一种高精度低功耗烟叶水分含量监测仪制造技术

本发明专利技术公开了一种高精度低功耗烟叶水分含量监测仪及其工作过程，包括主机外壳、显示器、天线、电池、电池压板、主控电路板、时钟、单片机、通信模块、法兰盘、延长管、传感器电路板、电容传感器T型圆基座、温湿度传感器、高精度电容测量芯片。本发明专利技术设计合理，高精度低功耗烟叶水分含量监测仪采用自制的圆筒形电容传感器，加上高精度电容测量芯片，使用单片机作为控制中心，利用低功耗无线传输技术的数据传输模块，保证良好的烟叶水分含量测量精度，运行安全稳定，设备功耗小，能在实际使用环境中的长续航使用。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度低功耗烟叶水分含量监测仪
本专利技术涉及一种烟叶水分含量监测仪，具体是一种高精度低功耗烟叶水分含量监测仪及其工作过程，属于烟叶监测应用

技术介绍
烟叶是卷烟工业中的主要原料，它的质量好坏直接影响到企业的经济效益。烟叶需要通过长时间(1-3年)存储进行自然醇化，使其物理性质及化学成分等产生一系列变化，从而达到适合生产卷烟的品质要求。由于烟叶吸湿性很强，在仓储过程中主要存在虫害、霉变等不利因素，烟叶中的水分含量影响其弹性、韧性、填充性和燃烧性等物理特性，最终影响其香气、吸味、外观质量等，因此对于烟草水分的监测是十分必要，故在存储过程中控制烟叶水分含量尤其重要，它将直接影响烟叶自然醇化的效果。综上所述，烟叶含水率的多少不仅影响烟叶加工质量的优劣，还影响着烟叶原料的损耗，因此为确保烟叶的安全性，在分级收购、复烤加工、仓储贮存和运输时都要严格控制烟叶的水分含量。烟叶在仓库里一般以烟包堆垛的方式储存，不便于拆包检测，烘箱法等手段采样过程复杂、测量周期长，无法长期定时进行大面积测量，而传统的水分测量法(例如中子法、微波法、红外法、核磁共振法等)都体积大、成本高、操作不便，无法大面积部署监测，目前国内外几乎还没有满足测量精度要求的小型电容式烟叶水分监测仪器，因此烟叶仓库中烟叶水分的监测主要依靠人工经验判断和定期少量抽样，无法准确监测烟叶的变化情况。因此，针对上述问题提出一种高精度低功耗烟叶水分含量监测仪。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种高精度低功耗烟叶水分含量监测仪。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的，一种高精度低功耗烟叶水分含量监测仪，包括主机外壳(1)、检测组件和主控组件，所述主机外壳(1)背面通过法兰盘(7)与延长管(8)一端相互固定连接，且延长管(8)另一端端口内安装有电容传感器T型圆基座(10)的大径端；所述检测组件包括电容传感器内外筒探头(11、12)、电容传感器T型圆基座(10)、高精度电容测量芯片(901)、温湿度传感器(902)、传感器电路板(9)，所述传感器电路板安装在电容传感器T型圆基座(10)的大径端凹面结构内，所述电容传感器内筒探头(11)和电容传感器外筒探头(12)均通过传感器电路板(9)上对应电路与高精度电容测量芯片(901)电性控制连接，所述温湿度传感器(902)电性安装在传感器电路板上对应电路电接处，所述电容传感器内筒探头(11)位于电容传感器T型圆基座(10)的小径柱筒内，所述电容传感器外筒探头(12)位于电容传感器T型圆基座(10)的小径柱筒外；所述主控组件包括主控电路板、时钟、单片机和通信模块，所述时钟与主控电路板一侧对应电接处相互电性连接，所述单片机与主控电路板中部对应电接处相互电性连接，所述通信模块与主控电路板中部对应电接处相互电性连接，所述主控电路板通过导线与传感器电路板相互电性连接。优选的，所述主控电路板安装在主机外壳(1)内，且主机外壳(1)前端面安装有显示器，所述显示器通过排线与主控电路板对应电接处相互电性连接。优选的，所述主机外壳(1)内设置有电池压板，且电池压板与主机外壳(1)内对应侧壁之间固定有电池。优选的，所述电容传感器T型圆基座(10)的小径柱内部紧密安装电容传感器内筒探头(11)且电容传感器内筒探头(11)环形面开设有若干个细孔结构，所述电容传感器T型圆基座(10)的小径柱外部紧密安装电容传感器外筒探头(12)且电容传感器外筒探头(12)环形面开设有若干个细孔结构。优选的，所述传感器电路板(9)上对应电路分别与电容传感器内筒探头(11)、电容传感器外筒探头(12)对应的导线电性控制连接，且与温湿度传感器(902)电性控制连接。优选的，所述通信模块通过对应的导线及传感器电路板(9)上对应电路与天线(3)电性连接，且天线(3)安装在主机外壳(1)内对应位置处。优选的，一种高精度低功耗烟叶水分含量监测仪的工作过程，所述工作过程包括系统初始化、外设初始化、网络初始化、测量数据和发送数据，具体如下步骤：(1)系统初始化：时钟、GPIO、定时器、串口、I2C、SPI等系统接口初始化，串口采用DMA方式通信，速率为115200波特率，开启定时器。(2)外设初始化：电源管理芯片初始化，开启LDO，初始化FLASH和FRAM，装载PCAP01固件到RAM，读取温湿度传感器SHT3X的ID。(3)网络初始化：获取CCID，检查M5311的网络附着状态，若未附着，则尝试再次附着，若连续查询3次未附着网络，则关闭M5311，等待下次再连接；若附着成功，则以UDP方式连接服务器，建立连接标志。(4)测量数据：开启LDO，初始化相应I2C接口，读取温湿度传感器SHT3X的ID，装载PCAP01固件到运行内存RAM，配置参数，延时2.5秒，读取电容值，读取温湿度，读取时间，把数据以一定格式写入FLASH中，标定写入的位置。(5)发送数据：唤醒中断到来，在连接标志位为Ture时，从FLASH中读取数据，根据读写指针的距离计算出此次发送的是单帧还是多帧数据，读取信号质量，与其他数据(CCID、设备ID、固件版本、IP等)组合成通信协议帧，发送给服务器，等待接收服务器的若收到ACK，则标定下一帧发送位置，若超时仍没收到若收到ACK，则不进行操作，关闭LDO设定下一次唤醒的时间，并进入低功耗休眠状态，直到唤醒时刻到来，进行下一次的读取数据与发送数据，反复循环。本专利技术的有益效果是：该监测仪的电容传感器采用自制的圆筒形电容传感器，加上高精度温湿度传感器，采用单片机作为控制中心，利用低功耗无线传输技术的数据传输模块，保证良好的测量精度、安全性、稳定性，降低了监测设备的功耗，保证设备在实际使用环境中的长续航使用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术整体内部结构示意图；图2为本专利技术整体结构的立体图；图3为本专利技术主控组件结构示意图；图4为本专利技术检测组件结构示意图；图5为本专利技术传感器电路板结构示意图图6为本专利技术工作过程的系统总流程图；图7为本专利技术工作过程的网络连接流程图；图8为本专利技术工作过程的测量流程图；图9为本专利技术工作过程的发送数据流程图。图中：1、主机外壳，2、显示器，3、天线，4、电池，5、电池压板，6、主控电路板，601、时钟，602、单片机，603、通信模块，7、法兰盘，8、延长管，9、传感器电路板，901、高精度电容测量芯片，902、温湿度传感器，10、电容传感器T型圆基座，11、电容传感器内筒探头，12、电容传感器外筒探头。具体实施方式为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度低功耗烟叶水分含量监测仪，其特征在于：包括主机外壳(1)、检测组件和主控组件，所述主机外壳(1)背面通过法兰盘(7)与延长管(8)一端相互固定连接，且延长管(8)另一端端口内安装有电容传感器T型圆基座(10)的大径端；/n所述检测组件包括电容传感器T型圆基座(10)、传感器电路板(9)、温湿度传感器(902)、高精度电容测量芯片(901)、电容传感器内筒探头(11)、电容传感器外筒探头(12)，所述传感器电路板(9)安装在电容传感器T型圆基座(10)的大径端端面凹面结构内，所述电容传感器内筒探头(11)和电容传感器外筒探头(12)均通过传感器电路板(9)上对应电路与高精度电容测量芯片(901)电性控制连接，所述温湿度传感器(902)电性安装在传感器电路板(9)上对应电路电接处，所述电容传感器内筒探头(11)位于电容传感器T型圆基座(10)的小径柱筒内，所述电容传感器外筒探头(12)位于电容传感器T型圆基座(10)的小径柱筒外；/n所述主控组件包括主控电路板(6)、时钟(601)、单片机(602)和通信模块(603)，所述时钟(601)与主控电路板(6)一侧对应电接处相互电性连接，所述单片机(602)与主控电路板(6)中部对应电接处相互电性连接，所述通信模块(603)与主控电路板(6)中部对应电接处相互电性连接，所述主控电路板(6)通过导线与传感器电路板(9)相互电性连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高精度低功耗烟叶水分含量监测仪，其特征在于：包括主机外壳(1)、检测组件和主控组件，所述主机外壳(1)背面通过法兰盘(7)与延长管(8)一端相互固定连接，且延长管(8)另一端端口内安装有电容传感器T型圆基座(10)的大径端；
所述检测组件包括电容传感器T型圆基座(10)、传感器电路板(9)、温湿度传感器(902)、高精度电容测量芯片(901)、电容传感器内筒探头(11)、电容传感器外筒探头(12)，所述传感器电路板(9)安装在电容传感器T型圆基座(10)的大径端端面凹面结构内，所述电容传感器内筒探头(11)和电容传感器外筒探头(12)均通过传感器电路板(9)上对应电路与高精度电容测量芯片(901)电性控制连接，所述温湿度传感器(902)电性安装在传感器电路板(9)上对应电路电接处，所述电容传感器内筒探头(11)位于电容传感器T型圆基座(10)的小径柱筒内，所述电容传感器外筒探头(12)位于电容传感器T型圆基座(10)的小径柱筒外；
所述主控组件包括主控电路板(6)、时钟(601)、单片机(602)和通信模块(603)，所述时钟(601)与主控电路板(6)一侧对应电接处相互电性连接，所述单片机(602)与主控电路板(6)中部对应电接处相互电性连接，所述通信模块(603)与主控电路板(6)中部对应电接处相互电性连接，所述主控电路板(6)通过导线与传感器电路板(9)相互电性连接。


2.根据权利要求1所述的一种高精度低功耗烟叶水分含量监测仪，其特征在于：所述主控电路板(6)安装在主机外壳(1)内，且主机外壳(1)前端面安装有显示器(2)，所述显示器(2)通过排线与主控电路板(6)对应电接处相互电性连接。


3.根据权利要求1所述的一种高精度低功耗烟叶水分含量监测仪，其特征在于：所述主机外壳(1)内设置有电池压板(5)，且电池压板(5)与主机外壳(1)内对应侧壁之间固定有电池(4)。


4.根据权利要求1所述的一种高精度低功耗烟叶水分含量监测仪，其特征在于：所述电容传感器T型圆基座(10)的小径柱内部紧密安装电容传感器内筒探头(11),且电容传感器内筒探头(11)环形面开设有若干个细孔结构,所述电容传感器T型圆基座(10)的小径柱外部紧密安装电容传感器外筒探头(12),且电容传感器外...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤强，
申请(专利权)人：常州恒观智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32