[发明专利]一种基于GPS的电驱式排种器控制系统

说明书

本发明公开了一种基于GPS的电驱式排种器控制系统，包括电源、主控板、电平转换电路、GPS测速模块、直流无刷电机、直流无刷电机驱动器和升压模块，其中电源对主控板和升压模块供电，GPS测速模块由主控板供电，升压模块对直流无刷电机驱动器供电，直流无刷电机驱动器驱动直流无刷电机。本发明有效地解决了测速轮打滑的问题，提高了高速状态下的播种质量；播种机无需再加装测速轮，降低了机器结构的复杂程度；降低了对环境的要求，GPS受灰尘、风雨影响较之于编码器小；GPS模块可以采集更多有效信息，有利于未来系统功能的拓展。

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，特别涉及一种基于GPS的电驱式排种器控制系统。

背景技术

近年来，电驱式排种器发展迅速，相比于传统的排种器，电驱式排种器不受地轮打滑和链条跳动的影响，在当今智能农业的大趋势下，电驱式排种器由于易实现自动化的特点，应用前景广阔，其播种效果主要受控制系统的影响，而控制系统的效果主要受获取的作业机械前进速度精确度的影响，目前采集速度的主流方法是在测速轮上加装旋转编码器，这种方式在低速状态下能够准确获取作业机械前进速度，但是在高速状态下测速轮会发生较为严重的滑移现象，编码器采集到的速度信息和实际速度存在较大偏差，这将对播种质量产生不良影响。

为此，本发明提出了一种新的控制系统，首先可以避免测速轮打滑的问题，提高播种质量，其次播种机无需再加装测速轮，降低了机器结构的复杂度，最后，GPS模块可以采集更多有效信息，有利于未来系统功能的拓展。

发明内容

为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：

一种基于GPS的电驱式排种器控制系统，包括电源、主控板、电平转换电路、GPS测速模块、直流无刷电机、直流无刷电机驱动器和升压模块，其中：电源对主控板和升压模块供电，GPS测速模块由主控板供电，升压模块对直流无刷电机驱动器供电，直流无刷电机驱动器驱动直流无刷电机。

所述的控制系统，其中：GPS测速模块通过电平转换电路将采集的GPS报文传送到主控板，主控板解析收到的GPS报文以得到作业机械的前进速度。

所述的控制系统，其中主控板用于接收GPS测速模块发送的报文并进行处理：(1)接收GPS测速模块发送的报文并将其存储，(2)解析报文，(3)得到作业机械前进速度，(4)根据机械前进速度确定直流无刷电机的转速。

所述的控制系统，其中:主控板接收GPS测速模块发送的报文并进行处理的具体方式如下：

(1)a1.定义最大接收缓存字节数MAX_LEN；a2.定义字符型数组GPSRMC_BUF[MAX_LEN]，作为GPS报文缓冲；a3.配置主控制器片上串口参数，波特率和GPS测速模块保持一致，接收GPS报文，之后将接收到的GPS报文存储到字符型数组GPSRMC_BUF[MAX_LEN]；

(2)b1.查询字符型数组GPSRMC_BUF[MAX_LEN]中出现的第一个$GPRMC所在的地址pos；b2.查询自pos地址处出现的第7个“，”字符，并记录其距pos的偏移量offset；

(3)c1.提取pos+offset地址处的字符并将其转换为数值型，得到了作业机械的前进速度v；

(4)d1.根据(3)中得到的作业机械的前进速度v，配置片上定时器输出一定占空比的PWM波；d2.直流无刷电机驱动器根据接收到的PWM波占空比控制直流无刷电机。

所述的控制系统，其中d1中：片上定时器参数x由以下算式确定:

x＝(1852×v×i×Arr)/(60×l×n×w_0)；

式中：

v——作业机械前进速度(knots/h)；

i——直流无刷电机和排种盘的传动比；