[發明專利]一種基于GPS的電驅式排種器控制系統

在審

• 申請號: 201810181244.2
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN108207213A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 楊麗;丁友強;張東興;崔濤;和賢桃;顏丙新;王云霞;韓丹丹;王鎮東;荊慧榮;卞曉慧;田聰聰
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: A01C7/20
• 分類號: A01C7/20;G05B19/042;H02P6/08
• 代理公司: 北京迎碩知識產權代理事務所(普通合伙) 11512
• 代理人: 呂良;張群峰

本發明公開了一種基于GPS的電驅式排種器控制系統，包括電源、主控板、電平轉換電路、GPS測速模塊、直流無刷電機、直流無刷電機驅動器和升壓模塊，其中電源對主控板和升壓模塊供電，GPS測速模塊由主控板供電，升壓模塊對直流無刷電機驅動器供電，直流無刷電機驅動器驅動直流無刷電機。本發明有效地解決了測速輪打滑的問題，提高了高速狀態下的播種質量；播種機無需再加裝測速輪，降低了機器結構的復雜程度；降低了對環境的要求，GPS受灰塵、風雨影響較之于編碼器小；GPS模塊可以采集更多有效信息，有利于未來系統功能的拓展。

技術領域

本發明屬于農業機械技術領域，特別涉及一種基于GPS的電驅式排種器控制系統。

背景技術

近年來，電驅式排種器發展迅速，相比于傳統的排種器，電驅式排種器不受地輪打滑和鏈條跳動的影響，在當今智能農業的大趨勢下，電驅式排種器由于易實現自動化的特點，應用前景廣闊，其播種效果主要受控制系統的影響，而控制系統的效果主要受獲取的作業機械前進速度精確度的影響，目前采集速度的主流方法是在測速輪上加裝旋轉編碼器，這種方式在低速狀態下能夠準確獲取作業機械前進速度，但是在高速狀態下測速輪會發生較為嚴重的滑移現象，編碼器采集到的速度信息和實際速度存在較大偏差，這將對播種質量產生不良影響。

為此，本發明提出了一種新的控制系統，首先可以避免測速輪打滑的問題，提高播種質量，其次播種機無需再加裝測速輪，降低了機器結構的復雜度，最后，GPS模塊可以采集更多有效信息，有利于未來系統功能的拓展。

發明內容

為實現本發明之目的，采用以下技術方案予以實現：

一種基于GPS的電驅式排種器控制系統，包括電源、主控板、電平轉換電路、GPS測速模塊、直流無刷電機、直流無刷電機驅動器和升壓模塊，其中：電源對主控板和升壓模塊供電，GPS測速模塊由主控板供電，升壓模塊對直流無刷電機驅動器供電，直流無刷電機驅動器驅動直流無刷電機。

所述的控制系統，其中：GPS測速模塊通過電平轉換電路將采集的GPS報文傳送到主控板，主控板解析收到的GPS報文以得到作業機械的前進速度。

所述的控制系統，其中主控板用于接收GPS測速模塊發送的報文并進行處理：(1)接收GPS測速模塊發送的報文并將其存儲，(2)解析報文，(3)得到作業機械前進速度，(4)根據機械前進速度確定直流無刷電機的轉速。

所述的控制系統，其中:主控板接收GPS測速模塊發送的報文并進行處理的具體方式如下：

(1)a1.定義最大接收緩存字節數MAX_LEN；a2.定義字符型數組GPSRMC_BUF[MAX_LEN]，作為GPS報文緩沖；a3.配置主控制器片上串口參數，波特率和GPS測速模塊保持一致，接收GPS報文，之后將接收到的GPS報文存儲到字符型數組GPSRMC_BUF[MAX_LEN]；

(2)b1.查詢字符型數組GPSRMC_BUF[MAX_LEN]中出現的第一個$GPRMC所在的地址pos；b2.查詢自pos地址處出現的第7個“，”字符，并記錄其距pos的偏移量offset；

(3)c1.提取pos+offset地址處的字符并將其轉換為數值型，得到了作業機械的前進速度v；

(4)d1.根據(3)中得到的作業機械的前進速度v，配置片上定時器輸出一定占空比的PWM波；d2.直流無刷電機驅動器根據接收到的PWM波占空比控制直流無刷電機。

所述的控制系統，其中d1中：片上定時器參數x由以下算式確定:

x＝(1852×v×i×Arr)/(60×l×n×w_0)；

式中：

v——作業機械前進速度(knots/h)；

i——直流無刷電機和排種盤的傳動比；