[发明专利]一种植物冠层气流场生物模拟测试系统及模拟测试方法

说明书

本发明提供了一种植物冠层气流场生物模拟测试系统及模拟测试方法。所述植物冠层气流场生物模拟测试系统包括：仿生叶片数据采集单元、及连接所述仿生叶片数据采集单元的气流场模拟单元，所述仿生叶片数据采集单元采用仿生叶片模拟植物冠层，并采集模拟的植物冠层内各个节点的风速参数；且所述仿生叶片数据采集单元将采集得到的风速参数和相对应的节点参数发送至所述气流场模拟单元，所述气流场模拟单元根据接收到的风速参数和相对应的节点参数模拟植物冠层的内部气流场。本发明还提供一种基于所述植物冠层气流场生物模拟测试系统的模拟测试方法。

技术领域

本发明属于计算机技术领域，具体地涉及一种植物冠层气流场生物模拟测试系统及模拟测试方法。

背景技术

在风送式喷雾机、风幕式喷杆喷雾机及植保无人飞机等气流辅助喷洒装备作业过程中，利用气流场将雾滴输运到靶标植物冠层，气流过小，雾滴穿透性不足，气流过大，雾滴飘移严重，因此，植物冠层气流场分布情况直接决定作业喷洒效果。现有风场测试技术只能利用各种风速计(叶轮、探针、超声波等)测量植物冠层三维结构的外围风场情况，测量过程繁琐、费时，无法准确测量植物冠层内部风场分布情况。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷或问题，提供一种植物冠层气流场生物模拟测试系统及模拟测试方法。

本发明的技术方案如下：一种植物冠层气流场生物模拟测试系统包括：仿生叶片数据采集单元、及连接所述仿生叶片数据采集单元的气流场模拟单元，所述仿生叶片数据采集单元采用仿生叶片模拟植物冠层，并采集模拟的植物冠层内各个节点的风速参数；且所述仿生叶片数据采集单元将采集得到的风速参数和相对应的节点参数发送至所述气流场模拟单元，所述气流场模拟单元根据接收到的风速参数和相对应的节点参数模拟植物冠层的内部气流场。

优选地，所述仿生叶片数据采集单元包括用于模拟植物冠层的多个仿生叶片、固定于每一所述仿生叶片的风速传感器、连接每一所述风速传感器的多通道通讯接口、连接所述多通道通讯接口的数据采集模块、及连接所述数据采集模块的第一无线传输模块，所述第一无线传输模块无线通信连接所述气流场模拟单元，所述风速传感器采集每一所述仿生叶片中各个节点的风速参数，并将采集到的风速参数和节点参数通过所述多通道通讯接口发送至所述数据采集模块，并通过所述第一无线传输模块无线发送至所述气流场模拟单元。

优选地，所述仿生叶片数据采集单元还包括第一存储模块，所述第一存储模块连接所述数据采集模块，所述数据采集模块还将接收到的所述风速参数和所述节点参数发送至所述第一存储模块进行备份。

优选地，所述仿生叶片数据采集单元还包括用于安装所述仿生叶片的安装支架，所述安装支架为多自由度的可调节安装支架，并包括：环形固定座、安装座、及铰接于所述固定座和所述安装座之间的连杆组件；其中，所述环形固定座用于固定所述安装支架，且使得所述安装支架可在水平方向转动；所述安装座用于安装所述仿生叶片，以实现模拟植物冠层；所述连杆组件包括铰接连接的多个连杆，并用于调节所述安装支架的高度。

优选地，所述风速传感器为弯曲电阻式传感器，且所述仿生叶片数据采集单元还包括用于输出所述风速传感器检测数据的传感器电路，所述传感器电路包括串联组成分压电路的弯曲电阻式传感器R₁、定值电阻R₂和输入电压V_IN，定值电阻的电压输出端设置运算放大器I，从而获得所述定值电阻R₂的输出电压为：

而且，所述定值电阻R₂的输出电压作为所述风速参数。

优选地，所述运算放大器I通过输出端的电压负反馈以消除开环增益的影响。