专利名称：一种手持农田作业面积测量计费仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及农业机械领域，具体涉及一种收割面积测量与计费装置。
背景技术：
农田面积是农业生产管理中最基础的数据之一。地块面积直接决定了种子、化肥、农药等生产资料的投入量，也是农业机械进行田间作业计算工时和收费的主要依据。传统的农田面积测量中多使用皮尺等测量工具，依靠人工测量计算农田面积。近几年出现了安装在作业机械上的作业面积测量装置，依据作业机械行走距离和作业幅宽计算作业面积，测量速度快。随着国内GPS技术的发展，利用GPS提供实时的经度、纬度信息，测量农田各个点的坐标，通过数学方法计算农田的长度、面积等，实现对任意形状田块的面积进行快速 对于上述三种用于农田面积测量方法而言，(1)皮尺测量只适合于小面积的矩形状田块，对于大面积的田块，则费时费力，易出差错，并且难以测量不规则田块的面积。(2)安装在农业作业机械上的作业面积测量装置是事后测量作业面积，也容易引发计量误差与经济纠纷。(3)市场上商品化的手持GPS定位仪具有面积测量功能，但操作复杂，且不具备作业计费功能，不能满足实际操作的需要，不适宜农民使用。特别是在当前农机跨区作业普遍存在的情况下，设计开发一种简单实用的一种手持农田作业面积测量计费仪很有必要。

实用新型内容本实用新型的目的就在于解决传统农田面积测量费时费力、精度差且难以测量不规则田块面积(包括凸多边形、凹多边形等)的问题；同时，针对市场上商品化手持GPS定位仪的面积测量功能单一、操作复杂，且不具备作业计费功能的问题，发明一种手持农田作业面积测量计费仪。 为实现上述目的，本实用新型的技术方案是采用一种手持农田作业面积测量计费仪，包括处理模块和分别与之连接的GPS接收模块及显示模块， 所述GPS接收模块，接收GPS所发送的农田边界点中顶点的位置坐标信息，并将所述坐标信息传送给处理模块； 所述处理模块，用于根据接收的所述坐标信息，计算农田作业面积，根据所述面积大小和预设的计费参数计算相应的作业费用；[0008] 所述显示模块，用于显示计算结果。 其中，还包括输入模块，与所述处理模块相连，用于设置计费参数。[0010] 其中，还包括电源模块，与所述处理模块相连。 其中，所述电源模块包括锂电池和电池电压监测电路，所述电池电压检测电路用
于监测所述锂电池的电池电压，并通过所述显示模块显示出来。 其中，还包括存储模块，与所述处理模块相连，用于存储计算结果。 其中，还包括时钟芯片，与所述处理模块相连，用于GPS无信号时提供内部时间基准和计时。 其中，还包括RS232输出模块，与所述处理模块相连，用于与计算机进行通讯，所 述RS232输出模块亦可输出GPS标准语句。 本实用新型具有面积测量、距离测量、经纬度显示、单价设置、计量单位设置、计算 金额、LCD信息显示、GPS语句串口输出且波特率可调、面积金额信息存储查询等功能，本实 用新型具备RS232和CAN总线接口 ，扩展性强。在测量过程中卫星颗数少于3颗时或电池电 量不足时蜂鸣器发出声音报警。具有时钟芯片，使用GPS时间对时钟芯片进行自动校时，在 GPS无信号时可以做时钟使用。具有锂电池，可以用5V DC或9 12V DC进行充电。本实 用新型可用于各种形状农田、绿地、森林、水域、滩涂等野外规则和不规则面积的精确测量， 具有较强的实用性。

图1是本实用新型的具体实施方式
的结构框图； 图2是本实用新型的具体实施方式
的五边形农田计算示意图。
具体实施方式以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。 如图1所示，按照本实用新型具体实施方式
的农田作业面积测量计费仪包括处理
模块、显示模块、存储模块、电源模块、GPS接收模块、输入模块、RS232输出模块。 处理模块采用单片机AT90CAN128，具有扩展的CAN、 USART和I2C接口 。 PB7连接
蜂鸣器，在测量过程中卫星颗数少于3颗时或电池电量不足时蜂鸣器发出声音报警。 显示模块采用LCD 12864，通过PA、 PC端口与单片机相连。 GPS接收模块为SKYLAB M10，通过USART0接口与单片机相连。单片机通过RX0接收 GPS信息，通过TXO发送GPS接收模块设置指令。单片机把接收到的GPS信息通过LCD12864 显示，其中所述GPS信息包括如经度、纬度、卫星颗数等。 RS232输出模块采用SP3223芯片，通过USART1接口与单片机相连，单片机通过 RX1、TX1引脚与SP3223芯片相连。单片机通过RS232接口与计算机通讯，亦通过此端口输 出GPS NMEA格式语句。 fC总线是一种用于fC器件之间连接的二线制总线。它通过串行数据线(SDA)及 串行时钟线(SCL)，两线在连接到总线上的器件之间传送信息，并根据地址识别每个器件。 在装置中利用单片机引脚SCL、SDA连接一片或多片CAT24C256存储器，用于保存测量数据。 输入模块采用键盘，考虑到单片机I/O端口资源有限，键盘采用专用的I2C总线键 盘芯片ZLG7290，其最大可扩展64个按键。在本装置中用到了 21个，如果需要可以进行扩 展。通过按键可以对单价、计量单位可以设置并存储在MCU中，可通过按键查询并显示。 时钟模块电路采用专用的I2C总线时钟芯片PCF8563，使用GPS时间对该芯片进行 自动校时，在GPS无信号时可以做时钟使用。CAN总线的驱动模块为SN65HVD230D，通过TXCAN、 RXCAN接口与微处理器相连。 电源模块具有锂电池，可以用5VDC或9 12V DC进行充电。电池电压监测电路 通过ADC7连接到微处理器对电池电压进行监测，用来计算电池电量并将电池电量通过LCD屏显示出来。 本实用新型利用GPS的定位功能，测量农田各个点的坐标，从而为通过数学方法 计算农田的距离、面积等，实现对任意形状田块的面积进行快速的GPS定位测量。 本实用新型具有手动和自动测量方式，下面，参照图2，以手动测量方式测量五边 形ABCDE面积为例进行说明。 打开测量计费仪电源后，LCD屏显示开机画面，约3秒钟后LCD显示卫星搜索界面。 单片机通过USART0接口接收GPS接收模块输出信息，当GPS模块锁定卫星颗数大于3颗后 自动跳到显示主界面。按面积测量键进入面积测量界面。 到达被测五边形地块顶点A点后按开始键进行测量；在点A点等待约3秒后LCD 屏提示下一点，此时单片机将接收到的点A的GPS经纬度坐标(X。，Y。)转换成平面坐标(x。， y。)，将平面坐标系xoy原点0平移到点A建立新平面坐标系x' o' y'，则点A在新平面 坐标系中的坐标为(O，O)。 到达B点后按确认键，在点B点等待约3s后LCD屏提示下一点，此时单片机将接 收到的点B的GPS经纬度坐标(&，Y》转换成平面坐标x' o' y'中的坐标(x' 》。 到达C点后按确认键，在C点等待约3秒后LCD屏提示下一点，此时单片机将接收 到的点C的GPS经纬度坐标(X2， Y2)转换成平面坐标x' o' y'中的坐标(x' 2， y' 2)。 则三角形AABC矢量面积为 <formula>formula see original document page 5</formula>[0036] 到达D点后按确认键，在D点等待约3秒后LCD屏提示下一点，此时单片机将接收 到的点D的GPS经纬度坐标(X3， Y3)转换成平面坐标x' o' y'中的坐标(x' 3， y' 3)。 则三角形AACD矢量面积为 <formula>formula see original document page 5</formula>[0038] 则四边形ABCD的矢量面积为 [画]S細-U扁 到达E点后按确认键，在E点等待约3秒后LCD屏提示下一点，此时单片机将接收 到的点E的GPS经纬度坐标(X4， Y4)转换成平面坐标x' o' y'中的坐标(x' 4， y' 4)。 则三角形AADE矢量面积为 <formula>formula see original document page 5</formula>[0042] 则五边形ABCD的矢量面积为 <formula>formula see original document page 5</formula> 考虑到矢量面积有正负，则对矢量面积取绝对值，则五边形的面积为<formula>formula see original document page 5</formula> 测量完成后按完成键进入测量完成界面，显示测量面积、单价和金额。 在农田作业情况下，特别是在当前农机跨区作业普遍存在的情况下，该装置能完
成农田作业面积的测:，并计算出收割费用。该实用新型接口多，而且操作简单，且具有作业计费功能，能满足实际操作的需要。 本实用新型采用GPS技术实现手持农田作业面积测量，沿被测地块边界绕行一周 即可测量的农田面积，解决皮尺测量大面积田块费时费力，易出差错，并且难以测量不规则 田块的面积问题，解决安装在农业作业机械上的作业面积测量装置是事后测量作业面积容 易引发经济纠纷的问题，解决现有基于GPS的手持作业面积测量装置功能较为单一，而且
操作复杂，且不具备作业计费功能的问题。 本实用新型具有单价设置、计量单位设置、计算金额、LCD信息显示、GPS语句串口
输出且波特率可调、面积金额信息存储查询等功能，解决收费计算问题。 本实用新型具有时钟芯片，使用GPS时间对时钟芯片进行自动校时，在GPS无信号
时可以做时钟使用。 本实用新型具有锂电池，可以采用6 12V蓄电池进行充电，解决跨区作业充电问题。 本实用新型具备串口和CAN总线接口 ，扩展性强，可以与其他具有CAN总线接口的 设备进行通讯。 以上为本实用新型的最佳实施方式，依据本实用新型公开的内容，本领域的普通 技术人员能够显而易见地想到一些雷同、替代方案，这些方案均应落入本实用新型保护的 范围。
权利要求一种手持农田作业面积测量计费仪，其特征在于，包括处理模块和分别与之连接的GPS接收模块及显示模块；所述GPS接收模块，接收GPS所发送的农田边界点的经纬度坐标信息，并将所述坐标信息传送给处理模块；所述处理模块，用于根据接收的所述坐标信息，计算农田作业面积，根据所述面积大小和预设的计费参数计算相应的作业费用；所述显示模块，用于显示计算结果。
2. 如权利要求1所述的手持农田作业面积测量计费仪，其特征在于，还包括输入模块，与所述处理模块相连，用于设置计费参数。
3. 如权利要求1所述的手持农田作业面积测量计费仪，其特征在于，还包括电源模块，与所述处理模块相连。
4. 如权利要求3所述的手持农田作业面积测量计费仪，其特征在于，所述电源模块包括锂电池和电池电压监测电路，所述电池电压检测电路用于监测所述锂电池的电池电压，并通过所述显示模块显示出来。
5. 如权利要求1所述的手持农田作业面积测量计费仪，其特征在于，还包括存储模块，与所述处理模块相连，用于存储计算结果。
6. 如权利要求1所述的手持农田作业面积测量计费仪，其特征在于，还包括时钟芯片，与所述处理模块相连，用于GPS无信号时提供内部时间基准和计时。
7. 如权利要求1所述的手持农田作业面积测量计费仪，其特征在于，还包括RS232输出模块，与所述处理模块相连，用于与计算机进行通讯；所述RS232输出模块亦可输出GPS标准语句。
专利摘要本实用新型涉及一种手持农田作业面积测量计费仪，包括处理模块和分别与之连接的GPS接收模块及显示模块，所述GPS接收模块，接收GPS所发送的农田边界点的经纬度坐标信息，并将所述坐标信息传送给处理模块；所述处理模块，用于根据接收的所述坐标信息，计算农田作业面积，根据所述面积大小和预设的计费参数计算相应的作业费用；所述显示模块，用于显示计算结果。本实用新型具有面积测量、距离测量、经纬度显示、单价设置、计量单位设置、计算金额、LCD信息显示、GPS语句串口输出且波特率可调、面积金额信息存储查询等功能。
文档编号G01S5/02GK201463854SQ20092010936
公开日2010年5月12日 申请日期2009年6月23日 优先权日2009年6月23日
发明者付卫强, 孟志军, 徐飞军, 陈立平, 黄文倩 申请人:北京市农林科学院