本發(fā)明專利技術提供了一種基于無線信號傳輸的旋轉式噴頭性能測試系統(tǒng)，屬于測試技術領域；通過將雨量筒與霍爾傳感器結合使用，采用Zigbee無線通訊技術，占用2.4GHz公共頻道，無費用無干擾，易于移動，傳感器采用霍爾傳感器可靠度高不易損壞，可同時滿足幾百個點的數據讀取；并且根據旋轉式噴頭水量分布測試內容，基于Matlab的GUI設計了相應的配套分析軟件，能實時動態(tài)計算相關參數并完成水量分布圖的繪制。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于測試
，設及農業(yè)噴灌旋轉式噴頭的水量分布測試，特指基于 無線信號傳輸的旋轉式噴頭性能測試系統(tǒng)。
技術介紹
噴灌可有效節(jié)約水資源，是節(jié)水灌概的主要形式。噴頭是噴灌的關鍵設備，噴頭的 水量分布性能是噴灌規(guī)劃的重要指標。 根據GB/T19795. 1-2005《農業(yè)灌概設備旋轉式噴頭第1部分；結構和運行要 求》，旋轉式噴頭的性能測試需測量在一定工作壓力下的流量、水量分布、射程等參數。通 常，雨量筒W方格或徑向分布在整個測試場地上，測量噴頭有效噴灑直徑時，要求雨量筒間 距為0. 5m，而只測量水量分布時，雨量筒的間隔需按噴頭有效噴灑直徑的不同，取Im或2m， 測量點至少幾十個，甚至多達幾百個，試驗持續(xù)時間不小于1小時。該就要求雨量筒易于移 動，方便讀數，傳感器頻繁傳遞信號不易損壞。現有的雨量筒多用于氣象觀測方面，如中國 專利CN202433541U公開了一種基于GSM通信技術的無線雨量筒，主要用于氣象點觀測，氣 象點之間的距離比較遠，但如果同時測量相隔較近的幾百個點時，大量數據傳輸易發(fā)生網 絡擁堵，而且GSM的運行依賴于通信廠商，運行成本過高，不適用于旋轉式噴頭的水量分布 測試。目前的雙翻斗雨量筒采用的是干黃管作為雨量傳感器，從使用情況來看，干黃管 故障率比較高，主要原因是干黃管失效（包括干黃管常開或常閉）、雙黃片吸合移位和突發(fā) 異常的零星或高值水量，該些故障都存在隱蔽性，嚴重影響了試驗數據的真實性，增加了維 護費用和難度。
技術實現思路
針對現有技術中存在不足，本專利技術提供了一種雨量筒采用Zigbee無線通訊技術， 占用2. 4GHz公共頻道，無費用無干擾，易于移動，傳感器采用霍爾傳感器穩(wěn)定性高，壽命遠 高于干黃管，幾乎不會損壞，適合在水量分布試驗中使用，可同時滿足幾百個點的數據讀 取；并且根據旋轉式噴頭水量分布測試內容，基于Matlab的GUI設計了相應的配套分析軟 件，能實時動態(tài)計算相關參數并完成水量分布圖的繪制。 本專利技術是通過W下技術手段實現上述技術目的的。 一種基于無線信號傳輸的旋轉式噴頭性能測試系統(tǒng)，所述測試系統(tǒng)包括雨量筒和 測試裝置；[000引所述雨量筒包括主體支架、底座和盛水漏斗；所述支架固定于所述底座上，所述盛 水漏斗位于所述支架頂端一側，所述盛水漏斗下方依次設有上翻斗、匯集漏斗、下翻斗和計 數翻斗，所述匯集漏斗與所述支架為固定連接，所述上翻斗、下翻斗和計數翻斗與所述支架 為活動連接，所述下翻斗兩端底面設有向下的尖桿；所述計數翻斗靠近所述支架一側內部 嵌有磁鋼，所述計數翻斗兩端底部通過管與外部連通，所述底座上設有漏水口，所述漏水口 位于所述計數翻斗方； 所述測試裝置包括電子設備和上位機部分；所述電子設備包括主控電路盒、裡電 池、2. 4GHz吸盤天線和霍爾傳感器，所述主控電路盒與霍爾傳感器和裡電池相連，所述主控 制盒內設有CC2530最小系統(tǒng)，所述霍爾傳感器用于將計數過程轉換為脈沖信號傳送至主 控電路，所述主控電路盒與所述2. 4GHz吸盤天線相連，用于傳送無線數據；所述上位機部 分包括CC2530協調器與PC機，所述CC2530協調器與所述PC機相連，所述CC2530協調器 用于接收所述2. 4GHz吸盤天線發(fā)出的數據，所述PC機用于接收所述CC2530協調器傳遞的 數據。 所述霍爾傳感器固定在所述支架上，所述霍爾傳感器與所述計數翻斗位置相對 應。 進一步，所述霍爾傳感器與所述磁鋼的水平距離為0. 1cm。 進一步，所述底座上設有水平儀。 進一步，所述裡電池為3. 7V，所述吸盤天線的接口采用SMA接口。 進一步，所述CC2530程序采用TI公司Zigbee協議找 ZStack-CC2530-2. 3. 0-1. 4. 0完成，所述上位機采用Matl油的GUI編程實現。 在上述方案中，所述的雨量筒采用方格或徑向排布。 本專利技術還包括一種基于無線信號傳輸的旋轉式噴頭性能測試方法，包括如下步 驟：S1、將雨量筒按徑向或方格排布，使用水平儀調節(jié)雨量筒水平，打開裡電池開關， 確認網絡構建成功后打開噴頭；[001引 S2、水經盛水漏斗匯集減速后流入上翻斗，所述上翻斗翻轉使水流入匯集漏斗進 行二次匯集減速，水經匯集漏斗流入下翻斗，下翻斗底部的尖桿擊打計數翻斗，水由計數翻 斗進入漏水口后流出； S3、磁鋼隨計數翻斗滑過霍爾傳感器，霍爾傳感器將計數過程轉換為脈沖信號傳 送給主控制電路，主控制電路通過2. 4GHz吸盤天線傳送無線數據； S4XC2530協調器接收數據并通過串口發(fā)送給PC機，PC機在試驗結束后自動計算 克里斯琴森均勻系數和最佳組合間距系數，判斷噴頭性能。 電子設備包含終端CC2530模塊，內有CC2530最小系統(tǒng)，外接霍爾傳感器信號線和 3. 7V裡電池。2.4GHz吸盤天線通過漏水口引信號線與CC2530鏈接。上位機部分CC2530 協調器與PC機通過串口相連。雨量筒部分W雙翻斗雨量筒作為基礎，在計數翻斗側嵌入 磁鋼，并在相應位置固定霍爾傳感器，每次滿一斗的雨量翻斗進行翻轉，磁鋼劃過霍爾傳感 器，霍爾傳感器發(fā)出脈沖信號被CC2530接收并計數。該CC2530作為終端存在于網絡中，在 CC2530接收到計數信號后將信息無線發(fā)送給作為協調器的另一塊CC2530巧片。終端無限 制存在于雨量筒中，而協調器唯一存在并通過串口與上位機相連W接收數據。 接收數據后，軟件部分根據采集到的水量數據W及不同的使用需求，可生成水量 分布=維圖像并自動計算克里斯琴森均勻系數、分布均勻系數和最佳組合間距系數，也可 進行組合噴頭頭水量分布預測。 本專利技術的有益效果是：設計了一套基于無線傳輸的噴灌旋轉噴頭可移動多點水量 分布測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用無線傳輸的方式可W同時發(fā)送接收幾百個點水量采集數據，可 w自由根據噴頭情況方便布置雨量筒位置，上位機在接收各點雨量筒數據后可自動生成水 量分布S維圖像、均勻系數和最佳組合間距系數。解決了W往測量系統(tǒng)無法多點接收自由 移動，費時費力，不能預測噴頭組合情況的缺點。【附圖說明】圖1為本專利技術所述的基于無線信號傳輸的旋轉式噴頭性能測試系統(tǒng)的整體工作 不意圖。 圖2為本專利技術所述的雨量筒和電子設備結構示意圖。 圖3為本專利技術所述的磁鋼與霍爾傳感器局部放大示意圖。 圖4為本專利技術所述的測試裝置工作流程圖。[002引圖5為本專利技術所述的測試裝置工作流程圖。 附圖標記說明如下： 1-PC機，2-CC2530協調器，3-盛水漏斗，4-上翻斗，5-匯集漏斗，6-下翻斗，7-計 數翻斗，8-漏水口，9-底座，10-水平儀，11-支架，12-主控制盒，13-裡電池，14-2. 4GHz吸 盤天線，15-磁鋼，16-霍爾傳感器，17-雨量筒。【具體實施方式】 下面結合附圖W及具體實施例對本專利技術作進一步的說明，但本專利技術的保護范圍并 不限于此。圖1為本專利技術所述的基于無線信號傳輸的旋轉式噴頭性能測試系統(tǒng)的整體工作 示意圖，包括雨量筒17和測試裝置，所述測試裝置包括電子設備和上位機部分，所述上位 機部分包括CC2530協調器2與PC機1。 圖2為本專利技術所述的雨量筒和電子設備結構示意圖，圖3為本專利技術所述的磁鋼與 霍爾傳感器局部放大示意圖，所述雨量筒17包括主體支架11、底座9和盛水漏斗本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于無線信號傳輸的旋轉式噴頭性能測試系統(tǒng)，其特征在于，所述測試系統(tǒng)包括雨量筒(17)和測試裝置；所述雨量筒(17)包括主體支架(11)、底座(9)和盛水漏斗(3)；所述支架(11)固定于所述底座(9)上，所述盛水漏斗(3)位于所述支架(11)頂端一側，所述盛水漏斗(3)下方依次設有上翻斗(4)、匯集漏斗(5)、下翻斗(6)和計數翻斗(7)，所述匯集漏斗(5)與所述支架(11)為固定連接，所述上翻斗(4)、下翻斗(6)和計數翻斗(7)與所述支架(11)為活動連接，所述下翻斗(6)兩端底面設有向下的尖桿；所述計數翻斗(7)靠近所述支架(11)一側內部嵌有磁鋼(15)，所述計數翻斗(7)兩端底部通過管與外部連通，所述底座(9)上設有漏水口(8)，所述漏水口(8)位于所述計數翻斗(7)下方；所述測試裝置包括電子設備和上位機部分；所述電子設備包括主控電路盒(12)、鋰電池(13)、2.4GHz吸盤天線(14)和霍爾傳感器(16)，所述主控電路盒(12)與霍爾傳感器(16)和鋰電池(13)相連，所述主控制盒(12)內設有CC2530最小系統(tǒng)，所述霍爾傳感器(16)用于將計數過程轉換為脈沖信號傳送至主控電路，所述主控電路盒(12)與所述2.4GHz吸盤天線(14)相連，用于傳送無線數據；所述上位機部分包括CC2530協調器(2)與PC機(1)，所述CC2530協調器(2)與所述PC機(1)相連，所述CC2530協調器(2)用于接收所述2.4GHz吸盤天線(14)發(fā)出的數據，所述PC機(1)用于接收所述CC2530協調器(2)傳遞的數據。所述霍爾傳感器(16)固定在所述支架(11)上，所述霍爾傳感器(16)與所述計數翻斗(7)位置相對應。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：湯躍，李晨，趙進，湯玲迪，
申請(專利權)人：江蘇大學，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32
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