CN106248591B - 一种烟叶成熟度区分用器具及其区分方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟叶成熟度区分用器具，包括扇板和手柄，其中，扇板的一侧一体成型的设置有凹槽，凹槽内设置有压板和比对板，压板的底部一体成型的设置有压板通孔，比对板的底部一体成型的设置有比对板通孔，扇板的底部一体成型设置有通孔，通孔、比对板通孔.压板通孔上轴连接有旋轴，压板、比对板能够以旋轴为基点从凹槽内旋出，压板、比对板形状相同且表面积等大，压板、比对板与扇板的形状相同，压板、比对板的表面积小于扇板的表面积。本发明结构简单，使用方便，不易损坏，方便辨识烟叶成熟度，提高辨识准确率，避免烟农损失，可以当做扇子使用。

Description

一种烟叶成熟度区分用器具及其区分方法

技术领域

本发明属于烟草用器具技术领域，具体的涉及一种烟叶成熟度区分用器具及其区分方法。

背景技术

烟叶成熟度是烟叶品质的中心因素，田间成熟是获得优质烟叶的前提和基础。烟农常说：“采烟是师傅，烤烟是徒弟。”“采烟采不好，神仙也难烤。”深入浅出地说明了把握烟叶采收成熟度的重要性。田间成熟与烤制成熟的区别为：烟叶在田间的成熟，水分、养分较为充足，落黄成熟速度较慢，但均匀一致，其淀粉、总糖、蛋白质、叶绿素等一系列高分子化合物的分解转化比较协调，对改善烟叶品质十分有利。烟叶在烘烤过程中的成熟，属于烟叶的逆境生理过程，是断绝了水分、养分的活体烟叶的消耗代谢，其落黄成熟速度较快，但很不均匀，其淀粉、总糖、蛋白质、叶绿素等一系列高分子化合物的分解转化不太协调，对改善烟叶品质有一定程度的作用，但明显的不如田间成熟效果那么好。因此，田间成熟是烟叶成熟的根本和基础。

烤烟移栽后60天左右，叶片开始自下而上逐渐成熟，烟叶成熟时，其外观特征和生理特性，表现出不同的特点。一般根据叶色、主脉、茸毛、叶尖、成熟斑等变化特征来判断烟叶成熟与否。要把握好烟叶成熟的特征、特性，必须熟悉烟叶的构造部位。烟叶的叶片，从柄端到叶尖，可分为：基部、中部、尖部三个部位；其构造分为：叶肉、叶脉（主脉、支脉、细脉）、叶尖、叶缘、叶耳。判断成熟度，目前主要采取的方式为：对主脉、支脉变白发亮程度的观察，主脉起主导作用，其次是支脉。要正确认识主脉、支脉的变化过程，才能准确地判断烟叶的成熟程度和档次。如：主脉的变化过程：绿色（未熟）→变白（初熟）→发亮（适熟）→寡白（过熟）。支脉的变化过程：青色（未熟）→绿色（初熟）→变白（适熟）→发亮（过熟）。这就导致了烟叶田间成熟度的判断，完全依靠烟农的经验，导致了烟叶成熟度判断准确率误差较大的问题，误差严重的话，给烟农带来巨大经济损失。

目前的烟叶田间成熟度的区分，采用色卡的方式，即依据各成熟期的烟叶成熟度的颜色做成色卡，烟农进入田间后与烟叶适时对比，对比烟叶与色卡的颜色差，来判断烟叶的成熟度，这种方式虽然解决了主要依靠烟农经验判断成熟度的弊端，但是，仍然缺点较多：例如，田间阳光强度或阴天导致的色卡辨识问题，而且，色卡主要为纸质，时间长存在褪色，揉烂等问题，对于田间劳作的烟农来说，炎热天气下常常因为汗湿导致色卡损坏。因此，色卡并不利于田间对比成熟度的实际操作。

鉴于这种技术问题，需要出现一种结构简单，使用方便，不易损坏，方便辨识烟叶成熟度，提高辨识准确率，避免烟农损失，可以当做扇子使用的一种烟叶成熟度区分用器具及其区分方法。

发明内容

本发明的目的在于提供结构简单，使用方便，不易损坏，方便辨识烟叶成熟度，提高辨识准确率，避免烟农损失，可以当做扇子使用的一种烟叶成熟度区分用器具及其区分方法。

为了实现上述目的，本发明方案如下：一种烟叶成熟度区分用器具，包括扇板和手柄，其特征在于，扇板的一侧一体成型的设置有凹槽，凹槽内设置有压板和比对板，压板的底部一体成型的设置有压板通孔，比对板的底部一体成型的设置有比对板通孔，扇板的底部一体成型设置有通孔，通孔、比对板通孔、压板通孔上轴连接有旋轴，压板、比对板能够以旋轴为基点从凹槽内旋出，压板、比对板形状相同且表面积等大，压板、比对板与扇板的形状相同，压板、比对板的表面积小于扇板的表面积。

所述比对板上设置有小叶比对区、中叶比对区和大叶比对区，小叶比对区、中叶比对区和大叶比对区的叶尖位置重合且重合点上设置有一个叶宽叶色比对模块，小叶比对区、中叶比对区和大叶比对区的叶缘位置设置有多个叶宽叶色比对模块，小叶比对区、中叶比对区和大叶比对区的叶耳位置设置有叶长比对模块；小叶比对区叶尖位置的叶宽叶色比对模块、小叶比对区叶缘位置的多个叶宽叶色比对模块、小叶比对区叶耳位置的叶长比对模块围绕构成了小叶比对区；中叶比对区叶尖位置的叶宽叶色比对模块、中叶比对区叶缘位置的多个叶宽叶色比对模块、中叶比对区叶耳位置的叶长比对模块围绕构成了中叶比对区；大叶比对区叶尖位置的叶宽叶色比对模块、大叶比对区叶缘位置的多个叶宽叶色比对模块、大叶比对区叶耳位置的叶长比对模块围绕构成了大叶比对区；压板上设置有与叶宽叶色比对模块、叶宽叶色比对模块位置相对应的感应点，手柄内设置有电池盒和单片机，感应点收集的数据与数据采集分析模块信号连接，手柄上设置有语音播报模块和屏幕显示模块，单片机、语音播报模块、屏幕显示模块、叶宽叶色比对模块、叶长比对模块与电池盒之间电连接。压板设置有透明的玻璃层，叶宽叶色比对模块、叶长比对模块能够发生RGB三色光，为发光模块，单片机为STM8S207RB单片机，单片机上进一步连接MCP6042运放、MC4251数字电位器、CD4051模拟电子开关和多个TCS3104颜色传感器，TCS3104颜色传感器将彩色光转换呈RGB电压信号，然后微小的RGB电压信号放大，通过单片机自带的AD进行采集，在进行数据处理和分析，判断被测烟叶与样本是否一致以及差别值的大小，并做出语音播报和显示屏显示。

为更好的实现本发明目的，本发明又公开了一种使用烟叶成熟度区分用器具的方法，其中，包括如下步骤：

A、将压板、比对板从凹槽内旋出，并且使压板、比对板处于彼此错开的位置；

B、田间测量烟叶成熟度时，将待测烟叶置于比对板上并将烟叶展平，将压板旋回使压板压紧比对板，再将压板、比对板旋回凹槽内，

C、电池盒供电，叶宽叶色比对模块、叶长比对模块发出RGB三色光，三色光透过烟叶被压板上的感应点所采集，TCS3104颜色传感器将采集的RGB光强线性转化为电压信号，量化出RGB的值，从而计算出颜色；

D、计算的颜色与单片机内预设的烟叶成熟度的色值进行比对，结果通过语音播报模块播出，屏幕显示模块显示。

具体的：TCS3104采用6引脚的FN表面贴装式封装，在单一芯片上集成有9个光电二极管，这些二极管分别带有红绿蓝三种滤波器。相同个颜色的3个光电二极管并联连接，均匀分布在二极管阵列中，可以消除颜色的位置误差。可以通过MFP引脚来选择增益模式（X1或X4）。使传感器输出能够试运营不同的测量范围。

颜色检测的核心：STM8S207RB单片机，单片机上进一步连接MCP6042运放、MC4251数字电位器、CD4051模拟电子开关和多个TCS3104颜色传感器，TCS3104颜色传感器将彩色光转换呈RGB电压信号，然后微小的RGB电压信号放大，通过单片机自带的AD进行采集，在进行数据处理和分析，判断被测烟叶与预设在单片机内标准样本颜色值是否一致以及差别值的大小，并做出语音播报和显示屏显示。

测量颜色的原理：不同光线通过物体反映出来的光强是不同的，非标准白光（RGB三者不相等）在物体上反映出来的光强分量也是不同的。因此，本系统测量时预设白平衡：即首先测量出基准广元的RGB光强值（即未插入烟叶的光强值）。再测量出在基准光源下物体所反映的光强值，两者之比就是物体的透射（或反射）性质，即物体的实际颜色，由于RGB坐标下颜色值为0-255之间，所以，所得结果乘以255，即得到了标准的RGB值。

R=R’乘以255 R’=V物红/V源红

G=G’乘以255 G’=V物绿/V源绿

B=B’乘以255 B’=V物蓝/V源蓝

本发明的优点为：结构简单，使用方便，不易损坏，方便辨识烟叶成熟度，提高辨识准确率，避免烟农损失，可以当做扇子使用，具体为：

烟叶的大小则可以通过小叶比对区、中叶比对区和大叶比对区直接判断出烟叶的大小等级，使用时无需折下烟叶，只要将烟叶夹在压板与比对板之间，通过色彩自动比对，直接得出成熟度的结果，避免因为判断失误造成烟叶成熟度判断失误导致采摘时机错误，即大大减少了这种错误导致的经济损失。同时，在炎热的天气，本发明可以当做扇子使用。

附图说明

图1 为本发明的整体结构示意图。

图2 为本发明的侧视方向示意图。

图3 为本发明的对比板的结构示意图。

图4为本发明的压板的结构示意图。

图5为本发明压板、比对板从凹槽内旋出的使用状态图。

图6为本发明的颜色采集的框架图。

附图标记

1-扇板，2-压板，3-小叶比对区，4-中叶比对区，5-大叶比对区，

6-通孔，7-手柄，8-电池盒，9-旋轴，10-比对板，11-凹槽，

12-叶宽叶色比对模块，

61-比对板通孔，62-压板通孔，121-小叶比对区叶缘位置的多个叶宽叶色比对模块，122-中叶比对区叶缘位置的多个叶宽叶色比对模块，123-大叶比对区5叶缘位置的多个叶宽叶色比对模块；

131-小叶比对区叶耳位置的叶长比对模块，132-中叶比对区叶耳位置的叶长比对模块，133-大叶比对区叶耳位置的叶长比对模块，

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述。如图1-6所示，图1 为本发明的整体结构示意图。图2 为本发明的侧视方向示意图。图3 为本发明的对比板的结构示意图。图4为本发明的压板的结构示意图。图5为本发明压板、比对板从凹槽内旋出的使用状态图。图6为本发明的颜色采集的框架图。

本发明烟叶成熟度区分用器具，包括扇板1和手柄7，其特征在于，扇板1的一侧一体成型的设置有凹槽11，凹槽11内设置有压板2和比对板10，压板2的底部一体成型的设置有压板通孔62，比对板10的底部一体成型的设置有比对板通孔61，扇板1的底部一体成型设置有通孔6，通孔6、比对板通孔61.压板通孔62上轴连接有旋轴9，压板2、比对板10能够以旋轴9为基点从凹槽11内旋出，压板2、比对板10形状相同且表面积等大，压板2、比对板10与扇板1的形状相同，压板2、比对板10的表面积小于扇板1的表面积。

所述比对板10上设置有小叶比对区3、中叶比对区4和大叶比对区5，小叶比对区3、中叶比对区4和大叶比对区5的叶尖位置重合且重合点上设置有一个叶宽叶色比对模块12，小叶比对区3、中叶比对区4和大叶比对区5的叶缘位置设置有多个叶宽叶色比对模块，小叶比对区3、中叶比对区4和大叶比对区5的叶耳位置设置有叶长比对模块；小叶比对区3叶尖位置的叶宽叶色比对模块12、小叶比对区3叶缘位置的多个叶宽叶色比对模块121、小叶比对区3叶耳位置的叶长比对模块131围绕构成了小叶比对区3；中叶比对区4叶尖位置的叶宽叶色比对模块12、中叶比对区4叶缘位置的多个叶宽叶色比对模块122、中叶比对区4叶耳位置的叶长比对模块132围绕构成了中叶比对区4；大叶比对区5叶尖位置的叶宽叶色比对模块12、大叶比对区5叶缘位置的多个叶宽叶色比对模块123、大叶比对区5叶耳位置的叶长比对模块133围绕构成了大叶比对区5；压板2上设置有与叶宽叶色比对模块、叶长比对模块位置相对应的感应点，手柄7内设置有电池盒8和单片机，感应点收集的数据与数据采集分析模块信号连接，手柄上设置有语音播报模块和屏幕显示模块，单片机、语音播报模块、屏幕显示模块、叶宽叶色比对模块、叶长比对模块与电池盒之间电连接。压板2设置有透明的玻璃层，叶宽叶色比对模块12、叶长比对模块能够发生RGB三色光，单片机为STM8S207RB单片机，单片机上进一步连接MCP6042运放、MC4251数字电位器、CD4051模拟电子开关和多个TCS3104颜色传感器，TCS3104颜色传感器将彩色光转换呈RGB电压信号，然后微小的RGB电压信号放大，通过单片机自带的AD进行采集，在进行数据处理和分析，判断被测烟叶与样本是否一致以及差别值的大小，并做出语音播报和显示屏显示。

为更好的实现本发明目的，本发明又公开了一种使用烟叶成熟度区分用器具的方法，其中，包括如下步骤：A、将压板2、比对板10从凹槽11内旋出，并且使压板2、比对板10处于彼此错开的位置；B、田间测量烟叶成熟度时，将待测烟叶置于比对板10上并将烟叶展平，将压板2旋回使压板2压紧比对板10，再将压板2、比对板10旋回凹槽11内，

C、电池盒供电，叶宽叶色比对模块、叶长比对模块发出RGB三色光，三色光透过烟叶被压板上的感应点所采集，TCS3104颜色传感器将采集的RGB光强线性转化为电压信号，量化出RGB的值，从而计算出颜色；

D、计算的颜色与单片机内预设的烟叶成熟度的色值进行比对，结果通过语音播报模块播出，屏幕显示模块显示。

具体的：TCS3104采用6引脚的FN表面贴装式封装，在单一芯片上集成有9个光电二极管，这些二极管分别带有红绿蓝三种滤波器。相同个颜色的3个光电二极管并联连接，均匀分布在二极管阵列中，可以消除颜色的位置误差。可以通过MFP引脚来选择增益模式（X1或X4）。使传感器输出能够试运营不同的测量范围。

颜色检测的核心：STM8S207RB单片机，单片机上进一步连接MCP6042运放、MC4251数字电位器、CD4051模拟电子开关和多个TCS3104颜色传感器，TCS3104颜色传感器将彩色光转换呈RGB电压信号，然后微小的RGB电压信号放大，通过单片机自带的AD进行采集，在进行数据处理和分析，判断被测烟叶与预设在单片机内标准样本颜色值是否一致以及差别值的大小，并做出语音播报和显示屏显示。

测量颜色的原理：不同光线通过物体反映出来的光强是不同的，非标准白光（RGB三者不相等）在物体上反映出来的光强分量也是不同的。因此，本系统测量时预设白平衡：即首先测量出基准广元的RGB光强值（即未插入烟叶的光强值）。再测量出在基准光源下物体所反映的光强值，两者之比就是物体的透射（或反射）性质，即物体的实际颜色，由于RGB坐标下颜色值为0-255之间，所以，所得结果乘以255，即得到了标准的RGB值。

R=R’乘以255 R’=V物红/V源红

G=G’乘以255 G’=V物绿/V源绿

B=B’乘以255 B’=V物蓝/V源蓝

具体举例：

将采用60片处于采收期的烟叶，按照烟厂收烟的标准分为3组，每组20片。

（每组未熟5片，初熟5片，适熟5片，过熟5片，）

按如下方式进行判断比对。

第一组20片使用本法进行判断成熟度。

第二组20片使用现有技术中的色卡进行人工比对成熟度。

第三组20片采用烟农的自身经验进行成熟度判断。

组别	未熟	初熟	适熟	过熟	成熟度判断成功率
						第一组	5	5	5	5	100%
第二组	4	6	7	3	65%
						第三组	3	7	8	2	50%

综上：本发明优点为：结构简单，使用方便，不易损坏，方便辨识烟叶成熟度，提高辨识准确率，避免烟农损失，可以当做扇子使用，具体为：烟叶的大小则可以通过小叶比对区、中叶比对区和大叶比对区直接判断出烟叶的大小等级，使用时无需折下烟叶，只要将烟叶夹在压板与比对板之间，通过色彩自动比对，直接得出成熟度的结果，烟叶成熟度），避免因为判断失误造成烟叶成熟度判断失误导致采摘时机错误，即大大减少了这种错误导致的经济损失。同时，在炎热的天气，本发明可以当做扇子使用。

Claims (2)

1.一种烟叶成熟度区分用器具，包括扇板（1）和手柄（7），其特征在于，扇板（1）的一侧一体成型的设置有凹槽（11），凹槽（11）内设置有压板（2）和比对板（10），压板（2）的底部一体成型的设置有压板通孔（62），比对板（10）的底部一体成型的设置有比对板通孔（61），扇板（1）的底部一体成型设置有通孔（6），通孔（6）、比对板通孔（61）、压板通孔（62）上轴连接有旋轴（9），压板（2）、比对板（10）能够以旋轴（9）为基点从凹槽（11）内旋出，压板（2）、比对板（10）形状相同且表面积等大，压板（2）、比对板（10）与扇板（1）的形状相同，压板（2）、比对板（10）的表面积小于扇板（1）的表面积；

所述比对板（10）上设置有小叶比对区（3）、中叶比对区（4）和大叶比对区（5），小叶比对区（3）、中叶比对区（4）和大叶比对区（5）的叶尖位置重合且重合点上设置有一个叶宽叶色比对模块（12），小叶比对区（3）、中叶比对区（4）和大叶比对区（5）的叶缘位置设置有多个叶宽叶色比对模块，小叶比对区（3）、中叶比对区（4）和大叶比对区（5）的叶耳位置设置有叶长比对模块；小叶比对区（3）叶尖位置的叶宽叶色比对模块（12）、小叶比对区（3）叶缘位置的多个叶宽叶色比对模块（121）、小叶比对区（3）叶耳位置的叶长比对模块（131）围绕构成了小叶比对区（3）；中叶比对区（4）叶尖位置的叶宽叶色比对模块（12）、中叶比对区（4）叶缘位置的多个叶宽叶色比对模块（122）、中叶比对区（4）叶耳位置的叶长比对模块（132）围绕构成了中叶比对区（4）；大叶比对区（5）叶尖位置的叶宽叶色比对模块（12）、大叶比对区（5）叶缘位置的多个叶宽叶色比对模块（123）、大叶比对区（5）叶耳位置的叶长比对模块（133）围绕构成了大叶比对区（5）；压板（2）上设置有与叶宽叶色比对模块、叶长叶色比对模块位置相对应的感应点，手柄（7）内设置有电池盒（8）和单片机，感应点收集的数据与数据采集分析模块信号连接，手柄上设置有语音播报模块和屏幕显示模块，单片机、语音播报模块、屏幕显示模块、叶宽叶色比对模块、叶长比对模块与电池盒之间电连接；压板（2）设置有透明的玻璃层，叶宽叶色比对模块、叶长比对模块能够发生RGB三色光，为发光模块，单片机为STM8S207RB单片机，单片机上进一步连接MCP6042运放、MC4251数字电位器、CD4051模拟电子开关和多个TCS3104颜色传感器，TCS3104颜色传感器将彩色光转换呈RGB电压信号，然后微小的RGB电压信号放大，通过单片机自带的AD进行采集，再进行数据处理和分析，判断被测烟叶与样本是否一致以及差别值的大小，并做出语音播报和显示屏显示。

2.一种使用如权利要求1所述的烟叶成熟度区分用器具的方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、将压板（2）、比对板（10）从凹槽（11）内旋出，并且使压板（2）、比对板（10）处于彼此错开的位置；

B、田间测量烟叶成熟度时，将待测烟叶置于比对板（10）上并将烟叶展平，将压板（2）旋回使压板（2）压紧比对板（10），再将压板（2）、比对板（10）旋回凹槽（11）内，

C、电池盒供电，叶宽叶色比对模块、叶长比对模块发出RGB三色光，三色光透过烟叶被压板上的感应点所采集，TCS3104颜色传感器将采集的RGB光强线性转化为电压信号，量化出RGB的值，从而计算出颜色；

D、计算的颜色与单片机内预设的烟叶成熟度的色值进行比对，结果通过语音播报模块播出，屏幕显示模块显示。

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