本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)，特別涉及一種果實(shí)采摘控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前大部分果實(shí)采摘設(shè)備不具備環(huán)境監(jiān)測、人員監(jiān)測、報(bào)警提示、果實(shí)監(jiān)測和自動(dòng)調(diào)整功能，越來越不能滿足現(xiàn)代化社會(huì)的需求。因此亟需一種可靠的果實(shí)采摘控制系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供設(shè)計(jì)合理，智能化控制，使用安全的一種果實(shí)采摘控制系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：本發(fā)明的一種果實(shí)采摘控制系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集監(jiān)測單元、數(shù)據(jù)前處理及存儲(chǔ)器、中央控制器、升降裝置、移動(dòng)裝置、切割裝置、噴藥施肥裝置、報(bào)警器、云端服務(wù)器；數(shù)據(jù)采集監(jiān)測單元包括溫濕度傳感器、空氣質(zhì)量傳感器、風(fēng)速傳感器、光敏傳感器、環(huán)境監(jiān)測器、紅外人體傳感器、三軸陀螺儀、聲音傳感器、人員監(jiān)測器、重量傳感器、高清攝像頭、果實(shí)監(jiān)測器；數(shù)據(jù)采集監(jiān)測單元與數(shù)據(jù)前處理及存儲(chǔ)器連接，數(shù)據(jù)前處理及存儲(chǔ)器與中央控制器輸入端連接，中央控制器輸出端分別與升降裝置、移動(dòng)裝置、切割裝置、噴藥施肥裝置、報(bào)警器、云端服務(wù)器相連接；溫濕度傳感器、空氣質(zhì)量傳感器、風(fēng)速傳感器、光敏傳感器與環(huán)境監(jiān)測器輸入端相連；紅外人體傳感器、三軸陀螺儀、聲音傳感器與人員監(jiān)測器輸入端相連，重量傳感器、高清攝像頭與果實(shí)監(jiān)測器輸入端相連。

作為優(yōu)選，所述數(shù)據(jù)前處理及存儲(chǔ)器和中央控制器都具有50個(gè)輸入端口，50個(gè)輸出端口，以實(shí)現(xiàn)集中控制。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：該系統(tǒng)能夠?qū)貪穸?、空氣質(zhì)量、風(fēng)速和光照度等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，通過中央控制器控制各種設(shè)備，系統(tǒng)具有環(huán)境監(jiān)測、人員監(jiān)測、報(bào)警提示、果實(shí)監(jiān)測和自動(dòng)調(diào)整功能，從而提高果實(shí)采摘的安全性，還具有遠(yuǎn)程控制功能，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，維護(hù)管理方便。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

參見圖1，本發(fā)明的一種果實(shí)采摘控制系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集監(jiān)測單元、數(shù)據(jù)前處理及存儲(chǔ)器、中央控制器、升降裝置、移動(dòng)裝置、切割裝置、噴藥施肥裝置、報(bào)警器、云端服務(wù)器；數(shù)據(jù)采集監(jiān)測單元包括溫濕度傳感器、空氣質(zhì)量傳感器、風(fēng)速傳感器、光敏傳感器、環(huán)境監(jiān)測器、紅外人體傳感器、三軸陀螺儀、聲音傳感器、人員監(jiān)測器、重量傳感器、高清攝像頭、果實(shí)監(jiān)測器；數(shù)據(jù)采集監(jiān)測單元與數(shù)據(jù)前處理及存儲(chǔ)器連接，數(shù)據(jù)前處理及存儲(chǔ)器與中央控制器輸入端連接，中央控制器輸出端分別與升降裝置、移動(dòng)裝置、切割裝置、噴藥施肥裝置、報(bào)警器、云端服務(wù)器相連接；溫濕度傳感器、空氣質(zhì)量傳感器、風(fēng)速傳感器、光敏傳感器與環(huán)境監(jiān)測器輸入端相連；紅外人體傳感器、三軸陀螺儀、聲音傳感器與人員監(jiān)測器輸入端相連，重量傳感器、高清攝像頭與果實(shí)監(jiān)測器輸入端相連。所述數(shù)據(jù)前處理及存儲(chǔ)器和中央控制器都具有50個(gè)輸入端口，50個(gè)輸出端口，以實(shí)現(xiàn)集中控制。

中央控制器采用ARM處理器，數(shù)據(jù)采集監(jiān)測單元采用ZigBee模塊，以控制核心ARM處理器加外圍電路開發(fā)板構(gòu)建嵌入式平臺(tái)，完成整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)度及控制；通過RS232串行通信接口與GPRS模塊及ZigBee模塊連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和傳輸；GPRS模塊通過SMS協(xié)議可實(shí)現(xiàn)短信息收發(fā)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程無線監(jiān)控；ZigBee模塊構(gòu)建內(nèi)部短距離無線通信網(wǎng)絡(luò)，主節(jié)點(diǎn)ZigBee模塊與ARM控制器連接，從節(jié)點(diǎn)ZigBee節(jié)點(diǎn)與終端設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)各個(gè)設(shè)備終端的無線數(shù)據(jù)收發(fā)和狀態(tài)監(jiān)控；輸出的開關(guān)控制電路，ZigBee節(jié)點(diǎn)的I/O連接引腳設(shè)置為P1.1-P1.10?？刂品绞讲捎美^電器的開關(guān)觸點(diǎn)與電器或插座連接，可用于控制升降裝置、移動(dòng)裝置、切割裝置、噴藥施肥裝置、報(bào)警器、云端服務(wù)器等設(shè)備。

數(shù)據(jù)采集監(jiān)測單元包括環(huán)境監(jiān)測器、人員監(jiān)測器和果實(shí)監(jiān)測器，均采用ZigBee模塊CC2430控制芯片內(nèi)部集成一個(gè)增強(qiáng)型8051MCU內(nèi)核、一個(gè)符合IEEE802.15.4規(guī)范的2.4GHz無線收發(fā)器和串行通信接口及I/O接口。該模塊的串行通信接口1與ARM處理器的UART0串口相連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，完成定制功能指令，且擁有1-4個(gè)圖像采集通道、64GB屏蔽式堆讀內(nèi)存Mask ROM以及2MB SRAM，能夠快速地進(jìn)行視覺運(yùn)算和處理，圖案檢測和識(shí)別。各個(gè)Zigbee節(jié)點(diǎn)設(shè)備組成Zigbee無線子網(wǎng)絡(luò)，再將該子網(wǎng)絡(luò)接入局域網(wǎng)，Zigbee節(jié)點(diǎn)設(shè)備內(nèi)部存儲(chǔ)了網(wǎng)關(guān)信息，只能接入與它們同屬于一個(gè)網(wǎng)關(guān)所組建的無線子網(wǎng)絡(luò)。

數(shù)據(jù)前處理及存儲(chǔ)器采用BIS0001芯片設(shè)計(jì)放大電路，芯片內(nèi)部具有2級(jí)運(yùn)算放大器和1個(gè)電壓比較器，并且可以 通過引腳連接器件設(shè)置檢測封鎖時(shí)間、延時(shí)時(shí)間和重復(fù)觸發(fā)模式。

溫濕度傳感器、空氣質(zhì)量傳感器、風(fēng)速傳感器、光敏傳感器等傳感器的數(shù)據(jù)端DQ，電源端VCC，接地端GND，DQ腳與ZigBee節(jié)點(diǎn)I/O口相連。

系統(tǒng)采用閉環(huán)控制原理，利用中央控制器I/O端口監(jiān)測各個(gè)監(jiān)測器的回響信號(hào)，一旦回響信號(hào)由低電平變?yōu)楦唠娖綍r(shí)（超出設(shè)定范圍時(shí)），自動(dòng)采樣來自監(jiān)測器的輸入信號(hào)，根據(jù)信號(hào)值，邏輯判斷控制繼電器的通、斷，即啟、?？刂菩盘?hào)。同時(shí)，中央控制器開始記錄，當(dāng)回響信號(hào)由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，停止記錄，讀出回響信號(hào)為高電平的時(shí)間和數(shù)值。

本實(shí)施例中，環(huán)境監(jiān)測器通過溫濕度傳感器、空氣質(zhì)量傳感器、風(fēng)速傳感器、光敏傳感器自動(dòng)采集溫濕度、空氣質(zhì)量、風(fēng)速和光照度參數(shù)，當(dāng)參數(shù)變化超出設(shè)定范圍時(shí)，中央控制器會(huì)驅(qū)動(dòng)報(bào)警器報(bào)警提示相關(guān)信息；人員監(jiān)測器通過紅外人體傳感器、三軸陀螺儀、聲音傳感器自動(dòng)采集人員的位置、加速度、角速度和聲音參數(shù)，當(dāng)參數(shù)變化超出設(shè)定范圍時(shí)，中央控制器會(huì)驅(qū)動(dòng)報(bào)警器報(bào)警提示相關(guān)信息，當(dāng)位置、加速度、角速度參數(shù)超過設(shè)定值時(shí)，中央控制器會(huì)驅(qū)動(dòng)移動(dòng)裝置或升降裝置調(diào)節(jié)高度和位置。果實(shí)監(jiān)測器通過重量傳感器、高清攝像頭自動(dòng)采集果實(shí)的重量和大小形狀參數(shù)，當(dāng)參數(shù)變化超出設(shè)定范圍時(shí)，中央控制器會(huì)驅(qū)動(dòng)報(bào)警器報(bào)警提示相關(guān)信息，當(dāng)重量參數(shù)超過設(shè)定值時(shí)，中央控制器會(huì)驅(qū)動(dòng)切割裝置切割果實(shí)，當(dāng)識(shí)別出病蟲害或缺少肥料時(shí)，中央控制器會(huì)驅(qū)動(dòng)噴藥施肥裝置進(jìn)行噴藥或者施肥。系統(tǒng)管理人員還能夠通過云端服務(wù)器的遠(yuǎn)程控制模式調(diào)整參數(shù)設(shè)置，優(yōu)化系統(tǒng)控制，更安全方便。