一種計數(shù)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及計數(shù)統(tǒng)計領(lǐng)域，尤其涉及一種計數(shù)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在當今社會發(fā)展進程中，大規(guī)模機械自動化占據(jù)主導(dǎo)地位，例如在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，生產(chǎn)者對農(nóng)作物的產(chǎn)量及質(zhì)量也提出了更高的要求，生產(chǎn)和分配精確的量化分析越來越受到重視，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機械利用天平測量的方法測量農(nóng)作物的質(zhì)量，但由于農(nóng)作物掉落產(chǎn)生沖擊會造成測量誤差，不能精確地確定農(nóng)作物顆粒的瞬時質(zhì)量及數(shù)量。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型提供一種計數(shù)系統(tǒng)，用以精確地確定粒狀物體的瞬時質(zhì)量及數(shù)量。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種計數(shù)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:加速傳感器、模擬信號調(diào)整模塊、控制模塊和顯示報警模塊；
[0005]所述加速傳感器接收粒狀物體碰撞產(chǎn)生的振動信號；
[0006]所述模擬信號調(diào)整模塊將所述振動信號處理為第一脈沖信號；
[0007]所述控制模塊對所述第一脈沖信號的每個脈沖進行識別，每個脈沖信號產(chǎn)生一個計數(shù)信號，并在預(yù)設(shè)的計數(shù)周期內(nèi)，對所述計數(shù)信號進行統(tǒng)計，得到計數(shù)值；當一個計數(shù)周期內(nèi)，所述計數(shù)值超過預(yù)設(shè)的第一閾值時，生成報警信號；
[0008]所述顯示報警模塊根據(jù)所述報警信號，進行報警信息輸出。
[0009]優(yōu)選地，所述模擬信號調(diào)整模塊包括:高通有源模擬濾波器和比較器；
[0010]所述高通有源模擬濾波器的輸入端與所述加速度傳感器相連接，所述高通有源模擬濾波器的輸出端與所述比較器的正相輸入端連接，所述比較器的反相輸入端接入基準電壓，所述比較器的輸出端與所述控制模塊連接；所述高通有源模擬濾波器對所述振動信號進行濾波，得到輸入電壓信號；所述比較器對所述輸入電壓信號與基準電壓進行比較，得到第一脈沖信號。
[0011]優(yōu)選地，所述模擬信號調(diào)整模塊還包括差分單元，連接于高通有源模擬濾波器的輸入端與所述加速度傳感器之間，用以濾除所述振動信號的共模干擾。
[0012]優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括控制指令接收模塊，所述控制指令接收模塊用以接收用戶輸入的計數(shù)系統(tǒng)的復(fù)位指令、啟動指令和停止指令。
[0013]優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括供電模塊，所述供電模塊分別給所述模擬信號調(diào)整模塊、控制模塊和顯示報警模塊提供電能。
[0014]因此，本實用新型提供的一種計數(shù)系統(tǒng)，通過對粒狀物體瞬時碰撞產(chǎn)生信號進行過濾、波形轉(zhuǎn)換等調(diào)整，將信號傳輸?shù)娇刂颇K進行識別，得到相應(yīng)粒狀物體的瞬時數(shù)量和質(zhì)量，從而得到對中體質(zhì)量和數(shù)量更準確的估計。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型提供的一種計數(shù)系統(tǒng)示意圖；
[0016]圖2為本實用新型提供的一種模擬信號調(diào)理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本實用新型提供的控制模塊的工作架構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0018]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
[0019]本實用新型中，為了精確地估計粒狀物體的質(zhì)量和數(shù)量，通過本實用新型提供的計數(shù)系統(tǒng)中高通有源濾波器對粒狀物體間的瞬時碰撞產(chǎn)生的振動信號進行過濾得到高頻脈沖信號，然后經(jīng)過比較和整形電路得到方波脈沖序列，通過控制模塊對該方波脈沖序列進行識別，并將計數(shù)結(jié)果通過顯示報警模塊進行顯示。本實用新型提供的計數(shù)系統(tǒng)可以應(yīng)用于任何粒狀物體的質(zhì)量和數(shù)量的估計。下面的實施例中僅以農(nóng)作物谷粒的數(shù)量進行精確估計為例來進行說明。
[0020]圖1為本實用新型提供的一種計數(shù)系統(tǒng)示意圖。
[0021]如圖1所示，本實施例提供的一種計數(shù)系統(tǒng)包括加速傳感器11、模擬信號調(diào)整模塊12、控制模塊13、顯示報警模塊14、供電模塊15和控制指令接收模塊16。
[0022]加速度傳感器11、模擬信號調(diào)整模塊12、控制模塊13、顯示報警模塊14依次連接。加速度傳感器11接收粒狀物體瞬時碰撞的振動信號。所述振動信號為具有一定頻率范圍寬度的振動信號。在粒狀物體碰撞振動的初始階段，振動信號類似于一個高頻脈沖，之后隨幅值逐漸減小，對于本實用新型提供的一種計數(shù)系統(tǒng)，最重要的部分為粒狀物體瞬時碰撞產(chǎn)生振動信號的前半部分，即類似于高頻脈沖的信號。
[0023]模擬信號調(diào)整模塊12對瞬時碰撞的振動信號進行濾波和波形轉(zhuǎn)換調(diào)整后，得到第一脈沖信號。模擬信號調(diào)整模塊12將得到的脈沖信號傳輸給控制模塊13。
[0024]模擬信號調(diào)整模塊12可以具體包括依次連接的高通有源模擬濾波器、比較器。脈寬控制單元。其中，高通有源模擬濾波器可以由基本的2階3階濾波器串聯(lián)組成。
[0025]在對谷粒數(shù)量進行估計中，高通有源模擬濾波器可以具體為11階巴特沃斯型高通有源模擬濾波器，截止頻率為6.5KHz,對頻率為4KHz以下的信號衰減達60dB，整個高通有源模擬濾波器122對通帶內(nèi)的增益為10倍，用以對低頻信號進行大幅度的衰減，保留高頻脈沖信號部分。比較器可以具體為由運放電路放大器構(gòu)成。
[0026]優(yōu)選地，模擬信號調(diào)整模塊12還包括脈寬控制單元，脈寬控制單元設(shè)置在比較器和控制模塊之間，用以調(diào)整粒狀物體下落過程中產(chǎn)生高頻信號的脈沖寬度。具體地，脈寬控制單元可以具體為施密特觸發(fā)器。
[0027]在一個優(yōu)選實施例中，所述高通有源模擬濾波器的輸入端與所述加速度傳感器相連接，所述高通有源模擬濾波器的輸出端與所述比較器的正相輸入端連接，比較器的負相輸入端連接基準電壓，所述比較器的輸出端與所述脈寬控制單元相連接，所述脈沖控制單元與所述控制模塊13連接。
[0028]所述高通有源模擬濾波器對所述振動信號進行濾波，得到輸入電壓；所述比較器將所述輸入電壓與基準電壓比較得到脈沖信號。其中，接入比較器負輸入端的基準電壓值可以手動調(diào)節(jié)，以便于設(shè)置基準電壓，有效控制脈寬控制單元整形一定頻率范圍內(nèi)的脈沖信號，也就是說認為控制谷粒下落的速度，限制加速度傳感器接收谷粒瞬時碰撞產(chǎn)生的振動信號。
[0029]具體地，在谷粒下落過程中，谷粒處于各個不同的下落高度，與谷粒處于各個下落高度產(chǎn)生的振動信號的幅值相關(guān)。脈寬控制單元用以調(diào)整谷粒下落過程中各個不同高度谷粒與谷粒間的脈沖寬度。
[0030]模擬信號調(diào)整模塊12對接收到的瞬時碰撞振動信號通過高通有源模擬濾波器進行濾波后得到高頻脈沖信號；比較器和脈寬控制單元對得到的高頻脈沖信號進行波形轉(zhuǎn)換調(diào)整得到脈寬一致的方形序列。
[0031]可選地，所述模擬信號調(diào)整模塊12還可以包括差分單元，所述差分輸入單元的輸入端與所述加速度傳感器相連接，所述差分單元的輸出端與所述高通有源模擬濾波器相連接，所述差分單元用以濾除所述振動信號的共模干擾。
[0032]可選地，所述模擬信號調(diào)整模塊還可以包括增益調(diào)整單元，所述增益調(diào)整單元與所述高通有源模擬濾波器的輸出端相連接，所述增益調(diào)整單元根據(jù)粒狀物體掉落高度調(diào)整所述第一電壓的幅值。當粒狀物體掉落的高度越高時，產(chǎn)生的第一電壓的幅值越大，增益可適當減??；粒狀物體掉落的高度越低，產(chǎn)生的第一電壓的幅值越小，增益可適當增大。其中，增益調(diào)整單元與比較器相當于一個靈敏信號調(diào)整器。在谷粒計數(shù)中，信號經(jīng)過增益調(diào)整模塊之后得到方波序列。
[0033]控制模塊13對第一脈沖信號的每個脈沖進行識別，每個脈沖信號產(chǎn)生一個計數(shù)信號，并在預(yù)設(shè)的計數(shù)周期內(nèi)，對所述計數(shù)信號進行統(tǒng)計，得到計數(shù)值；當一個計數(shù)周期內(nèi)，所述計數(shù)值超過預(yù)設(shè)的第一閾值時，生成報警信號。
[0034]具體地，控制模塊13根據(jù)設(shè)置的脈沖寬度對第一脈沖信號進行識別，當?shù)谝幻}沖的脈沖寬度滿足預(yù)設(shè)脈寬時，產(chǎn)生一個計數(shù)信號，控制模塊13開始計數(shù)，控制模塊13根據(jù)計數(shù)信號的次數(shù)得到粒狀物體的計數(shù)值。
[0035]在一定范圍內(nèi)，當?shù)谝幻}沖信號的脈沖寬度滿足的谷粒高頻脈沖信號的脈沖寬度時，控制模塊13產(chǎn)生計數(shù)信號，此時，在控制模塊13的內(nèi)部計數(shù)上加I。
[0036]控制模塊13根據(jù)預(yù)設(shè)的方式控制顯示報警模塊14，顯示報警模塊14根據(jù)所述計數(shù)信號的次數(shù)進行計數(shù)值顯示；在使用計數(shù)系統(tǒng)時，設(shè)定第一閾值，當控制模塊13生成的計數(shù)信號次數(shù)超過預(yù)設(shè)第一閾值時，控制模塊13控制顯示報警模塊14報警。
[0037]顯示報警模塊H，顯示報警模塊包括IXD顯示單元和報警單元。IXD顯示單元可以具體為LCD數(shù)碼顯示管，根據(jù)控制模塊13的控制對計數(shù)值進行顯示。報警單元可以具體為揚聲器或者蜂鳴器，用于根據(jù)預(yù)設(shè)條件對計數(shù)系統(tǒng)進行報警提示。
[0038]其中，IXD顯示單元包括基準電壓標定顯示，計數(shù)預(yù)設(shè)值顯示和計數(shù)值顯示三部分，LCD顯示單元通過驅(qū)動與控制模塊相連接，當基準電壓標定顯示的基準電壓值高時，說明信號靈敏度降低，反之，如果基準電壓標定顯示的基準電壓值高時，則信號靈敏度提高。當在一定時間內(nèi)谷粒的計數(shù)值超過預(yù)設(shè)定值時，說明谷粒掉落速度過快，控制模塊通