非接触式苗木根系牵土力测定器的制作方法

本实用新型涉及一种植物检测设备，尤其涉及一种非接触式苗木根系牵土力测定器。

背景技术：

植物根系的牵土力直接影响植物的抗倒伏能力，如果牵土力较差的植物，就需要在大风天气对植物进行保护。目前针对植物牵土力的检测设备和装置还比较少，这将使农业人员无法掌握种植植物的有效牵土能力，从而容易在大风天气造成较大的损失。

技术实现要素：

本实用新型的目的：提供一种对植物牵土力进行垂直侧向检测的非接触式苗木根系牵土力测定器。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种非接触式苗木根系牵土力测定器，包括金属套环、电磁力U型槽、继电器模块、步进旋钮调阻器、模数转换电路、牵土力微控制器及数字接口LCD触摸屏，所述的金属套环捆绑在苗木植株上，所述的电磁力U型槽内部电磁线圈通过继电器模块连接到电源端，所述的电磁线圈、步进旋钮调阻器、模数转换电路的采集电阻和电源端串联在一起，所述的模数转换电路的数字接口、继电器模块的线圈控制口和数字接口LCD触摸屏同时连接到牵土力微控制器。

上述的非接触式苗木根系牵土力测定器，其中，所述的步进旋钮调阻器采用了微型步进电机模块控制的变阻器，所述的微型步进电机模块的ORI接口控制旋转方向，STD接口控制旋转步数。

上述的非接触式苗木根系牵土力测定器，其中，所述的模数转换电路内部包括了采集电阻和20位分辨率精度的模数转换器LTC2376-20。

上述的非接触式苗木根系牵土力测定器，其中，所述的牵土力微控制器采用了M控制器芯片MSP430FR2153。

本实用新型通过调节电磁力以测定苗木植株根系的牵土力，从而测定出苗木植株根系的抗倒伏能力，以便于种植人员对抗倒伏能力较弱苗木植株在大风天气实施加固保护，避免造成损失。

附图说明

图1是本实用新型非接触式苗木根系牵土力测定器的结构示意图。

图2是本实用新型非接触式苗木根系牵土力测定器的工作原理图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例。

请参见图1和图2所示，一种非接触式苗木根系牵土力测定器，包括金属套环1、电磁力U型槽2、继电器模块3、步进旋钮调阻器4、模数转换电路5、牵土力微控制器6及数字接口LCD触摸屏7，所述的金属套环1捆绑在苗木植株上，所述的电磁力U型槽2内部电磁线圈8通过继电器模块3连接到电源端9，所述的电磁线圈8、步进旋钮调阻器4、模数转换电路5的采集电阻10和电源端9串联在一起，所述的模数转换电路5的数字接口、继电器模块3的线圈控制口和数字接口LCD触摸屏7同时连接到牵土力微控制器6。

所述的步进旋钮调阻器4采用了微型步进电机模块11控制的变阻器，所述的微型步进电机模块11的ORI接口控制旋转方向，STD接口控制旋转步数。

所述的模数转换电路5内部包括了采集电阻10和20位分辨率精度的模数转换器LTC2376-20。

所述的牵土力微控制器6采用了M控制器芯片MSP430FR2153。

所述的金属套环1外圈金属片通过上拉电阻连接到电源端9，电磁力U型槽2的槽底部设置了一个金属电极，并且该金属电极连接到牵土力微控制器6的GPIO接口上，通常情况下金属电极连接的GPIO接口为低电平状态，而当电磁力U型槽2的电磁力超过了苗木植株根系的最大牵土力，而将捆绑金属套环1的苗木植株从土壤吸出，使金属套环1和电磁力U型槽2槽底部的金属电极触碰在一起，此时牵土力微控制器6就能够通过GPIO接口检测到金属套环1连接上拉电阻所产生的高电平信号，代表当前电磁力U型槽2产生的磁力为苗木植株根系的最大牵土力，既是苗木植株的抗倒伏能力。

操作人员可以通过数字接口LCD触摸屏7设定当前电磁力U型槽2的电磁吸力，并通过TTL串口发送启动吸力的控制命令到牵土力微控制器6的UART接口，牵土力微控制器6接收到该启动吸力的命令后，会将设定电磁力U型槽2的电磁吸力通过内部的电磁吸力和电磁线圈电流换算表，换算成对应的设定线圈电流数值，然后牵土力微控制器6，通过一路GPIO接口发送高电平信号到继电器模块3的线圈控制口，从而控制继电器模块3吸合导通两个触点的连接，进而导通电磁力U型槽2内部电磁线圈8与电源端9之间的连接，再通过两路GPIO接口分别发送高电平信号和脉冲信号到步进旋钮调阻器4内部微型步进电机模块11的ORI接口和STD接口，从而控制微型步进电机模块11正方向旋转以调节变阻器的阻值，从而调节流入到电磁线圈8中的电流数值，同时，模数转换电路5实时将采集电阻10两端的电压数值转换成对应的SPI数字电压信号，牵土力微控制器6通过SPI接口采集到该数字电压信号后，会同步换算成对应的电流数值，从而实时检测流入到电磁线圈8中的电流数值，当牵土力微控制器6检测的电流数值等于设定线圈电流数值，代表当前的电磁线圈8的电磁力已经到达了设定的电磁吸力，此时如果牵土力微控制器6通过GPIO接口检测不到金属套环1和电磁力U型槽2槽底部的金属电极触碰在一起所产生的高电平信号，代表当前的电磁吸力还未达到苗木植株根系的最大牵土力，于是操作人员会继续通过数字接口LCD触摸屏7调节增大设定的电磁力U型槽2的电磁吸力，直到牵土力微控制器6通过GPIO接口检测到了金属套环1和电磁力U型槽2槽底部的金属电极触碰在一起所产生的高电平信号，此时代表苗木植株被拔出，此时的电磁吸力达到了苗木植株根系的最大牵土力，从而该电磁吸力数值就是苗木植株的抗倒伏能力数值。

本实用新型通过调节电磁力以测定苗木植株根系的牵土力，从而测定出苗木植株根系的抗倒伏能力，以便于种植人员对抗倒伏能力较弱苗木植株在大风天气实施加固保护，避免造成损失。