本發(fā)明涉及檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采集航空施藥?kù)F滴沉積的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

航空植保由于具備效率高、速度快、不受地理因素制約等優(yōu)勢(shì)，已成為規(guī)?；r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要手段。但是其實(shí)際作業(yè)質(zhì)量包括霧滴粒徑分布、噴灑幅寬、霧滴漂移率很難確定，需要通過(guò)嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)和驗(yàn)證。

實(shí)驗(yàn)時(shí)，在待測(cè)區(qū)域部署若干采樣點(diǎn)，采樣點(diǎn)上安放水敏試紙、鎂片、表面皿、傳感器等敏感材料。飛行器作業(yè)后根據(jù)敏感材料物理性狀的變化或傳感器采集到的數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)作業(yè)質(zhì)量。敏感材料能夠接收到霧滴的數(shù)量實(shí)際上是其在霧滴下落方向的投影面積成正比的。敏感材料水平部署較為容易，但是其承接的霧滴在特定情況下可能只有傾斜45度部署時(shí)承接霧滴的五分之一或更低。而且小霧滴會(huì)更少，影響霧滴分布譜的測(cè)定。

但是，當(dāng)敏感材料傾斜45度部署時(shí)，則要求敏感材料與風(fēng)向垂直，由于風(fēng)速風(fēng)向在實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常變換，且常用敏感材料水敏試紙為76mmx26mm，如果霧滴下落方向與水敏試紙短邊夾角較小，可能導(dǎo)致霧滴下落方向上的投影面積較水平部署時(shí)更小、承接的霧滴也就更少的問(wèn)題。而且霧滴下落方向與敏感材料夾角過(guò)小，霧滴就會(huì)在紙面上滾動(dòng)，形成條帶狀沉積圖斑，存在干擾分析系統(tǒng)判斷霧滴直徑的準(zhǔn)確性的問(wèn)題。此外也很難要求實(shí)驗(yàn)人員在部署樣品時(shí)將所有樣品調(diào)整到相同角度、方向。這種方式下如果有一部分樣點(diǎn)采集到的沉積霧滴較少，在分析時(shí)很難確定是噴灑設(shè)備的問(wèn)題還是樣點(diǎn)部署的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種采集航空施藥?kù)F滴沉積的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過(guò)配置終端向采樣設(shè)備發(fā)送設(shè)定參數(shù)，調(diào)節(jié)采樣設(shè)備采樣的方向和角度，實(shí)現(xiàn)采樣設(shè)備在霧滴運(yùn)動(dòng)方向上的投影面積最大的最優(yōu)采集方式。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種采集航空施藥?kù)F滴沉積的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

用于向協(xié)調(diào)設(shè)備發(fā)送設(shè)定參數(shù)信號(hào)、接收協(xié)調(diào)設(shè)備發(fā)送的狀態(tài)參數(shù)信號(hào)的配置終端；

用于向協(xié)調(diào)設(shè)備發(fā)送確認(rèn)參數(shù)信號(hào)、接收協(xié)調(diào)設(shè)備發(fā)送的廣播詢(xún)問(wèn)信號(hào)的采樣設(shè)備；

用于分別與配置終端和采樣設(shè)備進(jìn)行通信的協(xié)調(diào)設(shè)備；

所述協(xié)調(diào)設(shè)備通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信的方式分別與所述配置終端和所述采樣設(shè)備進(jìn)行通信；

所述協(xié)調(diào)設(shè)備向所述采樣設(shè)備發(fā)送廣播詢(xún)問(wèn)信號(hào)，所述采樣設(shè)備接收廣播詢(xún)問(wèn)信號(hào)后向所述協(xié)調(diào)設(shè)備發(fā)送確認(rèn)參數(shù)信號(hào)；所述協(xié)調(diào)設(shè)備向所述配置終端發(fā)送狀態(tài)參數(shù)；所述配置終端通過(guò)所述協(xié)調(diào)設(shè)備向所述采樣設(shè)備發(fā)送設(shè)定參數(shù)，所述采樣設(shè)備根據(jù)所述設(shè)定參數(shù)調(diào)整采樣的方向和角度，使采樣設(shè)備上的采樣板在霧滴下降方向上的投影面積最大化。

所述采樣設(shè)備包括：第一控制器、第一微電機(jī)、第二微電機(jī)、水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、垂直旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和采樣板；

所述水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上設(shè)有垂直旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述垂直旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上設(shè)有采樣板；所述第一微電機(jī)與所述水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用同步帶連接、直連連接或齒輪連接；所述第二微電機(jī)與所述垂直旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用同步帶連接、直連連接或齒輪連接；

所述第一控制器通過(guò)第一微電機(jī)使水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在水平方向上轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述第一控制器通過(guò)第二微電機(jī)使垂直旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)進(jìn)而改變垂直旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)之間的角度。

所述采樣設(shè)備還包括：編碼盤(pán)、水平儀、指南針、球形云臺(tái)、支架和固定件；

所述編碼盤(pán)包括：用于確定水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)角度的水平編碼盤(pán)和用于確定垂直旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)角度的垂直編碼盤(pán)；

所述球形云臺(tái)的頂部與所述水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的底部相連；所述球形云臺(tái)的底部所述支架相連接，所述支架上設(shè)置有固定件；

所述球形云臺(tái)上設(shè)有水平儀和指南針。

所述第一控制器包括：

定位模塊，用于確定位置和同步網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)間；

第一無(wú)線(xiàn)通信模塊，用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)；

電源模塊，用于提供電源；

處理模塊，用于處理數(shù)據(jù)并輸出控制信號(hào)；

所述處理模塊分別與第一無(wú)線(xiàn)通信模塊、定位模塊和電源模塊相連。

所述采樣板上設(shè)置有水敏試紙、鎂片、玻璃采集板或霧滴沉積感知傳感器。

所述協(xié)調(diào)設(shè)備包括：第二控制器、控制器支架和支架固定件；

所述控制器支架上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)控制器支架高度的支架固定件和用于調(diào)節(jié)控制器支架水平的支架球形云臺(tái)，所述第二控制器設(shè)置在所述支架球形云臺(tái)上。

所述協(xié)調(diào)設(shè)備還包括設(shè)置在所述控制器支架上的第二水平儀和第二指南針。

所述第二控制器包括：

傳感器模塊，用于采集風(fēng)速風(fēng)向參數(shù)、空氣溫濕度參數(shù)和氣壓參數(shù)；

通訊模塊，用于與配置終端通信；

第二無(wú)線(xiàn)通信模塊，用于與第一無(wú)線(xiàn)通信模塊之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和處理；

GPS模塊，用于確定協(xié)調(diào)設(shè)備所在位置；

第二處理模塊，用于處理數(shù)據(jù)并輸出控制信號(hào)；

電池模塊，用于提供電源。

所述配置終端為手持移動(dòng)設(shè)備或計(jì)算機(jī)。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的一種采集航空施藥?kù)F滴沉積的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，采用配置終端向采樣設(shè)備發(fā)送設(shè)定參數(shù)，采樣設(shè)備根據(jù)接收的設(shè)定參數(shù)調(diào)節(jié)采樣的方向和角度，實(shí)現(xiàn)采樣設(shè)備在霧滴運(yùn)動(dòng)方向上投影面積最大的最優(yōu)采集方式，在多個(gè)采集設(shè)備同時(shí)工作時(shí)，采用本發(fā)明的技術(shù)方案還可以實(shí)現(xiàn)采集設(shè)備的協(xié)同工作，令所有采樣方向和角度保持相同，確保采集樣品的一致性。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種采集航空施藥?kù)F滴沉積的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的采樣設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的協(xié)調(diào)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的采樣設(shè)備和協(xié)調(diào)設(shè)備的狀態(tài)示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的采樣設(shè)備處理數(shù)據(jù)幀的示意圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的協(xié)調(diào)設(shè)備與采樣設(shè)備之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖疽鈭D；

圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的協(xié)調(diào)設(shè)備采集氣象信息的示意圖；

圖8是本發(fā)明實(shí)施例提供的采樣設(shè)備計(jì)算霧滴運(yùn)動(dòng)方向的流程圖。

其中，1-第一控制器，2-第一微電機(jī)，3-第二微電機(jī)，4-水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，5-垂直旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，6-水平編碼盤(pán)，7-垂直編碼盤(pán)，8-采樣板，9-水平儀，10-指南針，11-球形云臺(tái)，12-支架，13-固定件，14-采樣設(shè)備天線(xiàn)；

201-支架球形云臺(tái)，202-控制器支架，203-支架固定件，204-第二指南針，205-第二水平儀，206-協(xié)調(diào)設(shè)備天線(xiàn)，207-第二控制器，208-風(fēng)速風(fēng)向傳感器，209-空氣溫濕度和氣壓傳感器。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

航空植保由于具備效率高、速度快、不受地理因素制約等優(yōu)勢(shì)，已成為規(guī)模化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要手段。但是其實(shí)際作業(yè)質(zhì)量包括霧滴粒徑分布、噴灑幅寬、霧滴漂移率很難確定，需要通過(guò)嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)和驗(yàn)證。

實(shí)驗(yàn)時(shí)，敏感材料水平部署，其承接的霧滴在特定情況下可能只有傾斜45度部署時(shí)承接霧滴的五分之一或更低，影響霧滴分布譜的測(cè)定。敏感材料傾斜45度部署時(shí)，則要求敏感材料與風(fēng)向垂直，由于風(fēng)速風(fēng)向在實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常變換，可能導(dǎo)致霧滴下落方向上的投影面積較水平部署時(shí)更小、承接的霧滴也就更少的問(wèn)題。而且霧滴下落方向與敏感材料夾角過(guò)小，霧滴就會(huì)在紙面上滾動(dòng)，形成條帶狀沉積圖斑，存在干擾分析系統(tǒng)判斷霧滴直徑的準(zhǔn)確性的問(wèn)題。此外也很難要求實(shí)驗(yàn)人員在部署樣品時(shí)將所有樣品調(diào)整到相同角度、方向。這種方式下如果有一部分樣點(diǎn)采集到的沉積霧滴較少，在分析時(shí)很難確定是噴灑設(shè)備的問(wèn)題還是樣點(diǎn)部署的問(wèn)題。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明下述實(shí)施例提出了一種采集航空施藥?kù)F滴沉積的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

如圖1所示，本發(fā)明提供的采集航空施藥?kù)F滴沉積的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括：

用于向協(xié)調(diào)設(shè)備發(fā)送設(shè)定參數(shù)信號(hào)、接收協(xié)調(diào)設(shè)備發(fā)送的狀態(tài)參數(shù)信號(hào)的配置終端；

用于向協(xié)調(diào)設(shè)備發(fā)送確認(rèn)參數(shù)信號(hào)、接收協(xié)調(diào)設(shè)備發(fā)送的廣播詢(xún)問(wèn)信號(hào)的采樣設(shè)備；

用于分別與配置終端和采樣設(shè)備進(jìn)行通信的協(xié)調(diào)設(shè)備；

所述協(xié)調(diào)設(shè)備通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信的方式分別與所述配置終端和所述采樣設(shè)備進(jìn)行通信；

所述協(xié)調(diào)設(shè)備向所述采樣設(shè)備發(fā)送廣播詢(xún)問(wèn)信號(hào)，所述采樣設(shè)備接收廣播詢(xún)問(wèn)信號(hào)后向所述協(xié)調(diào)設(shè)備發(fā)送確認(rèn)參數(shù)信號(hào)；所述協(xié)調(diào)設(shè)備向所述配置終端發(fā)送狀態(tài)參數(shù)；所述配置終端通過(guò)所述協(xié)調(diào)設(shè)備向所述采樣設(shè)備發(fā)送設(shè)定參數(shù)，所述采樣設(shè)備根據(jù)所述設(shè)定參數(shù)調(diào)整采樣的方向和角度，使采樣設(shè)備上的采樣板在霧滴下降方向上的投影面積最大化。

在具體實(shí)施時(shí)，將協(xié)調(diào)設(shè)備調(diào)整到定位模式，協(xié)調(diào)設(shè)備每分鐘廣播一次詢(xún)問(wèn)幀，收到詢(xún)問(wèn)幀的采樣設(shè)備根據(jù)在最近一個(gè)時(shí)隙發(fā)送確認(rèn)幀，確認(rèn)幀包括設(shè)備編號(hào)和設(shè)備位置。協(xié)調(diào)設(shè)備收到確認(rèn)幀后記錄設(shè)備編號(hào)和設(shè)備位置。

確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)通信正常，各個(gè)采樣設(shè)備準(zhǔn)確定位之后，將協(xié)調(diào)設(shè)備調(diào)整到傳感器模式。

實(shí)驗(yàn)人員可以通過(guò)配置終端(計(jì)算機(jī)、手機(jī)或平板電腦)與協(xié)調(diào)設(shè)備通信，設(shè)定實(shí)驗(yàn)參數(shù)，包括：飛行器類(lèi)型、噴嘴類(lèi)型、泵壓、作業(yè)高度和藥液密度。

協(xié)調(diào)設(shè)備通過(guò)配置終端向?qū)嶒?yàn)人員報(bào)告范圍內(nèi)采樣設(shè)備的編號(hào)、位置和通信質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)人員可以據(jù)此檢查采樣設(shè)備的工作狀態(tài)。

采樣設(shè)備根據(jù)接收到的空氣密度、風(fēng)速風(fēng)向、協(xié)調(diào)設(shè)備位置和自身位置計(jì)算采樣設(shè)備處的風(fēng)速風(fēng)向和空氣密度，再根據(jù)霧滴粒徑、作業(yè)高度、飛行器類(lèi)型、霧滴初速、風(fēng)速風(fēng)向查表獲取霧滴運(yùn)動(dòng)方向，最后根據(jù)此方向計(jì)算采樣設(shè)備上兩個(gè)編碼盤(pán)的目標(biāo)位置。

采樣設(shè)備計(jì)算完編碼盤(pán)位置后，啟動(dòng)微電機(jī)旋轉(zhuǎn)編碼盤(pán)至相應(yīng)位置。先調(diào)整水平角度，再調(diào)整垂直角度。完成后根據(jù)采樣設(shè)備自身設(shè)備編號(hào)在最近一個(gè)時(shí)隙發(fā)送確認(rèn)幀，確認(rèn)幀包括自身位置和設(shè)備編號(hào)。

協(xié)調(diào)設(shè)備如果連續(xù)30秒沒(méi)收到某一采樣設(shè)備發(fā)來(lái)的確認(rèn)幀，就要提醒實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)行檢查。

如圖2所示，所述采樣設(shè)備包括：第一控制器、第一微電機(jī)、第二微電機(jī)、水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、垂直旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和采樣板；

所述水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上設(shè)有垂直旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述垂直旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上設(shè)有采樣板；所述第一微電機(jī)與所述水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用同步帶連接、直連連接或齒輪連接；所述第二微電機(jī)與所述垂直旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用同步帶連接、直連連接或齒輪連接；

所述第一控制器通過(guò)第一微電機(jī)使水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在水平方向上轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述第一控制器通過(guò)第二微電機(jī)使垂直旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)進(jìn)而改變垂直旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)之間的角度。

在具體實(shí)施時(shí)，采用兩個(gè)微電機(jī)驅(qū)動(dòng)的水平和垂直旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)采樣板，使采樣板可以根據(jù)霧滴運(yùn)動(dòng)方向自動(dòng)調(diào)整。水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以水平旋轉(zhuǎn)360度，垂直旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以水平旋轉(zhuǎn)90度；一個(gè)垂直旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以固定多個(gè)采樣板，但方向必須一致。采樣板上設(shè)置有水敏試紙、鎂片、玻璃采集板或采集單位面積上的施藥量的傳感器。

所述采樣設(shè)備還包括：編碼盤(pán)、水平儀、指南針、球形云臺(tái)、支架和固定件；

所述編碼盤(pán)包括：用于確定水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)角度的水平編碼盤(pán)和用于確定垂直旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)角度的垂直編碼盤(pán)；

所述球形云臺(tái)的頂部與所述水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的底部相連；所述球形云臺(tái)的底部所述支架相連接，所述支架上設(shè)置有固定件；

所述球形云臺(tái)上設(shè)有水平儀和指南針。

在具體實(shí)施時(shí)，利用水平和垂直編碼盤(pán)確定水平和垂直旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)方向和角度，控制電機(jī)行程，確保采樣板在典型霧滴運(yùn)動(dòng)方向上投影面積最大。用水平儀、指南針和球形云臺(tái)保證裝置的基準(zhǔn)方向與水平。還可以通過(guò)支架和固定件調(diào)節(jié)裝置的高低。

所述第一控制器包括：

定位模塊，用于確定位置和同步網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)間；

第一無(wú)線(xiàn)通信模塊，用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)；

電源模塊，用于提供電源；

處理模塊，用于處理數(shù)據(jù)并輸出控制信號(hào)；

所述處理模塊分別與第一無(wú)線(xiàn)通信模塊、定位模塊和電源模塊相連。

在具體實(shí)施時(shí)，由于航空實(shí)驗(yàn)一般需要多個(gè)采集設(shè)備同時(shí)采樣，采樣設(shè)備利用無(wú)線(xiàn)通信模塊進(jìn)行交互，定位模塊同步裝置時(shí)間，多個(gè)采集設(shè)備可以同步工作，確保方向一致。

如圖3所示，所述協(xié)調(diào)設(shè)備包括：第二控制器、控制器支架和支架固定件；

所述控制器支架上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)控制器支架高度的支架固定件和用于調(diào)節(jié)控制器支架水平的支架球形云臺(tái)，所述第二控制器設(shè)置在所述支架球形云臺(tái)上。

所述協(xié)調(diào)設(shè)備還包括設(shè)置在所述控制器支架上的第二水平儀和第二指南針。

在具體實(shí)施時(shí)，用第二水平儀和第二指南針保證協(xié)調(diào)設(shè)備的基準(zhǔn)方向與水平。還可以通過(guò)控制器支架和支架固定件調(diào)節(jié)協(xié)調(diào)設(shè)備的高低。

所述第二控制器包括：

傳感器模塊，用于采集風(fēng)速風(fēng)向參數(shù)、空氣溫濕度參數(shù)和氣壓參數(shù)；

通訊模塊，用于與配置終端通信；

第二無(wú)線(xiàn)通信模塊，用于與第一無(wú)線(xiàn)通信模塊之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和處理；

GPS模塊，用于確定協(xié)調(diào)設(shè)備所在位置；

第二處理模塊，用于處理數(shù)據(jù)并輸出控制信號(hào)；

電池模塊，用于提供電源。

在具體實(shí)施時(shí)，可在實(shí)驗(yàn)區(qū)域內(nèi)部署多個(gè)協(xié)調(diào)設(shè)備，各個(gè)協(xié)調(diào)設(shè)備分別采集風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、氣壓等環(huán)境參數(shù)，計(jì)算空氣密度，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信模塊廣播發(fā)送空氣密度和風(fēng)速風(fēng)向。

如果有多個(gè)協(xié)調(diào)設(shè)備，每個(gè)協(xié)調(diào)設(shè)備須獨(dú)立編號(hào)，在自身通信時(shí)隙發(fā)送詢(xún)問(wèn)幀和數(shù)據(jù)幀。

采樣設(shè)備如果可以同時(shí)收到多個(gè)協(xié)調(diào)設(shè)備發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)幀，就根據(jù)協(xié)調(diào)設(shè)備的位置和自身位置插值計(jì)算空氣密度、風(fēng)速風(fēng)向。

待測(cè)飛機(jī)即將到來(lái)時(shí)，將協(xié)調(diào)設(shè)備調(diào)整到記錄模式，協(xié)調(diào)設(shè)備僅記錄環(huán)境數(shù)據(jù)，不再計(jì)算編碼盤(pán)位置，也不再向采樣設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)。

飛機(jī)通過(guò)采樣區(qū)域上空時(shí)，實(shí)驗(yàn)人員可按協(xié)調(diào)設(shè)備上的記錄鍵，記錄準(zhǔn)確的通過(guò)時(shí)間。

設(shè)備開(kāi)啟后每10秒采集一次位置信息，并根據(jù)定位精度加權(quán)調(diào)整自身位置，同時(shí)校準(zhǔn)自身時(shí)鐘。

協(xié)調(diào)設(shè)備與普通氣象站節(jié)點(diǎn)硬件結(jié)構(gòu)相似，主要功能由軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

所述配置終端為手持移動(dòng)設(shè)備。

實(shí)驗(yàn)人員需要知道待測(cè)噴霧設(shè)備理想條件下的典型噴霧粒徑，一般使用數(shù)量中值粒徑。

每個(gè)設(shè)備都有獨(dú)立編號(hào)，并通過(guò)GPS校準(zhǔn)自身時(shí)間，根據(jù)自身編號(hào)設(shè)定時(shí)隙，僅在自身時(shí)隙內(nèi)通過(guò)無(wú)線(xiàn)模塊發(fā)送數(shù)據(jù)。

用固定件將協(xié)調(diào)設(shè)備和采樣設(shè)備固定在支架上，支架可以是木桿、金屬桿或纖維桿，調(diào)節(jié)球形云臺(tái)，通過(guò)氣泡水平儀確保設(shè)備水平，通過(guò)指南針確保所有設(shè)備朝向相同。

通過(guò)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)可測(cè)定不同泵壓下各種常見(jiàn)噴嘴、霧化器的霧滴初速和典型粒徑，部分?jǐn)?shù)據(jù)由廠家直接提供，將數(shù)據(jù)存到協(xié)調(diào)設(shè)備，協(xié)調(diào)設(shè)備根據(jù)泵壓和噴嘴類(lèi)型查表插值計(jì)算霧滴初速和典型霧滴粒徑(一般采用數(shù)量中值粒徑作為典型粒徑)。

每次更改實(shí)驗(yàn)參數(shù)后，協(xié)調(diào)設(shè)備會(huì)廣播設(shè)定幀，包括實(shí)驗(yàn)參數(shù)(霧滴初速、典型霧滴粒徑、飛行器類(lèi)型、作業(yè)高度、藥液密度)、設(shè)備編號(hào)和設(shè)定幀編號(hào)。設(shè)備編號(hào)和設(shè)定幀編號(hào)用來(lái)標(biāo)明該設(shè)定幀ID，其它設(shè)備可據(jù)此是否已經(jīng)收到過(guò)該設(shè)定幀。

設(shè)備收到之前沒(méi)有收到過(guò)的設(shè)定幀后，先記錄新的實(shí)驗(yàn)參數(shù)、協(xié)調(diào)設(shè)備編號(hào)和設(shè)定幀編號(hào)，之后根據(jù)自身設(shè)備編號(hào)在最近一個(gè)時(shí)隙轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)定幀。

傳感器模式下協(xié)調(diào)設(shè)備每秒采集一次風(fēng)速風(fēng)向、空氣溫濕度和氣壓，取每分鐘風(fēng)速風(fēng)向、空氣溫濕度和氣壓的加權(quán)平均值作為當(dāng)前環(huán)境參數(shù)。

采集到溫度t和氣壓P，將t加上273.15轉(zhuǎn)換為絕對(duì)溫度T，按以下公式計(jì)算當(dāng)前空氣密度。其中ρ_a為空氣密度，P₀為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓1.01x105Pa，T₀為0攝氏度的絕對(duì)溫度273.15K，ρ₀為T(mén)₀和P₀下的空氣密度，此處取1.293kg/m3。

ρ_a＝ρ₀·P/P₀·T₀/T

霧滴在空氣中運(yùn)動(dòng)收到阻力、重力、風(fēng)力和初速度影響。

1、阻力主要受形狀(阻力系數(shù)C_d)、空氣密度ρ_a、速度v、橫截面積A等4因素影響。

2、假定霧滴在空氣中為球體，重力可根據(jù)霧滴粒徑計(jì)算得出。

3、風(fēng)力由飛行器流場(chǎng)決定，受飛行器類(lèi)型、飛行速度和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)速風(fēng)向影響?，F(xiàn)場(chǎng)風(fēng)速風(fēng)向由傳感器采集，飛行器流場(chǎng)由仿真軟件線(xiàn)下計(jì)算。

4、初速由泵壓力、噴嘴類(lèi)型決定，在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中可測(cè)量。

航空噴灑的霧滴在空氣中運(yùn)動(dòng)較為復(fù)雜，我們通過(guò)計(jì)算流體力學(xué)仿真軟件(Tecplot 360)對(duì)常見(jiàn)航空飛行器在不同速度下的流場(chǎng)進(jìn)行仿真，將仿真結(jié)果存在采樣設(shè)備上，使用中通過(guò)查表和插值獲取霧滴運(yùn)動(dòng)方向的近似值，據(jù)此調(diào)整采樣板的方向。

協(xié)調(diào)設(shè)備計(jì)算根據(jù)最近1分鐘采集到的溫度、濕度、氣壓的平均值計(jì)算空氣密度ρ_a。

協(xié)調(diào)設(shè)備通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信模塊每10秒廣播一次數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)幀包括協(xié)調(diào)設(shè)備編號(hào)、位置、空氣密度和最近一分鐘采集到風(fēng)速風(fēng)向的加權(quán)平均值。

通過(guò)上述描述可知，本發(fā)明提供的一種采集航空施藥?kù)F滴沉積的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，采用配置終端向采樣設(shè)備發(fā)送設(shè)定參數(shù)，采樣設(shè)備根據(jù)接收的設(shè)定參數(shù)調(diào)節(jié)采樣的方向和角度，確保采樣板上的敏感材料在霧滴運(yùn)動(dòng)方向上投影面積最大。在多個(gè)采集設(shè)備同時(shí)工作時(shí)還可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信模塊通信，協(xié)同工作，令所有采樣板保持同一方向，確保樣品一致性。還可以利用水平儀、指南針和球形云臺(tái)保證采集設(shè)備的基準(zhǔn)方向與水平，標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

以上實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。