GPS面積測量儀的開發(fā)與應(yīng)用
GPS面積測量儀的開發(fā)與應(yīng)用
在農(nóng)田基本建設(shè)和農(nóng)機作業(yè)中經(jīng)常需要測量農(nóng)田面積，如農(nóng)機跨區(qū)作業(yè)中由于作業(yè)面積很少使用農(nóng)機作業(yè)面積測量儀，而是測量結(jié)果不夠精確而引起糾紛。為此，迫切需要開發(fā)一種價格低、使用方面能滿足農(nóng)田面積測試精度要求的儀器。我們利用低成本的GPS模塊研制了GPS面積測量儀，實現(xiàn)對任意形狀田塊的面積進行快速的GPS定位測量。
GPS面積測量儀主要有GPS模塊、通訊接口、單片機、鍵盤及顯示等電路組成。具體功如下：GPS模塊用于接收GPS衛(wèi)星信號，并以NMEA格式輸出定位信息。該模塊集成了GPS接收器、內(nèi)置天線、上電復位電路、信號接口等電路，采用3.0-5.5V寬范圍低壓供電，具有12通道3m(CEP)的定位精度，同時它的體積較小（45mmx45mmx9.7mm），極低的功耗，非常適合應(yīng)用于便攜式電池供電的測量系統(tǒng)。單片機是測量儀的核心部分，系統(tǒng)采用進口的高性能的單片機作為系統(tǒng)的處理器，該單片機具有很高的性價比，能實現(xiàn)GPS數(shù)據(jù)的接收、處理、面積的計算、顯示、存儲等功能。
GPS面積測量儀系統(tǒng)的工作原理如下:GPS模塊接收GPS衛(wèi)星信號，并將定位信息通過RS232串行口輸出;通訊接口將RS232電平的串行信號轉(zhuǎn)換為TTL電平并輸人單片機的串行口;單片機在軟件的控制下對定位信息進行處理，接收鍵盤信號，并將相應(yīng)的運算結(jié)果在LCD顯示器中顯示或存儲到串行EEPROM存儲器中。單片機軟件使用C51語言編寫，在Keil環(huán)境下編譯和調(diào)試。軟件主要包括GPS數(shù)據(jù)接收、面積計算、鍵盤、顯示等模塊。單片機通過串行口以中斷方式接收GPS模塊的定位信息，串口參數(shù)設(shè)置9600波特率，8數(shù)據(jù)位，1停止位，無校驗位。
面積測量儀應(yīng)用：在視野開闊的農(nóng)田或者標準操場中量取一塊矩形地塊。然后手持面積測量儀，繞被測區(qū)域一圈，直道時正常速度行走，彎道時則放慢速度。通過實地測試，面積測量儀的誤差能夠控制在2%以內(nèi)，而且面積越大，其精確度越高。而且我們又對農(nóng)機作業(yè)后的土地面積進行了測量，取得了較好的效果，能滿足農(nóng)機作業(yè)面積測量的要求。在農(nóng)機作業(yè)中，農(nóng)田面積的快速實時測量是十分必需的，傳統(tǒng)的測量技術(shù)難以快速測量不規(guī)則形狀農(nóng)田的面積，不能滿足精細農(nóng)業(yè)的要求。本農(nóng)機作業(yè)面積測量儀的研制為快速測量農(nóng)田面積提供了一種新的方法。測量儀的主要特點是采用GPS進行定位，測量速度快，能測量任意形狀田塊的面積，具有較高的測量精度。從而為精細農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)管理和農(nóng)業(yè)機械的作業(yè)合理收費提供科學依據(jù)。
