CN105138936A - 一种育种材料田间布局统计系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种育种材料田间布局统计系统及方法，该方法包括：获取每一育种地块的唯一标识信息；根据预设规则获取该育种地块中各个区域所种植的育种材料的唯一标识信息；以育种地块为单位，根据所述育种材料的唯一标识信息、育种地块的唯一标识信息、所在厢号、厢的方向以及厢内顺序号构建以厢号为列、以厢内顺序号为行的布局矩阵，生成每一育种地块的育种材料田间布局图，或以试验为单位，将每一试验包含的育种材料所在的一个或多个育种地块，按照预设顺序生成每一育种试验集合的材料田间布局图。本发明有效提升育种材料田间布局统计效率和准确性，大幅降低育种人员家的劳动强度，满足大规模育种条件下的流水线、高效率作业需求。

Description

一种育种材料田间布局统计系统及方法

技术领域

本发明涉及农田育种管理技术领域，尤其涉及一种育种材料田间布局统计系统及方法。

背景技术

育种材料在移栽过程中，因受出苗率、人工操作方式、人工成本、移栽时限、地块面积等多种因素影响，不可避免的将大量产生移栽后的材料田间布局与最初的设计规划不一致的情况。这种情况下需要育种工作人员在移栽工作完成后，按照实际种植情况及时、准确的统计育种材料田间布局信息，目的是为了防止田间材料标识牌因意外损坏或丢失，而导致试验结果与材料无法准确对应。一旦异常发生育种家可以根据田间布局图通过地块和具体位置信息识别材料。同时，随着育种机械设备的普遍使用，准确无误的育种材料田间布局是育种机械高效作业的重要前提。

传统的育种材料布局统计方法是在材料播种或移栽完成后，育种家在田间逐一查看标识牌上的材料唯一标识信息，同时将材料的田间位置信息一起记录在纸质记载本上，后期再录到电脑的Excel文件中保存。这种方法普遍存在工作量大、效率低、及时性差、田间人工漏记错记、二次整理时产生的错误统计等诸多问题。特别是随着我国商业化、规模化育种进程的加快推进，面对成千上万的育种材料田间布局统计工作，快速、高效、准确的采集方法和手段俨然成为育种从业人员迫切的现实需求。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种育种材料田间布局统计系统及方法，以解决育种材料田间布局统计手段落后、效率低的问题，提高育种材料田间布局采集的效率和准确度。

根据本发明的一个方面，提供了一种育种材料田间布局统计系统，该系统包括：田间材料电子标识牌、地块电子标识牌、手持终端设备以及服务器；

所述田间材料电子标识牌，设置于育种地块中种植有对应育种材料的区域，内部设有第一电子标签芯片，所述第一电子标签芯片中写有相应育种材料的唯一标识信息；

所述地块电子标识牌，设置于育种地块，内部设有第二电子标签芯片，所述第二电子标签芯片中写有育种地块的唯一标识信息；

所述手持终端设备，用于依次读取所述各个育种地块中设置的地块电子标识牌，以获取每一育种地块的唯一标识信息，并依次读取每一育种地块中各个区域设置的田间材料电子标识牌，以获取每一育种地块中各个区域所种植的育种材料的唯一标识信息；

所述手持终端设备，还用于将所述获取的每一育种地块的唯一标识信息以及每一育种地块中各个区域所种植的育种材料的唯一标识信息上传到所述服务器；

所述服务器，用于根据所述手持终端设备上传的数据，生成每一育种地块的育种材料田间布局图。

其中，所述服务器，还用于根据所述手持终端设备上传的数据，生成每一育种试验集合的材料田间布局图，所述育种试验集合包含至少一种待测育种材料。

其中，所述手持终端设备，还用于在读取每一育种地块中各个区域设置的田间材料电子标识牌时，记录与每一田间材料电子标识牌对应的育种材料在相应区域的株行数、行数以及每行的株数。

其中，所述手持终端设备通过有线或无线方式将每一育种地块的唯一标识信息、每一育种地块中各个区域所种植的育种材料的唯一标识信息以及每一田间材料电子标识牌对应的育种材料在相应区域的株行数、行数以及每行的株数上传到所述服务器。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于上述任一实施例所述系统的育种材料田间布局统计方法，该方法包括：

获取每一育种地块的唯一标识信息；

根据预设规则获取该育种地块中各个区域所种植的育种材料的唯一标识信息；

所述预设规则为：从每一育种地块的任意一个边界开始，设定第一列育种材料为第一厢，依次递增，生成每一厢的厢内顺序号，并设定第一厢采集行走的方向为正向，否则为反向；

以育种地块为单位，根据所述育种材料的唯一标识信息、育种地块的唯一标识信息、所在厢号、厢的方向以及厢内顺序号构建以厢号为列、以厢内顺序号为行的布局矩阵；

对所述布局矩阵中反向的厢进行矩阵置换，生成每一育种地块的育种材料田间布局图。

其中，所述方法还包括：

以试验为单位，将每一试验包含的育种材料所在的一个或多个育种地块，按照预设顺序生成每一育种试验集合的材料田间布局图。

其中，所述方法还包括：

在获取每一育种地块中各个区域所种植的育种材料的唯一标识信息时，记录与每一田间材料电子标识牌对应的育种材料在相应区域的株行数、行数以及每行的株数。

其中，若同一地块中存在多个实验的育种材料，则在生成每一育种试验集合的材料田间布局图时，所述方法还包括：

过滤其他实验的育种材料，以显示属于某一试验的育种材料布局信息。

其中，所述方法还包括：

根据用户输入请求，对所述育种地块的育种材料田间布局图或育种试验集合的材料田间布局图进行翻转。

其中，所述方法还包括：

根据用户输入的配置参数，生成不同粒度的布局报表。

本发明的有益效果为：

本发明提供的育种材料田间布局统计系统及方法，通过电子标签、手持终端设备等信息技术的应用，将提高育种材料田间布局采集的效率和准确度，节省田间纸质记载和人工录入的环节，避免二次整理时产生的错误等，降低育种家的劳动强度。同时，本发明的方法与育种机械集成，可实现操作结果与材料的自动关联，满足大规模育种条件下的流水线、高效率作业需求。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提出的一种育种材料田间布局统计系统的结构框图；

图2为本发明实施例提出的一种育种材料田间布局统计方法的流程图；

图3为本发明实施例提出的育种材料田间布局统计方法中的地块维度的材料布局图；

图4为本发明实施例提出的育种材料田间布局统计方法中的试验维度的材料布局图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

其中，为了更好的理解本发明，对以下名词进行解释：

厢：地块中种植的每一列材料称为一厢；

株行数：收获的一个穗子在播种为一个株行，根据穗子上有效种子的数量一个株行可以种植一行或多行。

图1示出了本发明实施例的一种育种材料田间布局统计系统的结构框图。

参照图1，本发明实施例提出的育种材料田间布局统计系统具体包括田间材料电子标识牌101、地块电子标识牌102、手持终端设备103以及服务器104，其中：

所述田间材料电子标识牌101，设置于育种地块中种植有对应育种材料的区域，内部设有第一电子标签芯片，所述第一电子标签芯片中写有相应育种材料的唯一标识信息；

所述地块电子标识牌102，设置于育种地块，内部设有第二电子标签芯片，所述第二电子标签芯片中写有育种地块的唯一标识信息；

所述手持终端设备103，用于依次读取所述各个育种地块中设置的地块电子标识牌，以获取每一育种地块的唯一标识信息，并依次读取每一育种地块中各个区域设置的田间材料电子标识牌，以获取每一育种地块中各个区域所种植的育种材料的唯一标识信息；

所述手持终端设备103，还用于将所述获取的每一育种地块的唯一标识信息以及每一育种地块中各个区域所种植的育种材料的唯一标识信息上传到所述服务器104；

所述服务器104，用于根据所述手持终端设备103上传的数据，生成每一育种地块的育种材料田间布局图。

进一步地，所述服务器104，还用于根据所述手持终端设备103上传的数据，生成每一育种试验集合的材料田间布局图，所述育种试验集合包含至少一种待测育种材料。

本发明实施例中，通过构建育种试验集合，每个试验包含若干个待考察的材料，每个材料具有全局唯一标识；制作含有电子标签的田间材料电子标识牌101，写入材料唯一标识信息并与材料实体进行绑定，播种或移栽时插在地块中或挂在材料植株上；制作含有电子标签的地块电子标识牌102，写入育种地块唯一标识信息并插在地块中；当需要进行数据采集时，通过使用具备电子标签读写功能的手持终端设备103先读取地块电子标识牌，再按某一顺序逐个读取该地块内的所有材料电子标识牌，然后将材料田间布局数据上传到服务器。

服务器104获取到每一育种地块的唯一标识信息，并根据预设规则获取该育种地块中各个区域所种植的育种材料的唯一标识信息；预设规则为：从每一育种地块的任意一个边界开始，设定第一列育种材料为第一厢，依次递增，生成每一厢的厢内顺序号，并设定第一厢采集行走的方向为正向，否则为反向；然后以育种地块为单位，根据所述育种材料的唯一标识信息、育种地块的唯一标识信息、所在厢号、厢的方向以及厢内顺序号构建以厢号为列、以厢内顺序号为行的布局矩阵；对所述布局矩阵中反向的厢进行矩阵置换，生成每一育种地块的育种材料田间布局图，或，以试验为单位，将每一试验包含的育种材料所在的一个或多个育种地块，按照预设顺序生成每一育种试验集合的材料田间布局图。

需要说明的是，材料播种或插秧时允许一个育种地块中存在不同试验的育种材料。

其中，允许育种地块形状不规则，即各个厢的长度可以不一致；

其中，允许育种家采用手持终端设备从地块的任一位置开始采集，对上次未采集完的地块可以从任一位置开始续采；

其中，同一个地块允许多人使用多个手持终端设备同时进行布局采集。

进一步地，所述手持终端设备103，还用于在读取每一育种地块中各个区域设置的田间材料电子标识牌101时，记录与每一田间材料电子标识牌对应的育种材料在相应区域的株行数、行数以及每行的株数。

进一步地，所述手持终端设备103通过有线或无线方式将每一育种地块的唯一标识信息、每一育种地块中各个区域所种植的育种材料的唯一标识信息以及每一田间材料电子标识牌对应的育种材料在相应区域的株行数、行数以及每行的株数上传到所述服务器104。

本发明实施例提供的系统，将有效提升育种材料田间布局统计效率和准确性，节省田间纸质记载和人工录入的环节，避免二次整理时产生的错误等，大幅降低育种家的劳动强度。本发明的系统与育种田间机械集成，可实现操作结果与材料的自动关联，满足大规模育种条件下的流水线、高效率作业需求。

图2为本发明实施例提出的一种育种材料田间布局统计方法的流程图，所述育种材料田间布局统计方法用于上述任一实施例所述的育种材料田间布局统计系统。

参照图2，本发明实施例提出的育种材料田间布局统计方法具体包括以下步骤：

S11、获取每一育种地块的唯一标识信息；

S12、根据预设规则获取该育种地块中各个区域所种植的育种材料的唯一标识信息；

本发明实施例中，通过构建育种试验集合，每个试验包含若干个待考察的材料，每个材料具有全局唯一标识；制作含有电子标签的田间材料电子标识牌，写入材料唯一标识信息并与材料实体进行绑定，播种或移栽时插在地块中或挂在材料植株上；制作含有电子标签的地块电子标识牌，写入育种地块唯一标识信息并插在地块中；当需要进行

其中，预设规则为：从每一育种地块的任意一个边界开始，设定第一列育种材料为第一厢，依次递增，生成每一厢的厢内顺序号，并设定第一厢采集行走的方向为正向，否则为反向；

具体的：

S13、以育种地块为单位，根据所述育种材料的唯一标识信息、育种地块的唯一标识信息、所在厢号、厢的方向以及厢内顺序号构建以厢号为列、以厢内顺序号为行的布局矩阵；

S14、对所述布局矩阵中反向的厢进行矩阵置换，生成每一育种地块的育种材料田间布局图。

其中，所述方法还包括：

以试验为单位，将每一试验包含的育种材料所在的一个或多个育种地块，按照预设顺序生成每一育种试验集合的材料田间布局图。

本发明实施例，包括两种材料田间布局图，具体如下：

地块布局图生成：用于生成每个地块的材料田间布局图；系统以地块为单位，根据采集的材料唯一标识信息、所在地块号、所在厢号、厢的方向、厢内顺序号、种植行数等信息构建以厢号为列、以厢内顺序号为行的布局矩阵并生成地块布局图，通过矩阵置换生成地块布局图，其中反向采集的厢的布局数据逆向填充。

试验布局图生成：用于生成每个试验的材料田间布局图；系统以试验为单位，将该试验材料所在的一个或多个地块，按照用户指定的顺序生成试验布局图；同一地块中存在多个试验材料的情况，在生成试验布局图时将仅显示属于该试验的材料布局信息。

进一步地，所述方法还包括：

在获取每一育种地块中各个区域所种植的育种材料的唯一标识信息时，记录与每一田间材料电子标识牌对应的育种材料在相应区域的株行数、行数以及每行的株数。

其中，若同一地块中存在多个实验的育种材料，则在生成每一育种试验集合的材料田间布局图时，所述方法还包括：过滤其他实验的育种材料，以显示属于某一试验的育种材料布局信息。

其中，所述方法还包括：根据用户输入请求，对所述育种地块的育种材料田间布局图或育种试验集合的材料田间布局图进行翻转。本发明实施例中，将材料布局图按照多个视角进行翻转，方便用户多维度查看材料布局信息。

其中，所述方法还包括：根据用户输入的配置参数，生成不同粒度的布局报表。本发明实施例中，根据用户需求配置参数生成小区、株行、行等不同粒度的报表，提高材料布局图使用的便捷性。

本发明实施例提供的育种材料田间布局统计方法，有效提升育种材料田间布局统计效率和准确性，节省田间纸质记载和人工录入的环节，避免二次整理时产生的错误等，大幅降低育种家的劳动强度。本发明的系统与育种田间机械集成，可实现操作结果与材料的自动关联，满足大规模育种条件下的流水线、高效率作业需求。

本发明以水稻育种试验材料田间布局统计为具体实施例对本发明技术方案进行说明，具体如下：

1、创建2个水稻育种试验，每个试验包含100个待考察的材料，每个材料具有全局唯一标识，具体如表1所示。

表1水稻育种试验及材料信息

试验名称(编号)	材料数	材料编号
			试验1(A)	100	A001～A100
试验2(B)	100	B001～B100

2、采用系统制作300个写有材料唯一标识信息的育种材料电子标识牌(RFID芯片，芯片频率为13.56MHZ，采用ISO14443A协议)，并与材料实体进行绑定，播种和移栽时插在地块中或挂在材料植株上。

3、制作S1和S2地块的电子标识牌，写入育种地块唯一标识信息并插在地块中。其中S1地块的小区数为150个(5列x30行)，可播种150个材料；S2地块形状不规则，小区数为115个(5列，小区数分别为15、20、20、30、30)，可播种115个材料。

4、育种家使用具备电子标签读写功能的手持终端设备，如三星GalaxyNoteII7100，先读取地块电子标识牌，再按某一顺序逐个读取该地块内的所有材料电子标识牌，具体步骤包括：

(1)首先利用手持终端设备识别S1地块电子标识牌，获取S1地块的唯一标识信息，从地块的左侧边界开始，设定最近的为第1厢，向右依次递增为第2厢、第3厢、第4厢、第5厢；同时设定第1厢采集行走的方向(向上)为正向，向下为反向；

(2)利用手持终端设备识别S1地块第1厢内的所有材料电子标识牌，获取材料唯一标识信息，根据行走和识别顺序，自动生成厢内顺序号；

(3)按S型行走方式依次识别S1地块和S2地块内所有10厢的材料电子标识牌；

(4)识别材料电子标识牌时，同时记录材料的种植株行数、行数、株数等信息。

采集的布局数据如表2所示：

表2育种材料田间布局信息采集表

地块号	厢号	厢内顺序号	厢的方向	材料号	株行数	行数	株数
								S1	1	1	正	A097	5	15	8
S1	1	2	正	A002	3	9	8
								S1	1	3	正	A031	4	12	7
…	…	…	…		…	…
								S1	4	9	反	A039	2	6	8
S1	4	10	反	A045	2	6	8
								S1	4	11	反	B097	1	3	6
S1	4	12	反	B001	1	3	6
…	…	…	…		…	…	…
								S2	1	11	反	B021	15	45	6
S2	1	12	反	B024	1	3	6
								S2	1	13	反	B031	11	33	6
S2	1	14	反	B032	7	21	7
								S2	1	15	反	B009	2	6	7

…

…

…

…

…

…

…

5、材料布局数据上传：材料田间布局数据采集完成后，通过有线或无线方式将手持终端设备中的数据传输到服务器中。

6、地块布局图生成：用于生成每个地块的材料田间布局图；以地块为单位，根据采集的材料唯一标识信息、所在地块号、所在厢号、厢的方向、厢内顺序号、种植行数等信息构建以厢号为列、以厢内顺序号为行的布局矩阵，通过矩阵转置生成地块布局图。S1地块和S2地块的材料布局如图3所示。

7、试验布局图生成：用于生成每个试验的材料田间布局图；以试验为单位，将该试验材料所在的一个或多个地块，按照用户指定的顺序生成试验布局图；同一地块中存在多个试验材料的情况，在生成试验布局图时将仅显示属于该试验的材料布局信息。A试验和B试验的材料布局图如图4所示。

上述实施例可以提高育种材料田间布局采集的效率和准确度，节省田间纸质记载和人工录入的环节，避免二次整理时产生的错误，降低育种家的劳动强度；可以生成多个视角和多种粒度的地块布局图和试验布局图，提高材料布局图使用的便捷性，满足不同育种工作人员需求；可以与田间性状数据采集设备和收获机械集成，实现操作结果与材料的自动关联，满足大规模育种条件下的流水线、高效率作业需求。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的系统中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的系统中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个系统中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，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为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种育种材料田间布局统计系统，其特征在于，所述系统包括：田间材料电子标识牌、地块电子标识牌、手持终端设备以及服务器；

所述田间材料电子标识牌，设置于育种地块中种植有对应育种材料的区域，内部设有第一电子标签芯片，所述第一电子标签芯片中写有相应育种材料的唯一标识信息；

所述地块电子标识牌，设置于育种地块，内部设有第二电子标签芯片，所述第二电子标签芯片中写有育种地块的唯一标识信息；

所述手持终端设备，用于依次读取所述各个育种地块中设置的地块电子标识牌，以获取每一育种地块的唯一标识信息，并依次读取每一育种地块中各个区域设置的田间材料电子标识牌，以获取每一育种地块中各个区域所种植的育种材料的唯一标识信息；

所述手持终端设备，还用于将所述获取的每一育种地块的唯一标识信息以及每一育种地块中各个区域所种植的育种材料的唯一标识信息上传到所述服务器；

所述服务器，用于根据所述手持终端设备上传的数据，生成每一育种地块的育种材料田间布局图。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述服务器，还用于根据所述手持终端设备上传的数据，生成每一育种试验集合的材料田间布局图，所述育种试验集合包含至少一种待测育种材料。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述手持终端设备，还用于在读取每一育种地块中各个区域设置的田间材料电子标识牌时，记录与每一田间材料电子标识牌对应的育种材料在相应区域的株行数、行数以及每行的株数。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述手持终端设备通过有线或无线方式将每一育种地块的唯一标识信息、每一育种地块中各个区域所种植的育种材料的唯一标识信息以及每一田间材料电子标识牌对应的育种材料在相应区域的株行数、行数以及每行的株数上传到所述服务器。

5.一种用于如权利要求1-4任一项所述系统的育种材料田间布局统计方法，其特征在于，所述方法包括：

获取每一育种地块的唯一标识信息；

根据预设规则获取该育种地块中各个区域所种植的育种材料的唯一标识信息；

所述预设规则为：从每一育种地块的任意一个边界开始，设定第一列育种材料为第一厢，依次递增，生成每一厢的厢内顺序号，并设定第一厢采集行走的方向为正向，否则为反向；

以育种地块为单位，根据所述育种材料的唯一标识信息、育种地块的唯一标识信息、所在厢号、厢的方向以及厢内顺序号构建以厢号为列、以厢内顺序号为行的布局矩阵；

对所述布局矩阵中反向的厢进行矩阵置换，生成每一育种地块的育种材料田间布局图。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

以试验为单位，将每一试验包含的育种材料所在的一个或多个育种地块，按照预设顺序生成每一育种试验集合的材料田间布局图。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在获取每一育种地块中各个区域所种植的育种材料的唯一标识信息时，记录与每一田间材料电子标识牌对应的育种材料在相应区域的株行数、行数以及每行的株数。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，若同一地块中存在多个实验的育种材料，则在生成每一育种试验集合的材料田间布局图时，所述方法还包括：

过滤其他实验的育种材料，以显示属于某一试验的育种材料布局信息。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据用户输入请求，对所述育种地块的育种材料田间布局图或育种试验集合的材料田间布局图进行翻转。

10.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据用户输入的配置参数，生成不同粒度的布局报表。