本发明专利技术提供了一种基于无线信号传输的旋转式喷头性能测试系统，属于测试技术领域；通过将雨量筒与霍尔传感器结合使用，采用Zigbee无线通讯技术，占用2.4GHz公共频道，无费用无干扰，易于移动，传感器采用霍尔传感器可靠度高不易损坏，可同时满足几百个点的数据读取；并且根据旋转式喷头水量分布测试内容，基于Matlab的GUI设计了相应的配套分析软件，能实时动态计算相关参数并完成水量分布图的绘制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于测试
，设及农业喷灌旋转式喷头的水量分布测试，特指基于 无线信号传输的旋转式喷头性能测试系统。
技术介绍
喷灌可有效节约水资源，是节水灌概的主要形式。喷头是喷灌的关键设备，喷头的 水量分布性能是喷灌规划的重要指标。 根据GB/T19795. 1-2005《农业灌概设备旋转式喷头第1部分；结构和运行要 求》，旋转式喷头的性能测试需测量在一定工作压力下的流量、水量分布、射程等参数。通 常，雨量筒W方格或径向分布在整个测试场地上，测量喷头有效喷洒直径时，要求雨量筒间 距为0. 5m，而只测量水量分布时，雨量筒的间隔需按喷头有效喷洒直径的不同，取Im或2m， 测量点至少几十个，甚至多达几百个，试验持续时间不小于1小时。该就要求雨量筒易于移 动，方便读数，传感器频繁传递信号不易损坏。现有的雨量筒多用于气象观测方面，如中国 专利CN202433541U公开了一种基于GSM通信技术的无线雨量筒，主要用于气象点观测，气 象点之间的距离比较远，但如果同时测量相隔较近的几百个点时，大量数据传输易发生网 络拥堵，而且GSM的运行依赖于通信厂商，运行成本过高，不适用于旋转式喷头的水量分布 测试。目前的双翻斗雨量筒采用的是干黃管作为雨量传感器，从使用情况来看，干黃管 故障率比较高，主要原因是干黃管失效（包括干黃管常开或常闭）、双黃片吸合移位和突发 异常的零星或高值水量，该些故障都存在隐蔽性，严重影响了试验数据的真实性，增加了维 护费用和难度。
技术实现思路
针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种雨量筒采用Zigbee无线通讯技术， 占用2. 4GHz公共频道，无费用无干扰，易于移动，传感器采用霍尔传感器稳定性高，寿命远 高于干黃管，几乎不会损坏，适合在水量分布试验中使用，可同时满足几百个点的数据读 取；并且根据旋转式喷头水量分布测试内容，基于Matlab的GUI设计了相应的配套分析软 件，能实时动态计算相关参数并完成水量分布图的绘制。 本专利技术是通过W下技术手段实现上述技术目的的。 一种基于无线信号传输的旋转式喷头性能测试系统，所述测试系统包括雨量筒和 测试装置；[000引所述雨量筒包括主体支架、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顶端一侧，所述盛水漏斗下方依次设有上翻斗、汇集漏斗、下翻斗和计 数翻斗，所述汇集漏斗与所述支架为固定连接，所述上翻斗、下翻斗和计数翻斗与所述支架 为活动连接，所述下翻斗两端底面设有向下的尖杆；所述计数翻斗靠近所述支架一侧内部 嵌有磁钢，所述计数翻斗两端底部通过管与外部连通，所述底座上设有漏水口，所述漏水口 位于所述计数翻斗方； 所述测试装置包括电子设备和上位机部分；所述电子设备包括主控电路盒、裡电 池、2. 4GHz吸盘天线和霍尔传感器，所述主控电路盒与霍尔传感器和裡电池相连，所述主控 制盒内设有CC2530最小系统，所述霍尔传感器用于将计数过程转换为脉冲信号传送至主 控电路，所述主控电路盒与所述2. 4GHz吸盘天线相连，用于传送无线数据；所述上位机部 分包括CC2530协调器与PC机，所述CC2530协调器与所述PC机相连，所述CC2530协调器 用于接收所述2. 4GHz吸盘天线发出的数据，所述PC机用于接收所述CC2530协调器传递的 数据。 所述霍尔传感器固定在所述支架上，所述霍尔传感器与所述计数翻斗位置相对 应。 进一步，所述霍尔传感器与所述磁钢的水平距离为0. 1cm。 进一步，所述底座上设有水平仪。 进一步，所述裡电池为3. 7V，所述吸盘天线的接口采用SMA接口。 进一步，所述CC2530程序采用TI公司Zigbee协议找 ZStack-CC2530-2. 3. 0-1. 4. 0完成，所述上位机采用Matl油的GUI编程实现。 在上述方案中，所述的雨量筒采用方格或径向排布。 本专利技术还包括一种基于无线信号传输的旋转式喷头性能测试方法，包括如下步 骤：S1、将雨量筒按径向或方格排布，使用水平仪调节雨量筒水平，打开裡电池开关， 确认网络构建成功后打开喷头；[001引 S2、水经盛水漏斗汇集减速后流入上翻斗，所述上翻斗翻转使水流入汇集漏斗进 行二次汇集减速，水经汇集漏斗流入下翻斗，下翻斗底部的尖杆击打计数翻斗，水由计数翻 斗进入漏水口后流出； S3、磁钢随计数翻斗滑过霍尔传感器，霍尔传感器将计数过程转换为脉冲信号传 送给主控制电路，主控制电路通过2. 4GHz吸盘天线传送无线数据； S4XC2530协调器接收数据并通过串口发送给PC机，PC机在试验结束后自动计算 克里斯琴森均匀系数和最佳组合间距系数，判断喷头性能。 电子设备包含终端CC2530模块，内有CC2530最小系统，外接霍尔传感器信号线和 3. 7V裡电池。2.4GHz吸盘天线通过漏水口引信号线与CC2530链接。上位机部分CC2530 协调器与PC机通过串口相连。雨量筒部分W双翻斗雨量筒作为基础，在计数翻斗侧嵌入 磁钢，并在相应位置固定霍尔传感器，每次满一斗的雨量翻斗进行翻转，磁钢划过霍尔传感 器，霍尔传感器发出脉冲信号被CC2530接收并计数。该CC2530作为终端存在于网络中，在 CC2530接收到计数信号后将信息无线发送给作为协调器的另一块CC2530巧片。终端无限 制存在于雨量筒中，而协调器唯一存在并通过串口与上位机相连W接收数据。 接收数据后，软件部分根据采集到的水量数据W及不同的使用需求，可生成水量 分布=维图像并自动计算克里斯琴森均匀系数、分布均匀系数和最佳组合间距系数，也可 进行组合喷头头水量分布预测。 本专利技术的有益效果是：设计了一套基于无线传输的喷灌旋转喷头可移动多点水量 分布测试系统，该系统采用无线传输的方式可W同时发送接收几百个点水量采集数据，可 w自由根据喷头情况方便布置雨量筒位置，上位机在接收各点雨量筒数据后可自动生成水 量分布S维图像、均匀系数和最佳组合间距系数。解决了W往测量系统无法多点接收自由 移动，费时费力，不能预测喷头组合情况的缺点。【附图说明】图1为本专利技术所述的基于无线信号传输的旋转式喷头性能测试系统的整体工作 不意图。 图2为本专利技术所述的雨量筒和电子设备结构示意图。 图3为本专利技术所述的磁钢与霍尔传感器局部放大示意图。 图4为本专利技术所述的测试装置工作流程图。[002引图5为本专利技术所述的测试装置工作流程图。 附图标记说明如下： 1-PC机，2-CC2530协调器，3-盛水漏斗，4-上翻斗，5-汇集漏斗，6-下翻斗，7-计 数翻斗，8-漏水口，9-底座，10-水平仪，11-支架，12-主控制盒，13-裡电池，14-2. 4GHz吸 盘天线，15-磁钢，16-霍尔传感器，17-雨量筒。【具体实施方式】 下面结合附图W及具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并 不限于此。图1为本专利技术所述的基于无线信号传输的旋转式喷头性能测试系统的整体工作 示意图，包括雨量筒17和测试装置，所述测试装置包括电子设备和上位机部分，所述上位 机部分包括CC2530协调器2与PC机1。 图2为本专利技术所述的雨量筒和电子设备结构示意图，图3为本专利技术所述的磁钢与 霍尔传感器局部放大示意图，所述雨量筒17包括主体支架11、底座9和盛水漏斗本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于无线信号传输的旋转式喷头性能测试系统，其特征在于，所述测试系统包括雨量筒(17)和测试装置；所述雨量筒(17)包括主体支架(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)顶端一侧，所述盛水漏斗(3)下方依次设有上翻斗(4)、汇集漏斗(5)、下翻斗(6)和计数翻斗(7)，所述汇集漏斗(5)与所述支架(11)为固定连接，所述上翻斗(4)、下翻斗(6)和计数翻斗(7)与所述支架(11)为活动连接，所述下翻斗(6)两端底面设有向下的尖杆；所述计数翻斗(7)靠近所述支架(11)一侧内部嵌有磁钢(15)，所述计数翻斗(7)两端底部通过管与外部连通，所述底座(9)上设有漏水口(8)，所述漏水口(8)位于所述计数翻斗(7)下方；所述测试装置包括电子设备和上位机部分；所述电子设备包括主控电路盒(12)、锂电池(13)、2.4GHz吸盘天线(14)和霍尔传感器(16)，所述主控电路盒(12)与霍尔传感器(16)和锂电池(13)相连，所述主控制盒(12)内设有CC2530最小系统，所述霍尔传感器(16)用于将计数过程转换为脉冲信号传送至主控电路，所述主控电路盒(12)与所述2.4GHz吸盘天线(14)相连，用于传送无线数据；所述上位机部分包括CC2530协调器(2)与PC机(1)，所述CC2530协调器(2)与所述PC机(1)相连，所述CC2530协调器(2)用于接收所述2.4GHz吸盘天线(14)发出的数据，所述PC机(1)用于接收所述CC2530协调器(2)传递的数据。所述霍尔传感器(16)固定在所述支架(11)上，所述霍尔传感器(16)与所述计数翻斗(7)位置相对应。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：汤跃，李晨，赵进，汤玲迪，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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