一种农作物品种自动测量装置的制作方法

本发明涉及测量技术领域，特别涉及一种农作物品种自动测量装置。

背景技术：

在黄瓜等农作物品种选育过程中，每个育种材料(品系)的筛选过程都需记录整个生育期每次采摘的重量，来分析材料间的单瓜重、前期产量、后期产量和总产量的差异。丰产性作为作物品种在现实生产条件下所表现出的产量水平，既是衡量作物品种经济性能的基本内容，也是在生产实践中确定品种应用范围的主要依据。传统的黄瓜品种选育过程中，农业专家需要同时种植很多黄瓜品种，专家为不同品种设定不同代码编号，在果实收获期分编号进行统计，在实际操作中操作人员需要不断的称重、读数、记录数据，同时搬运待测量的黄瓜品种，并移动电子称，这给育种专家带来巨大的工作量，同时数据从电子称誊写数据会产生一定的人为误差，频繁的搬运电子称到合适的位置会影响电子称的水平，从而导致系统误差。所以能制造一个对黄瓜丰产性自动测量的无线采集装置，并能完成数据的保存和上传功能，在节省时间、节约劳动力方面尤为重要。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种农作物品种自动测量装置，以解决现有测量装置存在的技术问题。

本发明实施例提供的一种农作物品种自动测量装置，包括：测量本体1、称重装置2、数据处理单元3以及测量表头4；

所述测量本体1包括l型不锈钢台面11、l型安装底板12、万向轮13、长边水平尺14以及宽边水平尺15；所述l型不锈钢台面11、l型安装底板12扣合安装形成测量本体1的外壳，所述万向轮13安装于所述l型安装底板12底面，供所述测量装置自由移动；所述长边水平尺14以及宽边水平尺15分别位于所述l型不锈钢台面11的长边和宽边边缘，用于调平所述l型不锈钢台面11；

所述称重装置2包括承重板21、垫片22以及平衡梁单点式称重传感器23；所述承重板21紧贴所述l型不锈钢台面11顶面下侧安装，所述称重传感器23通过所述垫片22安装于所述承重板21和所述安装底板12之间；

所述数据处理单元3包括数据处理模块31以及传感器引线32；所述传感器引线32连接所述称重传感器23与所述数据处理模块31；

所述测量表头4包括表头外壳41、电源单元42、触摸屏43、处理芯片44以及数据存储卡45；其中所述表头外壳41采用防水塑料材质制成；所述测量表头4与所述数据处理单元3通过有线或无线方式通讯。

可选的，所述测量表头4与所述数据处理单元3通过无线方式通讯；所述测量表头4还包括第一天线46，所述第一天线46通过打孔与表头外壳41相连接；所述数据处理单元3包括第二天线33，所述第二天线33与所述第一天线46实现无线通讯。

可选的，所述测量表头4与所述数据处理单元3通过有线方式通讯；所述表头外壳41上设有引线孔47、散热孔410、电源充电线固定孔49；所述数据处理单元3将处理后的数据通过所述引线孔47输入所述测量表头4。

可选的，所述数据处理单元3由stm32f103rbt6控制芯片及其外围电路构成。

可选的，所述的触摸屏43采用7英寸、分辨率为800*480的真彩电阻触摸屏。

可选的，其特征在于所述的平衡梁单点式称重传感器，量程为60kg，综合误差为±0.017％f.s.，灵敏度为2.0±0.2mv/v，防护等级为ip65。

本发明实施例的上述方案与现有技术相比，至少具有以下有益效果：

本发明提出的农作物品种自动测量装置，应用于黄瓜育种过程中，能够在黄瓜品种培育过程中自动实时记录品种编号及黄瓜产量，以方便科研人员进行现场操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例所述自动测量装置的结构图。

图2是本发明一实施例所述自动测量装置的测量表头结构图。

图3是本发明一实施例所述自动测量装置的结构图。

图4是本发明又一实施例所述自动测量装置的测量表头结构图。

图5是本发明实施例所述自动测量装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本申请实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述……，但这些……不应限于这些术语。这些术语仅用来将……区分开。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一……也可以被称为第二……，类似地，第二……也可以被称为第一……。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。本实施例以黄瓜作为测量对象进行说明，但本测量装置适用于其他农产品的研究，对此不做具体限定。

实施例1

本发明实施例提供的一种农作物品种自动测量装置，包括：测量本体1、称重装置2、数据处理单元3以及测量表头4，如图5框图所示。

如图1所示，所述测量本体1包括l型不锈钢台面11、l型安装底板12、万向轮13、长边水平尺14以及宽边水平尺15；所述l型不锈钢台面11、l型安装底板12扣合安装形成测量本体1的外壳，所述万向轮13安装于所述l型安装底板12底面，供所述测量装置自由移动；所述长边水平尺14以及宽边水平尺15分别位于所述l型不锈钢台面11的长边和宽边边缘，用于调平所述l型不锈钢台面11；用于保证传感器水平，提高测量精度。

所述称重装置2包括承重板21、垫片22以及平衡梁单点式称重传感器23；所述承重板21紧贴所述l型不锈钢台面11顶面下侧安装，所述称重传感器23通过所述垫片22安装于所述承重板21和所述安装底板12之间，这样能够使传感器悬空测力，有利于使称重传感器充分的产生形变；承重平台21与安装底座12均采用高强度方形钢管支架设计，不锈钢台面11表面进行了防静电处理，耐撞击；安装底座四角均匀安装万向轮，同时可调节高度。

所述数据处理单元3包括数据处理模块31以及传感器引线32；所述传感器引线32连接所述称重传感器23与所述数据处理模块31；

如图2所示，所述测量表头4包括表头外壳41、电源单元42、触摸屏43、处理芯片44以及数据存储卡45；其中所述表头外壳41采用防水塑料材质制成；所述测量表头4与所述数据处理单元3通过无线方式通讯。

其中，所述测量表头4与所述数据处理单元3通过无线方式通讯；所述测量表头4还包括第一天线46，所述第一天线46通过打孔与表头外壳41相连接；所述数据处理单元3包括第二天线33，所述第二天线33与所述第一天线46实现无线通讯。

可选的，所述的平衡梁单点式称重传感器，量程为60kg，综合误差为±0.017％f.s.，灵敏度为2.0±0.2mv/v，防护等级为ip65。

可选的，所述数据处理单元3由stm32f103rbt6控制芯片及其外围电路构成。或者采用32位的arm低功耗微处理器stm32f103rct6，具有25kbyteflash、48kbyteram，工作频率可达72mhz，能够满足设施黄瓜品种选育前期的数据采集、处理、存储、显示和传输的需求。

所述的触摸屏单元包括触摸屏、外部flash和sd卡。其中，触摸屏采用4.3英寸、分辨率为480*272的真彩电阻触摸屏，用于整个数据采集过程中的人机交互；flash用于存储通过触摸屏设置的相关参数；sd卡用来存储触摸屏程序，用于批量下载。可选的，所述的触摸屏43采用7英寸、分辨率为800*480的真彩电阻触摸屏。

所述的外部存储单元包括sd/tf卡及外部电路组成，其中，外部tf卡用于存储黄瓜品种编号代码及产量数据，采用fatfs文件系统，支持与windows兼容的fat12/fat16/fat32文件系统，其擦写周期多达10w次，支持电压为2.7～3.6v，支持标准spi通信。

所述的通信单元包括短距离无线通讯模块以及远距离无线传输模块。其中短距离无线通讯模块采用433mhz频率传输，传输距离为400-700米；其中远距离无线传输模块gprs采用sim900a芯片，采用工业标准接口，工作频率为gsm/gprs850/900/1800/1900mhz，可以低功耗实现语音、sms、数据和传真信息的传输。

所述的手持记录仪中的电源管理单元包含一节磷酸铁锂充电电池，为系统供电；所述的测量主机中的电源管理单元包括符合国际标准的220vac电源接口和一节磷酸铁锂充电电池。

测量装置通过对黄瓜产量采集单元中高精度平衡梁单点式称重传感器输出信号进行放大和调理；通信单元能够将测量数据通过天线传送至外部设备，例如外部服务器或设备等，还可以打包上传至云端数据服务器数据库中进行存储。

本实施例设计了手持记录仪与测量主机分离的黄瓜商品性(丰产性)无线自动统计装置，两部分通过433mhz的短距离无线传输技术相连接，方便研究人员手持设备进行记录。

本实施例设计了连接高精度平衡梁单点式称重传感器的接口，以供测量主机实时采集当前产量数据，保证精确的记录黄瓜品种编号和对应产量数据。

本实施例可以将不同品系的黄瓜编号代码及产量数据分批次存储在非易失存储器内，可以根据种植的具体情况灵活设定，实现黄瓜不同品系在整个生育期内的产量自动统计，同时其作为设施农业物联网中间件设备，能够接收感知层数据，并打包上传至上层应用层数据库中，在黄瓜育种环节起到至关重要的作用。

本设计的整个设备具有体积小、重量轻、操作简单、使用方便、节省人工、记录精确等特点。

本实施例由于选用了功能、价格比较高的芯片，还具备价格低廉的优点。

实施例2

本发明实施例提供的一种农作物品种自动测量装置，包括：测量本体1、称重装置2、数据处理单元3以及测量表头4，如图5框图所示。

如图3所示，所述测量本体1包括l型不锈钢台面11、l型安装底板12、万向轮13、长边水平尺14以及宽边水平尺15；所述l型不锈钢台面11、l型安装底板12扣合安装形成测量本体1的外壳，所述万向轮13安装于所述l型安装底板12底面，供所述测量装置自由移动；所述长边水平尺14以及宽边水平尺15分别位于所述l型不锈钢台面11的长边和宽边边缘，用于调平所述l型不锈钢台面11；用于保证传感器水平，提高测量精度。

所述称重装置2包括承重板21、垫片22以及平衡梁单点式称重传感器23；所述承重板21紧贴所述l型不锈钢台面11顶面下侧安装，所述称重传感器23通过所述垫片22安装于所述承重板21和所述安装底板12之间，这样能够使传感器悬空测力，有利于使称重传感器充分的产生形变；承重平台21与安装底座12均采用高强度方形钢管支架设计，不锈钢台面11表面进行了防静电处理，耐撞击；安装底座四角均匀安装万向轮，同时可调节高度。

所述数据处理单元3包括数据处理模块31以及传感器引线32；所述传感器引线32连接所述称重传感器23与所述数据处理模块31；

如图4所示，所述测量表头4包括表头外壳41、电源单元42、触摸屏43、处理芯片44以及数据存储卡45；其中所述表头外壳41采用防水塑料材质制成；所述测量表头4与所述数据处理单元3通过无线方式通讯。

可选的，所述测量表头4与所述数据处理单元3通过有线方式通讯；所述表头外壳41上设有引线孔47、散热孔410、天线引出孔48。电源充电线固定孔49；所述数据处理单元3将处理后的数据通过所述引线孔47输入所述测量表头4。表头外壳41内部电路板411通过4个自攻螺钉固定于电路板固定孔412上。

可选的，所述的平衡梁单点式称重传感器，量程为60kg，综合误差为±0.017％f.s.，灵敏度为2.0±0.2mv/v，防护等级为ip65。

可选的，所述数据处理单元3由stm32f103rbt6控制芯片及其外围电路构成。或者采用32位的arm低功耗微处理器stm32f103rct6，具有25kbyteflash、48kbyteram，工作频率可达72mhz，能够满足设施黄瓜品种选育前期的数据采集、处理、存储、显示和传输的需求。

所述的触摸屏单元包括触摸屏、外部flash和sd卡。其中，触摸屏采用4.3英寸、分辨率为480*272的真彩电阻触摸屏，用于整个数据采集过程中的人机交互；flash用于存储通过触摸屏设置的相关参数；sd卡用来存储触摸屏程序，用于批量下载。可选的，所述的触摸屏43采用7英寸、分辨率为800*480的真彩电阻触摸屏。

所述的外部存储单元包括sd/tf卡及外部电路组成，其中，外部tf卡用于存储黄瓜品种编号代码及产量数据，采用fatfs文件系统，支持与windows兼容的fat12/fat16/fat32文件系统，其擦写周期多达10w次，支持电压为2.7～3.6v，支持标准spi通信。

所述的电源管理单元包含一节磷酸铁锂充电电池，为系统供电；所述的测量主机中的电源管理单元包括符合国际标准的220vac电源接口和一节磷酸铁锂充电电池。

测量装置通过对黄瓜产量采集单元中高精度平衡梁单点式称重传感器输出信号进行放大和调理；通信单元能够将测量数据通过天线传送至外部设备，例如外部服务器或设备等，还可以打包上传至云端数据服务器数据库中进行存储。

本实施例设计了测量表头与测量主机一体的黄瓜商品性(丰产性)自动统计装置，两部分通过内部通讯线路相连接。

本实施例设计了连接高精度平衡梁单点式称重传感器的接口，以供测量主机实时采集当前产量数据，保证精确的记录黄瓜品种编号和对应产量数据。

本实施例可以将不同品系的黄瓜编号代码及产量数据分批次存储在非易失存储器内，可以根据种植的具体情况灵活设定，实现黄瓜不同品系在整个生育期内的产量自动统计，同时其作为设施农业物联网中间件设备，能够接收感知层数据，并打包上传至上层应用层数据库中，在黄瓜育种环节起到至关重要的作用。

本设计的整个设备具有体积小、重量轻、操作简单、使用方便、节省人工、记录精确等特点。

本实施例由于选用了功能、价格比较高的芯片，还具备价格低廉的优点。

上述两个实施例仅为列举，不具有特定的限制作用，本发明的测量装置能够实现黄瓜不同品种选育过程全生育期的产量数据自动记录统计。使用过程中，首先将该装置安放于设施温室大棚内，通过长边水平尺和宽边水平尺跳屏工作台面，以消除测量过程中的系统误差，然后打开装置开关、待触摸屏显示输入编号代码页面后，输入育种专家提前编制好的黄瓜品系编号代码，将采收下来的同一品系黄瓜放在该装置不锈钢台面上，待测量数据稳定后点击触摸屏上“下一品系”按钮，该装置将自动递增进入下一编号代码，收集和存储已测量完毕的黄瓜后，放入下一品系黄瓜，以此类推，直至统计完成该次所有品系黄瓜产量，测量统计数据存储于外部存储器内便于研究人员进行分析整理，完成整个生育期内各次产量的统计后，系统将按照黄瓜品系编号统计出全生育期内单挂产量、前期产量、后期产量和总产量数据。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。