CN104296850A - 一种自动记录果树精准产量的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动记录果树精准产量的装置和方法，涉及自动识别技术领域。该装置包括：安装在每棵果树上的RFID电子标签和收获装置，所述收获装置上设置有控制器、用于称量果子重量的称重传感器和用于监测所述收获装置位移的位移传感器，所述控制器根据信号传输方向依次包括，RFID信号收发天线、RFID阅读器、调制解调器、微处理器、存储器和为所述控制器供电的电源，所述称重传感器和所述位移传感器分别与所述微处理器连接。采用本发明的装置和方法，能够在对整个果园的所有果树连续收获的情况下，获得每棵果树的每次和/或全年的精准收获量，为果园精准管理提供准确的产量信息依据，使果园精准管理每棵果树的方法能够实现。

Description

一种自动记录果树精准产量的装置和方法

技术领域

本发明涉及自动识别技术领域，尤其涉及一种自动记录果树精准产量的装置和方法。

背景技术

从果树上收获果子是一项多批次多棵果树连续的作业过程。作业过程中，使用的设备为收获框，收获一棵树后，将果子盛放在该收获框内，继续收获下一棵树后，还将该棵树的果子继续盛放在该收获框内，这样，不同树上收获的果子会放在同一个收获框中。然后将收获框放在称重器上称量多棵果树的收获量。如果想获知每棵果树的收获量，需要用多可果树的收获量除以果树的数量，将其平均值作为每棵果树的收获量。

而一棵树上的果子的收获，需要在不同的日期多次重复上述的收获过程才能完成。因此，通过上述的收获装置和方法，通过人工称重的方式可以得到整个苹果园每次收获的产量以及全年的苹果产量，但很难得到每棵果树每次的收获量以及全年的精确产量。随着果园精准管理水平的不断提高，果树的管理水平已经逐步从全园统一的管理措施，已经慢慢发展到根据每棵果树的实际情况来进行差异化管理。果园精准管理的一个重要基础就是要知道每棵果树的实际产量，而采用上述获取果树产量的装置和方法，只能通过全园果树的总体产量，计算每棵果树的平均产量，而无法得到每棵果树每次的收获量以及全年的精准产量，从而使每棵果树的精准管理缺乏重要的依据，使果园的精准管理无法很好的实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动记录果树精准产量的装置和方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种自动记录果树精准产量的装置，包括：安装在每棵果树上的RFID电子标签1和收获装置2，收获装置2上设置有控制器6、用于称量果子重量的称重传感器7和用于监测所述收获装置位移的位移传感器8，控制器6根据信号传输方向依次包括，RFID信号收发天线9、RFID阅读器10、调制解调器11、微处理器12、存储器13和为所述控制器供电的电源14，称重传感器7和位移传感器8分别与微处理器12连接。

优选地，控制器6还包括输出设备，输出设备与微处理器12连接。

优选地，RFID电子标签1安装在果树3的枝干4上。

更优选地，枝干4伸向果树行间5。

更优选地，RFID电子标签1的安装高度为1-2米。

优选地，每棵果树3对应的标识符设置为RFID电子标签1的电子编码。

进一步地，还包括工作指示器，工作指示器与微处理器12连接。

优选地，工作指示器为工作指示灯。

优选地，收获装置2为收获车。

一种自动记录果树精准产量的方法，使用上述自动记录果树精准产量的装置，该方法包括如下步骤：

S1，安装在第m棵果树上的所述RFID电子标签接收所述RFID信号收发天线发送的RFID信号，并向所述RFID阅读器返回带有电子编码的RFID信号；

S2，所述RFID阅读器读取并解析所述带有电子编码的RFID信号，获得电子编码信息，并将所述电子编码信息传送给所述微处理器；

S3，所述微处理器判断所述电子编码信息的数量，当所述电子编码的信息为一个时，所述微处理器启动所述称重传感器，使所述称重传感器处于工作状态，且所述称重传感器清零；否则，结束；

S4，所述称重传感器对从该第m棵果树上收获的果子称重并记录，得到该第m棵果树的收获量，所述称重传感器将所述收获量传送至所述微处理器；

S5，所述微处理器根据所述电子编码信息、所述收获量以及当前的系统时间构建第m棵果树的收获信息，并将所述收获信息存储在所述存储器中；

S6，所述微处理器判断所述收获装置的位移是否发生变化，当所述收获装置的位移发生变化时，则重复S1-S5，直至m＝n；否则，结束；

其中，m≤n，且m、n均为自然数，n为整个果园的果树的数量。

本发明的有益效果是：本发明实施例提供的自动记录果树精准产量的装置和方法，巧妙的利用了RFID技术，通过在每棵果树上安装RFID电子标签，配合能够收发、读取并解析RFID信号，以及能够称重、监测收获装置位移变化的收获装置，使收获装置移动到待收获的果树处时，收获装置能够准确的记录该果树的收获量、收获时间和电子编码信息，并能够在对整个果园的所有果树连续收获的情况下，获得每棵果树的每次和/或全年的精准收获量，从而为果园精准管理每棵果树提供了准确的产量信息依据，使果园精准管理每棵果树的方法能够实现，另外，采用本发明实施例提供的装置和方法，在获得每棵果树的每次和/或全年的精准收获量的同时，不会增加果农的额外工作量且不会分散果农作业时的注意力。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种自动记录果树精准产量的装置的结构示意图；

图2是收获装置的结构示意图；

图3是控制器的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种自动记录果树精准产量的方法流程图。

图1中，各符号的含义如下：

1 RFID电子标签，2 收获装置,3 果树，4 果树枝干，5 果树行间；

图2中，各符号的含义如下：

6 控制器，7 称重传感器，8 位移传感器；

图3中，各符号的含义如下：

9 RFID信号收发天线，10 RFID阅读器，11 调制解调器，12 微处理器，13存贮器，14 电源。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

如图1所示，本发明实施例提供了一种自动记录果树精准产量的装置，包括：安装在每棵果树上的RFID电子标签1和收获装置2，收获装置2上设置有控制器6、用于称量果子重量的称重传感器7和用于监测所述收获装置位移的位移传感器8(参见图2)，控制器6根据信号传输方向依次包括，RFID信号收发天线9、RFID阅读器10、调制解调器11、微处理器12、存储器13和为所述控制器供电的电源14(参见图3)，称重传感器7和位移传感器8分别与微处理器12连接。

RFID(Radio Frequency Identification)技术，称为射频识别技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。

RFID技术的原理为由扫描器发射特定频率之无线电波能量给接收器，用以驱动接收器电路将内部的代码送出，此时扫描器便接收此代码。接收器的特殊在于免用电池、免接触、免刷卡故不怕脏污，且晶片密码为世界唯一无法复制，安全性高、寿命长。RFID的应用非常广泛，目前典型应用有动物晶片、汽车晶片防盗器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理等。

本发明将RFID技术应用在果园中，用于自动记录果树精准产量。通过在每棵果树上安装RFID电子标签，并在收获装置上安装控制器、用于称量果子重量的称重传感器和用于监测所述收获装置位移的位移传感器，从而使收获装置能够收发、读取并解析RFID信号，以及能够称重、监测收获装置位移变化，所以，在使用过程中，通过RFID电子标签和收获装置配合使用，使收获装置移动到待收获的果树处时，收获装置能够准确的记录该果树的收获量、收获时间和电子编码信息，并能够在对整个果园的所有果树连续收获的情况下，获得每棵果树的每次和/或全年的精准收获量，从而为果园精准管理每棵果树提供了准确的产量信息依据，使果园精准管理每棵果树的方法能够实现，另外，采用本发明实施例提供的装置和方法，在获得每棵果树的每次和/或全年的精准收获量的同时，不会增加果农的额外工作量且不会分散果农作业时的注意力。

可见，为了能够在果园环境中，利用RFID技术实现对果树精准产量的自动记录，与通常RFID技术的应用方法：固定扫描器，移动RFID电子标签不同，本发明实施例中，将RFID电子标签固定，安装在每棵果树上，而移动能够收发并解读RFID信号的收获装置，从而打破了传统的RFID技术的应用方法，实现了RFID技术在果园中的灵活应用。

本发明实施例提供的自动记录果树精准产量的装置，其实际工作过程为：首先在作每棵果树上安装RFID电子标签，而且，为了方便实施，可以将RFID电子标签安装在果树的枝干上，如果树的侧枝。然后将控制器、用于称量果子重量的称重传感器和用于监测所述收获装置位移的位移传感器安装在收获装置上；

果农开始收获作业前，将收获框放置在称重电子传感器上。

果农开始作业时，当果农将收获装置移动到第m棵果树时，由RFID信号收发天线发出RFID信号，在响应范围内的果树上的RFID电子标签接收RFID信号并返回带电子编码的RFID信号；RFID阅读器读取并解析带电子编码的RFID信号；微处理器判断电子编码信息的数量，当电子编码的信息为一个时，表明只有一个果树上的RFID电子标签处于RFID信号的收发范围内，则微处理器就会启动称重传感器，使称重传感器处于工作状态，且称重传感器清零；果农看到称重传感器清零后，则可以实施收获作业，否则，结束。

果农摘取该棵果树上的苹果，并陆续放置到所述收获小车中的收获框中，称重传感器对从该第m棵果树上收获的果子称重并记录，得到该第m棵果树的收获量，称重传感器将收获量传送至微处理器；

微处理器根据得到的电子编码信息、收获量以及当前的系统时间构建第m棵果树的收获信息，并将该收获信息存储在所述存储器中；

果农结束该第m棵果树上果子的收获后，再次移动收获装置至第m+1棵果树，此时，位移传感器监测到收获装置的移动信息，并将该信息发送至微处理器，微处理器判断收获装置的位移发生变化，则重复上述操作，获取第m+1棵果树的收获信息，并将该收获信息存储在所述存储器中。

果农继续上述操作，直到完成整个果园每棵树的收获，获得每棵树的收获信息。

从而完成对整个果园的一次的收获，获得一次的每棵树的收获量。

由于每棵树的果子需要多次的采摘才可以收获完成，所以每次收获时均使用本发明实施例提供的自动记录果树精准产量的装置，就可以获得每棵树每次的收获量，将每次的收获量进行累计，即可以得到每棵果树全年的收获量。

由于采用本发明实施例提供的自动记录果树精准产量的装置，可以对每棵树每次的收获量分别进行计量，所以可以精准的确定每棵树的收获量，进而可以精准的确定每棵树全年的收获量。而不会如现有技术一样，是通过整个果园所有的果树的收获量计算平均值，作为每棵树的收获量，导致每棵树的产量不够精准。从而采用本发明实施例提供的自动记录果树精准产量的装置，可以为果园精准管理每棵果树提供准确的产量信息依据，使果园精准管理每棵果树的方法能够实现。

本发明实施例中，控制器6还可以包括输出设备，输出设备与微处理器12连接。采用上述结构，用户可以通过输出设备导出每棵果树的收获信息，以便于用户查看和统计研究。

如本领域技术人员可以理解的，控制器6还可以包括显示设备，并且将显示设备与微处理器12连接，用户可以通过显示设备查看电子的果树的收获信息。

本发明实施例中，RFID电子标签1可以安装在果树3的枝干4上(参见图1)。由于果树的枝干比较结实，所以可以将RFID电子标签安装在枝干上，同时，还可以减少其他设备的引入，降低了成本，也减少了安装程序，便于操作。

优选地，在进行RFID电子标签1安装过程中，选择伸向果树行间5的枝干4。由于果农收获果子时，一般是在果树行间穿行的，则果农携带的收获装置也是在果树行间穿行的，所以为了使收获装置可以与RFID电子标签很好的配合工作，最好是将RFID电子标签1安装在伸向果树行间5的枝干4上。

本发明实施例中，RFID电子标签1的安装高度可以为1-2米。如本领域技术人员可以理解的，RFID信号收发天线产生的磁场区域的半径可以通过调节RFID信号收发天线的频率进行调整，从而保证RFID电子标签能够落在磁场区域范围内。本发明实施例中，将RFID信号收发天线产生的磁场区域的半径调整为1-2米，可以在大多数果园中，保证安装在果树上的RFID电子标签能够落在磁场区域范围内，使收获装置能够很好与RFID电子标签配合工作，实现果树精准产量的自动记录。

由于果园中的果树较多，为了能够清晰的记录每棵果树的产量信息，本发明实施例中，可以将每棵果树对应的标识符设置为RFID电子标签1的电子编码。由于每个RFID电子标签都具有一个唯一的电子编码，如果将每棵果树对应的标识符设置为RFID电子标签的电子编码，则每棵树就会有唯一的标识符，则可以从众多的果树收获信息中很容易很清晰的找到每棵树的收获信息，从而可以极大的减轻查看或研究的工作量。而不需要在每个果树收获完成之后，就立刻进行查看或输出作业记录信息了，所以本发明实施例提供的结构，使用更加方便，具有更好的实用性。

本发明实施例提供的自动记录果树精准产量的装置，还可以包括工作指示器，工作指示器与微处理器12连接。优选地，工作指示器为工作指示灯。

在自动记录果树精准产量的装置工作过程中，果农如果只是通过查看称重传感器是否清零来确定是否可以开始收获作业，比较繁琐，不方便。而如果增加工作指示器，当收获装置达到指定位置，微处理器判断只有一个电子编码信息后，微处理器就触发工作指示器，使工作指示器能够指示果农可以开始收获作业，则由于指示比较明显，则可以使果农的操作变得比较容易。比如，当工作指示器为工作指示灯时，可以通过设置工作指示灯的亮和灭来指示果农是开始还是停止收获作业。

本发明实施例中，收获装置2可以为收获车。其中，收获车可以是手推车，也可以是机动车，采用收获车，能够减轻农民收获的工作负荷，提高工作效率。

实施例二

如图4所示，本发明实施例提供了一种自动记录果树精准产量的方法，使用上述实施例一提供的自动记录果树精准产量的装置，该装置在此不再阐述，该方法包括如下步骤：

S1，安装在第m棵果树上的所述RFID电子标签接收所述RFID信号收发天线发送的RFID信号，并向所述RFID阅读器返回带有电子编码的RFID信号；

S2，所述RFID阅读器读取并解析所述带有电子编码的RFID信号，获得电子编码信息，并将所述电子编码信息传送给所述微处理器；

S3，所述微处理器判断所述电子编码信息的数量，当所述电子编码的信息为一个时，所述微处理器启动所述称重传感器，使所述称重传感器处于工作状态，且所述称重传感器清零；否则，结束；

S4，所述称重传感器对从该第m棵果树上收获的果子称重并记录，得到该第m棵果树的收获量，所述称重传感器将所述收获量传送至所述微处理器；

S5，所述微处理器根据所述电子编码信息、所述收获量以及当前的系统时间构建第m棵果树的收获信息，并将所述收获信息存储在所述存储器中；

S6，所述微处理器判断所述收获装置的位移是否发生变化，当所述收获装置的位移发生变化时，则重复S1-S5，直至m＝n；否则，结束；

其中，m≤n，且m、n均为自然数，n为整个果园的果树的数量。

通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：本发明实施例提供的自动记录果树精准产量的装置和方法，巧妙的利用了RFID技术，通过在每棵果树上安装RFID电子标签，配合能够收发、读取并解析RFID信号，以及能够称重、监测收获装置位移变化的收获装置，使收获装置移动到待收获的果树处时，收获装置能够准确的记录该果树的收获量、收获时间和电子编码信息，并能够在对整个果园的所有果树连续收获的情况下，获得每棵果树的每次和/或全年的精准收获量，从而为果园精准管理每棵果树提供了准确的产量信息依据，使果园精准管理每棵果树的方法能够实现，另外，采用本发明实施例提供的装置和方法，在获得每棵果树的每次和/或全年的精准收获量的同时，不会增加果农的额外工作量且不会分散果农作业时的注意力。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域人员应该理解的是，上述实施例提供的方法步骤的时序可根据实际情况进行适应性调整，也可根据实际情况并发进行。

上述实施例涉及的方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机设备可读取的存储介质中，用于执行上述各实施例方法所述的全部或部分步骤。所述计算机设备，例如：个人计算机、服务器、网络设备、智能移动终端、智能家居设备、穿戴式智能设备、车载智能设备等；所述的存储介质，例如：RAM、ROM、磁碟、磁带、光盘、闪存、U盘、移动硬盘、存储卡、记忆棒、网络服务器存储、网络云存储等。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动记录果树精准产量的装置，其特征在于，包括：安装在每棵果树上的RFID电子标签和收获装置，所述收获装置上设置有控制器、用于称量果子重量的称重传感器和用于监测所述收获装置位移的位移传感器，所述控制器根据信号传输方向依次包括，RFID信号收发天线、RFID阅读器、调制解调器、微处理器、存储器和为所述控制器供电的电源，所述称重传感器和所述位移传感器分别与所述微处理器连接。

2.根据权利要求1所述的自动记录果树精准产量的装置，其特征在于，所述控制器还包括输出设备，所述输出设备与所述微处理器连接。

3.根据权利要求1所述的自动记录果树精准产量的装置，其特征在于，所述RFID电子标签安装在果树的枝干上。

4.根据权利要求3所述的自动记录果树精准产量的装置，其特征在于，所述枝干伸向果树行间。

5.根据权利要求3所述的自动记录果树精准产量的装置，其特征在于，所述RFID电子标签的安装高度为1-2米。

6.根据权利要求1所述的自动记录果树精准产量的装置，其特征在于，所述每棵果树对应的标识符设置为所述RFID电子标签的电子编码。

7.根据权利要求1所述的自动记录果树精准产量的装置，其特征在于，还包括工作指示器，所述工作指示器与所述微处理器连接。

8.根据权利要求7所述的自动记录果树精准产量的装置，其特征在于，所述工作指示器为工作指示灯。

9.根据权利要求1所述的自动记录果树精准产量的装置，其特征在于，所述收获装置为收获车。

10.一种自动记录果树精准产量的方法，其特征在于，使用权利要求1-8任一项所述的自动记录果树精准产量的装置，该方法包括如下步骤：

S1，安装在第m棵果树上的所述RFID电子标签接收所述RFID信号收发天线发送的RFID信号，并向所述RFID阅读器返回带有电子编码的RFID信号；

S2，所述RFID阅读器读取并解析所述带有电子编码的RFID信号，获得电子编码信息，并将所述电子编码信息传送给所述微处理器；

S3，所述微处理器判断所述电子编码信息的数量，当所述电子编码的信息为一个时，所述微处理器启动所述称重传感器，使所述称重传感器处于工作状态，且所述称重传感器清零；否则，结束；

S4，所述称重传感器对从该第m棵果树上收获的果子称重并记录，得到该第m棵果树的收获量，所述称重传感器将所述收获量传送至所述微处理器；

S5，所述微处理器根据所述电子编码信息、所述收获量以及当前的系统时间构建第m棵果树的收获信息，并将所述收获信息存储在所述存储器中；

S6，所述微处理器判断所述收获装置的位移是否发生变化，当所述收获装置的位移发生变化时，则重复S1-S5，直至m＝n；否则，结束；

其中，m≤n，且m、n均为自然数，n为整个果园的果树的数量。