CN110823319A - 谷物量检测装置及谷物放置容器 - Google Patents

谷物量检测装置及谷物放置容器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种谷物量检测装置及谷物放置容器,信号发射模块、信号接收模块和信号处理模块;信号处理模块分别连接信号发射模块和信号接收模块,用于根据采集到的信号发射模块和信号接收模块的数据获得谷物量检测结果;信号发射模块与信号接收模块设置在谷物放置容器内部空间的顶部;信号发射模块的信号发射方向与信号接收模块的信号接收方向平行且相反;其中,信号发射方向竖直向下。上述谷物量检测装置中,信号发射模块竖直向下发射检测信号,经反射后由信号接收模块接收。其中,信号处理模块采集信号发射模块和信号接收模块的信号数据,根据发射与接收的信号数据获得谷物量检测结果。基于此,实现对各各种谷物放置容器的谷物量检测,方便用户准确了解谷物量信息。

Description

谷物量检测装置及谷物放置容器
技术领域
本发明涉及日用家电技术领域,特别是涉及一种谷物量检测装置及谷物放置容器。
背景技术
在仓储或日常生活中,往往需要确定谷物量,以便于生产或生活。然而,由于存储或放置大米的装置的特点,如不透光或面积过大等,结合大米的流动性,导致谷物量很难得到精确地判断,给生产生活带来不便。
发明内容
基于此,有必要针对在在生产生活中难以检测谷物量的缺陷,提供一种谷物量检测装置。
一种谷物量检测装置,包括信号发射模块、信号接收模块和信号处理模块;
信号处理模块分别连接信号发射模块和信号接收模块,用于根据采集到的信号发射模块和信号接收模块的数据获得谷物量检测结果;
信号发射模块与信号接收模块设置在谷物放置容器内部空间中谷物表面的上方;
信号发射模块的信号发射方向与信号接收模块的信号接收方向平行且相反。
上述谷物量检测装置中,信号发射模块竖直向下发射检测信号,经反射后由信号接收模块接收。其中,信号处理模块采集信号发射模块和信号接收模块的信号数据,根据发射与接收的信号数据获得谷物量检测结果。基于此,实现对各种谷物放置容器的谷物量检测,方便用户准确了解谷物量信息。
在其中一个实施例中,信号发射模块包括一个或多个发射子模块,信号接收模块包括一个或多个接收子模块;发射子模块与接收子模块一一对应;
信号处理模块分别连接发射子模块和接收子模块。
在其中一个实施例中,发射子模块为超声波发射电路,接收子模块为超声波接收电路。
在其中一个实施例中,发射子模块为红外发射管,接收子模块为红外接收管;
信号处理模块分别连接红外发射管和红外接收管;
红外发射管与红外接收管的水平距离小于等于预设距离。
在其中一个实施例中,预设距离为10cm。
在其中一个实施例中,信号处理模块包括MCU和外围电路;
外围电路包括第一电阻和第二电阻;
第一电阻的一端连接供电电源,另一端连接红外发射管的正极;
红外发射管的负极连接红外接收管的正极,并接地;
红外接收管的负极通过第二电阻连接供电电源;
红外接收管的负极连接MCU。
在其中一个实施例中,还包括储能模块;
储能模块作为供电电源,分别连接第一电阻和第二电阻。
在其中一个实施例中,还包括通信模块;
通信模块连接信号处理模块,用于向外发送谷物量检测结果。
在其中一个实施例中,还包括振动模块;
振动模块连接信号处理模块,并设置在谷物放置容器内部空间的底部。
本发明实施例还提供一种谷物放置容器,包括谷物放置容器壳体以及上述的谷物量检测装置;
谷物量检测装置设置在谷物放置容器壳体内部空间中谷物表面的上方。
上述谷物放置容器中,信号发射模块竖直向下发射检测信号,经反射后由信号接收模块接收。其中,信号处理模块采集信号发射模块和信号接收模块的信号数据,根据发射与接收的信号数据获得谷物量检测结果。基于此,实现对各各种谷物放置容器的谷物量检测,方便用户准确了解谷物量信息。
附图说明
图1为第一种实施方式的谷物量检测装置模块结构图;
图2为第二种实施方式的谷物量检测装置模块结构图;
图3为一实施方式的谷物量检测装置电路图;
图4为第三种实施方式的谷物量检测装置模块结构图;
图5为第四种实施方式的谷物量检测装置模块结构图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明的目的、技术方案以及技术效果,以下结合附图和实施例对本发明进行进一步的讲解说明。同时声明,以下所描述的实施例仅用于解释本发明,并不用于限定本发明
本发明实施例提供一种谷物量检测装置:
图1为第一种实施方式的谷物量检测装置模块结构图,如图1所示,谷物量检测装置包括信号发射模块100、信号接收模块101和信号处理模块102;
信号处理模块102分别连接信号发射模块100和信号接收模块101,用于根据采集到的信号发射模块100和信号接收模块101的信号数据获得谷物量检测结果;
其中,信号发射模块100发射信号,信号经大米表面反射后由信号接收模块101接收。
其中,信号发射模块100的信号数据包括发射数据。信号发射模块100的发射数据包括信号发射模块100的发射功率、发射强度、发射时长或等与发射信号相关联的数据。以信号发射模块100发射红外信号为例,发射数据可以是红外发射管的功率。
信号接收模块101的信号数据包括接收数据。信号接收模块101的接收数据包括信号接收模块100接收到的功率、强度或时长等与接收信号相关联的数据。以信号接收模块100接收红外信号为例,接收数据可以是红外接收管红外信号强度。
其中,信号处理模块102根据发射数据与接收数据,可以获得信号在发射与接收时的变化。进一步地,可根据信号在发射与接收时的变化,计算出信号发射模块100到大米表面的距离,或信号接收模块101到大米表面的距离。由已知的信号发射模块100到谷物放置容器底部的距离,或信号接收模块101到谷物放置容器底部的距离,结合以上距离,获得大米的厚度,并由已知的谷物放置容器的几何构型,计算出大米谷物量。
其中,谷物放置容器包括米箱或电饭煲内锅等用于放置大米的容器。
信号发射模块100与信号接收模块101设置在谷物放置容器内部空间中谷物表面的上方;
在其中一种实施方式中,信号发射模块100与信号接收模块101的设置水平高度相同,以便于信号处理。
信号发射模块100的信号发射方向与信号接收模块101的信号接收方向平行且相反。
在其中一个实施例中,信号发生模块100的信号发射方向竖直向下。
如图1所示,信号发射模块100的信号发射方向示意a竖直向下,信号接收模块101的信号接收方向示意b竖直向上,二者方向平行且相反。
图2为第二种实施方式的谷物量检测装置模块结构图,如图2所示,信号发射模块100包括多个发射子模块200,信号接收模块101包括多个接收子模块201;发射子模块200与接收子模块201一一对应;
其中,发射子模块200与接收子模块201一一对应,即在对应的发射子模块200和接收子模块201中,发射子模块200发射的信号由对应的接收子模块201接收。非对应发射子模块200与接收子模块201间不存在信号交互。如图2所示,发射信号a1的发射子模块200与接收到信号b1的接收子模块201对应,信号b1为a1的反射信号。同理,信号a2与b2均为对应的信号。
在其中一种实施方式中,不同发射子模块200发射的信号不同,包括信号的种类、强度、功率或频率不同等。发射子模块200发射出信号,对应的接收子模块201只接收相应类型的信号而排除其他类型的信号。基于此,实现不同发射子模块200与接收子模块201间的互不干扰。
信号处理模块102分别连接发射子模块200和接收子模块201。
其中,每个发射子模块200产生一组发射数据,对应的接收子模块201获得一组接收数据,信号处理模块102根据一组发射数据和一组接收数据获得一个谷物量检测结果。在多个发射子模块200和接收子模块201中,信号处理模块102会获得多组发射数据和多组接收数据,其中发射数据与接收数据一一对应。信号处理模块102根据多组发射数据和多组接收数据获得多个中间谷物量检测结果,并计算各中间谷物量检测结果的平均值,将该平均值输出为最终确定的谷物量检测结果。基于此,降低因大米表面不平整所带来的检测误差。
在其中一个实施例中,发射子模块200为超声波发射电路,接收子模块201为超声波接收电路。超声波发射电路竖直向下发射超声波信号,超声波信号经大米表面反射,有超声波接收电路接收。
在其中一个实施例中,发射子模块200为红外发射管,接收子模块201为红外接收管。红外发射管竖直向下发射红外信号,红外信号经大米表面反射,由红外接收管接收。
信号处理模块102分别连接红外发射管和红外接收管;
其中,红外发射管通电后开始工作,红外发射管发射红外线到大米表面,发射管以固定的功率进行红外线发射。其中,红外发射管与红外接收管设置在同一水平高度。
在其中一个实施例中,大米表面距离红外接收管越远,红外接收管所能接收到的红外线越少,反之距离越近接收到的红外线越多,信号处理模块102可根据接收到的红外线换算成红外接收管与大米表层的距离,进而计算谷物量。
红外发射管与红外接收管的水平距离小于等于预设距离。
红外发射管与红外接收管的水平距离小于等于预设距离,以消除大米表面不平对检测检测结果的影响。其中,预设距离的大小可根据红外发射管发射的红外线数量或功率等参数进行调整。一般地,预设距离为5cm到15cm之间。在其中一个实施例中,预设距离为10cm。
图3为一实施方式的谷物量检测装置电路图,如图3所示,信号处理模块102包括MCU300和外围电路301;
外围电路301包括第一电阻R1和第二电阻R2;
第一电阻R1的一端连接供电电源,另一端连接红外发射管D1的正极;
其中,供电电源为直流电源,红外发射管D1接通直流电后开始工作,第一电阻R1用于决定红外发射管D1的功率。其中,选用不同阻值的第一电阻R1或选用变阻器作为第一电阻R1,以便于用户通过第一电阻R1调整红外发射管D1的功率。
红外发射管D1的负极连接红外接收管D2的正极,并接地;
红外接收管D2的负极通过第二电阻R2连接供电电源;
红外接收管D2的负极连接MCU300。
其中,红外接收管D2的负极连接MCU300的电压检测口。
其中,红外接收管D2接收到红外线后反向导通,并根据接收到的红外线的数量产生与数量对应的导通电流。因此,在红外接收管D2在其两端产生基于导通电流的压降,红外接收管D2与第二电阻R2进行分压,并将其负极电压送入MCU,MCU监测连接点的电压,并根据电压算出红外接收管与大米表面的距离,进而获得谷物量检测结果。
在其中一个实施例中,当谷物放置容器为空的时候,红外接收管D2根据接收到的红外线传给MCU300并转换成AD值为0x10。往谷物放置容器里面加米,大米表面层慢慢升高,转换的AD值随距离的减小也慢慢变大并成线性关系谷物量需要根据AD值的变化进行测量,比如AD值为0x20时称得谷物量为100g,AD值为0x30时谷物量为200g,AD值为0x40时谷物量为300g,根据测量结果建立AD值与谷物量的对应表,从而作为检测谷物量的依据。
在其中一个实施例中,如图3所示,信号处理模块102还包括第三电阻R3,;
红外接收管D2的负极通过第三电阻R3连接MCU300。
其中,第三电阻R3起保护MCU300的电压检测口的作用。
在其中一个实施例中,如图3所示,还包括储能模块302;
储能模块302作为供电电源,分别连接第一电阻R1和第二电阻R2。
在其中一个实施例中,储能模块302还连接MCU300的供电端,为MCU300提供供电。其中,通过谷物量检测装置自带的储能模块302,实现谷物量检测装置的一体化与小型化。
在其中一个实施例中,储能模块302包括蓄电池组、锂电池组或干电池组。具体地,可根据谷物放置容器的特点,进行储能模块302的灵活选型。其中,储能模块302的选型可根据谷物放置容器的类型决定,在大型谷物放置容器中,可选用蓄电池组。反之,锂电池组或干电池组。
图4为第三种实施方式的谷物量检测装置模块结构图,如图4所示,还包括通信模块400;
通信模块400连接信号处理模块102,用于向外发送谷物量检测结果。
其中,通信模块400获取信号处理模块的谷物量检测结果,并将谷物量检测结果向外发送至与通信模块4001相连接的用户设备,以便于用户通过设备,方便直观地查看谷物量检测结果。
其中,通信模块400包括有线通信模块或无线通信模块。有线通信模块包括RS232通信模块或USB通信模块等。无线通信模块包括wifi通信模块、蓝牙通信模块或GPRS通信模块等。
图5为第四种实施方式的谷物量检测装置模块结构图,如图5所示,还包括振动模块500;
振动模块500连接信号处理模块102,并设置在谷物放置容器内部空间的底部。
其中,振动模块500连接信号处理模块102,根据信号处理模块102发送的控制信号进行启动或关闭。其中,振动模块500设置在谷物放置容器的底部,在启动后,产生振动,以使大米表面随振动趋于平整,以降低谷物量检测结果的误差。
在其中一个实施例中,振动模块500包括振动电机。振动电机工作后产生振动,以平整大米表面。其中,振动电机的选型可根据谷物放置容器的类型决定,在大型谷物放置容器中,可选用大型振动电机。反之,可选用微型振动电机。
上述谷物量检测装置中,信号发射模块100竖直向下发射检测信号,经反射后由信号接收模块101接收。其中,信号处理模块102采集信号发射模块和信号接收模块的信号数据,根据发射与接收的信号数据获得谷物量检测结果。基于此,实现对各种谷物放置容器的谷物量检测,方便用户准确了解谷物量信息。
本发明实施例还提供一种谷物放置容器:
谷物放置容器包括谷物放置容器壳体以及上述的谷物量检测装置;
谷物量检测装置设置在谷物放置容器壳体内部空间中谷物表面的上方。
在其中一个实施例中,谷物放置容器壳体为密闭空间,谷物量检测装置可设置在谷物放置容器壳体内部空间的顶部。
在其中一个实施例中,谷物放置容器壳体为顶部开放的壳体,谷物量检测装置可设置在谷物放置容器壳体的内侧壁。
上述谷物放置容器中,信号发射模块竖直向下发射检测信号,经反射后由信号接收模块接收。其中,信号处理模块采集信号发射模块和信号接收模块的信号数据,根据发射与接收的信号数据获得谷物量检测结果。基于此,实现对各各种谷物放置容器的谷物量检测,方便用户准确了解谷物量信息。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种谷物量检测装置,其特征在于,包括信号发射模块、信号接收模块和信号处理模块;
所述信号处理模块分别连接所述信号发射模块和所述信号接收模块,用于根据采集到的所述信号发射模块和所述信号接收模块的信号数据获得谷物量检测结果;
所述信号发射模块与所述信号接收模块设置在谷物放置容器内部空间中谷物表面的上方;
所述信号发射模块的信号发射方向与所述信号接收模块的信号接收方向平行且相反。
2.根据权利要求1所述的谷物量检测装置,其特征在于,所述信号发射模块包括多个发射子模块,所述信号接收模块包括多个接收子模块;所述发射子模块与所述接收子模块一一对应;
所述信号处理模块分别连接所述发射子模块和所述接收子模块。
3.根据权利要求2所述的谷物量检测装置,其特征在于,所述发射子模块为超声波发射电路,所述接收子模块为超声波接收电路。
4.根据权利要求2所述的谷物量检测装置,其特征在于,所述发射子模块为红外发射管,所述接收子模块为红外接收管;
所述信号处理模块分别连接所述红外发射管和所述红外接收管;
所述红外发射管与所述红外接收管的水平距离小于等于预设距离。
5.根据权利要求4所述的谷物量检测装置,其特征在于,所述预设距离为10cm。
6.根据权利要求4所述的谷物量检测装置,其特征在于,所述信号处理模块包括MCU和外围电路;
所述外围电路包括第一电阻和第二电阻;
所述第一电阻的一端连接供电电源,另一端连接所述红外发射管的正极;
所述红外发射管的负极连接所述红外接收管的正极,并接地;
所述红外接收管的负极通过所述第二电阻连接供电电源;
所述红外接收管的负极连接所述MCU。
7.根据权利要求6所述的谷物量检测装置,其特征在于,还包括储能模块;
所述储能模块作为所述供电电源,分别连接所述第一电阻和第二电阻。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的谷物量检测装置,其特征在于,还包括通信模块;
所述通信模块连接所述信号处理模块,用于向外发送所述谷物量检测结果。
9.根据权利要求1至7任意一项所述的谷物量检测装置,其特征在于,还包括振动模块;
所述振动模块连接所述信号处理模块,并设置在所述谷物放置容器内部空间的底部。
10.一种谷物放置容器,其特征在于,包括谷物放置容器壳体以及如权利要求1至9任意一项所述的谷物量检测装置;
所述谷物量检测装置设置在所述谷物放置容器壳体内部空间中谷物表面的上方。
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