大棚农作物茎秆、果实尺寸测量无线采集系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及农作物茎杆、长度测量技术领域，具体是一种大棚农作物茎杆、果实尺寸测量无线采集系统。
【背景技术】
[0002]现代农业中采用多种传感器来感知植物的生长状况，由于植物生长情况很难直接测量，而是通过间接地测量出能够表征这些变化的其他指标来监测植物生长的状况，其中植物茎杆直径就是一个很重要的表征植物的生长状况的一个重要指标。
[0003]目前对植物茎杆的直径测量的装置主要有游标卡尺、接触式线性位移传感器和计算机视觉图像处理技术。三者中游标卡尺测量的精度较高，但测量时需要通过游标卡尺压紧植物茎杆，对植物有一定损伤；接触式线型位移传感器测量时需要对植物施加一个适当的预紧力，这个预紧力的存在影响植物的正常生长；计算机视觉图像处理技术成本过高，而且测量结果精度较低。鉴于以上原因，有必要提供一种测量精度较高，特别对植物茎杆直径无损测量的新型植物茎杆直径传感器测量装置。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供一种大棚农作物茎杆、果实尺寸测量无线采集系统，测量精度高。
[0005]本发明是以如下技术方案实现的:一种大棚农作物茎杆、果实尺寸测量无线采集系统，包括折叠挡板和基座，基座的顶端与折叠挡板的一端通过转轴连接，基座内安装一伸缩杆，伸缩杆的顶端安装一激光头，伸缩杆沿基座的内部上下移动，基座的顶端设有与激光头相配合的凹槽；激光头连接一控制器，控制器连接一液晶屏和无线通信模块，在基座上安装有水平仪和发送按钮，发送按钮与控制器连接，控制器将激光头采集到的数据处理后通过无线通信模块传送至计算机，将所述的控制器、液晶屏和无线通信模块安装在基座上。
[0006]本发明的有益效果是:不影响植物生长，测量精度高。
【附图说明】
[0007]图1是本发明结构示意图；
图2是本发明工作状态示意图；
图3是本发明具体测量原理示意图。
[0008]图中:1、凹槽，2、LED灯，3、基座，4、水平仪，5、液晶屏，6、发送按钮，7、伸缩杆，8、转轴，9、折叠挡板，10、激光头。
【具体实施方式】
[0009]如图1所示，一种大棚农作物茎杆、果实尺寸测量无线采集系统有一折叠挡板9和基座3，基座3的顶端与折叠挡板9的一端通过转轴8连接，基座3内安装一伸缩杆7，伸缩杆7的顶端安装一激光头10，伸缩杆10沿基座的内部上下移动，基座3的顶端设有与激光头10相配合的凹槽I，用于保护激光头；激光头10连接一控制器，控制器连接一液晶屏5和无线通信模块，在基座上安装有水平仪4和发送按钮6，发送按钮6与控制器连接，控制器将激光头10采集到的数据处理后通过无线通信模块传送至计算机，将所述的控制器、液晶屏和无线通信模块安装在基座3上。
[0010]在基座3上安装有LED灯2，通过LED灯2保证水平仪在光照条件差的环境中仍可以使用。
[0011 ] 伸缩杆的截面为长方形或正方形，保证在测量时，接触部位水平。
[0012]本实施例中的激光头为采用相位式工作原理，量程范围0.15-30m，精度±2mm，最低指示范围0.1mm，激光等级:class 2，635nm，〈lmW，工作电压12-15V，数据接口:RS232/RS485/电流环。
[0013]控制器采用单片机，激光头中的测距传感器通过RS232数据接口与单片机连接，激光头输出开关量或电平信号给单片机相应连接引脚，将激光头测量距离传给单片机。液晶屏采用LCD液晶屏，减少LED显示高能耗问题，单片机通过硬件连接LCD液晶屏各管脚，单片机将需要显示的距离显示在LCD液晶屏上，其中LCD液晶屏安装在激光头上。
[0014]工作过程:如图2所示，打开折叠挡板，折叠挡板与接触部分呈直角，将待测物体放入折叠挡板上，折叠挡板卡住所测物体一面，接触部分卡住所测物体。利用水平仪判断装置保持水平状态。通过慢慢移动伸缩管，使激光测距部分逐渐打开，打开速度低于lOm/s，人拉伸激光测距部分速度远低于lOm/s。先由激光头中的激光二极管对准目标发射激光脉冲，经目标反射后，激光向各方向散射，部分散射光返回到激光头的传感器接收器，被光学系统接收后成像到激光头中测距传感器上，测距传感器会以0.1s响应时间读数据，单片机会根据激光测距传感器传来数据采用差值分析算法显示测量距离，差值分析算法如下:设目前读入的距离为S，0.1s前读入的距离为S，当(S-s) >s时，显示s的值，否则不显示。
[0015]测距传感器采用雪崩光电二极管上，雪崩光电二极管是一种具有放大功能的光学传感器，它能检测极其微弱的光信号，记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，从而可测定目标距离。
[0016]差值分析算法原理，根据农作物茎杆直径和叶面长度呈对称的特点，如图3所示，激光头测距传感器自下而上一次检测距离为SI，S2，S3 ο很明显看出SI，S2为测量所测物体的距离，S3为测量非所测物体的距离。计算机通过差值比较判断所测物体最后距离，SP所测物体半径。即(S2- SlX SI，舍弃，不显示，(S3- S2)>S2，保留，显示S2测试距离。
[0017]在基座上安装有发送按钮，发送按钮与单片机连接，按下发送按钮后，单片机通过无线通信模块测试距离发送给远端无线接收装置，并通过RS-232显示在计算机上并保存，可根据时间排序将记录的具体长度排序。无线通信模块采用nRFID或无线传感网或WIFI模块或 GPRS 模块或 CDMA20001X 或 WCDMA 或 TD-SCDMA 或 TD-LTE、FDD-LTE 或 5G。
【主权项】
1.一种大棚农作物茎杆、果实尺寸测量无线采集系统，其特征在于:包括折叠挡板和基座，基座的顶端与折叠挡板的一端通过转轴连接，基座内安装一伸缩杆，伸缩杆的顶端安装一激光头，伸缩杆沿基座的内部上下移动，基座的顶端设有与激光头相配合的凹槽；激光头连接一控制器，控制器连接一液晶屏和无线通信模块，在基座上安装有水平仪和发送按钮，发送按钮与控制器连接，控制器将激光头采集到的数据处理后通过无线通信模块传送至计算机，将所述的控制器、液晶屏和无线通信模块安装在基座上。2.根据权利要求1所述的大棚农作物茎杆、果实尺寸测量无线采集系统，其特征在于:在基座上安装有LED灯。3.根据权利要求1所述的大棚农作物茎杆、果实尺寸测量无线采集系统，其特征在于:所述的控制器采用单片机。4.根据权利要求3所述的大棚农作物茎杆、果实尺寸测量无线采集系统，其特征在于:所述的控制器采用单片机，激光头中的测距传感器通过RS232数据接口与单片机连接。5.根据权利要求1所述的大棚农作物茎杆、果实尺寸测量无线采集系统，其特征在于:所述的液晶屏采用LCD液晶屏。6.根据权利要求1所述的大棚农作物茎杆、果实尺寸测量无线采集系统，其特征在于:伸缩杆的截面为长方形或正方形。7.根据权利要求1-6任一项所述的大棚农作物茎杆、果实尺寸测量无线采集系统，其特征在于:所述的无线通信模块采用nRFID或无线传感网或WIFI模块或GPRS模块或CDMA20001X 或 WCDMA 或 TD-SCDMA 或 TD-LTE、FDD-LTE 或 5G。
【专利摘要】本发明公开了一种大棚农作物茎秆、果实尺寸测量无线采集系统，涉及农作物茎秆、长度测量技术领域。该系统有一折叠挡板和基座，基座的顶端与折叠挡板的一端通过转轴连接，基座内安装一伸缩杆，伸缩杆的顶端安装一激光头，伸缩杆沿基座的内部上下移动，基座的顶端设有与激光头相配合的凹槽；激光头连接一控制器，控制器连接一液晶屏和无线通信模块，在基座上安装有水平仪和发送按钮，发送按钮与控制器连接，控制器将激光头采集到的数据处理后通过无线通信模块传送至计算机，将所述的控制器、液晶屏和无线通信模块安装在基座上。优点：不影响植物生长，测量精度高。
【IPC分类】G08C17/02, G01B11/00
【公开号】CN105222706
【申请号】CN201510553590
【发明人】王鸿磊, 张雪松, 吉智
【申请人】徐州工业职业技术学院
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月1日