基于MSP430F149的水稻插秧机水平智能控制系统.pdf

第18卷第5期
电子设计工程
2010年5月
Vvol18
INO.5
Electronic Design Engineering
May.2010
基于MSP430F149的水稻插秧机水平智能控制系统
李福超,伟利国-,刘阳春1
中国农业机械化科学研究院,北京100083:;2.土壤植物机器系统技术国家重点实验室,北京100083)
摘要:以超低功耗徽处理器MSIP430OF149为核心,设计一种水稻插秧机的水平智能控制系统。该控制系统实现对插植
部位置的实时、有效控制,保证插植部的倾角范固控制在±4°以内。介绍了系统的组成结构、软硬件设计及结果分析
实验证明该控制系统可靠性高、移植能力强,可控制的角度范国在土45°以内,可方便应用于各种智能控制插秧机
关键词:MSP430F149;插秧机;水平控制;智能控制;农业机械
中图分类号:TP372
文献标识码
文章编号:1674-6236(2010)05-0031-03
Horizontal intelligent control system of rice transplanter based on MSP430F149
LI u-chaol,2. WEL Li-guo. 2. LIU Yang-chun
(1. Chinese Academy of A gricultural Mechanization Sciences, Beijing 100083, China
2. State Key Laboratories in Areas ofsoil-plant-achine System Technology, Beijing 100083, hinc
Abstract: The horizontal intelligent control system of the rice transplanter is designed on the core of low power consumption
microprocessor MSP430F 149, which can real-time and valid control the position of the planting part to ensure the tilting
ngle within 4 degrees approximately. The paper emphatically introduces the composition structure, hardware and software
designs and result analysis. The analysis of satisfactory results illustrates that the intelligent control system mentioned above
is in high reliability, excellent transplanting ability, which can control angle scope within +45 degrees. The control system in
the paper can be expediently used in various intelligent rice transpalnter
Key words: MSP430F149 rice transpalnter; horizontal control intelligent control; agriculture machinery
随着我国农业机械化、智能化的发爬,对农业机械的要MSP430F149系统、控制器、执行电机等4部分构成。图1为
求越来越高。传统的插秧机工作时,插秧深度位于同一水平系统整体设计框图。
面,当遇到田地低陷时.秧苗的入土深度就会减少,反之
倾斜角度传感
MSP430F149系
田土拎高时,秧苗的入土深度就会增加,在一定程度上会影
响秧苗的存活率。因此需要一个控制系统,使插秧机的机身
秧盘位置
相对支撑的高度随田地的起伏做相应调整,控制插秧臀的工
图1系统整体设计框图
作高度,使秧苗的根部进人泥土的深度基本保持一致。为
单片机MSP430F149作为核心部件,具有片内集成的12
此,这里设计了一种基于MSP430F149单片机的水稻插秧机位AD转换模块,将倾斜角度传感器所测得的插植部水平角
水平智能控制系统,该系统可以在插秋机工作过程中实时调度信号送入MSP430F149进行AD转换、处理和存储并通过
整控制插植部的水平高度,即使行走倾斜,但依靠倾斜角度RS232通讯接口发送相应的控制命令P到。倾斜角度传感器要
传感器感应也能够保持插植部的水平
尽量安装在使其緻感轴与插秧部的旋转轴垂直,以保证传感
1系统整体方案设计
器工作在最佳的状态。其测量范围为±45,输入直流电压8~
24V,输出直流电压0-5V,水平位置为基准参考位置,基准
该系统设计的主要目的是保证水稻插秧机在工作过程输出电压为2.5V输出电压与测量角度的变化是标准的线
中的插秧质量。在插秧机行走过程中,当插植部備离水平位
生关系,即每1°的变化将引起直流输出电压56mV的变化。
置,倾斜角传感器感应后,信息以模拟信号形式发送给单片
控制器采用高达32位的硬件PID器件,能完美实现对
机,单片机会根据偏离程度,向电机控制器发送命令,米控制直流电机的位置与速度控綱,其所有的配置参数(駆动模式、
水平调整电机实现复位调整,使插植部保持水平,保证插秧输人/输出设置等)及滤波参数都可以通过RS232口输入并
质量。该控制系统主要由倾斜角度传感器、单片机保存在运动控制器的内置存储器( EEPROM)中,易于编程,同
收稿日期:2009-11-13
稿件编号:200911011
时该控制器还具备体积小巧,易于安装,连接灵活等显著特
基金项目:国家863计划项目(2006A10A305)
作者简介:李福超(1984-),男,满族,辽宁鞍山人,工程师。研究方向:精准农业智能控制技术