[发明专利]基于拉压力传感器的土壤深松深度监测系统

摘要

本发明公开了一种基于拉压力传感器的土壤深松深度监测系统，包括拉压力传感器、单片机、前连接板、后连接板、蜂鸣器、数模转换电路、ZigBee模块、深松铲和方管固定夹；前连接板与深松铲在深松切削方向为刚性连接，后连接板与深松铲螺栓连接，深松铲与后连接板存在一个转动自由度；拉压力传感器装在前连接板和后连接板之间，前连接板随深松铲转动会压迫拉压力传感器，使拉压力传感器输出模拟电信号，通过数模转换电路转换为数字信号传给单片机；方管固定夹焊接在后连接板上；蜂鸣器与单片机连接，单片机与Zigbee模块进行串口通讯。本发明实现了对土壤深松深度的自动分析计算，节省了人力，且提高了监测结果的准确度。

主权项

1.基于拉压力传感器的土壤深松深度监测系统，其特征在于：包括有拉压力传感器、单片机、前连接板、后连接板、蜂鸣器、数模转换电路、ZigBee模块、深松铲和方管固定夹；所述前连接板为一个下半部分有竖直端面和带通孔的双耳、上半部分有螺纹孔的刚性体，所述双耳位于竖直端面的两侧，所述竖直端面与深松铲的刀背贴合，通过用螺栓穿过双耳上的通孔和深松铲的安装孔进行固定，深松铲受力时，与前连接板不会产生相对位移，前连接板与深松铲在深松切削方向为刚性连接，所述螺纹孔的轴向与深松铲的深松切削方向一致，用于保证安装后的拉压力传感器能够受到前连接板传递的压力；所述后连接板为一个下半部分有带通孔的双耳、上半部分有螺纹孔的刚性体，所述深松铲与后连接板的双耳通过螺栓进行连接，深松铲与后连接板存在一个转动自由度；所述拉压力传感器通过双头螺柱穿过具有螺纹孔的前连接板和后连接板进行固定安装；由于前连接板与深松铲为刚性连接，则当深松铲受深松阻力与后连接板产生相对转动时，前连接板会跟随深松铲进行转动但不发生相对位置变化，前连接板与拉压力传感器通过双头螺柱连接，则在深松作业时，前连接板转动会压迫拉压力传感器，使得拉压力传感器输出模拟电信号；所述方管固定夹与后连接板焊接固定，所述方管固定夹的两端设有供螺栓安装的通孔，能够通过配套的螺栓和螺母进行拴紧咬合达到夹紧深松机械的机架方管的目的，进而实现将拉压力传感器、前连接板、后连接板和深松铲作为一个整体安装在深松机械的机架方管上；所述拉压力传感器的信号线与数模转换电路相接，模拟电信号通过数模转换电路转换为数字信号传给单片机，所述蜂鸣器与单片机连接，在单片机的键盘上手动输入深松作业所要求的深度值，单片机内烧录一个土壤比阻算法，通过土壤比阻算法得出在该深度下的理论深松阻力值，进行深松作业时，深松铲会受到深松阻力，并在阻力作用下发生摆转，前连接板会跟随摆转压迫拉压力传感器输出模拟电信号，模拟电信号通过数模转换电路转换为数字信号传给单片机，在单片机中运算得出深松铲的实际深松阻力；单片机内部算法对实际深松阻力与在土壤比阻算法中的理论深松阻力进行比较，并根据判断条件对深松铲深松深度是否合理进行判断，当实际深松阻力值超出理论深松阻力值，判定为深松深度过深，蜂鸣器进行报警提醒机手进行修正；如果实际深松阻力低于理论深松阻力，则单片机上的信号灯闪烁提醒机手修正；如果合理继续进行监测；为了便于对数据进行保存和进一步分析，需要将数据无线传输至电脑端，通过ZigBee模块将数字信号传送至电脑端并保存，单片机与Zigbee模块进行串口通讯，所述Zigbee模块为双端子，第一个Zigbee端子进行数据发送，第二个Zigbee端子对数据进行接收并将数据保存至电脑。/n