無線農(nóng)作物莖稈半徑測量采集系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及農(nóng)作物莖桿、長度測量技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種無線農(nóng)作物莖桿半徑測量采集系統(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量，而是通過間接地測量出能夠表征這些變化的其他指標來監(jiān)測植物生長的狀況，其中植物莖桿直徑就是一個很重要的表征植物的生長狀況的一個重要指標。
[0003]目前對植物莖桿的直徑測量的裝置主要有游標卡尺、接觸式線性位移傳感器和計算機視覺圖像處理技術(shù)。三者中游標卡尺測量的精度較高，但測量時需要通過游標卡尺壓緊植物莖桿，對植物有一定損傷；接觸式線型位移傳感器測量時需要對植物施加一個適當?shù)念A緊力，這個預緊力的存在影響植物的正常生長；計算機視覺圖像處理技術(shù)成本過高，而且測量結(jié)果精度較低。鑒于以上原因，有必要提供一種測量精度較高，特別對植物莖桿直徑無損測量的新型植物莖桿直徑傳感器測量裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型提供一種無線農(nóng)作物莖桿半徑測量采集系統(tǒng)，測量精度高。
[0005]本實用新型是以如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種無線農(nóng)作物莖桿半徑測量采集系統(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，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算機，將所述的控制器、液晶屏和無線通信模塊安裝在基座上。
[0006]本實用新型的有益效果是:不影響植物生長，測量精度高。
【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖2是本實用新型工作狀態(tài)示意圖；
[0009]圖3是本實用新型具體測量原理示意圖。
[0010]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。
【具體實施方式】
[0011]如圖1所示，一種無線農(nóng)作物莖桿半徑測量采集系統(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，基座3的頂端設(shè)有與激光頭10相配合的凹槽1，用于保護激光頭；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算機，將所述的控制器、液晶屏和無線通信模塊安裝在基座3上。
[0012]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。
[0013]伸縮桿的截面為長方形，保證在測量時，接觸部位水平。
[0014]本實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:class 2，635nm，〈lmW，工作電壓12-15V，數(shù)據(jù)接口:RS232/RS485/電流環(huán)。
[0015]控制器采用單片機，激光頭中的測距傳感器通過RS232數(shù)據(jù)接口與單片機連接，激光頭輸出開關(guān)量或電平信號給單片機相應(yīng)連接引腳，將激光頭測量距離傳給單片機。液晶屏采用LCD液晶屏，減少LED顯示高能耗問題，單片機通過硬件連接LCD液晶屏各管腳，單片機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。
[0016]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，將待測物體放入折疊擋板上，折疊擋板卡住所測物體一面，接觸部分卡住所測物體。利用水平儀判斷裝置保持水平狀態(tài)。通過慢慢移動伸縮管，使激光測距部分逐漸打開，打開速度低于lOm/s，人拉伸激光測距部分速度遠低于lOm/s。先由激光頭中的激光二極管對準目標發(fā)射激光脈沖，經(jīng)目標反射后，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，被光學系統(tǒng)接收后成像到激光頭中測距傳感器上，測距傳感器會以0.1s響應(yīng)時間讀數(shù)據(jù)，單片機會根據(jù)激光測距傳感器傳來數(shù)據(jù)采用差值分析算法顯示測量距離，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(S-s) >s時，顯示s的值，否則不顯示。
[0017]測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傳感器，它能檢測極其微弱的光信號，記錄并處理從光脈沖發(fā)出到返回被接收所經(jīng)歷的時間，從而可測定目標距離。
[0018]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稱的特點，如圖3所示，激光頭測距傳感器自下而上一次檢測距離為SI，S2，S3 ο很明顯看出SI，S2為測量所測物體的距離，S3為測量非所測物體的距離。計算機通過差值比較判斷所測物體最后距離，SP所測物體半徑。即(S2- SlX SI，舍棄，不顯示，(S3- S2)>S2，保留，顯示S2測試距離。
[0019]在基座上安裝有發(fā)送按鈕，發(fā)送按鈕與單片機連接，按下發(fā)送按鈕后，單片機通過無線通信模塊測試距離發(fā)送給遠端無線接收裝置，并通過RS-232顯示在計算機上并保存，可根據(jù)時間排序?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 或 FDD-LTE。
【主權(quán)項】
1.一種無線農(nóng)作物莖桿半徑測量采集系統(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，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算機，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所述的無線農(nóng)作物莖桿半徑測量采集系統(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所述的無線農(nóng)作物莖桿半徑測量采集系統(tǒng)，其特征在于:所述的控制器采用單片機。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線農(nóng)作物莖桿半徑測量采集系統(tǒng)，其特征在于:所述的控制器采用單片機，激光頭中的測距傳感器通過RS232數(shù)據(jù)接口與單片機連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線農(nóng)作物莖桿半徑測量采集系統(tǒng)，其特征在于:所述的液晶屏采用IXD液晶屏。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線農(nóng)作物莖桿半徑測量采集系統(tǒng)，其特征在于:伸縮桿的截面為長方形。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的無線農(nóng)作物莖桿半徑測量采集系統(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 或 FDD-LTE。
【專利摘要】本實用新型公開了一種無線農(nóng)作物莖稈長度測量采集系統(tǒng)，涉及農(nóng)作物莖稈、長度測量技術(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，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算機，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：不影響植物生長，測量精度高。
【IPC分類】G01B11/08
【公開號】CN204924192
【申請?zhí)枴緾N201520674803
【發(fā)明人】王鴻磊, 張雪松, 吉智
【申請人】徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月1日