CN104743173A - 一种用于包装袋二维码自动识别传输带的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于包装袋二维码自动识别传输带的控制方法，与现有技术相比解决了二维码识别设备无法应用于农产品生产线的缺陷。本发明包括以下步骤：包装袋预整理；二维码扫描；扫描状态判断；包装袋剔除。本发明无需改变原有的生产线结构，最大程度地降低了硬件设备投入，二维码检验速度快、成功率高。

Description

一种用于包装袋二维码自动识别传输带的控制方法

技术领域

本发明涉及农产品溯源平台技术领域，具体来说是一种用于包装袋二维码自动识别传输带的控制方法。

背景技术

2-dimensional bar code（二维条形码）是在传统一维条形码的基础之上增加一维扩展出能存储更多信息的二维条码，通常情况下使用黑白相间的图形来表示二进制数据，被相应设备扫描后可提取图形中所存储的数据符号和信息。一般的二维条形码比一维条形码多了“容错机制”和“定位点”，使得在二维条形码受到污损或破坏无法辨识全部图案的情况下，也可以准确地解析二维条形码上的存储的数据符号和信息。

二维码的识别设备按照工作方式的不同，主要分为二种，一种是手持式，另一种是固定式。手持式二维码识别设备指的是可以扫描二维码的条码扫描枪；而固定式二维码识别设备指的是放在固定地方的二维码读取器。手持式二维码识别设备需要人工加入操作，在出入库批量较大的化肥追溯系统中，二维码的识别是一项连续、大批量、高重复性的工作，为了降低劳动力成本、提高识别效率，一般以固定式识别设备取读二维码为主。

目前中国农业监管技术落后，假冒伪劣种子坑农、害农事件屡禁不止，一方面居高不下的打假成本耗费了大量的国家资源，另一方面是严重损害了广大农民的利益，故而对农产品质量追溯系统的出现的呼声越来越高。有的厂家提出在农产品的包装袋上加印二维码，用户则可以根据二维码直接了解农产品的源头情况。但在实际应用中发现，在包装袋上加印二维码，由于印刷技术问题有时会出现二维码不清楚，无法扫描成功的情况。这就需要在产品检验中对二维码进行有效的检验和识别，现在市面上普遍应用的固定式二维码识别设备，均不能很好地应用在农产品溯源平台中，其存在以下缺点：

1、成功率低，在农产品溯源平台的特殊应用场景下，由于包装袋外形多变和溯源场景的光照不确定,包装袋上的条码图像存在光照不均和几何畸变失真,导致现有通用固定式二维码识别设备解码成功率低；

2、速度低，在农产品出入库高峰时，由于查询过于密集，对网络和服务器的压力较大，加上现有二维码识别技术的不足，导致现有通用固定式二维码识别设备识别速度比较低。

3、定制成本高，通用性差，在农产品生产厂商中，大部分企业都有比较完整的无溯源功能的生产线，并且此生产线已将为成熟。市面上现有的通用二维码识别设备，无法直接应用于企业的农产品生产线，必须重新规划整个农产品生产线，硬件投入成本极高。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中二维码识别设备无法应用于农产品生产线的缺陷，提供一种用于包装袋二维码自动识别传输带的控制方法来解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于包装袋二维码自动识别传输带的控制方法，其中包装袋二维码自动识别传输带包括依次水平相接的传输皮带A、传输皮带B和传输皮带C，所述的传输皮带A的上方安装有预调组件，传输皮带B的上方安装有扫码组件，传输皮带C的侧部安装有剔除单元组件，其控制方法包括以下步骤：

包装袋预整理，查询控制台控制传输皮带A工作，包装袋在传输皮带A的带动下，经过倒平组件将直立的包装袋放倒在传输皮带A上；再经过整平组件的振动方棍对包装袋进行振动整平处理；

二维码扫描，扫码控制器控制CCD相机组对包装袋二维码进行扫描，将扫描状态返回给扫码控制器，将扫描结果发送给查询控制台；

扫描状态判断，扫码控制器在一定时间周期内判断CCD相机组是否扫描成功；若未成功，则触发剔除单元组件；

包装袋剔除，电动推杆接受来自扫码控制器的控制信息，带动剔除板运动，将包装袋从传输皮带C上推出。

所述的二维码扫描包括以下步骤：

CCS镜头对包装袋上的二维码进行图像采集并传至CCD成像模块；

CCD成像模块将图像信息传送至FPGA模块；

FPGA模块进行预处理和分析，并传至DSP处理器；

DSP处理器将二维码信息转变成数字信息，并对二维码的特征信息进行译码，将译码结果传至查询控制台。

所述的预调组件包括设于传输皮带A前端的倒平组件和设于传输皮带A后端的整平组件，传输皮带A的两侧分别固定安装有左支撑条和右支撑条，

所述的倒平组件包括可调导向杆组件和弹性导向轮组件，可调导向杆组件的导向杆支撑架安装在左支撑条上，导向杆支撑架上安装有导向杆且导向杆位于传输皮带A的上方，弹性导向轮组件的导向轮支撑架安装在右支撑条上，导向轮支撑架上弹性安装有导向轮且导向轮位于传输皮带A的上方，导向轮与导向杆两者形成错位且导向轮与导向杆的直线距离小于包装袋的最大宽度；

所述的整平组件包括振动电机和与振动电机相连的振动方棍，振动方棍安装在右支撑条上且位于传输皮带A的下方。

所述的扫码组件包括固定安装于传输皮带B上方的CCD相机组，CCD相机组的控制端与扫码控制器相连，CCD相机组的数据传输端与查询控制台相连。

所述的剔除单元组件包括位于传输皮带C旁的支撑平台，支撑平台的高度与传输皮带C相同，支撑平台上安装有电动推杆，电动推杆的控制端与扫码控制器相连，电动推杆的输出端上安装有剔除板且剔除板朝向传输皮带C。

还包括安装在支撑平台上的导轨，导轨上安装有辅助板，辅助板和剔除板上共同安装有联动板。

所述的整平单位还包括安装在右支撑条上的压平棒支撑，压平棒支撑上安装有皮带压平棒，皮带压平棒位于传输皮带A的上方且与传输皮带A相平行，皮带压平棒与传输皮带A的垂直距离小于包装袋的最大宽度。

所述的扫码控制器包括DSP处理器和FPGA模块，DSP处理器上分别连有UART和PHY芯片，CCD相机组包括CCS镜头和CCD成像模块，CCS镜头通过CCD成像模块与FPGA模块相连，FPGA模块与DSP处理器相连，DSP处理器与查询控制台相连。

有益效果

本发明的一种用于包装袋二维码自动识别传输带的控制方法，与现有技术相比无需改变原有的生产线结构，最大程度地降低了硬件设备投入，二维码检验速度快、成功率高。通过预调组件的设计，可以直接与原有的农产品生产线相接使用。通过FPGA模块预处理和DSP处理器的译码处理，极大地减少了后端服务器的压力，最大限度地提高了识别速度。通过剔除单元组件的设计，避免了人工识别检测的失误，能够直接将无法识别二维码的包装袋剔除。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为包装袋二维码自动识别传输带的结构俯视图；

图3为包装袋二维码自动识别传输带的结构正视图；

图4为包装袋二维码自动识别传输带中CCD相机组的工作原理图；

图5为包装袋二维码自动识别传输带中扫码控制的电路原理结构图；

其中，1-预调组件、2-扫码组件、3-剔除单元组件、4-传输皮带A、5-传输皮带B、6-传输皮带C、7-包装袋、11-振动电机、12-弹性导向轮、13-导向杆、14-导向轮支撑架、15-导向轮、17-振动方棍、21-CCD相机组、22-扫码控制器、23-查询控制台、31-支撑平台、32-电动推杆、33-剔除板、34-导轨、35-辅助板、36-联动板、41-左支撑条、42-右支撑条、43-压平棒支撑、44-皮带压平棒、51-DSP处理器、52-FPGA模块、53-CCS镜头、54-CCD成像模块、55-UART、56-PHY芯片。

具体实施方式

为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

如图3所示，一种用于农产品溯源平台的包装袋二维码自动识别传输带，包括依次水平相接的传输皮带A4、传输皮带B5和传输皮带C6，传输皮带A4、传输皮带B5和传输皮带C6均为现有技术中广泛使用的生产线传输皮带，传输皮带A4与传输皮带B5相接，传输皮带B5与传输皮带C6相接。装有农产品的包装袋从生产线上包装检验完毕，经过生产线传输至传输皮带A4，传输皮带A4再通过传输皮带B5传至传输皮带C6，完成二维码识别检验过程。

如图1所示，本发明的一种用于包装袋二维码自动识别传输带的控制方法，包括以下步骤：

第一步，包装袋预整理。查询控制台23控制传输皮带A4工作，包装袋在传输皮带A4的带动下，经过倒平组件将直立的包装袋放倒在传输皮带A4上。再经过整平组件的振动方棍17对包装袋进行振动整平处理。此时的包装袋已倒在传输皮带A4上，包装袋表面较平整，适合进行扫描作业。

第二步，二维码扫描。传输皮带B5工作，扫码控制器22控制CCD相机组21对包装袋二维码进行扫描，将扫描状态返回给扫码控制器22，将扫描结果发送给查询控制台23。其具体步骤如下：

（1）CCS镜头53对包装袋上的二维码进行图像采集并传至CCD成像模块54。

（2）CCD成像模块54将图像信息传送至FPGA模块52。

（3）FPGA模块52进行预处理和分析，并传至DSP处理器51。

（4）DSP处理器51将二维码信息转变成数字信息，并对二维码的特征信息进行译码，将译码结果传至查询控制台23。

第三步，扫描状态判断。扫码控制器22在一定时间周期内判断CCD相机组21是否扫描成功，具体时间周期根据现场皮带走速确定即可。若扫描成功，扫码控制器22将结果发送给查询控制台23。若未成功，则触发剔除单元组件3，准备将此包装袋从传输皮带C6上剔出。

第四步，包装袋剔除。在第二步中，扫描状态返回给扫码控制器22的目的是判断当前是否扫描成功，为下一步的剔除做准备。电动推杆32接受来自扫码控制器22的控制信息，带动剔除板33运动，将包装袋从传输皮带C6上推出，从而完成整个识别检验过程。

如图2所示，传输皮带A4的上方安装有预调组件1。预调组件1用于对装有农产品的包装袋7进行位置的预调整，因为农作品如种子、化肥、米等，在包装袋中均不是固定成形，这也导致了带有二维码的包装袋7存在变形、扭曲的情况。二维码在变形、扭曲的情况下，难以被成功扫描，因此在此通过预调组件1将包装袋7给调整平整，便于扫码组件2进行扫描。预调组件1包括设于传输皮带A4前端的倒平组件和设于传输皮带A4后端的整平组件，包装袋7在传输皮带A4上先经过倒平组件将包装袋7放倒，再经过整平组件对包装袋7进行整平。传输皮带A4的两侧分别固定安装有左支撑条41和右支撑条42，左支撑条41和右支撑条42也可以直接安装在地面上，位于传输皮带A4的两侧即可，为整平组件和倒平组件的安装提供支撑。

倒平组件包括可调导向杆组件和弹性导向轮组件，可调导向杆组件安装在左支撑条41上，弹性导向轮组件安装在右支撑条42上，两者分别安装在传输皮带A4的两侧，从而可以互相配合实现对包装袋的放倒操作。可调导向杆组件的导向杆支撑架12竖立安装在左支撑条41上，导向杆支撑架12上安装有导向杆13并且导向杆13位于传输皮带A4的上方。弹性导向轮组件的导向轮支撑架14竖立安装在右支撑条42上，导向轮支撑架14上弹性安装有导向轮15且导向轮15位于传输皮带A4的上方，导向轮15与导向轮支撑架14之间有弹性支撑，即导向轮15以导向轮支撑架14为圆点进行弹性的运动。导向轮15与导向杆13两者形成错位，两者不在一条垂直线上，导向轮15与导向杆13的直线距离小于包装袋的最大宽度。当装有农产品的包装袋竖直到达传输皮带A4的前端时，包装袋在传输皮带A4的带动下，沿着导向杆13往导向轮15方向运动。当运动至导向轮15处时，由于导向轮15与导向杆13的直线距离小于包装袋的最大宽度，因此导向轮15在包装袋的挤动下往后缩；而当包装袋完全脱离导向杆13的支撑引导时，导向轮15又在导向轮支撑架14的弹簧力作用下回位，将包装袋推倒在传输皮带A4上，完成倒平工作。

整平组件包括振动电机11和与振动电机11相连的振动方棍17，振动电机11工作则可以带动振动方棍17进行振动。振动方棍17安装在右支撑条42上，形成支撑定位。振动方棍17位于传输皮带A4的下方，通过振动方棍17的振动则可能带动传输皮带A4的振动。为了保证良好的整平效果，振动方棍17的数量最好为4个。同样如图3所示，还可以设计一个压平棒，在右支撑条42上安装压平棒支撑43，压平棒支撑43上安装有皮带压平棒44。皮带压平棒44位于传输皮带A4的上方且与传输皮带A4相平行，皮带压平棒44与传输皮带A4的垂直距离小于包装袋的最大宽度。皮带压平棒44用于当包装袋到达整平组件时，对包装袋的上部进行压平，与振动方棍17相配合使用。当包装袋从传输皮带A4的前端到达后端时，振动方棍17带动传输皮带A4振动，从而带动包装袋振动，包装袋内装的种子、化肥、玉米等小颗粒物在振动的作用下逐渐整平。同时皮带压平棒44在包装袋的上部对包装袋施加下压作用力，在振动的作用下，达到更好的整理效果。

包装袋在传输皮带A4上经过倒平和整平作业后，包装袋已较为平整，此时可以进行二维码扫描作业。传输皮带B5的上方安装有扫码组件2，扫码组件2包括固定安装于传输皮带B5上方的CCD相机组21。如图4所示，CCD相机组21为多台一体化CCD智能相机，当包装袋7到达CCD相机组21下方时，多台一体化CCD智能相机对包装袋7上的二维码进行读取采集。CCD相机组21的控制端与扫码控制器22相连，扫码控制器22控制CCD相机组21的工作，且可以获知CCD相机组21的工作状态。CCD相机组21的数据传输端与查询控制台23相连，将采集成功后的数据信息发送至查询控制台23。

由于传输皮带B5的运动速度较快，并且按传统的扫描模式进行扫描时，识别过程较慢，难以应用于实际生产中。如图5所示，扫码控制器22可以包括DSP处理器51和FPGA模块52，FPGA模块52为逻辑时序管理和图像预处理模块，DSP处理器51为高性能多核DSP处理器，型号可以为TMS320DM6446。DSP处理器51上分别连有UART55和PHY芯片56，UART55和PHY芯片56分别用于对外的数据传输。CCD相机组21包括CCS镜头53和CCD成像模块54，CCS镜头53通过CCD成像模块54与FPGA模块52相连，FPGA模块52与DSP处理器51相连，DSP处理器51与查询控制台23相连。CCD成像模块54采集的条码图像经过FPGA模块52进行预处理和分析后，然后导入DSP存储空间。在DSP处理器51中进行译码处理，其根据像素分布、亮度等信息转变成数字化信号，图像系统对这些信号进行各种运算来抽取化肥包装袋上二维码的特征进行译码，最后将译码处理后的结果再发至查询控制台23显示，从而提高了处理和响应速度。

二维码识别过程中，如果扫描正确则可以出厂销售，若扫描不正确则需要人工重新扫描或检验二维码是否有错误，因此需要将未扫描成功的包装袋剔出。传输皮带C6的侧部安装有剔除单元组件3，剔除单元组件3包括位于传输皮带C6旁的支撑平台31，支撑平台31的高度与传输皮带C6相同。支撑平台31上安装有电动推杆32，电动推杆32的高度与包装袋在传输皮带C6的高度相同。电动推杆32的控制端与扫码控制器22相连，通过扫码控制器22可以控制电动推杆32的工作。电动推杆32的输出端上安装有剔除板33，剔除板33用于推动包装袋使用，剔除板33朝向传输皮带C6，即与传输皮带C6的包装袋位置相对应。实际应用中，若包装袋的重量过重或体积较大，光靠剔除板33的推动可能会出现无法将包装袋剔出传输皮带C6的情况。因此还可以在支撑平台31上安装导轨34，导轨34上安装有辅助板35，在辅助板35和剔除板33上共同安装有联动板36。当需要剔除作业时，在电动推杆32的作用力下，辅助板35和剔除板33共同带动联动板36推动包装袋，包装袋在联动板36的推动下剔出传输皮带C6。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种用于包装袋二维码自动识别传输带的控制方法，其中包装袋二维码自动识别传输带包括依次水平相接的传输皮带A（4）、传输皮带B（5）和传输皮带C（6），所述的传输皮带A（4）的上方安装有预调组件（1），传输皮带B（5）的上方安装有扫码组件（2），传输皮带C（6）的侧部安装有剔除单元组件（3），特征在于，其控制方法包括以下步骤：

11）包装袋预整理，查询控制台（23）控制传输皮带A（4）工作，包装袋在传输皮带A（4）的带动下，经过倒平组件将直立的包装袋放倒在传输皮带A（4）上；再经过整平组件的振动方棍（17）对包装袋进行振动整平处理；

12）二维码扫描，扫码控制器（22）控制CCD相机组（21）对包装袋二维码进行扫描，将扫描状态返回给扫码控制器（22），将扫描结果发送给查询控制台（23）；

13）扫描状态判断，扫码控制器（22）在一定时间周期内判断CCD相机组（21）是否扫描成功；若未成功，则触发剔除单元组件（3）；

14）包装袋剔除，电动推杆（32）接受来自扫码控制器（22）的控制信息，带动剔除板（33）运动，将包装袋从传输皮带C（6）上推出。

2.根据权利要求1所述的一种用于包装袋二维码自动识别传输带的控制方法，其特征在于，所述的二维码扫描包括以下步骤：

21）CCS镜头（53）对包装袋上的二维码进行图像采集并传至CCD成像模块（54）；

22）CCD成像模块（54）将图像信息传送至FPGA模块（52）；

23）FPGA模块（52）进行预处理和分析，并传至DSP处理器（51）；

24）DSP处理器（51）将二维码信息转变成数字信息，并对二维码的特征信息进行译码，将译码结果传至查询控制台（23）。

3.根据权利要求1所述的一种用于包装袋二维码自动识别传输带的控制方法，其特征在于：所述的预调组件（1）包括设于传输皮带A（4）前端的倒平组件和设于传输皮带A（4）后端的整平组件，传输皮带A（4）的两侧分别固定安装有左支撑条（41）和右支撑条（42）；

所述的倒平组件包括可调导向杆组件和弹性导向轮组件，可调导向杆组件的导向杆支撑架（12）安装在左支撑条（41）上，导向杆支撑架（12）上安装有导向杆（13）且导向杆（13）位于传输皮带A（4）的上方，弹性导向轮组件的导向轮支撑架（14）安装在右支撑条（42）上，导向轮支撑架（14）上弹性安装有导向轮（15）且导向轮（15）位于传输皮带A（4）的上方，导向轮（15）与导向杆（13）两者形成错位且导向轮（15）与导向杆（13）的直线距离小于包装袋的最大宽度；

所述的整平组件包括振动电机（11）和与振动电机（11）相连的振动方棍（17），振动方棍（17）安装在右支撑条（42）上且位于传输皮带A（4）的下方。

4.根据权利要求1所述的一种用于包装袋二维码自动识别传输带的控制方法，其特征在于：所述的扫码组件（2）包括固定安装于传输皮带B（5）上方的CCD相机组（21），CCD相机组（21）的控制端与扫码控制器（22）相连，CCD相机组（21）的数据传输端与查询控制台（23）相连。

5.根据权利要求3和4所述的一种用于包装袋二维码自动识别传输带的控制方法，其特征在于：所述的剔除单元组件（3）包括位于传输皮带C（6）旁的支撑平台（31），支撑平台（31）的高度与传输皮带C（6）相同，支撑平台（31）上安装有电动推杆（32），电动推杆（32）的控制端与扫码控制器（22）相连，电动推杆（32）的输出端上安装有剔除板（33）且剔除板（33）朝向传输皮带C（6）。

6.根据权利要求5所述的一种用于包装袋二维码自动识别传输带的控制方法，其特征在于：还包括安装在支撑平台（31）上的导轨（34），导轨（34）上安装有辅助板（35），辅助板（35）和剔除板（33）上共同安装有联动板（36）。

7.根据权利要求3所述的一种用于包装袋二维码自动识别传输带的控制方法，其特征在于：所述的整平单位还包括安装在右支撑条（42）上的压平棒支撑（43），压平棒支撑（43）上安装有皮带压平棒（44），皮带压平棒（44）位于传输皮带A（4）的上方且与传输皮带A（4）相平行，皮带压平棒（44）与传输皮带A（4）的垂直距离小于包装袋的最大宽度。

8.根据权利要求4所述的一种用于包装袋二维码自动识别传输带的控制方法，其特征在于：所述的扫码控制器（22）包括DSP处理器（51）和FPGA模块（52），DSP处理器（51）上分别连有UART（55）和PHY芯片（56），CCD相机组（21）包括CCS镜头（53）和CCD成像模块（54），CCS镜头（53）通过CCD成像模块（54）与FPGA模块（52）相连，FPGA模块（52）与DSP处理器（51）相连，DSP处理器（51）与查询控制台（23）相连。