[實用新型]一種植株莖稈直徑無線傳感網絡監測裝置

有效

• 申請號: 201920714791.2
• 申請日: 2019-05-19
• 公開（公告）號: CN210108314U
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 句鈺釗;李志偉;王嘉偉;王文俊;趙建貴;曹瑞紅;白云飛;崔亮
• 申請（專利權）人: 山西農業大學
• 主分類號: G01B21/10
• 分類號: G01B21/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種植株莖稈直徑無線傳感網絡監測裝置，包括吸盤、支撐臂、彈簧圈、角度傳感器，其中一對吸盤可以夾持在植株莖稈直徑兩端，吸盤通過轉軸連接在支撐臂頂端，左右支撐臂的底端分別與角度傳感器的旋轉軸和固定軸連接，左支撐臂可以帶動角度傳感器旋轉軸一起轉動，將彈簧圈套接固定在支撐臂上，該裝置將莖稈直徑增大的量以角度張開變化的形式呈現，傳感器與采集節點電路的A/D引腳相接，將角度變化信息轉化成電壓信號，測量數據擬合出角度變化值與直徑值之間的換算公式，采集到的角度變化量通過程序換算成直徑值，將直徑值信號通過采集節點上的LORA模塊無線傳送至網關，網關將數據經4G網絡發送到云平臺，最后在遠程PC端顯示存儲。

技術領域

本實用新型涉及設施農業工程領域，具體涉及一種用于作物植株莖稈直徑無線傳感網絡智能監測裝置。

背景技術

我國是一個農業大國，隨著我國經濟實力的快速發展，我國設施農業的發展規模也在不斷擴大，雖然我國設施農業面積居世界首位，但我國設施農業發展模式單一落后，設施農業的科技含量水平不高，不能滿足智慧農業，科技農業，精細農業對農業生產的需求。在設施農業作物栽培中，需要對作物植株的生長狀況有十分準確地掌握，這樣才能更加高效，精確地指導作物的灌溉、施肥、除蟲等。傳統的農業生產依賴種植者的經驗來判斷估計作物的長勢，得到的信息準確性因人而異，并不準確，這種農業生產方式根本不能滿足現代設施農業對農業生產科學性、精確性、智慧性、高效性的要求。而作物植株莖稈直徑表征作物生長狀況的一個重要指標受到人們的關注。

人們目前對設施農業大棚中植物莖稈直徑的檢測裝置絕大部分采用卡尺型的，或者接觸型的位移傳感器、計算機視覺識別。前者將莖稈生長變粗緩慢的過程利用位移傳感器測出數據，而基于位移傳感器測量莖稈直徑的裝置結構復雜，會對植株生長造成影響，計算機視覺識別成本高，準確性不高。并且以上各種方式得到的直徑實時數據信息無法通過無線網絡遠距離傳輸，不能實現莖稈生長信息實時地在線監測。

發明內容

基于上述存在的問題，本實用新型提供了一種基于角度傳感器的植株莖稈直徑測量無線傳感網絡智能監測裝置，將莖稈生長變粗過程中直徑變化的過程以角度張開的形式表現，并且可以將采集到的信息通過無線傳輸網絡遠程傳送。

為了實現上述實用新型目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種植株莖稈直徑無線傳感網絡監測裝置，其特征在于：包括吸盤、支撐臂、彈簧圈、以及高精度的角度傳感器。

進一步的，所述固定吸盤為一對軟膠質的吸盤，吸盤通過一根可以轉動的軸固定在支撐臂的頂端，一對吸盤可以在豎直平面上轉動90o。

進一步的，支撐臂分為左右兩個支撐臂，并設計成弧形以提供更大的測量空間。

進一步的，右支撐臂底端通過開孔與角度傳感器螺紋固定軸緊緊擰合在一起固定不動，左支撐臂底端通過開孔與角度傳感器旋轉測量軸緊緊固定在一起，使得左支撐臂的運動可以帶動角度傳感器的旋轉測量軸一起同步轉動。

進一步的，兩個支撐臂的側面設計有半圓柱狀突起，用一個彈簧圈套接在左右支撐臂上，彈簧圈外包裹著彈性材料制成的防水軟膠薄套，并固定在半圓柱狀突起的上方，在彈簧圈為支撐臂提供回彈力的同時可以防止彈簧圈在支撐臂張開的過程中脫落。

進一步的，角度傳感器機械行程為0o-360o，并且無停止位。

進一步的，將采集到的角度變化信息對應的AD值，按如下公式進行計算莖稈直徑：

y＝0.021x－0.764

其中x值為采集到的角度信息所對應的AD數值，y值為莖稈的直徑長度值。

其中0≤x≤4070，直徑測量范圍為0-15cm，誤差為±0.02-0.05cm。