本發(fā)明涉及電路領(lǐng)域，具體說的是一種測畝計產(chǎn)儀。

背景技術(shù)：

在我國農(nóng)機田間收割作業(yè)中，都是以傳統(tǒng)的測產(chǎn)模式進行測量，在機械車輛進行作業(yè)之前，需要用手推車或者手持設(shè)備進行面積測量比便用于農(nóng)機作業(yè)結(jié)算，而作物產(chǎn)量的統(tǒng)計則更為落后，需要工作人員進行對農(nóng)戶進行詢問登記統(tǒng)計。傳統(tǒng)的測量方法無論從效率、數(shù)據(jù)真實性都非常落后。測畝計產(chǎn)儀的開發(fā)與應(yīng)用可以配合農(nóng)機作業(yè)機械車輛，實現(xiàn)由傳統(tǒng)的人工測量作業(yè)面積產(chǎn)量向自動化測量模式的轉(zhuǎn)變，并作為農(nóng)機行業(yè)的配套系統(tǒng)，為提升農(nóng)機產(chǎn)品的附加值，推動我國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高效化提供了有效的技術(shù)支持。測畝計產(chǎn)儀的應(yīng)用不僅可以節(jié)約材料、能源，減少傳統(tǒng)測產(chǎn)模式的誤差，而且可顯著提高生產(chǎn)效率，是企業(yè)提高自身產(chǎn)品競爭力的一種非常重要的途徑和方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種測畝計產(chǎn)儀，對測畝、計產(chǎn)提供電路支持。

為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，所采用的技術(shù)方案是：一種測畝計產(chǎn)儀，設(shè)有電路板，電路板包括ARM芯片U1、電源管理電路、GPS模塊電路、GPRS模塊電路，本地調(diào)試電路，USB接口電路，WIFI模塊電路、ARM主芯片U1上分別連接電源管理電路、GPS模塊電路、GPRS模塊電路、本地調(diào)試電路、USB接口電路、以及WIFI模塊電路；

所述的ARM芯片U1為ALLWINNER_A20芯片；

所述的電源管理電路包括電源管理芯片U13和電源隔離芯片U22，電源管理芯片U13為MP2565芯片，電源隔離芯片U22為AP2191WG-7芯片，電源管理芯片U13的第7引腳接車載12V電源，U13的第7引腳和第2引腳之間接入電阻R48，U13的第2引腳接電阻R55的一端，電阻R55另一端接GND，U13的第6引腳接電阻R20的一端，R20的另一端接GND,U13的第5引腳接GND,電源管理芯片U13的第3引腳分別接電容C76的一端和電容C70的一端，電容C70的另一端接GND,電容C76的另一端串聯(lián)電阻R86，電阻R86的另一端接GND，電源管理芯片U13的第1引腳分別接電感L7的一端、二極管D6的負(fù)極、電容C72的一端，二極管D6的正極接地，電容C72的另一端接地，L7的另一端分別連接電容EC2的一端、電容C68的一端，電容EC2的另一端和電容C68另一端并聯(lián)后接地，電源管理芯片U13的第4引腳分別接電阻R34的一端和電阻R50的一端,電阻R34的另一端接GND，電阻R50的接電感L7的另一端，L7的另一端輸出VDD_5V電源，電源管理芯片U13的第8引腳依次串聯(lián)電阻R200、電容C69，電容C69的另一端接U13的第1引腳；電源隔離芯片U22的輸入端第5引腳接VDD_5V，電源隔離芯片U13的輸出端第1引腳輸出US_5V，電源隔離芯片U22的第2引腳接GND，電源隔離芯片U22的第4引腳接ARM芯片U1的PB11引腳并且使用下拉電阻R186,電阻R186的另一端接GND；

所述的本地調(diào)試電路中的RS232控制芯片U14的第1引腳與第3引腳之間接電容C63，RS232控制芯片U14的第4引腳與第5引腳之間接電容C62，RS232控制芯片U14的第16引腳分別接電源VCC-3V和電容C61的一端，電容C61的另一端接GND，RS232控制芯片U14的第2引腳分別接C75的一端與電容C242的一端，電容C75的另一端接RS232控制芯片U14的第16引腳，電容C242的另一端接GND, RS232控制芯片U14的第6引腳與第15引腳之間接電容C71，RS232控制芯片U14的第15引腳接GND，RS232控制芯片U14的第14引腳接端子CON12的第6引腳，RS232控制芯片U14的第13引腳接端子CON12的第5引腳，RS232控制芯片U14的第11引腳接ARM芯片U1的PG6引腳，RS232控制芯片U14的第12引腳接ARM芯片U1的PG7引腳；

所述的USB接口電路中端子CN15的第1引腳接壓敏電阻RV8的一端，壓敏電阻RV8的另一端接GND,端子CN15的第1引腳接電阻R163一端，電阻R163的另一端分別接電阻R164的一端、電容C239的一端和ARM主芯片U1的PH5引腳，電容C239的另一端和電阻R164另一端并聯(lián)接GND,端子CN15的第1引腳接電阻R166的一端，電阻R166的另一端接網(wǎng)絡(luò)USBBUS,端子CN15的第2引腳分別接電阻RV15的一端和電阻R158的一端，電阻RV15的另一端接GND,電阻R158的另一端接網(wǎng)絡(luò)DM0,端子CN15的第3引腳分別接電阻RV16的一端和電阻R159的一端，電阻RV16的另一端接GND,電阻R159的另一端接網(wǎng)絡(luò)DP0,端子CN15的第4引腳接ARM主芯片U1的PH4引腳，端子CN15的第4引腳分別接電阻RV17的一端和電阻R162的一端，電阻RV17的另一端接GND,電阻R162的另一端接電源VCC_3V，端子CN15的第5引腳接GND。

所述的WIFI模塊電路中模塊M1的第1引腳接電源CS1_AVDD,并接濾波電容C209、電容C210、以及電容C211進行濾波處理,模塊M1的第2引腳接電阻R146的一端，R146的另一端接網(wǎng)絡(luò)DM2，模塊M1的第3引腳接電阻R145的一端，R145的另一端接網(wǎng)絡(luò)DP2,模塊M1的第4引腳和第5引腳接GND，模塊M1的第6引腳接電容C206的一端，電容C206的另一端接電容C208的一端和電感L6的一端，電容C208的另一端接GND，電感L6的另一端接天線ANT1的第1引腳,天線ANT1的第3引腳和第2引腳接GND，天線ANT1的第3引腳和第1引腳之間接電容C207,模塊M2的第7引腳接電源CSI_AVDD,模塊M2的第8引腳接網(wǎng)絡(luò)DM2WIFI,模塊M2第9引腳接網(wǎng)絡(luò)DP2WIFI，模塊M2第10引腳接GND，模塊M2的第3引腳接ARM主芯片U1的PB12引腳，M2的第4引腳接ARM主芯片U1的PB8引腳，模塊M2的第5引腳接ARM主芯片U1的PB6引腳，模塊M2的第6引腳接ARM主芯片U1的PB7引腳,模塊M2的第1引腳接GND；

所述的GPS電路包括GPS_3V3電源電路和GPS應(yīng)用電路，GPS應(yīng)用電路中IC M4的第7引腳和第8引腳接電源GPS_3V3，IC M4的第1引腳和第12腳接地,IC M4第4引腳接電阻R42的一端，R42另一端接LED燈D5的正極，LED燈D5負(fù)極接地,IC M4的第11引腳接熱敏電阻Z0，Z0另一端接GPS天線座CN10的第1引腳，CN10的其他引腳接地,GPS模塊IC M4的第14引腳分別接電容C80的一端和磁珠電感L9的一端，電容C80另一端接地，磁珠電感L9的另一端接天線座CN10的第1引腳,GPS_3V3電源電路向GPS電路提供電源GPS_3V3，所述的GPS_3V3電源電路中的電源芯片 U11的第1引腳接5V電源，電源芯片U11的第3引腳接電阻R26的一端與電阻R46的一端，R26的另一端接ARM主芯片U1的PH17引腳,電阻R46的另一端接地,電源芯片U11的第2腳接地，電源芯片U11的第5引腳輸出GPS_3V3電源,IC M4通過串口TTL電平直接與ARM主芯片U1相連，IC M4第2引腳串入電阻R23與ARM主芯片U1的PI11引腳相連，IC M4的第3引腳串入電阻R76與ARM主芯片U1的PI10相連接,

所述的GPRS模塊電路包含GPRS電源電路和GPRS應(yīng)用電路,GPRS電源電路中電源芯片U9的第2引腳接電源VDD_5V，U9的第7引腳分別接R59的一端與電阻R53的一端，電阻R59的另一端接地，電阻R53的另一端接入ARM主芯片U1的PH16引腳,電源芯片U9的第3引腳接電感L12，電感L12的另一端輸出GPRS_3V8,電源芯片U9的電源反饋引腳第5引腳分別接電阻R102的一端、電阻R52的一端和電容C52的一端，電阻R102的另一端接地，電阻R52的另一端和電容C52另一端并聯(lián)接入電源GPRS_3V8,GPRS_3V8通過電解電容EC4和陶瓷電容C73進行濾波處理,所述的GPRS應(yīng)用電路中的GPRS模塊M3的第1引腳接R68的一端，電阻R68的另一端接ARM主芯片U1的PG11引腳，GPRS模塊M3的第2引腳接電阻R98的一端，電阻R98的另一端接ARM主芯片U1的PG10引腳,GPRS模塊M3的第8、13、19、21、27、30、31、33、37、38引腳接地,GPRS模塊M3的第9、10、11、12接CN9用作預(yù)留,GPRS模塊M3的第14引腳串入22R電阻連接電阻RV11后接地，GPRS模塊M3的第15引腳接R101的一端，電阻R101的另一端串聯(lián)電阻RV6后接地, GPRS模塊M3的第16引腳連接電阻R67的一端，R67的另一端串聯(lián)電阻RV12后接地, GPRS模塊M3的第17引腳連接電阻R60的一端，電阻R60的另一端串聯(lián)電阻RV3后接地, GPRS模塊M3的第18引腳分別連接電阻RV2和電容C54的一端，電容C54另一端接地,GPRS模塊M3的第24引腳連接CN5的第1引腳，GPRS模塊M3的第25引腳連接CN5的第3引腳，GPRS模塊M3的第26引腳連接CN5的第2引腳,CN5的第4引腳接地,GPRS模塊M3的第32引腳分別接電感L10的一端和電阻R89的一端，電感L10另一端接地，電阻R89的另一端分別接GPRS天線座CN12的第一引腳和電感L11的一端，電感L11的另一端接地,GPRS模塊M3的第39引腳接三極管Q7的集電極，三極管Q7的基極接電阻R169的一端，R169的另一端接ARM主芯片U1的PH10引腳，三極管Q7的漏極接地,GPRS模塊M3的第41和42引腳串入1K的電阻接LED紅色指示燈，GPRS模塊M3的第34和35引腳接入電源GPRS_3V8, GPRS模塊M3的第28引腳接二極管的D17的負(fù)極，二極管D17的正極接電池。

本發(fā)明所述的電路板還包括SD卡讀取電路，SD卡讀取電路與ARM主芯片U1連接，所述的SD卡讀取電路中端子CN4的第1引腳接桑羅SIM_DET,端子CN4的第2引腳接網(wǎng)絡(luò)SIM_DATA，端子CN4的第3引腳接GND，端子CN4的第5引腳接網(wǎng)絡(luò)SIM_CLK, 端子CN4的第6引腳接網(wǎng)絡(luò)SIM_RST, 端子CN4的第7引腳接電源SIM_VDD, 端子CN4的第8引腳接GND, 端子CN4的第9引腳接ARM主芯片U1的PH1引腳, 端子CN4的第10引腳接電阻R94的一端，電阻R94的另一端接ARM主芯片U1的PF0引腳，端子CN4的第11引腳接電阻R79的一端，電阻R79的另一端接ARM主芯片U1的PF1引腳，端子CN4的第12引腳接電阻R95的一端，電阻R95的另一端接ARM主芯片U1的PF2引腳，端子CN4的第13引腳接GND, 端子CN4的第14引腳接電阻R81的一端，電阻R81的另一端接ARM主芯片U1的PF3引腳，端子CN4的第15引腳接電阻R84的一端，電阻R84的另一端接ARM主芯片U1的PF4引腳，端子CN4的第16引腳接電阻R61的一端，電阻R61的另一端接ARM主芯片U1的PF5引腳。

本發(fā)明所述的電路板還包括智能背光電路，智能背光電路與ARM主芯片U1連接，所述的智能背光電路中包括基準(zhǔn)電壓芯片U10和基準(zhǔn)芯片U16，基準(zhǔn)電壓芯片U10為LP3382B6F芯片，基準(zhǔn)芯片U16為LP3980-33B5F芯片，基準(zhǔn)電壓芯片U10的第1引腳接電容C231的一端，電容C231的另一端接GND，基準(zhǔn)電壓芯片U10的第5引腳接二極管D7的負(fù)極，二極管D7的正極接U10的第1引腳，U10的第6引腳分別接電感FB6的一端和電感PL1的一端，同時使用電容C216和C219濾波處理，電感PL1的另一端接U10的第1引腳和二極管D7的正極，電感FB6的另一端接三極管Q1的第3引腳，三極管Q1的第2引腳分別接電源VDD_5V、電阻R96的一端、電容C111的一端，三極管Q1的第1引腳接電阻R96的另一端、電容C111的另一端，三極管Q1的第一引腳連接三極管Q2的集電極，三極管Q2的發(fā)射極接GND,三極管Q2的基極分別接電阻R64的一端、R77的一端，電阻R64的另一端接GND,電阻R77的另一端分別接電阻R92的一端和ARM芯片U1的PH7引腳，電阻R92的另一端接基準(zhǔn)控制芯片U10的第4引腳和電阻R91的一端，電阻R91的另一端接GND，基準(zhǔn)控制芯片U10的第2引腳接GND,基準(zhǔn)控制芯片U10的第3引腳分別接電阻R22的一端、R54的一端,電阻R22的另一端分別接電容C222的一端和電阻R66的一端，電容C222的另一端接GND，電阻R66的另一端接ARM芯片U1的PB2引腳和電阻R49的一端，電阻R49的另一端接電源VCC_LCD，電阻R54的另一端分別接電阻R57的一端、電阻R58的一端、電阻R69的一端、以及電感FB5的一端，電阻R57的另一端、電阻R58的另一端、電阻R69的另一端接GND,電感 FB2的另一端接端子CN7的第1引腳和電容C103的一端,電容C103的另一端接GND，基準(zhǔn)芯片U16的第1引腳分別接VDD_5V和電容C217的一端，電容C217的另一端接GND，基準(zhǔn)芯片U16 的第2引腳接GND，基準(zhǔn)芯片U16的第3引腳分別接電阻R51的一端和電阻R83的一端，電阻R51的另一端接GND，電阻R83的另一端接ARM芯片U1的PH8引腳，基準(zhǔn)芯片U16的第4引腳懸空，基準(zhǔn)芯片U16 的第5引腳分別接電容C224的一端和電容C82的一端，電容C224的一端和電容C82的一端并聯(lián)輸出電壓VCC_LCD，電容C224的另一端和電容C82的另一端接GND。

本發(fā)明的有益效果是：目前國內(nèi)對糧食產(chǎn)量測量、對作業(yè)面積的測量都是采用比較傳統(tǒng)的方法，例如使用人工推車或手持設(shè)備進行測量作業(yè)面積，而對產(chǎn)量的計算是采用傳統(tǒng)的過磅稱量等方法，截止到自動測畝計產(chǎn)儀出現(xiàn)之前，并沒有任何一種可以自動測量和統(tǒng)計的有效手段。而傳統(tǒng)的人工測量既影響作業(yè)效率又耗費大量的人力和金錢。自動測畝計產(chǎn)儀可以有效的改善目前測量窘態(tài)和市場空白，無需額外的人力成本和時間成本，將本電路板制作為自動測畝計產(chǎn)儀安裝在聯(lián)合收割機上，作業(yè)人員在作業(yè)的過程中即可采集相關(guān)數(shù)據(jù)，作業(yè)之后即可完成作業(yè)面積和產(chǎn)量的測量和計算，既精準(zhǔn)又可靠。測畝儀的GPS電路將作業(yè)機械在田地作業(yè)的位置信息和行進軌跡完美的記錄，為作業(yè)地塊面積的計算提供可靠和詳實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。測畝儀內(nèi)部的GPRS模塊電路支持GPRS無線傳輸功能可及時的將作業(yè)機械的作業(yè)信息上傳到后臺服務(wù)器，包含作業(yè)面積、機械狀態(tài)、機械位置、作業(yè)產(chǎn)量等信息?？梢詾楹笈_監(jiān)控人員實時監(jiān)控和后期統(tǒng)計與處理。后臺監(jiān)控人員對作業(yè)機械的位置監(jiān)控可以合理的調(diào)配資源和跨區(qū)指揮作業(yè)。測畝儀內(nèi)的SD卡電路提供了系統(tǒng)文件對系統(tǒng)參數(shù)進行設(shè)置功能，方便有快捷，大大的方便了安裝人員調(diào)試和后期參數(shù)調(diào)整。除了最基本的自動測畝和計算產(chǎn)量的功能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的原理框圖；

圖2為本發(fā)明的電源管理電路的電源管理芯片的電路連接圖；

圖3為本發(fā)明的電源管理電路的電源隔離芯片的電路連接圖；

圖4為本發(fā)明的本地調(diào)試電路圖；

圖5為本發(fā)明的USB接口電路圖；

圖6為本發(fā)明的WIFI模塊電路圖；

圖7為本發(fā)明的GPS_3V3電源電路圖；

圖8為本發(fā)明的GPS應(yīng)用電路圖；

圖9為本發(fā)明的GPRS電源電路圖；

圖10為本發(fā)明的GPRS應(yīng)用電路圖；

圖11為本發(fā)明的SD卡讀取電路圖；

圖12為本發(fā)明的智能背光電路圖；

圖13為本發(fā)明的ARM主芯片U1的A部分電路圖；

圖14為本發(fā)明的ARM主芯片U1的B部分電路圖。

具體實施方式

智能管理電路的功能是為系統(tǒng)提供穩(wěn)定且紋波盡可能小的5V電源，使用電源管理芯片U13反饋基準(zhǔn)電壓為0.8V，使用電感L7避免諧振發(fā)生，利用電阻網(wǎng)絡(luò)進行反饋分壓，輸出使用成對的EC12和C68電容進行紋波處理和靜噪處理。電源管理電路前端使用熱自恢復(fù)保險絲，防止因機車靜電干擾或發(fā)動機打火瞬間出現(xiàn)的涌動電流造成設(shè)備損壞，配合TVS1的瞬態(tài)抑制功能做到防止因安裝人員因電源線反接造成的設(shè)備損壞。相比現(xiàn)有設(shè)備電源電路的技術(shù)優(yōu)點是電源接反保護和輸出電壓更加穩(wěn)定干凈。

本地調(diào)試電路使用RS232電路，該電路是作為工程人員進行線長監(jiān)測的一種手段。該電路使用RS232控制芯片SP3232E，其提供ARM芯片TTL電平信號的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)可以直接用于PC連接的CMOS電平，CMOS電平信號具有增強干擾能力和增加傳輸距離等優(yōu)勢。該部分電路在設(shè)備使用上提供系統(tǒng)運行信息，輔助專業(yè)人員分析設(shè)備運行狀況。

智能背光電路的作用根據(jù)光信號強度提供智能背光，自動測畝計產(chǎn)儀是安裝在農(nóng)業(yè)機械上的終端產(chǎn)品，其主要使用環(huán)境是室外、且光線隨時間變化較大的場合。如果光線變化，背光輸出電壓需要自動調(diào)整適應(yīng)人眼識別。智能被廣電路根據(jù)光線的變化可以職能調(diào)整背光電源的輸出電壓等級從而起到調(diào)整背光的作用。電路使用管理芯片U10提供LCD借口必須的電源供給LEDA和LEDK。智能背光電路在測畝儀中的作用就是無論外界光線如何始終提供適合人眼觀看的屏顯亮度。

USB接口電路主要功能是數(shù)據(jù)傳輸功能，電路使用USB接口CN15，使用壓敏電阻RV17與RV8，進行靜電防護。信號線上傳入R158，R159，R166等限流電阻，對電路內(nèi)部起到保護作用。該USB接口電路的特點是具有電流涌動保護和靜電防護，相比以往的USB電路的優(yōu)勢在于更可靠的防靜電保護和涌動防護措施，更加適用于車載終端產(chǎn)品。

WIFI電路主要功能提供無線WIFI網(wǎng)絡(luò)支持，可以隨時隨地接入移動熱點進行聯(lián)網(wǎng)下載與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊。電路中WIFI模組M1與天線ANT1之間接入線路匹配的電阻電容電感網(wǎng)絡(luò)嚴(yán)格控制數(shù)據(jù)線路的距離和信號衰減。WIFI模組與主CPU使用I2S進行數(shù)據(jù)通訊，減少主ARM芯片的數(shù)據(jù)接口負(fù)擔(dān)，主ARM芯片使用I2S數(shù)據(jù)接口對WIFI模組進行控制與通訊，設(shè)備網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)限制狀態(tài)時，使WIFI模組處于休眠或閑置狀態(tài)，減少設(shè)備終端的功耗。

SD卡電路在測畝儀終端產(chǎn)品中的主要功能是提供數(shù)據(jù)存儲與系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置功能，利用SD卡文件系統(tǒng)對系統(tǒng)的目的連接網(wǎng)絡(luò)地址及端口號進行設(shè)置，對設(shè)備終端ID及序列號進行設(shè)置，對產(chǎn)量計算所必須的參數(shù)進行設(shè)置等功能。SD卡電路在以往的SD卡電路中做少許調(diào)整，在數(shù)據(jù)線中傳入匹配電阻，主要作用是匹配線線路阻抗，保證傳輸速度、穩(wěn)定數(shù)據(jù)可靠性等。

GPS電路的作用是提供用于測畝儀的位置信息和計算作業(yè)面積的定位信息。電路使用GS97U7模塊，在GPS信號衰減度做到最優(yōu)處理，對天線部分電路的處理更加精細(xì)，在鋪設(shè)天線接地和天線引線部分使用條線和匹配電阻處理。GPS電路的供電部分使用獨立的電源供電，避免設(shè)備的其他高頻信號對模塊的干擾。該部分電路使用電源管理芯片U11，使系統(tǒng)的5V電源調(diào)節(jié)到GPS模塊使用的電源等級，并且做到電源分離。測畝儀的自動測畝功能以及實時傳送定位功能都必須以此電路作為數(shù)據(jù)依托。

GPRS電路的作用是使用手機模塊提供設(shè)備的移動數(shù)據(jù)功能。該電路使用手機模塊SIM800C用于設(shè)備與通訊運營基站的連接并附帶GPRS功能進行數(shù)據(jù)傳輸。將測畝儀的定位信息、作業(yè)數(shù)據(jù)、糧食產(chǎn)量、呼叫求救等信息上傳到后臺服務(wù)器。模塊M3的控制引腳通過三極管接入主控ARM芯片，主芯片根據(jù)設(shè)備狀態(tài)控制手機模塊的工作狀態(tài)，及要保證數(shù)據(jù)及時傳送又要控制終端設(shè)備的平均功耗。使用三極管Q7的開關(guān)特性，對手機模塊進行控制，可以避免主控芯片和GPS芯片電源等級差異和數(shù)據(jù)信號的串?dāng)_帶來的模塊工作異常問題。自動測畝儀利用GPS電路進行GPS位置信息采集，GSP模塊電路采集到的位置信息傳輸?shù)紸RM主芯片中，ARM主芯片根據(jù)位置信息進行匯總、篩選、運算計算得到作業(yè)面積信息；

ARM主芯片U1的SDIO數(shù)據(jù)接口與外部超聲波采集模塊通訊得到糧倉內(nèi)糧食信息，ARM主芯片根據(jù)超聲波采集模塊采集的糧食信息，進行數(shù)據(jù)分析判斷運算得到糧產(chǎn)信息。