一种仿形电子碰撞检测记录系统、方法及设备

本发明涉及传感器，特别是涉及一种仿形电子碰撞检测记录系统、方法及设备。

背景技术：

1、随着农业机械化的发展，类球形根茎类作物(如马铃薯、芋头、荸荠、甜菜)在采收与采后运输环节过程中不可避免的的出现与机器发生碰撞。现有技术无法明确作物在机器中的碰撞受力规律和受力大小。

2、目前传感器可以做到加速度碰撞监测，但采集范围和采集精度无法同时达到测量碰撞所需要求，或者，存在数据储存速度无法达到需求、激发阈值无法通过无线调节或电量无法通过蓝牙发送到上位机的问题。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的是提供一种仿形电子碰撞检测记录系统、方法及设备，以实现检测作物的受力规律，并针对受力规律提供改进依据。

2、为实现上述目的，本发明实施例提供了如下方案：

3、一种仿形电子碰撞检测记录系统，包括：

4、数据采集单元，用于获取三轴加速度数值；并以spi通讯协议传输到微控制器单元中；

5、所述微控制器单元与所述数据采集单元连接；所述微控制器单元在接收所述三轴加速度数值后，判读所述三轴加速度数值是否大于触发阈值；若大于，则以spi通讯协议传输到数据储存单元中进行数据累积；若不大于，则不进行操作；

6、数据储存单元与所述微控制器单元连接；当所述数据储存单元中的所述三轴加速度数值累积超过第一预设阈值后，将全部的三轴加速度数值传导到所述微控制器单元中；所述微控制器单元再将所述全部的三轴加速度数值以spi写入到flash缓存中，等flash缓存积累超过第二预设阈值后，以sdio协议写入tf卡中进行存储；

7、通信单元分别与上位机和所述微控制器单元连接；所述通信单元接收到所述上位机的调整触发阈值的第一控制信号；所述微控制器单元根据所述第一控制信号对所述触发阈值进行调整；

8、所述微控制器单元还用于将电压信号经过程序换算为电量百分比数据；并将所述电量百分比数据传输到所述通信单元；所述通信单元接收所述电量百分比数据并发送到所述上位机；

9、供电单元，分别与所述数据采集单元、所述微控制器单元、所述数据储存单元和所述通信单元连接，用于为所述数据采集单元、所述微控制器单元、所述数据储存单元和所述通信单元供电；

10、外壳，所述外壳用于承载所述数据采集单元、所述微控制器单元、所述数据储存单元、所述通信单元和所述供电单元；所述外壳为根据测量不同根茎类作物而进行3d打印出的仿形外壳。

11、可选地，所述供电单元包括：电池、电池电源接口、第一线性稳压模块和第二线性稳压模块。

12、可选地，所述微控制器单元包括：微控制单元、有源晶振、外接缓存芯片和孔形调试接口。

13、可选地，所述数据采集单元为adxl372加速度芯片模块。

14、可选地，所述数据储存单元为tf卡槽模块。

15、可选地，所述通信单元为蓝牙模块。

16、为实现上述目的，本发明实施例还提供了如下方案：

17、一种仿形电子碰撞检测记录方法，包括：

18、获取三轴加速度数值；并以spi通讯协议传输到微控制器单元中；

19、所述微控制器单元在接收所述三轴加速度数值后，判读所述三轴加速度数值是否大于触发阈值；若大于，则以spi通讯协议传输到数据储存单元中进行数据累积；若不大于，则不进行操作；

20、当所述数据储存单元中的所述三轴加速度数值累积超过第一预设阈值后，将全部的三轴加速度数值传导到所述微控制器单元中；所述微控制器单元再将所述全部的三轴加速度数值以spi写入到flash缓存中，等flash缓存积累超过第二预设阈值后，以sdio协议写入tf卡中进行存储；

21、所述通信单元接收到上位机的调整触发阈值的第一控制信号；所述微控制器单元根据所述第一控制信号对所述触发阈值进行调整；

22、将电压信号经过程序换算为电量百分比数据；并将所述电量百分比数据传输到所述通信单元；所述通信单元接收所述电量百分比数据并发送到所述上位机；

23、外壳用于承载数据采集单元、微控制器单元、数据储存单元、通信单元和供电单元；所述外壳为根据测量不同根茎类作物而进行3d打印出的仿形外壳。

24、一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的仿形电子碰撞检测记录方法。

25、一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现所述的仿形电子碰撞检测记录方法。

26、在本发明实施例中，公开了一个实现数据检测和记录的电路板和仿形外形壳体。对其中的采用蓝牙模块对数据采集进行控制，包括是否进行数据采集，修改取样阈值等操作，tf卡作为数据的存取单元。本发明实施例额外添加缓存芯片扩大微控制器自带缓存。采用高频率加速度芯片对其进行数据采集。采用孔型调试接口，相比于传统的针式接口，避免碰撞损坏针脚，同时孔式接口节省垂直空间。

27、1.本发明实施例采用了adxl372芯片，采集频率高。

28、2.在空间布置上，加速度芯片处于电路板的中心位置，电路板固定在壳体的中心位置，为此对冲击中产生的翻滚加速度记录误差小。

29、3.采用仿形壳体，可以更加真实的对作物的受力进行模仿。

30、4.采用蓝牙芯片进行控制信息传递，使得在使用过程中更加方便、可以实时监测电量，仿真使用过程中由于电量停机影响应用，同时可以针对不同的作物和不同时期的作物快速调节采集阈值。

31、5.电池采用可拆卸接口设计，可以快速更换，相比于不可拆卸式电池，不用充电后使用。

32、6.存储采用tf卡，当数据记录满后可以直接拿出tf卡，快速更换和读取，不需要额外的软件读取。

33、7.由于加有单独缓存芯片，提高了数据读写性能和速度，为高速采集提供了保障。

技术特征：

1.一种仿形电子碰撞检测记录系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的仿形电子碰撞检测记录系统，其特征在于，所述供电单元包括：电池、电池电源接口、第一线性稳压模块和第二线性稳压模块。

3.根据权利要求1所述的仿形电子碰撞检测记录系统，其特征在于，所述微控制器单元包括：微控制单元、有源晶振、外接缓存芯片和孔形调试接口。

4.根据权利要求1所述的仿形电子碰撞检测记录系统，其特征在于，所述数据采集单元为adxl372加速度芯片模块。

5.根据权利要求1所述的仿形电子碰撞检测记录系统，其特征在于，所述数据储存单元为tf卡槽模块。

6.根据权利要求1所述的仿形电子碰撞检测记录系统，其特征在于，所述通信单元为蓝牙模块。

7.一种仿形电子碰撞检测记录方法，其特征在于，包括：

8.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求7中所述的仿形电子碰撞检测记录方法。

9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时实现如权利要求7所述的仿形电子碰撞检测记录方法。

技术总结
本发明公开仿形电子碰撞检测记录系统、方法及设备，涉及传感器领域。数据采集单元获取三轴加速度数值；微控制器单元接收三轴加速度数值后，判读三轴加速度数值是否大于触发阈值；当数据储存单元中的三轴加速度数值累积超过第一预设阈值后，将全部的三轴加速度数值传导到微控制器单元中；微控制器单元再将全部的三轴加速度数值写入TF卡中进行存储；通信单元接收到上位机的调整触发阈值的第一控制信号；微控制器单元根据第一控制信号对触发阈值进行调整；外壳为根据测量不同根茎类作物而进行3D打印出的仿形外壳。本发明实现了作物的检测，能够混入作物流模拟作物，检测作物受到的冲击力，为碰撞检测提供手段，针对受力规律提供改进依据。

技术研发人员：张国忠,李子涵,凌高旻,刘婉茹,裴蕾,刘浩蓬,卫佳,吴擎,王双双,王洪昌,罗承铭
受保护的技术使用者：华中农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12