本發(fā)明涉及谷物水分測量技術領域，特別涉及一種具備提醒功能的電容式水分分析儀。

背景技術：

谷物含水率是特定谷物中包含的水分與重量的比值，是影響谷物品質的一個重要因素。實際應用中，谷物含水率可以決定了谷物貯藏的安全性，也同樣谷物加工工藝與流通過程需要用到。例如在谷物的加工過程需要進行干燥，干燥是要達到減少谷物中水分含量的目的，通常是采用同熱風或者直接對谷物進行加熱，以降低谷物的含水率，但是干燥到什么程度可以停止，需要由獲得的谷物含水率進行決定。從而，在對谷物的加工過程中可以不影響谷物營養(yǎng)成分及品質。

現(xiàn)有技術中的水分分析直接通過電容傳感器獲得待檢測谷物的水分值，并未對過程中以及測量結果進行提醒，必要時，需要用戶認為進行監(jiān)控測量過程和測量結果。這樣就造成用戶體驗不好。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種具備提醒功能的電容式水分分析儀，以實現(xiàn)對測量過程和測量結果的監(jiān)控，避免用戶進行人為監(jiān)控，以提高用戶體驗。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下的技術方案：一種具備提醒功能的谷物水分分析儀，包括：電源模塊、主控模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、顯示模塊、報警模塊；

所述數(shù)據(jù)采集模塊包括：溫度采集子模塊、頻率采集子模塊和壓力采集子模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊與所述主控模塊相連，所述顯示模塊與所述主控模塊相連；所述電源模塊分別與所述數(shù)據(jù)采集模塊、所述主控模塊、所述顯示模塊相連和所述報警模塊相連；所述主控模塊用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集模塊所采集到的數(shù)據(jù)或接收所述顯示模塊的控制命令用于控制所述報警模塊；

所述報警模塊包括：語音控制芯片u7和揚聲器spk1，所述語音控制芯片u7的引腳2和引腳3與spk1相連，所述語音控制芯片u7的引腳1和與電容c14的一端相連，所述電容c14的另一端與所述語音控制芯片u7的引腳5相連；所述語音控制芯片u7的引腳6、引腳7和引腳8分別與所述主控模塊相連，其中，所述語音控制芯片u7的型號為：sc8035；

所述主控模塊由型號為pic18f458的單片機組成。

可選的，所述數(shù)據(jù)采集模塊的電路圖包括：

所述壓力采集子模塊包括：壓力傳感器采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過電阻r10和電阻r14發(fā)送至ad轉換器，所述ad轉換器的型號為hx711，所述ad轉換器的引腳1連接電壓vcc并通過電容c8、c9接地，并通過電感l(wèi)1與引腳16相連，所述ad轉換器的引腳2通過電阻r11連接至三極管q4的基極，所述三極管q4的發(fā)射極與所述電容vcc相連，所述三極管q4的集電極與所述ad轉換器的引腳3相連，且所述引腳3與電壓vdd相連，且所述電壓vdd通過電阻r12所述ad轉換器的引腳4相連，所述引腳4通過電阻r15與所述ad轉換器的引腳5相連并接地，所述ad轉換器的引腳6通過電容c15接地，所述ad轉換器的引腳7和引腳8分別與所述壓力傳感器的數(shù)據(jù)分別與所述電阻r10和所述電阻r14相連，用于接收所述壓力傳感器采集到的數(shù)據(jù)，所述ad轉換器的引腳11和引腳12分別與所述主控模塊相連；

頻率采集子模塊包括：電容傳感器采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過電阻r1電容c1和電容c3組成的濾波器后傳輸至電感l(wèi)h1的引腳1，所述電感l(wèi)h1的引腳3、引腳4和引腳5相連接，且均與電壓vcc相連，所述電壓vcc經(jīng)過電容c2接地；所述電感l(wèi)h1的引腳5通過電阻r2與所述電感l(wèi)h1的引腳2連接至三極管q1的集電極，所述三極管q1的集電極與發(fā)射極之間并聯(lián)電容c4，所述三極管q1的發(fā)射極通過并聯(lián)連接的電容c8和電阻r8接地，所述三極管q1的基極通過電阻r4與電壓vcc相連，且通過電阻r7與二極管d1的陽極相連，所述二極管d1的陰極接地；所述三極管的基極通過電容c6接地；所述三極管q1通過電容c5與三極管q2的基極相連，所述三極管q2的基極通過電阻r5與所述三極管q2的集電極相連并與電壓vcc相連，所述三極管q2通過電阻r9接地；所述三極管q2發(fā)射極通過電容c7與三極管q3的基極相連，且所述三極管q3的基極通過電阻r6與所述三極管q3的集電極相連，且所述三極管q3的集電極通過電阻r3與電容l1與電壓vcc相連，所述三極管q3的發(fā)射極接地，所述三極管q3的集電極與脈沖計數(shù)器相連，所述脈沖計數(shù)器的輸出端與所述主控模塊相連，所述脈沖計數(shù)器的型號為：74hc4024d；

溫度采集子模塊，所述溫度采集子模塊包括：溫度傳感器與電容c11相連，且所述電容c11的一端通過電阻r9連接到電壓vcc，另一端通過連接至所述主控模塊，且通過電阻r13、電容c13接地。

可選的，還包括：按鍵模塊，所述按鍵模塊與所述主控模塊相連；

所述按鍵模塊，至少包括用于進行溫度、水分值的設定、以及對電源操作按鍵。

可選的，所述報警模塊包括：語音控制芯片sc8035以及揚聲器，所述主控模塊與所述語音控制芯片sc8035相連，所述語音控制芯片sc8035與所述揚聲器相連，用于控制所述揚聲器的發(fā)聲。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的一種具備提醒功能的谷物水分分析儀具有以下有益效果：

(1)、本發(fā)明的一種具備提醒功能的谷物水分分析儀，可以通過報警模塊將水分測量過程中及測量結果進行報警提示，不需要用戶進行監(jiān)控過程和測量結果，提高用戶體驗；

(2)、本發(fā)明的一種具備提醒功能的谷物水分分析儀，通過使用采集單元中的脈沖計數(shù)器能夠提高脈沖計數(shù)的準確性，并在計數(shù)之前通過濾波和放大處理消除環(huán)境造成對測量結果的影響；

(3)、本發(fā)明的一種具備提醒功能的谷物水分分析儀，通過按鍵設置用于進行溫度、水分的參數(shù)，能夠增強本發(fā)明所述水分分析儀的人機交互性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的報警模塊電路圖；

圖2是本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集模塊電路圖；

圖3是本發(fā)明的溫度采集子模塊的電路圖；

圖4為顯示模塊的驅動電路；

圖5為主控模塊對應的電路圖；

圖6為按鍵模塊的電路圖；

圖7為電源模塊的電路圖。

具備實施方式

為使發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明了，下面通過附圖中及實施例，對本發(fā)明技術方案進行進一步詳細說明。但是應該理解，此處所描述的具備實施例僅僅用以解釋本發(fā)明技術方案，并不用于限制本發(fā)明技術方案的范圍。

為解決現(xiàn)有技術問題，本發(fā)明實施例提供一種具備提醒功能的谷物水分分析儀，包括：電源模塊、主控模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、顯示模塊、報警模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊包括：溫度采集子模塊、頻率采集子模塊和壓力采集子模塊的；所述數(shù)據(jù)采集模塊與所述主控模塊相連，所述顯示模塊與所述主控模塊相連；所述電源模塊分別與所述數(shù)據(jù)采集模塊、所述主控模塊、所述顯示模塊相連和所述報警模塊相連；所述主控模塊用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集模塊所采集到的數(shù)據(jù)或接收所述顯示模塊的控制命令用于控制所述報警模塊；

參見圖1，圖1為報警模塊的電路圖，具備可以包括：語音控制芯片u7和揚聲器spk1，所述語音控制芯片u7的引腳2和引腳3與spk1相連，所述語音控制芯片u7的引腳1和與電容c14的一端相連，所述電容c14的另一端與所述語音控制芯片u7的引腳5相連；所述語音控制芯片u7的引腳6、引腳7和引腳8分別與所述主控模塊相連，其中，所述語音控制芯片u7的型號為：sc8035；

所述主控模塊由型號為pic18f458的單片機組成。

具備的，參見圖2，圖為壓力采集子模塊和頻率采集子模塊的電路圖，壓力采集子模塊包括：壓力傳感器采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過電阻r10和電阻r14發(fā)送至ad轉換器，所述ad轉換器的型號為hx711，所述ad轉換器的引腳1連接電壓vcc并通過電容c8、c9接地，并通過電感l(wèi)1與引腳16相連，所述ad轉換器的引腳2通過電阻r11連接至三極管q4的基極，所述三極管q4的發(fā)射極與所述電容vcc相連，所述三極管q4的集電極與所述ad轉換器的引腳3相連，且所述引腳3與電壓vdd相連，且所述電壓vdd通過電阻r12所述ad轉換器的引腳4相連，所述引腳4通過電阻r15與所述ad轉換器的引腳5相連并接地，所述ad轉換器的引腳6通過電容c15接地，所述ad轉換器的引腳7和引腳8分別與所述壓力傳感器的數(shù)據(jù)分別與所述電阻r10和所述電阻r14相連，用于接收所述壓力傳感器采集到的數(shù)據(jù)，所述ad轉換器的引腳11和引腳12分別與所述主控模塊相連；

頻率采集子模塊包括：電容傳感器采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過電阻r1電容c1和電容c3組成的濾波器后傳輸至電感l(wèi)h1的引腳1，所述電感l(wèi)h1的引腳3、引腳4和引腳5相連接，且均與電壓vcc相連，所述電壓vcc經(jīng)過電容c2接地；所述電感l(wèi)h1的引腳5通過電阻r2與所述電感l(wèi)h1的引腳2連接至三極管q1的集電極，所述三極管q1的集電極與發(fā)射極之間并聯(lián)電容c4，所述三極管q1的發(fā)射極通過并聯(lián)連接的電容c8和電阻r8接地，所述三極管q1的基極通過電阻r4與電壓vcc相連，且通過電阻r7與二極管d1的陽極相連，所述二極管d1的陰極接地；所述三極管的基極通過電容c6接地；所述三極管q1通過電容c5與三極管q2的基極相連，所述三極管q2的基極通過電阻r5與所述三極管q2的集電極相連并與電壓vcc相連，所述三極管q2通過電阻r9接地；所述三極管q2發(fā)射極通過電容c7與三極管q3的基極相連，且所述三極管q3的基極通過電阻r6與所述三極管q3的集電極相連，且所述三極管q3的集電極通過電阻r3與電容l1與電壓vcc相連，所述三極管q3的發(fā)射極接地，所述三極管q3的集電極與脈沖計數(shù)器相連，所述脈沖計數(shù)器的輸出端與所述主控模塊相連，所述脈沖計數(shù)器的型號為：74hc4024d。

可以理解的是，數(shù)據(jù)采集模塊可以采集到谷物的總量，具備的，可以通過壓力傳感器獲得待檢測谷物的重量。傳感傳感器通過待檢測谷物對傳感器造成的壓力，進而獲得所有待檢測谷物的重量。另外，待檢測谷物的頻率可以通過電容式傳感器獲得。具備的，電容式傳感器是將被測物非電量的變化轉換為電容量變化的一種傳感器。它具有分辨率高、可進行非接觸測量，并能在高溫、低溫和強輻射等環(huán)境中工作的優(yōu)點。隨著集成電路電子技術和計算機技術的發(fā)展，電容式傳感器將成為一種前景廣闊的傳感器。

應用本發(fā)明圖1所示的實施例，可以接收主控模塊發(fā)送的信號，用于進行語音播報達到報警的目的，不需要用戶進行監(jiān)控，通過語音報警就能夠達到提醒用戶的目的。能夠根據(jù)測量結果進行報警，能夠提醒用戶測量結果，以便用戶進行進一步處理，且不用用戶一直處于對設備的監(jiān)控狀態(tài)，提高了用戶體驗。

在本發(fā)明的實施例中，所述溫度采集子模塊用于通過溫度傳感器采集所述待檢測谷物所在環(huán)境的溫度值。

本發(fā)明實施例中，電容式傳感器采用同軸圓筒，由兩個同心金屬圓柱筒面組成。設兩圓柱面的長度為l，半徑分別為ar和br，如圖1所示。當l>>(br—ar)時,則可將兩端邊緣處電場不均勻性的影響忽略。這樣，圓筒形電容器的電容為ln(π2abrrcε)式中ε為介質的介電常數(shù)。

在獲得重量和頻率以后，將其發(fā)送到主控模塊，主控模塊可以根據(jù)預先存儲的計算規(guī)則，通過頻率和重量的數(shù)值獲得水分值，還可以將其發(fā)送至顯示模塊。

示例性的，計算規(guī)則可以為:

m＝a1+a2xc+a3xcxt+a4xc²

式中，m為谷物水分值；xc為谷物頻率；a0，a1，a2，a3，a4分別為根據(jù)估值設定的系數(shù)。

可以理解的是，測量到的谷物的水分值與谷物所在的環(huán)境有著密切的關系，例如的溫度對谷物的水分值具有不同的影響，基于此，本發(fā)明實施例中，還要測量待檢測谷物所在環(huán)境的溫度，進一步的，所述數(shù)據(jù)采集模塊還包括用于采集所述待檢測谷物所在環(huán)境的溫度值的溫度采集子模塊，如圖3所示，所述溫度采集子模塊包括：溫度傳感器與電容c11相連，且所述電容c11的一端通過電阻r9連接到電壓vcc，另一端通過連接至所述主控模塊，且通過電阻r13、電容c13接地；所述主控模塊，用于通過預設設定的計算規(guī)則，根據(jù)所述待檢測谷物的所述重量、所述頻率和所述溫度值，確定所述待檢測谷物的水分值。

具備的，計算規(guī)則可以為：

m＝a0xt+a1+a2xc+a3xcxt+a4xc²

其中，a0為根據(jù)溫度值設定的溫度系數(shù)，xt為溫度值。

能夠進一步消除溫度對待檢測谷物的測量水分值的影響，能夠進一步提高水分分析儀測量檢測谷物所獲得水分值的準確率。

本發(fā)明實施例中，具備的計算公式僅僅是本發(fā)明的一個實施例，不構成對本發(fā)明的具備限定。

本發(fā)明中，還提供了顯示模塊與主控模塊的連接示意圖，如圖4所示為顯示模塊的驅動電路，圖5為主控模塊對應的單片機的各個引腳和上述各個模塊的連接示意圖。

顯示模塊，可以有l(wèi)cd顯示屏與主控模塊相連進行實現(xiàn)，如圖3所示，lcd的型號為jlx12864g-332-2-bn，引腳1和引腳2連接vcc，引腳4-引腳7、引腳10-引腳13分別通過lcd_d7至lcd_d4、lcd_d3至lcd_d0和主控模塊的數(shù)據(jù)引腳相連，引腳8-引腳9通過控制信號lcd_on、lcd_cd，引腳14-引腳16通過控制信號lcd_rd、lcd_rw、lcd_rs與所述主控芯片相連，圖5為所述主控模塊的各個引腳示意圖。

本發(fā)明實施例所述的水分分析儀中還可以包括按鍵模塊，具備實現(xiàn)如圖6所示：按鍵信號輸出模塊u5，所述按鍵信號輸出模塊u5的引腳1至引腳7分別為：key_ok、key_up、key_down、key_choose、接地、keyon/off_down、keyon/off，所述按鍵信號輸出模塊u5的引腳1至引腳4分別與按鍵s2、s3、s4、s5相連，所述按鍵信號輸出模塊u5的引腳7與按鍵s1的一端相連，且連接于三極管q5的基極，所述三極管q5的集電極和發(fā)射極分別接地；所述三極管q5的基極與光電耦合器u6的引腳3相連，所述光電耦合器u6的引腳4通過電阻連接到工作電壓；所述光電耦合器u6的引腳1和引腳2與所述主控模塊相連。

本發(fā)明實施例中，通過光電耦合器能夠消除噪音對信號的影響，進一步提高水分分析儀的性能。

具備的，可以通過按鍵設置溫度閾值，或者水分檢測的目標值(當達到該目標值時停止檢測，或者采用報警模塊進行報警)，能夠進一步提高用戶體驗。

為了能夠為本發(fā)明實施例所述的各個模塊提供穩(wěn)定的工作電壓，本發(fā)明實施例還提供一種電壓模塊，如圖7所示。

此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。