大棚農(nóng)作物莖稈、果實(shí)尺寸測(cè)量無線采集系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)作物莖桿、長度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種大棚農(nóng)作物莖桿、果實(shí)尺寸測(cè)量無線采集系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中采用多種傳感器來感知植物的生長狀況，由于植物生長情況很難直接測(cè)量，而是通過間接地測(cè)量出能夠表征這些變化的其他指標(biāo)來監(jiān)測(cè)植物生長的狀況，其中植物莖桿直徑就是一個(gè)很重要的表征植物的生長狀況的一個(gè)重要指標(biāo)。
[0003]目前對(duì)植物莖桿的直徑測(cè)量的裝置主要有游標(biāo)卡尺、接觸式線性位移傳感器和計(jì)算機(jī)視覺圖像處理技術(shù)。三者中游標(biāo)卡尺測(cè)量的精度較高，但測(cè)量時(shí)需要通過游標(biāo)卡尺壓緊植物莖桿，對(duì)植物有一定損傷；接觸式線型位移傳感器測(cè)量時(shí)需要對(duì)植物施加一個(gè)適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力，這個(gè)預(yù)緊力的存在影響植物的正常生長；計(jì)算機(jī)視覺圖像處理技術(shù)成本過高，而且測(cè)量結(jié)果精度較低。鑒于以上原因，有必要提供一種測(cè)量精度較高，特別對(duì)植物莖桿直徑無損測(cè)量的新型植物莖桿直徑傳感器測(cè)量裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種大棚農(nóng)作物莖桿、果實(shí)尺寸測(cè)量無線采集系統(tǒng)，測(cè)量精度高。
[0005]本發(fā)明是以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種大棚農(nóng)作物莖桿、果實(shí)尺寸測(cè)量無線采集系統(tǒng)，包括折疊擋板和基座，基座的頂端與折疊擋板的一端通過轉(zhuǎn)軸連接，基座內(nèi)安裝一伸縮桿，伸縮桿的頂端安裝一激光頭，伸縮桿沿基座的內(nèi)部上下移動(dòng)，基座的頂端設(shè)有與激光頭相配合的凹槽；激光頭連接一控制器，控制器連接一液晶屏和無線通信模塊，在基座上安裝有水平儀和發(fā)送按鈕，發(fā)送按鈕與控制器連接，控制器將激光頭采集到的數(shù)據(jù)處理后通過無線通信模塊傳送至計(jì)算機(jī)，將所述的控制器、液晶屏和無線通信模塊安裝在基座上。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:不影響植物生長，測(cè)量精度高。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明工作狀態(tài)示意圖；
圖3是本發(fā)明具體測(cè)量原理示意圖。
[0008]圖中:1、凹槽，2、LED燈，3、基座，4、水平儀，5、液晶屏，6、發(fā)送按鈕，7、伸縮桿，8、轉(zhuǎn)軸，9、折疊擋板，10、激光頭。
【具體實(shí)施方式】
[0009]如圖1所示，一種大棚農(nóng)作物莖桿、果實(shí)尺寸測(cè)量無線采集系統(tǒng)有一折疊擋板9和基座3，基座3的頂端與折疊擋板9的一端通過轉(zhuǎn)軸8連接，基座3內(nèi)安裝一伸縮桿7，伸縮桿7的頂端安裝一激光頭10，伸縮桿10沿基座的內(nèi)部上下移動(dòng)，基座3的頂端設(shè)有與激光頭10相配合的凹槽I，用于保護(hù)激光頭；激光頭10連接一控制器，控制器連接一液晶屏5和無線通信模塊，在基座上安裝有水平儀4和發(fā)送按鈕6，發(fā)送按鈕6與控制器連接，控制器將激光頭10采集到的數(shù)據(jù)處理后通過無線通信模塊傳送至計(jì)算機(jī)，將所述的控制器、液晶屏和無線通信模塊安裝在基座3上。
[0010]在基座3上安裝有LED燈2，通過LED燈2保證水平儀在光照條件差的環(huán)境中仍可以使用。
[0011 ] 伸縮桿的截面為長方形或正方形，保證在測(cè)量時(shí)，接觸部位水平。
[0012]本實(shí)施例中的激光頭為采用相位式工作原理，量程范圍0.15-30m，精度±2mm，最低指示范圍0.1mm，激光等級(jí):class 2，635nm，〈lmW，工作電壓12-15V，數(shù)據(jù)接口:RS232/RS485/電流環(huán)。
[0013]控制器采用單片機(jī)，激光頭中的測(cè)距傳感器通過RS232數(shù)據(jù)接口與單片機(jī)連接，激光頭輸出開關(guān)量或電平信號(hào)給單片機(jī)相應(yīng)連接引腳，將激光頭測(cè)量距離傳給單片機(jī)。液晶屏采用LCD液晶屏，減少LED顯示高能耗問題，單片機(jī)通過硬件連接LCD液晶屏各管腳，單片機(jī)將需要顯示的距離顯示在LCD液晶屏上，其中LCD液晶屏安裝在激光頭上。
[0014]工作過程:如圖2所示，打開折疊擋板，折疊擋板與接觸部分呈直角，將待測(cè)物體放入折疊擋板上，折疊擋板卡住所測(cè)物體一面，接觸部分卡住所測(cè)物體。利用水平儀判斷裝置保持水平狀態(tài)。通過慢慢移動(dòng)伸縮管，使激光測(cè)距部分逐漸打開，打開速度低于lOm/s，人拉伸激光測(cè)距部分速度遠(yuǎn)低于lOm/s。先由激光頭中的激光二極管對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射激光脈沖，經(jīng)目標(biāo)反射后，激光向各方向散射，部分散射光返回到激光頭的傳感器接收器，被光學(xué)系統(tǒng)接收后成像到激光頭中測(cè)距傳感器上，測(cè)距傳感器會(huì)以0.1s響應(yīng)時(shí)間讀數(shù)據(jù)，單片機(jī)會(huì)根據(jù)激光測(cè)距傳感器傳來數(shù)據(jù)采用差值分析算法顯示測(cè)量距離，差值分析算法如下:設(shè)目前讀入的距離為S，0.1s前讀入的距離為S，當(dāng)(S-s) >s時(shí)，顯示s的值，否則不顯示。
[0015]測(cè)距傳感器采用雪崩光電二極管上，雪崩光電二極管是一種具有放大功能的光學(xué)傳感器，它能檢測(cè)極其微弱的光信號(hào)，記錄并處理從光脈沖發(fā)出到返回被接收所經(jīng)歷的時(shí)間，從而可測(cè)定目標(biāo)距離。
[0016]差值分析算法原理，根據(jù)農(nóng)作物莖桿直徑和葉面長度呈對(duì)稱的特點(diǎn)，如圖3所示，激光頭測(cè)距傳感器自下而上一次檢測(cè)距離為SI，S2，S3 ο很明顯看出SI，S2為測(cè)量所測(cè)物體的距離，S3為測(cè)量非所測(cè)物體的距離。計(jì)算機(jī)通過差值比較判斷所測(cè)物體最后距離，SP所測(cè)物體半徑。即(S2- SlX SI，舍棄，不顯示，(S3- S2)>S2，保留，顯示S2測(cè)試距離。
[0017]在基座上安裝有發(fā)送按鈕，發(fā)送按鈕與單片機(jī)連接，按下發(fā)送按鈕后，單片機(jī)通過無線通信模塊測(cè)試距離發(fā)送給遠(yuǎn)端無線接收裝置，并通過RS-232顯示在計(jì)算機(jī)上并保存，可根據(jù)時(shí)間排序?qū)⒂涗浀木唧w長度排序。無線通信模塊采用nRFID或無線傳感網(wǎng)或WIFI模塊或 GPRS 模塊或 CDMA20001X 或 WCDMA 或 TD-SCDMA 或 TD-LTE、FDD-LTE 或 5G。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大棚農(nóng)作物莖桿、果實(shí)尺寸測(cè)量無線采集系統(tǒng)，其特征在于:包括折疊擋板和基座，基座的頂端與折疊擋板的一端通過轉(zhuǎn)軸連接，基座內(nèi)安裝一伸縮桿，伸縮桿的頂端安裝一激光頭，伸縮桿沿基座的內(nèi)部上下移動(dòng)，基座的頂端設(shè)有與激光頭相配合的凹槽；激光頭連接一控制器，控制器連接一液晶屏和無線通信模塊，在基座上安裝有水平儀和發(fā)送按鈕，發(fā)送按鈕與控制器連接，控制器將激光頭采集到的數(shù)據(jù)處理后通過無線通信模塊傳送至計(jì)算機(jī)，將所述的控制器、液晶屏和無線通信模塊安裝在基座上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大棚農(nóng)作物莖桿、果實(shí)尺寸測(cè)量無線采集系統(tǒng)，其特征在于:在基座上安裝有LED燈。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大棚農(nóng)作物莖桿、果實(shí)尺寸測(cè)量無線采集系統(tǒng)，其特征在于:所述的控制器采用單片機(jī)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大棚農(nóng)作物莖桿、果實(shí)尺寸測(cè)量無線采集系統(tǒng)，其特征在于:所述的控制器采用單片機(jī)，激光頭中的測(cè)距傳感器通過RS232數(shù)據(jù)接口與單片機(jī)連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大棚農(nóng)作物莖桿、果實(shí)尺寸測(cè)量無線采集系統(tǒng)，其特征在于:所述的液晶屏采用LCD液晶屏。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大棚農(nóng)作物莖桿、果實(shí)尺寸測(cè)量無線采集系統(tǒng)，其特征在于:伸縮桿的截面為長方形或正方形。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的大棚農(nóng)作物莖桿、果實(shí)尺寸測(cè)量無線采集系統(tǒng)，其特征在于:所述的無線通信模塊采用nRFID或無線傳感網(wǎng)或WIFI模塊或GPRS模塊或CDMA20001X 或 WCDMA 或 TD-SCDMA 或 TD-LTE、FDD-LTE 或 5G。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大棚農(nóng)作物莖稈、果實(shí)尺寸測(cè)量無線采集系統(tǒng)，涉及農(nóng)作物莖稈、長度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)有一折疊擋板和基座，基座的頂端與折疊擋板的一端通過轉(zhuǎn)軸連接，基座內(nèi)安裝一伸縮桿，伸縮桿的頂端安裝一激光頭，伸縮桿沿基座的內(nèi)部上下移動(dòng)，基座的頂端設(shè)有與激光頭相配合的凹槽；激光頭連接一控制器，控制器連接一液晶屏和無線通信模塊，在基座上安裝有水平儀和發(fā)送按鈕，發(fā)送按鈕與控制器連接，控制器將激光頭采集到的數(shù)據(jù)處理后通過無線通信模塊傳送至計(jì)算機(jī)，將所述的控制器、液晶屏和無線通信模塊安裝在基座上。優(yōu)點(diǎn)：不影響植物生長，測(cè)量精度高。
【IPC分類】G08C17/02, G01B11/00
【公開號(hào)】CN105222706
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510553590
【發(fā)明人】王鴻磊, 張雪松, 吉智
【申請(qǐng)人】徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年9月1日