便携式、高通量、智能化谷物小区测产系统及其测产方法

技术领域

本发明涉及农业测产技术领域，尤其涉及便携式、高通量、智能化谷物小区测产系统及其测产方法。

背景技术

育种家对新育成品种或高代品系进行多年多点的田间小区试验，通过综合评价新育成品种或高代品系的优劣决定是否进行品种比较试验、区域试验、生产试验。其中，小区产量是极其重要的指标，通过测量各个小区的产量并进行对比，再选择产量较高的小区并进行培育。当前，育种单位分布广，育种田块分布分散，地块面积小，因此小区测产大多是通过人工抽检方式完成，涉及人工使用便携式电子秤完成称重，手工记录产量数据，并将记录信息汇总录入电脑存储等过程，该过程一般需要3-5人协同完成，并且很容易出现数据重复、错误的情况。因此，如何快速、精准、高通量获取谷物小区产量信息是亟待解决的问题。

国外研发了多款用于田间现场的小区测产系统，最具有代表性的是美国ALMCO公司和奥地利的Wintersteiger公司。美国ALMCO公司设计的小区种子检测系统包括称重传感器、水分传感器、种子测产料筒、数据分析电脑及收获软件等组成，既可以单独使用，也可以安装在小区测产收获机上使用，能够完成对小区样品的水分、质量和容重等一次性测量。奥地利Wintersteiger公司设计的小区育种测产设备可以一次性测量小区含水率、容积密度和质量3个参数，同时配备条形扫码枪，实现了免排序功能，加快测产收获速度。

对小区育种测产设备的研究大部分处于试验阶段，极少研发出商品化的设备。青岛农业大学赵丽清等人设计了一种小麦机载选种测产装备，包括数据测试部件、触摸屏控制系统和条码识别部分，该系统可以快速测量小区籽粒的重量、水分和容重数据，并将这些数据上传到系统触摸屏控制系统中，根据GPS自动识别地块编号，整合到机载终端，目前该装备尚未进入生产。杭州托普云农科技股份有限公司推出一款育种小区专用的测产系统，该育种小区测产系统可与收割机一同使用，实现边收割边测产工作，该系统可以自动实现地块号与产量相关数据的准确对应，支持数据实时传输，大大提升了小区育种工作中的测产效率。考虑到小麦育种单位规模小、经费有限等因素限制了对已有测产设备的采购需求，且已研发的设备依赖定位导航系统和智能化小区联合收割机。因此，急需一种整体价格低廉、测产工作效率高、测量精准度强的作物小区测产系统。

对小区育种测产设备的研究大部分处于试验阶段，极少研发出商品化的设备，且需要依赖于定位导航系统和智能化小区联合收割机，无法满足当前绝大多数育种单位的需求。因此，本发明提出一种智能化谷物小区测产系统用以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出便携式、高通量、智能化谷物小区测产系统及其测产方法，解决目前国内外小区测产设备造价高和后期维修保养昂贵，依赖于定位导航系统和智能化小区联合收割机，无法满足当前绝大多数育种单位的需求，尤其是地市级育种单位和育种公司的实际需求的问题。

为了实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：便携式、高通量、智能化谷物小区测产系统，包括硬件系统和软件系统，所述硬件系统包括条形码打印设备、条形码扫描设备、称重传感器、数据收集系统、语音播报器和称重收获袋，所述条形码打印设备、条形码扫描设备、称重传感器和语音播报器均与数据收集系统连接，所述称重收获袋上通过麻绳拴系有PVC扎带挂牌，所述条形码打印设备打印出的条形码标签粘贴于PVC扎带挂牌上；

所述软件系统包括条形码生成软件和实时编辑软件，所述条形码生成软件和实时编辑软件均安装于数据收集系统上。

进一步改进在于：所述条形码扫描设备通过数据线或蓝牙芯片与数据收集系统连接，所述条形码扫描设备通过数据线或蓝牙将采集到的数字信号上传至数据收集系统。

进一步改进在于：所述称重传感器通过数据线或蓝牙芯片与数据收集系统连接，所述称重传感器通过数据线或蓝牙将采集到的数字信号上传至数据收集系统。

进一步改进在于：所述语音播报器通过数据线或蓝牙芯片与数据收集系统连接，并对数据收集系统上实时编辑软件的录入信息进行播报。

进一步改进在于：所述数据收集系统选自笔记本电脑或平板电脑中的其中一种，所述语音播报器选自有线音箱或蓝牙音箱中的其中一种。

进一步改进在于：所述数据收集系统通过条形码生成软件对田间小区对应的谷物材料信息进行整理并转化为对应的条形码。

进一步改进在于：所述数据收集系统通过实时编辑软件对条形码扫描设备和称重传感器采集的数字信号进行录入。

便携式、高通量、智能化谷物小区测产系统的测产方法，包括以下步骤：

步骤一：先根据田间小区实际播种情况将每个小区所对应谷物材料信息整理到条形码生成软件并转化为条形码，再使用条形码打印设备将条形码信息打印在标签纸上，得到条形码标签，接着将条形码标签粘贴在PVC扎带挂牌上，待田间小区谷物收获并装入称重收获袋时将PVC扎带挂牌通过麻绳栓系在称重收获袋上，统一晾晒；

步骤二：待称重收获袋内的谷物晾晒完毕后，设置条形码扫描设备的TAB功能和提示音，并使用条形码扫描设备扫描PVC扎带挂牌上的条形码，采集到的数字信号通过数据线或蓝牙上传至数据收集系统的实时编辑软件，并通过语音播报器对录入信息进行播报；

步骤三：待PVC扎带挂牌上的条形码扫描完毕后，将称重收获袋放置在称重传感器上，待重量稳定后点击称重传感器上的确定按键，采集到的数字信号通过数据线或蓝牙上传至数据收集系统的实时编辑软件，该数据自动填充到条形码信息右侧空格，并通过语音播报器对录入信息进行播报，一次测产结束；

步骤四：重复步骤二和步骤三，直至完成田间所有小区谷物产量的测定工作。

本发明的有益效果为：本发明通过条形码扫描设备识别称重收获袋上PVC扎带挂牌的二维条码信息，将采集到的小区谷物种植材料信息上传至数据收集系统，通过称重传感器将采集到的小区产量信息上传至数据收集系统，实现了小区谷物种植材料信息和产量的一一对应，保证测产结果的高效性和精准性，智能化程度较高，具备测产工作效率高、测量精准度准的优点，且整个测产系统整体成本低，便携性较高，可以满足全国绝大多数育种单位的需求，另外测产操作简单，不依赖于时间和地点，值得广泛推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的便携式、高通量、智能化谷物小区测产系统的结构示意图；

图2是本发明的便携式、高通量、智能化谷物小区测产系统的测产方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明中的条形码生成软件为Dlaber(https://www.dlabel.cn/)；

本发明中的条形码打印设备选自Zebra 105SL plus或得力，DL-888B；

本发明中的称重收获袋选自布袋或纱网袋；

本发明中的条形码扫描设备为得力，No14970；

本发明中的实时编辑软件选自金山文档、腾讯文档或企业网盘；

本发明中的称重传感器为英衡，AWH(QT)-30。

实施例一

参见图1，本实施例提供了便携式、高通量、智能化谷物小区测产系统，该测产系统包括硬件系统和软件系统，其中硬件系统包括条形码打印设备、条形码扫描设备、称重传感器、数据收集系统、语音播报器和称重收获袋，条形码打印设备通过数据线与数据收集系统连接，数据收集系统为笔记本电脑，语音播报器为有线音箱，条形码扫描设备通过数据线与数据收集系统连接并通过数据线将采集到的数字信号上传至数据收集系统，称重传感器通过数据线与数据收集系统连接并通过数据线将采集到的数字信号上传至数据收集系统，语音播报器通过数据线与数据收集系统连接并对数据收集系统上实时编辑软件的录入信息进行播报，称重收获袋上通过麻绳拴系有PVC扎带挂牌，条形码打印设备打印出的条形码标签粘贴于PVC扎带挂牌上，该测产系统通过条形码扫描设备识别称重收获袋上PVC扎带挂牌的二维条码信息，并将采集到的小区谷物种植材料信息上传至数据收集系统，通过称重传感器将采集到的小区产量信息上传至数据收集系统，实现了小区谷物种植材料信息和产量的一一对应；

软件系统包括条形码生成软件和实时编辑软件，条形码生成软件安装于数据收集系统上，数据收集系统通过条形码生成软件对田间小区对应的谷物材料信息进行整理并转化为对应的条形码，实时编辑软件安装于数据收集系统上，数据收集系统通过实时编辑软件对条形码扫描设备和称重传感器采集的数字信号进行录入，该测产系统通过实时编辑软件保证了数据的可视化和实时保存，实时编辑软件自带朗读功能，并配合语音播报器对录入信息进行播报，确定采集信息是否录入。

参见图2，本实施例还提供了便携式、高通量、智能化谷物小区测产系统的测产方法，包括以下步骤：

步骤一：先根据田间小区实际播种情况将每个小区所对应谷物材料信息整理到条形码生成软件并转化为条形码，再使用条形码打印设备将条形码信息打印在标签纸上，得到条形码标签，接着将条形码标签粘贴在PVC扎带挂牌上，待田间小区谷物收获并装入称重收获袋时将PVC扎带挂牌通过麻绳栓系在称重收获袋上，统一晾晒；

步骤二：待称重收获袋内的谷物晾晒完毕后，设置条形码扫描设备的TAB功能和提示音，并使用条形码扫描设备扫描PVC扎带挂牌上的条形码，采集到的数字信号通过数据线或蓝牙上传至数据收集系统的实时编辑软件，并通过语音播报器对录入信息进行播报；

步骤三：待PVC扎带挂牌上的条形码扫描完毕后，将称重收获袋放置在称重传感器上，待重量稳定后点击称重传感器上的确定按键，采集到的数字信号通过数据线或蓝牙上传至数据收集系统的实时编辑软件，该数据自动填充到条形码信息右侧空格，并通过语音播报器对录入信息进行播报，一次测产结束；

步骤四：重复步骤二和步骤三，直至完成田间所有小区谷物产量的测定工作。

实施例二

参见图1，本实施例提供了便携式、高通量、智能化谷物小区测产系统，该测产系统包括硬件系统和软件系统，其中硬件系统包括条形码打印设备、条形码扫描设备、称重传感器、数据收集系统、语音播报器和称重收获袋，条形码打印设备通过蓝牙芯片与数据收集系统连接，数据收集系统为平板电脑，语音播报器为蓝牙音箱，条形码扫描设备通过蓝牙芯片与数据收集系统连接并通过蓝牙将采集到的数字信号上传至数据收集系统，称重传感器通过蓝牙芯片与数据收集系统连接并通过蓝牙将采集到的数字信号上传至数据收集系统，语音播报器通过蓝牙芯片与数据收集系统连接并对数据收集系统上实时编辑软件的录入信息进行播报，称重收获袋上通过麻绳拴系有PVC扎带挂牌，条形码打印设备打印出的条形码标签粘贴于PVC扎带挂牌上，该测产系统通过条形码扫描设备识别称重收获袋上PVC扎带挂牌的二维条码信息，并将采集到的小区谷物种植材料信息上传至数据收集系统，通过称重传感器将采集到的小区产量信息上传至数据收集系统，实现了小区谷物种植材料信息和产量的一一对应；

软件系统包括条形码生成软件和实时编辑软件，条形码生成软件安装于数据收集系统上，数据收集系统通过条形码生成软件对田间小区对应的谷物材料信息进行整理并转化为对应的条形码，实时编辑软件安装于数据收集系统上，数据收集系统通过实时编辑软件对条形码扫描设备和称重传感器采集的数字信号进行录入，该测产系统通过实时编辑软件保证了数据的可视化和实时保存，实时编辑软件自带朗读功能，并配合语音播报器对录入信息进行播报，确定采集信息是否录入。

参见图2，本实施例还提供了便携式、高通量、智能化谷物小区测产系统的测产方法，包括以下步骤：

步骤一：先根据田间小区实际播种情况将每个小区所对应谷物材料信息整理到条形码生成软件并转化为条形码，再使用条形码打印设备将条形码信息打印在标签纸上，得到条形码标签，接着将条形码标签粘贴在PVC扎带挂牌上，待田间小区谷物收获并装入称重收获袋时将PVC扎带挂牌通过麻绳栓系在称重收获袋上，统一晾晒；

步骤二：待称重收获袋内的谷物晾晒完毕后，设置条形码扫描设备的TAB功能和提示音，并使用条形码扫描设备扫描PVC扎带挂牌上的条形码，采集到的数字信号通过数据线或蓝牙上传至数据收集系统的实时编辑软件，并通过语音播报器对录入信息进行播报；

步骤三：待PVC扎带挂牌上的条形码扫描完毕后，将称重收获袋放置在称重传感器上，待重量稳定后点击称重传感器上的确定按键，采集到的数字信号通过数据线或蓝牙上传至数据收集系统的实时编辑软件，该数据自动填充到条形码信息右侧空格，并通过语音播报器对录入信息进行播报，一次测产结束；

步骤四：重复步骤二和步骤三，直至完成田间所有小区谷物产量的测定工作。

本发明的便携式、高通量、智能化谷物小区测产系统的整个测产工作由2-3人协作完成，实现5-10秒钟称量完成一个小区样品，一天(8小时)能采集3000-5000份小区重量信息，保证测产结果的高效性和精准性，且测产系统整体成本低，所有硬软件总费用0.2-1.0万元，满足全国绝大多数育种单位的需求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。