混合變量施肥機(jī)電子控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、混合變量施肥機(jī)完成的功能是根據(jù)農(nóng)田需要施撒的肥料信息，實(shí)現(xiàn)三個(gè)肥箱的單獨(dú)排肥控制，最終達(dá)到各種肥料成分的精確混合配比的目的?；旌献兞渴┓蕶C(jī)主要有三部分組成，分別是電子控制系統(tǒng)部分、排肥計(jì)量部分和混合攪拌部分。
　　 在已知需要施撒的肥料信息的基礎(chǔ)上，混合變量施肥機(jī)的電子控制系統(tǒng)需要解決信息的獲取、存儲(chǔ)和通信等問題。為達(dá)到良好的施肥效果，驅(qū)動(dòng)排肥器的電機(jī)轉(zhuǎn)速精確控制也需要重點(diǎn)考慮。此外，為了農(nóng)田作業(yè)人員獲取田間車輛的工作狀態(tài)，還需

2、輔助的人機(jī)界面。為解決上述問題，本課題開展了如下工作。
　　 1.設(shè)計(jì)混合變量施肥機(jī)的信息獲取、存儲(chǔ)和通信部分。利用差分GPS接收機(jī)獲取田地的地理位置信息，將田地網(wǎng)格化，確定每一塊變量施肥的小區(qū)域。同時(shí)，為了改善在農(nóng)田環(huán)境下車輛數(shù)據(jù)通信的穩(wěn)定性和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化，提出了CAN總線的通信方案和SD卡結(jié)合文件系統(tǒng)的信息存儲(chǔ)方案。CAN網(wǎng)絡(luò)中包含五個(gè)節(jié)點(diǎn)，分別是GPS節(jié)點(diǎn)、SD卡節(jié)點(diǎn)和三個(gè)肥箱排肥轉(zhuǎn)速控制節(jié)點(diǎn)。同時(shí)利用SD卡的可攜帶性

3、、存儲(chǔ)速度快和容量適合等優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合文件系統(tǒng)，開發(fā)人員可以方便地進(jìn)行每塊小區(qū)域的需要施撒的肥料量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和讀取。
　　 2.精確控制排肥軸電機(jī)轉(zhuǎn)速。GPS節(jié)點(diǎn)返回的地理位置信息與存儲(chǔ)在SD卡中的農(nóng)田位置信息做比對(duì)，從SD卡中篩選出當(dāng)前小區(qū)域的田地需要施撒的肥料量，將數(shù)據(jù)通過CAN總線傳遞到三個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制節(jié)點(diǎn)。三個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制節(jié)點(diǎn)結(jié)合控制算法快速精確的調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，精確實(shí)現(xiàn)排肥軸電機(jī)速度控制。
　　 3.設(shè)計(jì)拖拉機(jī)儀表顯

4、示界面。移植一種嵌入領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的的圖形支持源代碼，該源代碼可以支持任意型號(hào)的微控制器和任意類型的液晶屏，并且利用ARM微控制器的較高的工作頻率，可以流暢地在一塊3.2英寸的液晶上顯示地理位置信息以及施肥機(jī)相對(duì)于田地原點(diǎn)的位置信息，還可以用作調(diào)試界面。
　　 4.對(duì)整個(gè)電子系統(tǒng)的GPS部分、CAN通信部分、SD卡存儲(chǔ)部分、電機(jī)轉(zhuǎn)速精確控制部分和μC/GUI部分進(jìn)行調(diào)試。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，GPS報(bào)文解析正確、CAN網(wǎng)絡(luò)通信暢通，SD卡節(jié)