[发明专利]一种谷物损失传感器的信号调理模块

权利要求书

1.一种谷物损失传感器的信号调理模块，其特征在于：包括主要由电荷—电压转换电路、绝对值电路和带通滤波电路依次顺序连接构成的调理电路单元、两片A/D转换器AD7606级联构成的多通道信号同步采集单元及以DSP微控制器为核心的信号处理单元；谷物损失传感器的各个上、下感测模块经各自的调理电路单元连接到多通道信号同步采集单元的输入端，多通道信号同步采集单元在DSP微控制器的控制下对经调理电路单元调理后的各个上、下感测模块的输出信号进行同步采集；采集到的各个上、下感测模块的输出信号在DSP微控制器进行分析与处理，完成对同一时刻下的籽粒冲击信号的提取与统计，并进行谷物损失量的计数；

所述的DSP微控制器中采用以下方式对信号进行处理：

首先进行采样及定时子过程：对谷物损失传感器的各个上、下感测模块输出的电压信号进行同步采集，利用定时器对对应于上、下感测层的A/D转换器采集到电压信号的时刻进行记录，获得上层标记时刻和下层标记时刻及其对应的电压信号；

然后进行冲击信号时刻判别过程：对上层标记时刻与下层标记时刻中来自同一时刻的电压信号进行筛选、区分和组合；

最后进行阈值比较及损失谷物计数过程：保留下来的同一时刻下的电压信号与设定的阈值电压进行比较，以识别与提取籽粒冲击信号、滤除杂余物料冲击信号；对提取的同一时刻下的电压信号的个数进行统计，并在计数器中对已经检测到的谷物损失量的基础上累加该时刻检测到的损失籽粒个数。

2.根据权利要求1所述的一种谷物损失传感器的信号调理模块，其特征在于：所述的A/D转换器采用16位、8通道同步模数数据采集系统AD7606，DSP微控制器采用高精度浮点型控制器TMS320F28335。

3.根据权利要求1所述的一种谷物损失传感器的信号调理模块，其特征在于：在DSP微控制器中实现对A/D转换器采集到的信号进行分析与处理，实现对同一时刻下的多籽粒冲击信号的提取与判别，完成对谷物损失量的计数。

4.根据权利要求1所述的一种谷物损失传感器的信号调理模块，其特征在于：在DSP微控制器中执行同一时刻下多籽粒冲击信号的识别及谷物损失量计数的过程为：

首先执行系统初始化动作，进行采样及定时子过程：对经调理电路单元调理后的谷物损失传感器的上感测层输出的电压信号U1～U8和经调理电路单元调理后的谷物损失传感器的下感测层输出的电压信号U1～U8进行同步采集，利用定时器对对应于上感测层及下感测层的A/D转换器的各路信号采集通道采集到电压信号的时刻进行记录，获得上感测层中各个上感测模块的上层标记时刻T1～T8及其下的电压信号U1～U8和下感测层中各个下感测模块的下层标记时刻T1～T8及其下的电压信号U1～U8；

然后进行冲击信号时刻判别过程：

A)首先针对上感测层分别采用以下方式处理：

将上感测层中各个感测模块的所有上层标记时刻T1～T8以两两逐对方式进行比较，保留上感测层中各个感测模块的所有标记时刻T1～T8中相等的标记时刻及其电压信号并组成一组标记时刻组[Tc，(Ug…Um)]，其中Tc为上感测层中各个感测模块的所有标记时刻T1～T8中相等的标记时刻，(Ug…Um)为标记时刻Tc下的所有电压信号；将上感测层中各个感测模块的不与其他标记时刻相等的标记时刻及其电压信号舍弃；

B)针对上感测层所保留的每个标记时刻组采用以下方式处理：

然后将上感测层所保留的标记时刻组[Tc，(Ug…Um)]的标记时刻Tc和各个下感测模块的下层标记时刻T1～T8以两两逐对方式进行比较，获得两者之间的时间差ΔT；

若时间差ΔT小于时间阈值Δt，则保留被比较的下层标记时刻Te…Tn及其电压信号Ue…Un(Te…Tn为各个下感测模块的下层标记时刻T1～T8中的任意时刻)并组成一组标记时刻组[Te，Ue]…[Tn，Un]，即说明上感测层所保留的标记时刻组[Tc，(Ug…Um)]的标记时刻Tc和下感测层保留的标记时刻组[Te，Ue]…[Tn，Un]的标记时刻Te…Tn属于同一次籽粒冲击下的时刻；上感测层所保留的标记时刻组[Tc，(Ug…Um)]的电压信号(Ug…Um)和下感测层保留的下层标记时刻组[Te，Ue]…[Tn，Un]的电压信号Ue…Un为同一时刻的籽粒冲击信号；

若时间差ΔT大于等于时间阈值Δt，则认为在上感测层所保留的标记时刻组的标记时刻Tc下，仅有单籽粒对谷物损失传感器进行冲击；

C)接着进行阈值比较及损失谷物计数过程：

当判别出当前时刻下存在多籽粒同时冲击谷物损失传感器时，进行阈值比较及损失谷物计数的过程为：

将同一时刻的籽粒冲击信号对应的下感测层输出的电压信号Ue…Un分别与预先设定的阈值电压Uth依次进行比较，将电压信号Ue…Un中大于阈值电压Uth的电压信号进行保留，保留的电压信号个数I作为同一时刻下产生籽粒冲击信号的籽粒个数；最后对所有判断为同一时刻的籽粒冲击信号而获得的籽粒个数在计数器中进行累加，以获得谷物损失量T₊₁＝T+I，其中T为本检测时刻前的时刻检测到的谷物损失总量，T₊₁为本检测时刻检测到的谷物损失总量。

5.根据权利要求4所述的一种谷物损失传感器的信号调理模块，其特征在于：所述步骤C)中，当判别出当前时刻下仅为单籽粒冲击谷物损失传感器时，进行阈值比较及损失谷物计数过程为：上感测层所保留的标记时刻组[Tc，Uc]的电压信号Uc与预先设定的阈值电压Uth进行比较，其中Tc为上感测层中各个感测模块的所有标记时刻T1～T8中任意的标记时刻，Uc为标记时刻Tc下的电压信号；若Uc大于Uth，则保留Uc，保留的电压个数I记为1，即当前时刻下产生籽粒冲击信号的籽粒个数为1，累计到谷物损失量T₊₁＝T+1；

若Uc小于Uth，则舍弃Uc，保留的电压个数I记为0，即该时刻下产生籽粒冲击信号的籽粒个数为0，不累计到谷物损失量T₊₁＝T，其中T为当前检测时刻前的时刻检测到的谷物损失总量，T₊₁为当前检测时刻下检测到的谷物损失总量。