基于LPC控制器的农机深松测控终端的设计

2020-07-20石李凯

农机使用与维修 2020年7期

摘要：通过红外测距与角度传感对农机深松铲旋转角度和作业深浅进行测量、数据处理和控制，并实时显示结果，记录作业过程。从综合性能与可靠性方面，对LPC控制器进行选型，结合红外测量技术与线性角度转换技术，通过控制器对电信号侦测转换，并动态实时显示与记录作业结果，同时控制器内部算法根据作业运行过程不同测量结果，分析并警示处理铲旋转角度和作业深浅异常的问题。

关键词：深松铲;控制器;作业深浅;测距角度

中图分类号：S222 文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.07.025

0 引言

近年，农用深松机械向高精度与高速率转型，作业在不同土质时易出现深松的深度不一致，影响了作物的扎根与施浇。因此，深松机作业的过程控制不能忽略[1]。人工进行深松，耗费大量人力[2]。现种植方式要求在大面积生产条件下加快生产种植速度，如小麦对深松土壤的要求[3]，所以深松监控应用能保证土壤均匀，保证作物种植前期无差[4]。

本文通过控制器将传感测量结果，内部计算转换，通过算法动态测控，采用实时记录显示达到在线监测目的。

1 系统框架设计

系统由多模组构成：LPC控制、传感器模块、信号调理模块、显示模块、电源模块、TF模块。

终端运行流程：控制器初始化内部FLASH与外置各类交互，获取调理完成信号，计算转化值与误差，比對当前土壤深浅均值，保存有效作业结果，启动SDIO封存结果至TF卡，等待控制器周期轮询，并通过显示模块进行实时展示，电源模块为多模块提供储备转换电路工作。

2 硬件设计

控制器是终端的计算测量的内核，与多模块交互结果，选NXP系列控制器LPC21xx，512KB flash，高低温可靠性强[5]。功能与稳定性满足终端要求。

传感器模块的信号调理，保证测量结果的准确性，LM324的1.2 M带宽速率保证低频信号通路与低输入内阻确保传输。

测距与角度传感器DYP-A01，带温补盲区小数模信号并行输出，测角度分辨高，测距更远，图为DYP-A01接口电路。

3 软件设计

IAR软件开发控制器的业务代码，控制器对外围的设置，如显示模块的页面设置，接着进行信号调理结果获取，计算期望与测量误差范围，反馈控制量，数据合理暂存等待调用，实时显示作业深度曲线与角度超限预警，完成一次流程，重回信号调取，以上为终端的软件整体过程控制。

4 结论

本文设计了一种基于LPC控制器的农机深松测控终端。以高稳定性控制器为终端交互核心，采用带温补盲区小传感器，并对信号进行调理转换，保证准确传输性，内部算法处理突发预警超限，采用并行运行任务完成高时效功能，实时显示并记录存储深松结果，解决深松不准、深松反馈调节等问题。