專利名稱：一種手持農(nóng)田作業(yè)面積測(cè)量計(jì)費(fèi)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及一種收割面積測(cè)量與計(jì)費(fèi)裝置。
背景技術(shù)：
農(nóng)田面積是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理中最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)之一。地塊面積直接決定了種子、化肥、農(nóng)藥等生產(chǎn)資料的投入量，也是農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行田間作業(yè)計(jì)算工時(shí)和收費(fèi)的主要依據(jù)。傳統(tǒng)的農(nóng)田面積測(cè)量中多使用皮尺等測(cè)量工具，依靠人工測(cè)量計(jì)算農(nóng)田面積。近幾年出現(xiàn)了安裝在作業(yè)機(jī)械上的作業(yè)面積測(cè)量裝置，依據(jù)作業(yè)機(jī)械行走距離和作業(yè)幅寬計(jì)算作業(yè)面積，測(cè)量速度快。隨著國(guó)內(nèi)GPS技術(shù)的發(fā)展，利用GPS提供實(shí)時(shí)的經(jīng)度、緯度信息，測(cè)量農(nóng)田各個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，通過(guò)數(shù)學(xué)方法計(jì)算農(nóng)田的長(zhǎng)度、面積等，實(shí)現(xiàn)對(duì)任意形狀田塊的面積進(jìn)行快速 對(duì)于上述三種用于農(nóng)田面積測(cè)量方法而言，(1)皮尺測(cè)量只適合于小面積的矩形狀田塊，對(duì)于大面積的田塊，則費(fèi)時(shí)費(fèi)力，易出差錯(cuò)，并且難以測(cè)量不規(guī)則田塊的面積。(2)安裝在農(nóng)業(yè)作業(yè)機(jī)械上的作業(yè)面積測(cè)量裝置是事后測(cè)量作業(yè)面積，也容易引發(fā)計(jì)量誤差與經(jīng)濟(jì)糾紛。(3)市場(chǎng)上商品化的手持GPS定位儀具有面積測(cè)量功能，但操作復(fù)雜，且不具備作業(yè)計(jì)費(fèi)功能，不能滿足實(shí)際操作的需要，不適宜農(nóng)民使用。特別是在當(dāng)前農(nóng)機(jī)跨區(qū)作業(yè)普遍存在的情況下，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一種簡(jiǎn)單實(shí)用的一種手持農(nóng)田作業(yè)面積測(cè)量計(jì)費(fèi)儀很有必要。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就在于解決傳統(tǒng)農(nóng)田面積測(cè)量費(fèi)時(shí)費(fèi)力、精度差且難以測(cè)量不規(guī)則田塊面積(包括凸多邊形、凹多邊形等)的問(wèn)題；同時(shí)，針對(duì)市場(chǎng)上商品化手持GPS定位儀的面積測(cè)量功能單一、操作復(fù)雜，且不具備作業(yè)計(jì)費(fèi)功能的問(wèn)題，發(fā)明一種手持農(nóng)田作業(yè)面積測(cè)量計(jì)費(fèi)儀。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是采用一種手持農(nóng)田作業(yè)面積測(cè)量計(jì)費(fèi)儀，包括處理模塊和分別與之連接的GPS接收模塊及顯示模塊， 所述GPS接收模塊，接收GPS所發(fā)送的農(nóng)田邊界點(diǎn)中頂點(diǎn)的位置坐標(biāo)信息，并將所述坐標(biāo)信息傳送給處理模塊； 所述處理模塊，用于根據(jù)接收的所述坐標(biāo)信息，計(jì)算農(nóng)田作業(yè)面積，根據(jù)所述面積大小和預(yù)設(shè)的計(jì)費(fèi)參數(shù)計(jì)算相應(yīng)的作業(yè)費(fèi)用；[0008] 所述顯示模塊，用于顯示計(jì)算結(jié)果。 其中，還包括輸入模塊，與所述處理模塊相連，用于設(shè)置計(jì)費(fèi)參數(shù)。[0010] 其中，還包括電源模塊，與所述處理模塊相連。 其中，所述電源模塊包括鋰電池和電池電壓監(jiān)測(cè)電路，所述電池電壓檢測(cè)電路用
于監(jiān)測(cè)所述鋰電池的電池電壓，并通過(guò)所述顯示模塊顯示出來(lái)。 其中，還包括存儲(chǔ)模塊，與所述處理模塊相連，用于存儲(chǔ)計(jì)算結(jié)果。 其中，還包括時(shí)鐘芯片，與所述處理模塊相連，用于GPS無(wú)信號(hào)時(shí)提供內(nèi)部時(shí)間基準(zhǔn)和計(jì)時(shí)。 其中，還包括RS232輸出模塊，與所述處理模塊相連，用于與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，所 述RS232輸出模塊亦可輸出GPS標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)句。 本實(shí)用新型具有面積測(cè)量、距離測(cè)量、經(jīng)緯度顯示、單價(jià)設(shè)置、計(jì)量單位設(shè)置、計(jì)算 金額、LCD信息顯示、GPS語(yǔ)句串口輸出且波特率可調(diào)、面積金額信息存儲(chǔ)查詢等功能，本實(shí) 用新型具備RS232和CAN總線接口 ，擴(kuò)展性強(qiáng)。在測(cè)量過(guò)程中衛(wèi)星顆數(shù)少于3顆時(shí)或電池電 量不足時(shí)蜂鳴器發(fā)出聲音報(bào)警。具有時(shí)鐘芯片，使用GPS時(shí)間對(duì)時(shí)鐘芯片進(jìn)行自動(dòng)校時(shí)，在 GPS無(wú)信號(hào)時(shí)可以做時(shí)鐘使用。具有鋰電池，可以用5V DC或9 12V DC進(jìn)行充電。本實(shí) 用新型可用于各種形狀農(nóng)田、綠地、森林、水域、灘涂等野外規(guī)則和不規(guī)則面積的精確測(cè)量， 具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

圖1是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)框圖； 圖2是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
的五邊形農(nóng)田計(jì)算示意圖。
具體實(shí)施方式以下實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。 如圖1所示，按照本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
的農(nóng)田作業(yè)面積測(cè)量計(jì)費(fèi)儀包括處理
模塊、顯示模塊、存儲(chǔ)模塊、電源模塊、GPS接收模塊、輸入模塊、RS232輸出模塊。 處理模塊采用單片機(jī)AT90CAN128，具有擴(kuò)展的CAN、 USART和I2C接口 。 PB7連接
蜂鳴器，在測(cè)量過(guò)程中衛(wèi)星顆數(shù)少于3顆時(shí)或電池電量不足時(shí)蜂鳴器發(fā)出聲音報(bào)警。 顯示模塊采用LCD 12864，通過(guò)PA、 PC端口與單片機(jī)相連。 GPS接收模塊為SKYLAB M10，通過(guò)USART0接口與單片機(jī)相連。單片機(jī)通過(guò)RX0接收 GPS信息，通過(guò)TXO發(fā)送GPS接收模塊設(shè)置指令。單片機(jī)把接收到的GPS信息通過(guò)LCD12864 顯示，其中所述GPS信息包括如經(jīng)度、緯度、衛(wèi)星顆數(shù)等。 RS232輸出模塊采用SP3223芯片，通過(guò)USART1接口與單片機(jī)相連，單片機(jī)通過(guò) RX1、TX1引腳與SP3223芯片相連。單片機(jī)通過(guò)RS232接口與計(jì)算機(jī)通訊，亦通過(guò)此端口輸 出GPS NMEA格式語(yǔ)句。 fC總線是一種用于fC器件之間連接的二線制總線。它通過(guò)串行數(shù)據(jù)線(SDA)及 串行時(shí)鐘線(SCL)，兩線在連接到總線上的器件之間傳送信息，并根據(jù)地址識(shí)別每個(gè)器件。 在裝置中利用單片機(jī)引腳SCL、SDA連接一片或多片CAT24C256存儲(chǔ)器，用于保存測(cè)量數(shù)據(jù)。 輸入模塊采用鍵盤，考慮到單片機(jī)I/O端口資源有限，鍵盤采用專用的I2C總線鍵 盤芯片ZLG7290，其最大可擴(kuò)展64個(gè)按鍵。在本裝置中用到了 21個(gè)，如果需要可以進(jìn)行擴(kuò) 展。通過(guò)按鍵可以對(duì)單價(jià)、計(jì)量單位可以設(shè)置并存儲(chǔ)在MCU中，可通過(guò)按鍵查詢并顯示。 時(shí)鐘模塊電路采用專用的I2C總線時(shí)鐘芯片PCF8563，使用GPS時(shí)間對(duì)該芯片進(jìn)行 自動(dòng)校時(shí)，在GPS無(wú)信號(hào)時(shí)可以做時(shí)鐘使用。CAN總線的驅(qū)動(dòng)模塊為SN65HVD230D，通過(guò)TXCAN、 RXCAN接口與微處理器相連。 電源模塊具有鋰電池，可以用5VDC或9 12V DC進(jìn)行充電。電池電壓監(jiān)測(cè)電路 通過(guò)ADC7連接到微處理器對(duì)電池電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，用來(lái)計(jì)算電池電量并將電池電量通過(guò)LCD屏顯示出來(lái)。 本實(shí)用新型利用GPS的定位功能，測(cè)量農(nóng)田各個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，從而為通過(guò)數(shù)學(xué)方法 計(jì)算農(nóng)田的距離、面積等，實(shí)現(xiàn)對(duì)任意形狀田塊的面積進(jìn)行快速的GPS定位測(cè)量。 本實(shí)用新型具有手動(dòng)和自動(dòng)測(cè)量方式，下面，參照?qǐng)D2，以手動(dòng)測(cè)量方式測(cè)量五邊 形ABCDE面積為例進(jìn)行說(shuō)明。 打開(kāi)測(cè)量計(jì)費(fèi)儀電源后，LCD屏顯示開(kāi)機(jī)畫(huà)面，約3秒鐘后LCD顯示衛(wèi)星搜索界面。 單片機(jī)通過(guò)USART0接口接收GPS接收模塊輸出信息，當(dāng)GPS模塊鎖定衛(wèi)星顆數(shù)大于3顆后 自動(dòng)跳到顯示主界面。按面積測(cè)量鍵進(jìn)入面積測(cè)量界面。 到達(dá)被測(cè)五邊形地塊頂點(diǎn)A點(diǎn)后按開(kāi)始鍵進(jìn)行測(cè)量；在點(diǎn)A點(diǎn)等待約3秒后LCD 屏提示下一點(diǎn)，此時(shí)單片機(jī)將接收到的點(diǎn)A的GPS經(jīng)緯度坐標(biāo)(X。，Y。)轉(zhuǎn)換成平面坐標(biāo)(x。， y。)，將平面坐標(biāo)系xoy原點(diǎn)0平移到點(diǎn)A建立新平面坐標(biāo)系x' o' y'，則點(diǎn)A在新平面 坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(O，O)。 到達(dá)B點(diǎn)后按確認(rèn)鍵，在點(diǎn)B點(diǎn)等待約3s后LCD屏提示下一點(diǎn)，此時(shí)單片機(jī)將接 收到的點(diǎn)B的GPS經(jīng)緯度坐標(biāo)(&，Y》轉(zhuǎn)換成平面坐標(biāo)x' o' y'中的坐標(biāo)(x' 》。 到達(dá)C點(diǎn)后按確認(rèn)鍵，在C點(diǎn)等待約3秒后LCD屏提示下一點(diǎn)，此時(shí)單片機(jī)將接收 到的點(diǎn)C的GPS經(jīng)緯度坐標(biāo)(X2， Y2)轉(zhuǎn)換成平面坐標(biāo)x' o' y'中的坐標(biāo)(x' 2， y' 2)。 則三角形AABC矢量面積為 <formula>formula see original document page 5</formula>[0036] 到達(dá)D點(diǎn)后按確認(rèn)鍵，在D點(diǎn)等待約3秒后LCD屏提示下一點(diǎn)，此時(shí)單片機(jī)將接收 到的點(diǎn)D的GPS經(jīng)緯度坐標(biāo)(X3， Y3)轉(zhuǎn)換成平面坐標(biāo)x' o' y'中的坐標(biāo)(x' 3， y' 3)。 則三角形AACD矢量面積為 <formula>formula see original document page 5</formula>[0038] 則四邊形ABCD的矢量面積為 [畫(huà)]S細(xì)-U扁 到達(dá)E點(diǎn)后按確認(rèn)鍵，在E點(diǎn)等待約3秒后LCD屏提示下一點(diǎn)，此時(shí)單片機(jī)將接收 到的點(diǎn)E的GPS經(jīng)緯度坐標(biāo)(X4， Y4)轉(zhuǎn)換成平面坐標(biāo)x' o' y'中的坐標(biāo)(x' 4， y' 4)。 則三角形AADE矢量面積為 <formula>formula see original document page 5</formula>[0042] 則五邊形ABCD的矢量面積為 <formula>formula see original document page 5</formula> 考慮到矢量面積有正負(fù)，則對(duì)矢量面積取絕對(duì)值，則五邊形的面積為<formula>formula see original document page 5</formula> 測(cè)量完成后按完成鍵進(jìn)入測(cè)量完成界面，顯示測(cè)量面積、單價(jià)和金額。 在農(nóng)田作業(yè)情況下，特別是在當(dāng)前農(nóng)機(jī)跨區(qū)作業(yè)普遍存在的情況下，該裝置能完
成農(nóng)田作業(yè)面積的測(cè):，并計(jì)算出收割費(fèi)用。該實(shí)用新型接口多，而且操作簡(jiǎn)單，且具有作業(yè)計(jì)費(fèi)功能，能滿足實(shí)際操作的需要。 本實(shí)用新型采用GPS技術(shù)實(shí)現(xiàn)手持農(nóng)田作業(yè)面積測(cè)量，沿被測(cè)地塊邊界繞行一周 即可測(cè)量的農(nóng)田面積，解決皮尺測(cè)量大面積田塊費(fèi)時(shí)費(fèi)力，易出差錯(cuò)，并且難以測(cè)量不規(guī)則 田塊的面積問(wèn)題，解決安裝在農(nóng)業(yè)作業(yè)機(jī)械上的作業(yè)面積測(cè)量裝置是事后測(cè)量作業(yè)面積容 易引發(fā)經(jīng)濟(jì)糾紛的問(wèn)題，解決現(xiàn)有基于GPS的手持作業(yè)面積測(cè)量裝置功能較為單一，而且
操作復(fù)雜，且不具備作業(yè)計(jì)費(fèi)功能的問(wèn)題。 本實(shí)用新型具有單價(jià)設(shè)置、計(jì)量單位設(shè)置、計(jì)算金額、LCD信息顯示、GPS語(yǔ)句串口
輸出且波特率可調(diào)、面積金額信息存儲(chǔ)查詢等功能，解決收費(fèi)計(jì)算問(wèn)題。 本實(shí)用新型具有時(shí)鐘芯片，使用GPS時(shí)間對(duì)時(shí)鐘芯片進(jìn)行自動(dòng)校時(shí)，在GPS無(wú)信號(hào)
時(shí)可以做時(shí)鐘使用。 本實(shí)用新型具有鋰電池，可以采用6 12V蓄電池進(jìn)行充電，解決跨區(qū)作業(yè)充電問(wèn)題。 本實(shí)用新型具備串口和CAN總線接口 ，擴(kuò)展性強(qiáng)，可以與其他具有CAN總線接口的 設(shè)備進(jìn)行通訊。 以上為本實(shí)用新型的最佳實(shí)施方式，依據(jù)本實(shí)用新型公開(kāi)的內(nèi)容，本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員能夠顯而易見(jiàn)地想到一些雷同、替代方案，這些方案均應(yīng)落入本實(shí)用新型保護(hù)的 范圍。
權(quán)利要求一種手持農(nóng)田作業(yè)面積測(cè)量計(jì)費(fèi)儀，其特征在于，包括處理模塊和分別與之連接的GPS接收模塊及顯示模塊；所述GPS接收模塊，接收GPS所發(fā)送的農(nóng)田邊界點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)信息，并將所述坐標(biāo)信息傳送給處理模塊；所述處理模塊，用于根據(jù)接收的所述坐標(biāo)信息，計(jì)算農(nóng)田作業(yè)面積，根據(jù)所述面積大小和預(yù)設(shè)的計(jì)費(fèi)參數(shù)計(jì)算相應(yīng)的作業(yè)費(fèi)用；所述顯示模塊，用于顯示計(jì)算結(jié)果。
2. 如權(quán)利要求1所述的手持農(nóng)田作業(yè)面積測(cè)量計(jì)費(fèi)儀，其特征在于，還包括輸入模塊，與所述處理模塊相連，用于設(shè)置計(jì)費(fèi)參數(shù)。
3. 如權(quán)利要求1所述的手持農(nóng)田作業(yè)面積測(cè)量計(jì)費(fèi)儀，其特征在于，還包括電源模塊，與所述處理模塊相連。
4. 如權(quán)利要求3所述的手持農(nóng)田作業(yè)面積測(cè)量計(jì)費(fèi)儀，其特征在于，所述電源模塊包括鋰電池和電池電壓監(jiān)測(cè)電路，所述電池電壓檢測(cè)電路用于監(jiān)測(cè)所述鋰電池的電池電壓，并通過(guò)所述顯示模塊顯示出來(lái)。
5. 如權(quán)利要求1所述的手持農(nóng)田作業(yè)面積測(cè)量計(jì)費(fèi)儀，其特征在于，還包括存儲(chǔ)模塊，與所述處理模塊相連，用于存儲(chǔ)計(jì)算結(jié)果。
6. 如權(quán)利要求1所述的手持農(nóng)田作業(yè)面積測(cè)量計(jì)費(fèi)儀，其特征在于，還包括時(shí)鐘芯片，與所述處理模塊相連，用于GPS無(wú)信號(hào)時(shí)提供內(nèi)部時(shí)間基準(zhǔn)和計(jì)時(shí)。
7. 如權(quán)利要求1所述的手持農(nóng)田作業(yè)面積測(cè)量計(jì)費(fèi)儀，其特征在于，還包括RS232輸出模塊，與所述處理模塊相連，用于與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊；所述RS232輸出模塊亦可輸出GPS標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)句。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種手持農(nóng)田作業(yè)面積測(cè)量計(jì)費(fèi)儀，包括處理模塊和分別與之連接的GPS接收模塊及顯示模塊，所述GPS接收模塊，接收GPS所發(fā)送的農(nóng)田邊界點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)信息，并將所述坐標(biāo)信息傳送給處理模塊；所述處理模塊，用于根據(jù)接收的所述坐標(biāo)信息，計(jì)算農(nóng)田作業(yè)面積，根據(jù)所述面積大小和預(yù)設(shè)的計(jì)費(fèi)參數(shù)計(jì)算相應(yīng)的作業(yè)費(fèi)用；所述顯示模塊，用于顯示計(jì)算結(jié)果。本實(shí)用新型具有面積測(cè)量、距離測(cè)量、經(jīng)緯度顯示、單價(jià)設(shè)置、計(jì)量單位設(shè)置、計(jì)算金額、LCD信息顯示、GPS語(yǔ)句串口輸出且波特率可調(diào)、面積金額信息存儲(chǔ)查詢等功能。
文檔編號(hào)G01S5/02GK201463854SQ20092010936
公開(kāi)日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月23日
發(fā)明者付衛(wèi)強(qiáng), 孟志軍, 徐飛軍, 陳立平, 黃文倩 申請(qǐng)人:北京市農(nóng)林科學(xué)院