CN214067663U - 一种田间作物表型监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种田间作物表型监控系统，包括表型平台，表型平台固定于移动机构上，移动机构包括支撑架、驱动电机、移动轮，驱动电机还与电机驱动器电连，驱动电机和电机驱动器均与电池电连；电机驱动器与单片机控制终端相连，单片控制终端与云平台相通讯。本实用新型采用上述结构的田间作物表型监控系统，可通过云平台和手机对平台的运动状态进行远程控制与监测，并对传感器采集的数据进行传输和存储，并能够借助云平台查看设备的延时、丢包率与误差分析，与现有技术相比，该方案在实现平台的远程控制同时，科根据实时监测数据与系统测试能保证网络的安全性、实时性与准确性，进而能保证表型平台的设备性能，增加了测试范围。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种植物育种技术，尤其涉及一种田间作物表型监控系统。
背景技术
作物表型是指特定的基因型在给定的环境中由于基因和环境互作而表现出来的一系列结构及生理特征，如作物高度、叶片形态(叶片颜色、形状)、根形态、果实特征(果实颜色、果实大小、以及果实内部结构)等。利用表型信息可以分析作物的生长、发育、耐药、抗药、产量等特性，有助于培育出更优质、更高产、更耐胁迫(包括耐盐碱性、耐干旱、耐洪涝、耐病虫草害)的作物，从而大大提高育种的效率。
田间作物表型平台可以搭载各种类型传感器，以此来实现作物表型信息的连续实时采集，从而减少人工成本投入，降低由于人工测量带来的误差，提高工作效率。近年来随着物联网技术与智能控制技术的发展，作物表型平台的鲁棒性、可靠性和经济性有了较大幅度的提升，在一定程度上解放了人力物力。即通过网络技术对表型平台进行远程控制，已经成为智慧农业与农业机器人领域的主要热点问题之一。
现有的表型平台多为固定式，即定位在监测位置进行一定范围内的监控，监控范围受限。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种田间作物表型监控系统，可通过云平台和手机对平台的运动状态进行远程控制与监测，并对传感器采集的数据进行传输和存储，并能够借助云平台查看设备的延时、丢包率与误差分析，与现有技术相比，该方案在实现平台的远程控制同时，科根据实时监测数据与系统测试能保证网络的安全性、实时性与准确性，进而能保证表型平台的设备性能，增加了测试范围。
为实现上述目的，本实用新型提供了田间作物表型监控系统，包括表型平台，所述表型平台固定于移动机构上，所述移动机构包括支撑架、固定于所述支撑架底端的驱动电机以及转动设置于所述支撑架底端且与所述驱动电机输出轴连接的移动轮，所述驱动电机还与电机驱动器电连，所述驱动电机和所述电机驱动器均与固定于所述支撑架上的电池电连；
所述电机驱动器与单片机控制终端相连，所述单片控制终端与云平台相通讯。
优选的，所述支撑架上对应所述驱动电机输出轴的位置固定有用于检测所述驱动电机转数的霍尔传感器；
所述移动轮的轮轴上固定有用于检测所述移动轮角速度和转动角度的加速度传感器；
所述霍尔传感器和所述加速度传感器均与所述单片机控制终端相连。
优选的，所述加速度传感器的型号为GY61P，所述单片机控制终端为stm32mini单片机。
优选的，所述驱动电机为额定电压为24V、额定功率为60W的直角直流减速电机；
所述直角直流减速电机经电机支架与所述支撑架固定连接。
优选的，所述移动轮为充气轮。
优选的，所述电池为输出电压为24V、容量为40AH的锂电池。
优选的，所述支撑架包括由上到下依次布置的用于固定所述表型平台的顶端承载平台和用于固定所述电池的中部承载平台，所述顶端承载平台的四角和所述中部承载平台的四角均与支撑杆的一端连接，所述支撑杆的另一端与所述移动轮转动连接。
因此，本实用新型采用上述结构的田间作物表型监控系统，可通过云平台和手机对平台的运动状态进行远程控制与监测，并对传感器采集的数据进行传输和存储，并能够借助云平台查看设备的延时、丢包率与误差分析，与现有技术相比，该方案在实现平台的远程控制同时，科根据实时监测数据与系统测试能保证网络的安全性、实时性与准确性，进而能保证表型平台的设备性能，增加了测试范围。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的实施例一种田间作物表型监控系统的结构示意图；
图2为本实用新型的实施例一种田间作物表型监控系统的电路原理图。
其中：1、支撑架；10、顶端承载平台；11、中部承载平台；12、支撑杆；2、电机驱动器；3、驱动电机；4、移动轮；5、电池。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围并不限于本实施例。
图1为本实用新型的实施例一种田间作物表型监控系统的结构示意图；图2为本实用新型的实施例一种田间作物表型监控系统的电路原理图，如图所示，本实用新型的结构包括表型平台，表型平台固定于移动机构上，移动机构包括支撑架1、固定于支撑架1底端的驱动电机3以及转动设置于支撑架1底端且与驱动电机3输出轴连接的移动轮4，驱动电机3还与电机驱动器2电连，驱动电机3和电机驱动器2均与固定于支撑架1上的电池5电连；
电机驱动器2与单片机控制终端相连，单片控制终端与云平台相通讯，手机或者PC机经前端网页开发或者APP开发将指令接入云平台，而后发送至单片机控制终端。
优选的，支撑架1上对应驱动电机3输出轴的位置固定有用于检测驱动电机3转数的霍尔传感器；移动轮4的轮轴上固定有用于检测移动轮4角速度和转动角度的加速度传感器；霍尔传感器和加速度传感器均与单片机控制终端相连。且加速度传感器的型号为GY61P，单片机控制终端为stm32mini单片机。
优选的，驱动电机3为额定电压为24V、额定功率为60W的直角直流减速电机；直角直流减速电机经电机支架与支撑架1固定连接。
优选的，移动轮4为充气轮，本实施例的充气轮为直径为8寸且轮轴上带键槽的AGV充气轮。
优选的，电池5为输出电压为24V、容量为40AH的锂电池5。
优选的，支撑架1包括由上到下依次布置的用于固定表型平台的顶端承载平台10和用于固定电池5的中部承载平台11，顶端承载平台10的四角和中部承载平台11的四角均与支撑杆12的一端连接，支撑杆12的另一端与移动轮4转动连接。
基于田间作物表型监控系统的监控方法，包括以下步骤：
S1、系统测试
S11、传输性能监测
S111、延迟时间监测
云平台向单片机控制终端发送测试指令，单片机接收测试指令后向云平台反馈信号，云平台记录发送测试指令至接收反馈信号之间的时间为延迟时间；
S112、丢包率监测
云平台向单片机控制终端发送多个测试指令，分析在延迟时间内接收的反馈信号的次数以及正确率；
S2、初始化设定；
S3、经云平台控制移动平台移动并监控移动平台的状态；
S31、云平台向单片机控制终端发送控制指令，单片机控制终端根据控制指令经电机驱动器2向驱动电机3发送PWM调控信号，用以调控驱动电机3的正反转、转速以及转向；
S32、霍尔传感器采集驱动电机3的转数，同时加速度传感器采集移动轮4的角速度和角度，并经单片机控制终端传输至云平台，经云平台计算移动平台的移动距离以及转动角度，从而监控移动平台的状态；
若经霍尔传感器和加速度传感器采集到数据均未变化则证明移动平台未响应，间隔一段时间后继续向单片机控制终端发送控制指令，直至移动平台响应；
否则将霍尔传感器和加速度传感器采集到的数据传输至云平台，云平台分析采集的数据和控制指令是否相应，若相应则执行下一步控制指令，否则进行误差分析和报警，同时将采集的数据存储至云平台。
因此，本实用新型采用上述结构的田间作物表型监控系统，可通过云平台和手机对平台的运动状态进行远程控制与监测，并对传感器采集的数据进行传输和存储，并能够借助云平台查看设备的延时、丢包率与误差分析，与现有技术相比，该方案在实现平台的远程控制同时，科根据实时监测数据与系统测试能保证网络的安全性、实时性与准确性，进而能保证表型平台的设备性能，增加了测试范围。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种田间作物表型监控系统，包括表型平台，其特征在于：所述表型平台固定于移动机构上，所述移动机构包括支撑架、固定于所述支撑架底端的驱动电机以及转动设置于所述支撑架底端且与所述驱动电机输出轴连接的移动轮，所述驱动电机还与电机驱动器电连，所述驱动电机和所述电机驱动器均与固定于所述支撑架上的电池电连；
所述电机驱动器与单片机控制终端相连，所述单片机控制终端与云平台相通讯。
2.根据权利要求1所述的一种田间作物表型监控系统，其特征在于：所述支撑架上对应所述驱动电机输出轴的位置固定有用于检测所述驱动电机转数的霍尔传感器；
所述移动轮的轮轴上固定有用于检测所述移动轮角速度和转动角度的加速度传感器；
所述霍尔传感器和所述加速度传感器均与所述单片机控制终端相连。
3.根据权利要求2所述的一种田间作物表型监控系统，其特征在于：所述加速度传感器的型号为GY61 P，所述单片机控制终端为stm32mini单片机。
4.根据权利要求1所述的一种田间作物表型监控系统，其特征在于：所述驱动电机为额定电压为24V、额定功率为60W的直角直流减速电机；
所述直角直流减速电机经电机支架与所述支撑架固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种田间作物表型监控系统，其特征在于：所述移动轮为充气轮。
6.根据权利要求1所述的一种田间作物表型监控系统，其特征在于：所述电池为输出电压为24V、容量为40AH的锂电池。
7.根据权利要求1所述的一种田间作物表型监控系统，其特征在于：所述支撑架包括由上到下依次布置的用于固定所述表型平台的顶端承载平台和用于固定所述电池的中部承载平台，所述顶端承载平台的四角和所述中部承载平台的四角均与支撑杆的一端连接，所述支撑杆的另一端与所述移动轮转动连接。
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