分别连接至ad转换模块1和ad转换模块2；所述超声波传感器和转速传感器分别连接至单片机1和单片机2；光电传感器组包括光电传感器1、光电传感器2和光电传感器3，所述光电传感器1、光电传感器2和光电传感器3分别连接至单片机1和单片机2；ad转换模块1和ad转换模块2的信号输出端连接至单片机1和单片机2的信号输入端；运行参数显示屏、施肥机急停控制器、温度警示灯、距离警示灯和压力警示灯分别连接至单片机1和单片机2的各信号输出端。

如图2所示，所述单片机1优先接收并发送果园挖坑施肥机运行参数信息和控制信号，所述单片机2判断单片机1工作是否正常，单片机2在单片机1工作出现异常时接收并发送果园挖坑施肥机运行参数信息和控制信号，所述ad转换模块1优先转换来自各传感器的模拟信号，单片机1或单片机2判断ad转换模块1工作是否正常，所述ad转换模块2在ad转换模块1工作出现异常时转换来自各传感器的模拟信号。

如图3所示，ad转换模块1或ad转换模块2对施肥机油箱温度传感器、施肥机液压系统压力传感器的模拟信号进行模数转换，将模拟信号转换成单片机可以识别的数字信号。单片机1或单片机2对采集到的温度、压力、距离信息和系统预设的正常数据范围进行对比，数据在正常范围内时无报警动作，当数据异常时触发报警。系统预设的正常范围内温度最大值为50摄氏度，当施肥机油箱温度传感器检测到的温度值大于50摄氏度时，温度警示灯常亮报警；系统预设的正常范围内压力最大值为15mpa，当施肥机液压系统压力传感器检测到的压力值大于15mpa时，压力警示灯常亮报警；系统预设的正常范围内距离最小值为100厘米，当超声波传感器检测到的障碍物距离值小于100厘米时，距离警示灯常亮报警。

如图4所示，超声波传感器检测施肥机前方是否存在影响行驶的障碍物，当检测到障碍物且与施肥机距离小于系统预设距离100厘米时，施肥机急停控制器控制果园挖坑施肥机急停。施肥机急停控制器工作过程包括步骤：

s1:超声波传感器采集障碍物距离数据信息。

s2:单片机1或单片机2读取障碍物距离数据信息。

s3:判断障碍物距离是否小于100厘米，如果成立则顺序执行步骤s4，反之则执行步骤s1。

s4:施肥机急停控制器控制果园挖坑施肥机急停。

如图5所示，所述光电传感器组包括光电传感器1、光电传感器2和光电传感器3，用于检测果园挖坑施肥机挖坑深度。当检测到光电传感器1无铁锹遮挡时，挖坑深度为0厘米；当检测到光电传感器1有铁锹遮挡且光电传感器2无铁锹遮挡时，挖坑深度为10厘米；当检测到光电传感器1、光电传感器2有铁锹遮挡且光电传感器3无铁锹遮挡时，挖坑深度为20厘米；当检测到光电传感器1、光电传感器2和光电传感器3均有铁锹遮挡时，挖坑深度为30厘米。

上面以具体实施例予以说明本发明的结构及工作原理，本发明并不局限于以上实施例，根据上述的说明内容，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。