气吸式花生播种机漏播检测及补偿系统的制作方法

1.本发明涉及智能检测技术领域，具体是气吸式花生播种机漏播检测及补偿系统。


背景技术：

2.花生播种机是花生产业发展的关键机具，播种质量与花生的生长发育和产量息息相关，而排种装置则对花生播种质量起到了非常重要的作用。
3.在实践中，现有的机械化的播种往往有缺陷，例如在耕作条件差，种子质量差，操作人员水平低以及播种机自身可靠性等情况下，往往会出现播种轨迹偏移、播种出现漏播和堵塞等故障，从而导致种子株距行距不均匀，影响作物产量。此外，在机械作业中，种子的流通过程完全封闭，很难仅仅根据主观的人的因素来区分种子漏播现象。特别是，在排种箱种子排空和堵塞种子管道时，更有可能发生大量的播种漏播，从而严重影响了播种作业的效率和质量。
4.目前主要的解决措施分为人工补种和增加漏播检测和漏播补偿的装置，但由于人工补种会增加工作时间和种植成本，并且人工补种还会因为播种机播种速度快，人工不能及时补种从而导致漏播现象，因此增加漏播检测及补偿装置是最佳选择。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供气吸式花生播种机漏播检测及补偿系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.气吸式花生播种机漏播检测及补偿系统，包括：
8.单片机控制模块，用于接收漏播检测模块的信息，在漏播时，发送漏播信息给漏播显示模块、漏播补偿模块、漏播报警模块；
9.漏播检测模块，用于检测花生播种是否存在遗漏，并将该信息发送给单片机控制模块；
10.供电模块，用于将12v直流电转化为5v直流电为漏播补偿模块、单片机控制模块供电；
11.漏播报警模块，用于接收到单片机控制模块发出的漏播信号时，蜂鸣器鸣叫，提醒漏播；
12.漏播显示模块，用于接收到单片机控制模块发出的漏播信息时，显示漏播信息；
13.漏播补偿模块，用于接收到单片机控制模块发出的漏播信息时，启动步进电机，使步进电机转动一圈排出一粒种子到播种管，完成补种；
14.供电模块连接单片机控制模块、漏播补偿模块，漏播检测模块连接单片机控制模块，单片机控制模块连接漏播显示模块、漏播报警模块、漏播补偿模块。
15.作为本发明再进一步的方案：供电模块包括稳压器u1、电容c1、电容c2，稳压器u1的输入端连接12v电压、电容c1，电容c1的另一端接地，稳压器u1的接地端接地，稳压器u1的
输出端连接电容c2，电容c2的另一端接地。
16.作为本发明再进一步的方案：单片机控制模块包括单片机u2、复位电路、时钟电路；
17.单片机u2：用于综合接收漏播信息和处理漏播信息；
18.时钟电路：用于产生像时钟一样准确运动的振荡电路供给给单片机u2；
19.复位电路：用于使单片机u2恢复到起始状态；
20.时钟电路包括电容c3、电容c4、晶体y1，晶体y1一端连接电容c3、单片机u2的18号引脚，晶体y1的另一端连接电容c4、单片机u2的19号引脚，电容c3的另一端接地，电容c4的另一端接地；
21.复位电路包括电容c6、开关s1、电阻r12，电容c6的一端连接电阻r12、开关s1、单片机u2的9号引脚，电阻r12的另一端接地，开关s1的另一端连接电容c6的另一端、稳压器u1的输出端。
22.作为本发明再进一步的方案：漏播检测模块包括电感式接近开关p2、漫反射式光电传感器p3、放大器u3，电感式接近开关p2的3号引脚接地，反射式光电传感器p3的3号引脚接地，放大器u3的11号引脚接地，电感式接近开关p2的1号引脚连接12v电压，漫反射式光电传感器p3的1号引脚连接12v电压，电感式接近开关p2的2号引脚连接放大器u3的3号引脚，漫反射式光电传感器p3的2号引脚连接放大器u3的5号引脚，放大器u3的2号引脚连接放大器u3的4号引脚、放大器u3的6号引脚、稳压器u1的输出端，放大器u3的1号引脚连接单片机u2的28号引脚，放大器u3的7号引脚连接单片机u2的27号引脚。
23.作为本发明再进一步的方案：漏播报警模块包括蜂鸣器bell、电阻r11，蜂鸣器bell的一端连接稳压器u1的输出端，蜂鸣器bell的另一端连接电阻r11，电阻r11的另一端连接单片机u2的13号引脚。
24.作为本发明再进一步的方案：漏播显示模块包括数码管驱动电路和数码管电路；
25.数码管驱动电路：用于受单片机u2控制输出八个电平给数码管电路；
26.数码管电路：用于根据接收数码管驱动电路输入的八个电平来显示的数字。
27.作为本发明再进一步的方案：数码管驱动电路包括三极管q1、三极管q2、三极管q3、三极管q4、三极管q5、三极管q6、三极管q7、三极管q8共八个三极管，八个三极管的集电极都连接稳压器u1的输出端，三极管q1的基极通过电阻r1连接单片机u2的1号引脚，三极管q2的基极通过电阻r2连接单片机u2的2号引脚，三极管q3的基极通过电阻r3连接单片机u2的3号引脚，三极管q4的基极通过电阻r4连接单片机u2的4号引脚，三极管q5的基极通过电阻r5连接单片机u2的5号引脚，三极管q6的基极通过电阻r6连接单片机u2的6号引脚，三极管q7的基极通过电阻r7连接单片机u2的7号引脚，三极管q8的基极通过电阻r8连接单片机u2的8号引脚。
28.作为本发明再进一步的方案：数码管电路包括数码管d1，数码管d1的a引脚连接三极管q1的发射极，数码管d1的b引脚连接三极管q2的发射极，数码管d1的c引脚连接三极管q3的发射极，数码管d1的d引脚连接三极管q4的发射极，数码管d1的e引脚连接三极管q5的发射极，数码管d1的f引脚连接三极管q6的发射极，数码管d1的g引脚连接三极管q7的发射极，数码管d1的dp引脚连接三极管q8的发射极，数码管d1的1引脚连接单片机u2的14号引脚，数码管d1的2引脚连接单片机u2的15号引脚，数码管d1的3引脚连接单片机u2的16号引
脚，数码管d1的4引脚连接单片机u2的17号引脚。
29.作为本发明再进一步的方案：漏播补偿模块包括定时器u4、集成电路u5、集成电路u6、集成电路u7、集成电路u8、电机控制器p4，定时器u4的3号引脚连接集成电路u5的2号引脚、集成电路u6的2号引脚、集成电路u7的2号引脚、集成电路u8的2号引脚、电机控制器p4的1号引脚，集成电路u5的14号引脚连接集成电路u6的16号引脚、集成电路u7的16号引脚、集成电路u8的14号引脚、电阻r13，定时器u4的4号引脚连接集成电路u8的3号引脚，集成电路u6的7号引脚连接集成电路u6的10号引脚、集成电路u5的3号引脚、集成电路u8的1号引脚，集成电路u6的15号引脚连接集成电路u7的7号引脚、集成电路u7的10号引脚，集成电路u7的11号引脚连接集成电路u8的5号引脚，集成电路u7的12号引脚连接集成电路u8的4号引脚，集成电路u8的6号引脚连接集成电路u5的2号引脚，集成电路u8的2号引脚连接电阻r13的另一端、开关s12，开关s12的另一端接地。
30.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用stc89c52单片机作为主控制器，电感式接近开关和漫反射式传感器对排种盘内的种子进行漏播检测，同时将数据通过串口传输到单片机，分析处理接收的数据从而判断播种机是否漏播，当发生漏播时发送信号给漏播补偿模块，通过系统自动对漏播区域播种，解决了现存的种子漏播的问题。
附图说明
31.图1为气吸式花生播种机漏播检测及补偿系统的原理图。
32.图2为气吸式花生播种机漏播检测及补偿系统的电路图。
33.图3为单片机u2的电路图。
34.图4为漏播检测模块的电路图。
35.图5为时钟电路的电路图。
36.图6为复位电路的电路图。
37.图7为电源模块的电路图。
38.图8为漏播报警模块的电路图。
39.图9为数码管驱动电路的电路图。
40.图10为数码管电路的电路图。
41.图11为漏播补偿模块的电路图。
42.图12为气吸式花生播种机漏播检测及补偿系统装置的主程序流程示意图；
43.图13为气吸式花生播种机漏播检测及补偿系统装置的漏播检测系统流程示意图；
44.图14为气吸式花生播种机漏播检测及补偿系统装置的漏播报警流程示意图；
45.图15为气吸式花生播种机漏播检测及补偿系统装置的漏播显示模块流程示意图；
46.图16为气吸式花生播种机漏播检测及补偿系统装置的补偿装置流程示意图。
47.图17为气吸式花生播种机漏播检测及补偿系统装置检测位置示意图。
具体实施方式
48.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
49.请参阅图1，气吸式花生播种机漏播检测及补偿系统，包括：
50.单片机控制模块，用于接收漏播检测模块的信息，在漏播时，发送漏播信息给漏播显示模块、漏播补偿模块、漏播报警模块；
51.漏播检测模块，用于检测花生播种是否存在遗漏，并将该信息发送给单片机控制模块；
52.供电模块，用于将12v直流电转化为5v直流电为漏播补偿模块、单片机控制模块供电；
53.漏播报警模块，用于接收到单片机控制模块发出的漏播信号时，蜂鸣器鸣叫，提醒漏播；
54.漏播显示模块，用于接收到单片机控制模块发出的漏播信息时，显示漏播信息；
55.漏播补偿模块，用于接收到单片机控制模块发出的漏播信息时，启动步进电机，使步进电机转动一圈排出一粒种子到播种管，完成补种；
56.供电模块连接单片机控制模块、漏播补偿模块，漏播检测模块连接单片机控制模块，单片机控制模块连接漏播显示模块、漏播报警模块、漏播补偿模块。
57.在本实施例中：请参阅图7，供电模块包括稳压器u1、电容c1、电容c2，稳压器u1的输入端连接12v电压、电容c1，电容c1的另一端接地，稳压器u1的接地端接地，稳压器u1的输出端连接电容c2，电容c2的另一端接地。
58.12v稳压电源经过lm7805芯片(稳压器u1)转换成5v电源进行供电。选择50uf的电解电容c2滤除电源杂波，其中陶瓷电容c1用于抵消输入端接线产生的电感。
59.在本实施例中：请参阅图3、图5、图6、，单片机控制模块包括单片机u2、复位电路、时钟电路；
60.单片机u2：用于综合接收漏播信息和处理漏播信息；
61.时钟电路：用于产生像时钟一样准确运动的振荡电路供给给单片机u2；
62.复位电路：用于使单片机u2恢复到起始状态；
63.时钟电路包括电容c3、电容c4、晶体y1，晶体y1一端连接电容c3、单片机u2的18号引脚，晶体y1的另一端连接电容c4、单片机u2的19号引脚，电容c3的另一端接地，电容c4的另一端接地；
64.复位电路包括电容c6、开关s1、电阻r12，电容c6的一端连接电阻r12、开关s1、单片机u2的9号引脚，电阻r12的另一端接地，开关s1的另一端连接电容c6的另一端、稳压器u1的输出端。
65.单片机u2型号选择stc89c52，接收信息并进行处理；
66.时钟电路，电路中电容c3和电容c4的选择约为30pf，晶振频率为在1.2mhz
‑
12mhz之间,频率越高单片机的速度就越快,采用的晶振频率为12mhz。
67.复位电路，稳压器u1为电容c6充电并给复位引脚(rst，单片机u2的9号引脚)一个瞬时的高电平，在电容c6完成充电变成低电平时，系统复位完成。操作系统时，手动按开关s1可得到一个高电平，开关s1为按键式开关，按下后会弹起，实现系统的手动复位。
68.在本实施例中：请参阅图4，漏播检测模块包括电感式接近开关p2、漫反射式光电传感器p3、放大器u3，电感式接近开关p2的3号引脚接地，反射式光电传感器p3的3号引脚接
地，放大器u3的11号引脚接地，电感式接近开关p2的1号引脚连接12v电压，漫反射式光电传感器p3的1号引脚连接12v电压，电感式接近开关p2的2号引脚连接放大器u3的3号引脚，漫反射式光电传感器p3的2号引脚连接放大器u3的5号引脚，放大器u3的2号引脚连接放大器u3的4号引脚、放大器u3的6号引脚、稳压器u1的输出端，放大器u3的1号引脚连接单片机u2的28号引脚，放大器u3的7号引脚连接单片机u2的27号引脚。
69.电感式接近开关p2和漫反射式传感器p3来对播种机是否存在漏播进行检测，采用lm324运算放大器(放大器u3)，漫反射式传感器p3输出信号在没有检测到花生时电流为0ma，检测到花生时电流为20ma。因为单片机u2识别的是电压信号，所以电流信号经过放大器u3输出为电压信号。电感式接近开关p2型号选择lj12a3
‑4‑
by，漫反射式传感器p3型号选择e3f
‑
ds30c4。
70.在本实施例中：请参阅图8，漏播报警模块包括蜂鸣器bell、电阻r11，蜂鸣器bell的一端连接稳压器u1的输出端，蜂鸣器bell的另一端连接电阻r11，电阻r11的另一端连接单片机u2的13号引脚。
71.在花生播种机进行播种时，为了使播种人员更好的了解播种以及漏播情况，需要在漏播时提醒工作人员，虽然之后系统会自动进行补播，但是防止系统故障不能进行补播，通过蜂鸣器bell(型号选择e3f
‑
ds30c4)鸣叫提醒，播种人员可以了解是否补播成功，电阻r11是限流电阻，防止电路工作时因电流过大烧坏单片机u2的13号引脚。
72.在本实施例中：请参阅图1、图9和图10，漏播显示模块包括数码管驱动电路和数码管电路；
73.数码管驱动电路：用于受单片机u2控制输出八个电平给数码管电路；
74.数码管电路：用于根据接收数码管驱动电路输入的八个电平来显示数字。
75.在本实施例中：请参阅图9，数码管驱动电路包括三极管q1、三极管q2、三极管q3、三极管q4、三极管q5、三极管q6、三极管q7、三极管q8共八个三极管，八个三极管的集电极都连接稳压器u1的输出端，三极管q1的基极通过电阻r1连接单片机u2的1号引脚，三极管q2的基极通过电阻r2连接单片机u2的2号引脚，三极管q3的基极通过电阻r3连接单片机u2的3号引脚，三极管q4的基极通过电阻r4连接单片机u2的4号引脚，三极管q5的基极通过电阻r5连接单片机u2的5号引脚，三极管q6的基极通过电阻r6连接单片机u2的6号引脚，三极管q7的基极通过电阻r7连接单片机u2的7号引脚，三极管q8的基极通过电阻r8连接单片机u2的8号引脚。
76.通过单片机u2输出的电压信号控制八个三极管的导通状况，以此控制输出给数码管电路的电压信号，八个三极管都为npn三极管，因此单片机u2引脚输出的电压信号为高电平时，对应的三极管输出高电平；单片机u2引脚输出的电压信号为低电平时，对应的三极管输出低电平。
77.在本实施例中：请参阅图10，数码管电路包括数码管d1，数码管d1的a引脚连接三极管q1的发射极，数码管d1的b引脚连接三极管q2的发射极，数码管d1的c引脚连接三极管q3的发射极，数码管d1的d引脚连接三极管q4的发射极，数码管d1的e引脚连接三极管q5的发射极，数码管d1的f引脚连接三极管q6的发射极，数码管d1的g引脚连接三极管q7的发射极，数码管d1的dp引脚连接三极管q8的发射极，数码管d1的1引脚连接单片机u2的14号引脚，数码管d1的2引脚连接单片机u2的15号引脚，数码管d1的3引脚连接单片机u2的16号引
脚，数码管d1的4引脚连接单片机u2的17号引脚。
78.数码管d1由八个发光二极管组成，其中数字显示用了七个细长的发光二极管，小数点用了一个圆形的发光二极管。八个三极管对应八个发光二极管，由三极管q1到三极管q8输出高电平时，对应的发光二极管就会发光，当发光二极管导通的时候，可以显示各种字符也就是各种数字，本电路选用的是四位一体阴极数码管4041ah，产品特点是：1.能在低电压，小电流条件下驱动发光。2.发光响应时间极短，高频特性好，亮度高。3.体积小，重量轻，抗冲击性能好。4.固态封装，稳定性高。5.寿命长，使用寿命在5万小时以上。
79.在本实施例中：请参阅图11和图17，漏播补偿模块包括定时器u4、集成电路u5、集成电路u6、集成电路u7、集成电路u8、电机控制器p4，定时器u4的3号引脚连接集成电路u5的2号引脚、集成电路u6的2号引脚、集成电路u7的2号引脚、集成电路u8的2号引脚、电机控制器p4的1号引脚，集成电路u5的14号引脚连接集成电路u6的16号引脚、集成电路u7的16号引脚、集成电路u8的14号引脚、电阻r13，定时器u4的4号引脚连接集成电路u8的3号引脚，集成电路u6的7号引脚连接集成电路u6的10号引脚、集成电路u5的3号引脚、集成电路u8的1号引脚，集成电路u6的15号引脚连接集成电路u7的7号引脚、集成电路u7的10号引脚，集成电路u7的11号引脚连接集成电路u8的5号引脚，集成电路u7的12号引脚连接集成电路u8的4号引脚，集成电路u8的6号引脚连接集成电路u5的2号引脚，集成电路u8的2号引脚连接电阻r13的另一端、开关s12，开关s12的另一端接地。
80.定时器u4根据集成电路u8输入的信号(en信号)来选择性导通，输入的为高电平时，定时器u4输出方波信号；输出为低电平时，定时器u4不输出信号；同时输出的方波信号(clk信号)又反过来反馈给集成电路u5(型号选择74ls00)、集成电路u6(型号选择74ls161)、集成电路u7(型号选择74ls161)、集成电路u8(型号选择74ls08)、电机控制器p4(型号选择tb6600)，由电机控制器p4控制电路启动步进电机，使步进电机转动一圈排出一粒种子到播种管，完成补种。其中集成电路u5为二输入端与非门，集成电路u6是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器，集成电路u7是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器，集成电路u8为2输入与门。
81.本发明的工作原理是：请参阅图12
‑
图17，在图17中先将检测装置安装位置1，即在排种器竖直方向偏右30
°
，打开电源开关，在播种机正常工作时，排种器上均匀分布凸起金属，与种槽一一对应，凸起金属随着排种器的转动进入接近开关检测范围后离开，当凸起金属转动到电感式接近开关p2的检测范围内，因为电感式接近开关p2的输出形式是pnp常开，所以接近开关的输出信号由高电平变成低电平(检测到凸起金属时输出0ma,未检测到凸起金属时输出20ma)，不通过放大器u3发送信号给单片机u2；当凸起金属继续转动离开电感式接近开关p2的检测范围后，接近开关的输出信号由低电平恢复到高电平，通过电感式接近开关p2检测是否存在排种器出现故障，即凸起金属缺失。当单片机u2收到电感式接近开关p2发出的信号后，漫反射式传感器p3开始工作，漫反射式传感器p3发射端始终不断地向外发出红外光束。在种槽内有种子时，漫反射式传感器p3能够接收到光束信号，因为漫反射式传感器p3的输出形式是pnp常开，所以输出电平由高电平变为低电平；在种槽内没有种子时，漫反射式传感器p3接收不到光束信号，输出电平为高电平，通过放大器u3输出给单片机u2，单片机u2接收到漫反射式传感器p3所产生的的高电平后，通过漏播显示模块记录电平高电平的次数即为播种过程中的漏播数，显示排种器这一轮中有多少种槽没有种子；控制
漏播报警模块鸣叫，提醒漏播；同时控制漏播补偿模块，发出高电平给漏播补偿模块，漏播补偿系统内有副种箱，漏播补偿模块控制步进电机转动一圈，排种刷旋转，从副种箱排出一粒种子，完成补播。当排种盘继续转动后，由于凸起金属(种槽)处全部都含有种子，电感式接近开关p2检测不到凸起金属，所以漫反射式传感器p3不会工作，完成播种。
82.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
83.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。