一种钵苗移栽栽深监测系统技术方案

一种钵苗移栽栽深监测系统，包括钵苗位置探测单元、探地雷达、电磁波频率控制模块、处理器以及显示及报警模块，探地雷达的发射天线通过通信电缆线与电磁波频率控制模块连接，电磁波频率控制模块的信号输出端与处理器的信号输入端连接，处理器的信号输出端与显示器及报警模块连接，钵苗位置探测单元的信号输出端与处理器的信号输入端连接。本实用新型专利技术有益效果：利用探地雷达发射的电磁波探测移栽钵苗根部入土深度信息，解决了传统方法上移栽栽深检测破坏移栽作业质量甚至伤苗的问题，克服了利用土壤剖面法检测钵苗栽植深度的非实时性，优化了栽植深度的检测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种钵苗移栽栽深监测系统
本技术涉及移栽机械化检测
，具体地说是一种钵苗移栽栽深监测系统。
技术介绍
在移栽机械化进程中，移栽向着高速、高效、高稳定性的技术方向发展，决定移栽质量的主要包括钵苗移栽直立度、栽深等关键因素。目前国内已有的移栽机大部分通过机械式调节覆土镇压轮来实现对栽深的控制，并且没有一种可靠的检测栽植深度及直立度的系统来指导机械的调节范围。因此，若要控制移栽作业质量，必须要对栽深及直立度信息进行检测并参数化处理，为现有的移栽机移栽质量的优化提供必要的技术支撑。在钵苗栽深的测量方法中，传统的采用视窗法、土壤剖面法来测量栽植深度，但此类方法并不适用于移栽的应用背景。对栽深控制已有的研究中，大部分采用机构仿形的方式来测量栽深，例如中国专利CN105794374A提出了一种栽植深度调控装置，通过平行四边形及锥齿轮机构的设计，实现对栽植过程中地面的仿形机栽植器栽植深度的调节，但调节范围及控制精度较为模糊，并且不能够实时监测钵苗根系的栽植深度。专利号为CN105684615A提出一种移栽深度实时监测机构，其采用轻质滑杆与传感器的结合进行探测钵苗的栽植深度，但测量效果不能够保证精确，容易产生误差。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种钵苗移栽栽深监测系统，解决现有技术中存在的移栽钵苗栽植深度不能够精确测量导致移栽作业质量下降的问题。本技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种钵苗移栽栽深监测系统，包括设置于移栽机覆土镇压轮上方用于提供钵苗位置信息的钵苗位置探测单元，用于检测栽植钵苗入土深度的探地雷达，用于控制探地雷达的电磁波发射频率的电磁波频率控制模块、处理器以及显示及报警模块，探地雷达的发射天线通过通信电缆线与电磁波频率控制模块连接，电磁波频率控制模块的信号输出端与处理器的信号输入端连接，处理器的信号输出端与显示器及报警模块连接，钵苗位置探测单元的信号输出端与处理器的信号输入端连接。本技术所述钵苗位置探测单元由光电传感器阵列及信号调理电路组成雷达一维测线，设置于移栽机的一对覆土镇压轮的上方，当钵苗通过一对覆土镇压轮之间的覆土镇压通道时，光电传感器检测到钵苗信号，确定雷达一维测线的位置。本技术所述探地雷达的发射天线和接收天线并行固定设置于移栽机覆土镇压轮的后侧上方位置。本技术所述探地雷达的接收天线包括雷达数据采集卡以及用于数据传输的RS232通信接口及RS485通信接口。本技术的有益效果是：本技术利用探地雷达发射的电磁波探测移栽钵苗根部入土深度信息，解决了传统方法上移栽栽深检测破坏移栽作业质量甚至伤苗的问题，克服了利用土壤剖面法检测钵苗栽植深度的非实时性，优化了栽植深度的检测精度，提升了栽深检测的作业效果，保护了移栽作业质量。附图说明图1为本技术钵苗移栽栽深监测系统的结构框架图。具体实施方式如图所示，一种钵苗移栽栽深监测系统，包括设置于移栽机覆土镇压轮上方用于提供钵苗位置信息的钵苗位置探测单元，用于检测栽植钵苗入土深度的探地雷达，用于控制探地雷达的电磁波发射频率的电磁波频率控制模块、处理器以及显示及报警模块，探地雷达的发射天线通过通信电缆线与电磁波频率控制模块连接，电磁波频率控制模块的信号输出端与处理器的信号输入端连接，处理器的信号输出端与显示器及报警模块连接，钵苗位置探测单元的信号输出端与处理器的信号输入端连接，处理器根据钵苗栽植深度值得预设标准值以及探地雷达探测的钵苗栽植深度值进行比较并实现栽深不合格报警显示及控制鸭嘴栽植器深度调节动作。本技术所述钵苗位置探测单元由光电传感器阵列及信号调理电路组成雷达一维测线，设置于移栽机的一对覆土镇压轮的上方，当钵苗通过一对覆土镇压轮之间的覆土镇压通道时，光电传感器检测到钵苗信号，确定雷达一维测线的位置。本技术所述探地雷达的发射天线和接收天线并行固定设置于移栽机覆土镇压轮的后侧上方位置。本技术所述探地雷达的接收天线包括雷达数据采集卡以及用于数据传输的RS232通信接口及RS485通信接口。本技术工作过程：钵苗位置探测单元设置于移栽机的一对覆土镇压轮的上方，探测钵苗的位置信息，当钵苗通过一对覆土镇压轮之间的覆土镇压通道时，光电传感器检测到钵苗信号并将该信号传递至处理器，处理器将信息传递给探地雷达，探地雷达发射电磁波监测钵苗的栽植深度，并将信息传递至处理器，处理器对钵苗栽植深度进行判断并通过显示器显示，如果不合格，通过报警模块报警显示。本技术监测原理：由于移栽钵苗基质通常由草炭、蛭石、珍珠岩、幼苗根系四种成分组成，在栽植完成后，钵苗表面覆土的土壤为沙粒、土壤基质等组成。而探地雷达发射的电磁波依次要经过空气、土壤、钵苗基质三种介质。不同的介质电磁波介电常数不同，对于探地雷达发射的电磁波吸收及反射率不同，通过不同介质后，探地雷达接收端收到的回波信号场强值不同，通过对回波信号的分析并通过算法屏蔽移栽过程中偶然的尘土浓度污染对雷达电磁回波信号的干扰，获取初始电磁波场强信号及最终的电磁波耗散回波场强终值信号，通过对电磁波在介质中能量漫散特性与距离因素的分析，确定栽植钵苗在覆土后在土壤层中的栽植深度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钵苗移栽栽深监测系统，其特征在于：包括设置于移栽机覆土镇压轮上方用于提供钵苗位置信息的钵苗位置探测单元，用于检测栽植钵苗入土深度的探地雷达，用于控制探地雷达的电磁波发射频率的电磁波频率控制模块、处理器以及显示及报警模块，探地雷达的发射天线通过通信电缆线与电磁波频率控制模块连接，电磁波频率控制模块的信号输出端与处理器的信号输入端连接，处理器的信号输出端与显示器及报警模块连接，钵苗位置探测单元的信号输出端与处理器的信号输入端连接。

【技术特征摘要】
1.一种钵苗移栽栽深监测系统，其特征在于：包括设置于移栽机覆土镇压轮上方用于提供钵苗位置信息的钵苗位置探测单元，用于检测栽植钵苗入土深度的探地雷达，用于控制探地雷达的电磁波发射频率的电磁波频率控制模块、处理器以及显示及报警模块，探地雷达的发射天线通过通信电缆线与电磁波频率控制模块连接，电磁波频率控制模块的信号输出端与处理器的信号输入端连接，处理器的信号输出端与显示器及报警模块连接，钵苗位置探测单元的信号输出端与处理器的信号输入端连接。2.根据权利要求1所述的一种钵苗移栽栽深监测系统，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：金鑫，李明勇，姬江涛，杜新武，张海洋，庞靖，马淏，邱兆美，赵凯旋，杨林辉，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：新型
国别省市：河南,41