基于無線信號傳輸?shù)男D式噴頭性能測試系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于測試技術領域，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?shù)男D式噴頭性能測試系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 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。
[0003] 根據(jù)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(shù)。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(shù)，傳感器頻繁傳遞信號不易損壞?，F(xiàn)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(shù)據(jù)傳輸易發(fā)生網(wǎng) 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。
[0004]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(shù)據(jù)的真實性，增加了維 護費用和難度。

【發(fā)明內容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術中存在不足，本發(fā)明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(shù)據(jù)讀 取；并且根據(jù)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(shù)并完成水量分布圖的繪制。
[0006] 本發(fā)明是通過W下技術手段實現(xiàn)上述技術目的的。
[0007] 一種基于無線信號傳輸?shù)男D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(shù)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(shù)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(shù)翻斗靠近所述支架一側內部 嵌有磁鋼，所述計數(shù)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(shù)翻斗方；
[0009] 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(shù)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(shù)據(jù)；所述上位機部 分包括CC2530協(xié)調器與PC機，所述CC2530協(xié)調器與所述PC機相連，所述CC2530協(xié)調器 用于接收所述2. 4GHz吸盤天線發(fā)出的數(shù)據(jù)，所述PC機用于接收所述CC2530協(xié)調器傳遞的 數(shù)據(jù)。
[0010] 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(shù)翻斗位置相對 應。
[0011] 進一步，所述霍爾傳感器與所述磁鋼的水平距離為0. 1cm。
[0012] 進一步，所述底座上設有水平儀。
[0013] 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。
[0014] 進一步，所述CC2530程序采用TI公司Zigbee協(xié)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(xiàn)。
[0015] 在上述方案中，所述的雨量筒采用方格或徑向排布。
[0016] 本發(fā)明還包括一種基于無線信號傳輸?shù)男D式噴頭性能測試方法，包括如下步 驟：
[0017]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(wǎng)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?yún)R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(shù)翻斗，水由計數(shù)翻 斗進入漏水口后流出；
[0019] S3、磁鋼隨計數(shù)翻斗滑過霍爾傳感器，霍爾傳感器將計數(shù)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(shù)據(jù)；
[0020] S4XC2530協(xié)調器接收數(shù)據(jù)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(shù)和最佳組合間距系數(shù)，判斷噴頭性能。
[0021] 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(xié)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(shù)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(shù)。該CC2530作為終端存在于網(wǎng)絡中，在 CC2530接收到計數(shù)信號后將信息無線發(fā)送給作為協(xié)調器的另一塊CC2530巧片。終端無限 制存在于雨量筒中，而協(xié)調器唯一存在并通過串口與上位機相連W接收數(shù)據(jù)。
[0022] 接收數(shù)據(jù)后，軟件部分根據(jù)采集到的水量數(shù)據(jù)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(shù)、分布均勻系數(shù)和最佳組合間距系數(shù)，也可 進行組合噴頭頭水量分布預測。
[0023] 本發(fā)明的有益效果是：設計了一套基于無線傳輸?shù)膰姽嘈D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?shù)姆绞娇蒞同時發(fā)送接收幾百個點水量采集數(shù)據(jù)，可 w自由根據(jù)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(shù)據(jù)后可自動生成水 量分布S維圖像、均勻系數(shù)和最佳組合間距系數(shù)。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】
[0024]圖1為本發(fā)明所述的基于無線信號傳輸?shù)男D式噴頭性能測試系統(tǒng)的整體工作 不意圖。
[0025] 圖2為本發(fā)明所述的雨量筒和電子設備結構示意圖。
[0026] 圖3為本發(fā)明所述的磁鋼與霍爾傳感器局部放大示意圖。
[0027] 圖4為本發(fā)明所述的測試裝置工作流程圖。
[002引圖5為本發(fā)明所述的測試裝置工作流程圖。
[0029] 附圖標記說明如下：
[0030] 1-PC機，2-CC2530協(xié)調器，3-盛水漏斗，4-上翻斗，5-匯集漏斗，6-下翻斗，7-計 數(shù)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】
[0031] 下面結合附圖W及具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明的保護范圍并 不限于此。
[0032]圖1為本發(fā)明所述的基于無線信號傳輸?shù)男D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(xié)調器2與PC機1。
[0033] 圖2為本發(fā)明所述的雨量筒和電子設備結構示意圖，圖3為本發(fā)明所述的磁鋼與 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3;所述支