棉花质量监管车载系统及应用方法技术方案

本发明专利技术涉及棉花质量追溯和棉花数字化领域,一种棉花质量监管车载系统包括安装于打包式采棉机上的以下装置:车载扫码器、含杂相机、回潮率检测传感器、定位器、采收现场监测相机、工控机、车载显示器；棉花质量监管车载系统的应用方法，包括：安装布置车载系统各分部件，通过线路与工控机相连接；棉膜打包时通过车载扫码器，获取棉包二维码信息；触发含杂相机获取棉包侧面含杂图片；通过回潮率检测传感器，获取检测籽棉回潮率信息；通过定位器获取地理经纬度坐标信息；最后经由工控机对数据进行处理并上传；本发明专利技术的优点为结构简单、经济实用，大大提高了棉花质量监管工作质量和效率,所述的应用方法，易于操作，经济实用。经济实用。经济实用。

【技术实现步骤摘要】
棉花质量监管车载系统及应用方法


[0001]本专利技术涉及棉花质量追溯和棉花数字化领域,尤其是一种棉花质量监管车载系统及应用方法。

技术介绍

[0002]棉花是我国重要的经济作物，是国民经济发展的重要支柱产业，其中新疆是我国种植面积最大和产量最多的棉区，有力保障了国家棉花产业安全。
[0003]2021年新疆生产建设兵团发布了《兵团棉花质量提升行动工作方案》，提及对采收环节的监管：(1)严格采收管理：严格禁止夜采、露水采、喷水采等严重影响棉花质量采收行为；严格控制采摘籽棉的水分及杂质，含杂率、回潮率均不得高于12％，采净率不低于93％等；(2)健全监管体系：加强对采棉机作业管理，禁止采棉机夜间作业、超水作业等违规行为；师市落实棉花质量监管主体责任，主动作为，强化监管；(3)开展专项整治：兵团相关部门、师市针对采摘、收购、加工等影响棉花质量的重点环节，制定专项整治方案等。
[0004]同年，自治区为提升棉花质量制定了《2021年度自治区棉花目标价格补贴与质量挂钩试点实施方案》，其中要求试点利用现代信息技术，建立质量追湖系统，有效关联棉花实际种植者、棉花加工企业、公证检验结果质量信息，实现皮棉到籽棉的精准对应关系，解决质量湖源问题，确保补贴精准发放。
[0005]上述方案的实施都离不开对棉花采收源头的监管，而新疆当下实施的棉花监管制度主要针对皮棉制定，要求皮棉在库完成公证检验，在采收环节的监督难以落实，故急需在机采环节实现棉花的质量监管。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种结构简单、经济实用，大大提高棉花质量监管工作质量和效率,通过在自走式打包采棉机上安装工控机、扫码器定位器、回潮率传感器、相机等设备，实现对采棉机采摘信息实时监控。另外提供一种经济实用的上述棉花质量监管车载系统的应用方法。
[0007]本专利技术公开了一种棉花质量监管车载系统，主要包括安装于打包式采棉机上的如下装置:
[0008](1)车载扫码器：安装于采棉机车身尾部的打包膜抽取机构上方，通过扫描棉花打包膜的二维码标签，用于获取棉包二维码信息；
[0009](2)含杂相机：安装于后尾灯顶板上，用于获取棉包侧面图片，进而预测籽棉含杂数据；
[0010](3)回潮率检测传感器：安装于籽棉打包腔体内板,用于获取籽棉回潮率信息；
[0011](4)定位器：用于接收地理经纬度坐标；
[0012](5)采收现场监测相机：安装于驾驶室外侧顶部,用于获取采收现场图像；
[0013](6)工控机：用于采集车载扫码器、含杂相机、回潮率检测传感器、定位器、采收现
场监测相机的信息并处理数据；
[0014](7)车载显示器：用于显示实时数据；
[0015]上述车载扫码器、含杂相机、回潮率检测传感器、定位器、采收现场监测相机、车载显示器通过线路与工控机相连接，实现车载端棉包、含杂、回潮率、经纬度、采收现场图片的快速获取、信息融合，实时上传至云端服务器。
[0016]作为优选，所述的棉花质量监管车载系统中，所述工控机与车辆本身所带的车载内部传感器相连接，所述车载内部传感器主要包括速度传感器、发动机转速传感器、油耗传感器、里程传感器、棉包重量传感器，实现采棉机作业实时速度、发动机转速、油耗、行进里程、棉包重量信息的快速获取、信息融合，实时上传至云端服务器。
[0017]作为优选，采棉机机架上设有扫码器固定支架、扫码器固定板，所述车载扫码器与扫码器固定支架连接，所述扫码器固定支架与扫码器固定板固定连接，所述扫码器固定板为设有两道折弯的“U”型扣板，与采棉机的机架固定连接，所述扫码器固定板通过两道折弯的结构，使其即增加强度又贴合采棉机的机架结构，工作时不影响棉花打包膜的抽取。
[0018]作为优选，在已有的采棉机的采棉机尾灯上板上设有含杂相机固定壳体、含杂相机固定壳体上盖，所述含杂相机固定壳体上设有圆孔，圆孔上嵌有高透亚克力板，含杂相机固定壳体内安装有含杂相机，所述含杂相机固定壳体上盖与含杂相机固定壳体紧固。
[0019]一种所述的棉花质量监管车载系统的应用方法，主要包括以下应用步骤：
[0020](1)、安装布置车载扫码器、含杂相机、回潮率检测传感器、定位器、采收现场监测相机、车载显示器，并且通过线路与工控机相连接，启动采棉机发动机给工控机上电，系统自动运行；
[0021](2)、棉花质量追溯系统运行工作时，在采棉机正常采棉打包，打包腔进行抽取棉膜打包时，通过车载扫码器，获取棉包二维码信息；
[0022](3)、根据程序自动判别触发所述含杂相机，获取棉包侧面含杂图片；同时利用所述回潮率检测传感器，通过运动的籽棉挤压回潮率检测传感器，获取检测籽棉回潮率信息；通过定位器获取地理经纬度坐标信息；
[0023](4)、最后经由工控机，以一定连接方式连接上述传感器与车辆内部传感器进行通讯，对数据进行处理，得到棉包含杂与车辆自身的作业实时速度、发动机转速、油耗、行进里程、棉包重量信息，将上述所有信息融合并同步至云端服务器；
[0024](5)、同时在整个采棉机采收过程中，将上述信息中除棉包信息外的数据定时上传至云端服务器，为后续棉花质量追溯信息环节提供数据支撑。
[0025]作为优选，所述的车载内部传感器主要包括速度传感器、发动机转速传感器、油耗传感器、里程传感器、棉包重量传感器，通过工控机实现采棉机作业实时速度、发动机转速、油耗、行进里程、棉包重量信息的快速获取、信息融合，实时上传至云端服务器。
[0026]本专利技术工作原理：
[0027]本专利技术公开了一种棉花高质量监管车载系统，通过扫描棉花打包膜的二维码标签，此系统可实时快速依码记录以下信息：采收地块位置坐标、预估采收面积、含杂、回潮率、棉花采样图片、采收现场图片、采收时间、采收面积信息以及车辆本身的作业实时速度、发动机转速、油耗等。将以上信息集成并与工控机通讯，由显示器在驾驶室内显示，工控机通过与云端服务器通信将数据实时上传至云端服务器，从而准确监测采棉机采摘状态及棉
包信息。
[0028]根据采棉机机械结构和作业规律制定籽棉回潮率与含杂的检测方案；基于接触式电阻检测与视觉检测技术，通过机器学习、回归分析预测采棉机回潮率及含杂，从而构成车载式籽棉水杂快速检测装备；通过多线程技术，实现串口通信、网络通信，实时获取各设备信息；基于数字编码技术，研究设计融合棉农、地块、地理坐标、籽棉水杂等信息的棉模标识码数据格式，实现机采棉采收作业实时监测与管控。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的优点为结构简单、经济实用，大大提高了棉花质量监管工作质量和效率,通过在自走式打包采棉机上安装工控机、扫码器定位器、回潮率检测传感器、相机等设备，有效实现对采棉机采摘信息实时监控，为棉花质量追溯提供数据支持。另外提供的所述棉花质量监管车载系统的应用方法，易于操作，经济实用。
附图说明
[0030]图1为本专利技术各个装置在采棉机上安装位置图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种棉花质量监管车载系统，其特征在于主要包括安装于打包式采棉机上的如下装置:(1)车载扫码器：安装于采棉机车身尾部的打包膜抽取机构上方，通过扫描棉花打包膜的二维码标签，用于获取棉包二维码信息；(2)含杂相机：安装于后尾灯顶板上，用于获取棉包侧面图片，进而预测籽棉含杂数据；(3)回潮率检测传感器：安装于籽棉打包腔体内板,用于获取籽棉回潮率信息；(4)定位器：用于接收地理经纬度坐标；(5)采收现场监测相机：安装于驾驶室外侧顶部,用于获取采收现场图像；(6)工控机：用于采集车载扫码器、含杂相机、回潮率检测传感器、定位器、采收现场监测相机的信息并处理数据；(7)车载显示器：用于显示实时数据；上述车载扫码器、含杂相机、回潮率检测传感器、定位器、采收现场监测相机、车载显示器通过线路与工控机相连接，实现车载端棉包、含杂、回潮率、经纬度、采收现场图片的快速获取、信息融合，实时上传至云端服务器。2.如权利要求1所述的棉花质量监管车载系统，其特征在于所述的工控机与车辆本身所带的车载内部传感器相连接，所述车载内部传感器主要包括速度传感器、发动机转速传感器、油耗传感器、里程传感器、棉包重量传感器，实现采棉机作业实时速度、发动机转速、油耗、行进里程、棉包重量信息的快速获取、信息融合，实时上传至云端服务器。3.如权力要求1或2所述的棉花质量监管车载系统，其特征在于采棉机机架上设有扫码器固定支架、扫码器固定板，所述车载扫码器与扫码器固定支架连接，所述扫码器固定支架与扫码器固定板固定连接，所述扫码器固定板为设有两道折弯的“U”型扣板，与采棉机的机架固定连接，所述扫码器固定板通过两道折弯的结构，使其即增加强度又贴合采棉机的机架结构，工作时不影响棉花打包膜的抽取。4.如权力要求1或2所述的棉花质量监管车载系统，其特征在于在已有的采棉机尾灯上板上设有含杂相机固定壳体、含杂相机固定壳体上盖，所述含杂相机固定壳...

【专利技术属性】
技术研发人员：张若宇，付宇轩，韩晨阳，常金强，张建强，陈明晓，王德阳，
申请(专利权)人：石河子大学，
类型：发明
国别省市：