CN109579957A - 一种无人过磅系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人过磅系统及方法，用以实现规模化生猪的自动称重。所述系统包括：包括称重端和服务器端，所述称重端和服务器端之间网络连接；所述称重端包括工控机、称重单元、报警单元和通信控制盒，所述称重单元连接所述工控机的重量计算单元，所述报警单元连接所述通信控制盒，所述通信控制盒与工控机连接。本发明可以打通称重的全部流程，实现自动调度，自动交易等功能，提升禽畜产品销售的效率。

Description

一种无人过磅系统及方法

技术领域

本发明涉及畜禽称重领域，特别涉及一种无人过磅系统及方法。

背景技术

目前市场上现有的无人过磅系统，都是货物(原粮、材料)等标准化物资称重，但是在畜禽称重称重，尤其是生猪的称重中，并没有类似的技术或者产品。目前的称重方式为人工过磅，称重频率高、称重时间不固定、大的养猪场称重点位多、人员劳动强度大、且称重过程不规范，难以监管，容易出现作假等情形。

发明内容

本发明提供一种无人过磅系统及方法，用以实现规模化生猪的自动称重。

本发明提供一种无人过磅系统，其中，包括称重端和服务器端，所述称重端和服务器端之间网络连接；所述称重端包括工控机、称重单元、报警单元和通信控制盒，所述称重单元连接所述工控机的重量计算单元，所述报警单元连接所述通信控制盒，所述通信控制盒与工控机连接。

优选的，所述称重单元包括称重仪表、限位开关和传感器模块，所述传感器模块连接所述称重仪表，所述限位开关连接通信控制盒，所述称重仪表、通信控制盒均连接到连接所述工控机；称重单元将采集的数据传输给重量计算单元，由重量计算单元对数据进行解析，计算出实际重量值。

优选的，所述称重端设置有图像采集单元，图像采集单元包括摄像头和硬盘录像机，所述摄像头连接所述硬盘录像机，所述硬盘录像机与服务器端连接。

优选的，在所述称重仪表上方设置有数据展示模块，所述数据展示模块包括第一显示屏和第二显示屏，所述第一显示屏与所述称重仪表连接，用于显示所述称重仪表采集的实时重量，所述第二显示屏与工控机连接，用于显示所述称重计算单元计算出的准确重量。

优选的，所述报警单元包括指示灯单元，所述指示灯单元包括红色报警灯和绿色指示灯。

一种无人过磅方法，包括如下步骤：

竞价步骤，根据客户选择的需要申购畜禽的类型、数量及期望的成交价格，对客户列表进行自动统计分析并竞价，获取客户安排计划，根据称重地点和客户申购地点，进行智能调度；

订单导入步骤，客户成功下单后，自动生成订单号；

进入无人过磅系统进行数据采集；

数据解析步骤，对获取的数据进行解析，所述数据包括图像数据和称重数据；

重量计算步骤，重量自动计算单元将解析后的称重数据进行组合，将每一个重量数据组合处理成一段连续的波形，根据波形处理方案进行重量计算；

优选的，所重量计算步骤，包括：

将重量自动计算单元中设置起始有效值、最小差值、稳定时长和相差最小重量的参数；初始化训练参数，包括批次数据集、稳定数据集、输出数据；获取畜禽上磅后的称重数据和时间数据；

根据起始有效值对称重数据进行筛选，若称重数据大于起始有效值，则将称重数据添加到批次数据集中；若称重数据小于起始重量，过滤掉所述称重数据；

根据设定的最小差值及稳定时长，对批次数据集中的数据进行逐个判断，直至识别出稳定数据集，然后将该数据全部存入稳定数据集中；

分别统计出所述稳定数据集中出现次数最多的数据以及平均数据，当两者数据结果一致时，该结果即为畜禽的实际重量值。

优选的，还包括头数自动识别步骤：

通过硬盘录像机的API接口，对畜禽的图像进行抓取，并将抓取到的数据上传至服务器中；

所述服务器的AI运算单元对抓取到的数据进行处理后，得到畜禽的头数，并将数据传输给称重端。

优选的，还包括数据自动审核步骤：

将自动识别的头数数据，结合所述重量自动计算单元计算的称重数据进行均值计算，与计划安排的均重范围进行比对，分析自动识别出来的头数数据是否正确，如果数据保持一致或者误差在预定范围内，则默认为数据准确，保存数据，并按照当前畜禽的价格自动进行费用结算。

本发明实施例的一些有益效果可以包括：

畜禽在称重时劳动强度大，目前只能依靠人工进行赶猪、称重、财务等操作，且畜禽依靠人为称重时，难以监管，即便借助于监控，也存在称重员与客户勾结故意在重量或者头数做假的行为。本发明通过AI技术、大数据技术对畜禽称重过程中人员进行削减，实现了有人值守，无人过磅。同时本发明可以自动判断出地磅上动物或者生猪的头数、重量，并且自动录入系统中，同时解决了客户跨省调运的问题，也实现了调度自动化辅以大数据算法处理、现场报警、监控措施，避免人为造假。

畜禽称重时在磅上活动，重量数据不稳定，无法判断出真实准确的过磅值，该发明可以自动识别出生猪的真实体重，数据的采集、录入、计算全部自动完成；畜禽称重流程繁琐，无法准确、快速地实施调度、称重、运输等问题，本发明可以打通生猪称重的全部流程，实现自动调度，自动交易等功能，提升卖猪的效率。

本发明通过串口将地磅的重量数据采集到系统中，通过检测生猪上磅和下磅过程重量曲线，自动计算出真实的过磅重量，将人为的数据识别与存储过程变为自动化识别与存储，保证现场数据准确，避免现场违规操作问题。同时，本发明可将后台商户系统与现场称重系统对接，打通了称重链条，实现充分竞价，自动下单，称重调度等全流程自动化、无人化操作，提升了效率，减少了人为干预，避免称重过程中的作弊风险。通过无人过磅系统的数据监控以及现场监控设备，实时对所述称重数据进行数据分析、比对。当数据出现异常时，当前数据无法保存，现场发出报警。借助大数据数据分析技术，计算出实际的重量数据，完成过磅操作，最后系统将称重数据通过移动端APP推送给相关人员。

本发明解决了畜禽称重的生物安全问题。称重环节中，现场人员越多，病毒的载体就越多，对生物安全的影响就越大，无人过磅减少了病毒传播的途径，提升生物安全。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种无人过磅系统的结构框图；

图2为本发明实施例中一种无人过磅方法的流程图；

图3为本发明实施例中记录重量的波形示意图；

图4为本发明实施例中一种无人过磅方法中重量计算步骤的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明的一种无人过磅系统包括称重端和服务器端，称重端和服务器端之间网络连接；称重端包括工控机、称重单元、报警单元和通信控制盒，称重单元连接所述工控机的重量计算单元，报警单元连接通信控制盒，通信控制盒与工控机连接。称重单元通过串口转换器与工控机连接，称重单元用于在工控机的控制下实现对畜禽的称重，并将称重数据传输至工控机，由工控机对数据进行处理和分析，最终得到准确的重量值与称重图片。

在一个实施例中，称重单元包括称重仪表、限位开关和传感器模块，传感器模块连接所述称重仪表，限位开关连接通信控制盒，称重仪表、通信控制盒均连接到连接所述工控机；称重单元将采集的数据传输给重量计算单元，由重量计算单元对数据进行解析，计算出实际重量值。该称重仪表可以是地磅等称重装置。

称重单元为全封闭设计，当畜禽全部在称重单元后，限位开关在感应门在关闭时打开，在感应门打开时关闭，该限位开关与通信控制盒连接，通信控制盒将限位开关的数据传送给工控机，工控机根据限位开关的信号自动执行无人过磅系统。

在一个实施例中，图像采集单元包括摄像头和硬盘录像机，摄像头连接硬盘录像机，硬盘录像机与服务器端网络连接。本发明设置多个摄像头，多个摄像头均设置于无人过磅系统的四周，摄像头与硬盘录像机连接，以在进行称重时进行摄录图像或视频，并将摄录的图像或视频传输至硬盘录像机。硬盘录像机用于储存图像或视频资料，并将图像或视频资料传输至服务器端，通过AI技术，对图像或者视频资料进行分析、管控，最终将分析结果上传至工控机。本发明可实现销售区域进行全方面监控，并对地磅上边的畜禽进行视频采集，辅以后端的AI处理单元，实现自动识别数量的功能。

在一个实施例中，在称重仪表上方设置有数据展示模块，数据展示模块包括第一显示屏和第二显示屏，第一显示屏与所述称重仪表连接，用于显示称重仪表采集的实时重量(畜禽在地磅上的重量不是固定的，因为畜禽是活体，所以重量数据会一直上下波动)，第二显示屏与工控机连接，用于显示所述称重计算单元计算出的准确重量。

在一个实施例中，报警单元包括指示灯单元，指示灯单元包括红色报警灯和绿色报警灯。指示灯单元与通信控制盒连接，包括一个红色报警灯以及绿灯，当现场过磅数据与实际数据不符合时，红色报警在通信控制盒的控制下发出警报，直至数据准确为止；绿色指示灯在所述通信控制盒的控制下，发出灯光以提示引导销售人员完成称重。通信控制盒用于和工控机进行双向通信，并将上述工控机的指令转为对上述指示灯的控制，并将地磅两旁的限位开关信号传输至所述工控机。

在一个实施例中，还包括触控屏幕，所述触控屏幕与所述工控机连接，所述触摸屏是人机交互的通道，可以通过所述触摸屏对销售数据进行查看。

如图2所示，本发明提供一种无人过磅方法，包括如下步骤：

竞价步骤，根据客户选择的需要申购畜禽的类型、数量及期望的成交价格，对客户列表进行自动统计分析并竞价，获取客户安排计划，根据称重地点和客户申购地点，进行智能调度。

订单导入步骤，客户成功下单后，自动生成订单号；当顾客下单成功后，无人过磅系统会自动生成一个订单号，该订单号包含所有畜禽销售的信息，实际过磅过程中，系统只需要自动识别每一磅的重量和数量即可进行存储，无需对其他附属信息进行一一校验和输入，提升现场销售的效率。

进入无人过磅系统进行数据采集；

数据解析步骤，对获取的数据进行解析，所述数据包括图像数据和称重数据；

重量计算步骤，重量自动计算单元将解析后的称重数据进行组合，将每一个重量数据组合处理成一段连续的波形，根据波形处理方案进行重量计算。

数据传输有：称重数据传输、图像数据的数据传输、通信控制盒与工控机的数据传输。称重数据传输方式为232，传输协议为ModBus协议，称重单元传输过来的数据为12位，无人过磅系统通过对该数据进行解析，从而转换为具体的重量值；图像数据的方式为网络传输，无人过磅系统可以通过所述硬盘录像机的接口访问录像机，然后将对应的图片上传至服务器进行AI处理。处理过后以API的形式传输给无人过磅系统；通信控制盒与无人过磅系统的通讯方式为串口通讯，数据为5位。通信控制盒可以采集所述限位传感器的信号，并将信号反馈无人过磅系统，无人过磅可以将指示灯的状态传输给所述通信控制盒。

在一个实施例中，如图4所示，所述重量计算步骤，包括：

将重量自动计算单元中设置起始有效值(触发系统进行自动计算的最小值，合理的设定可以过滤掉很多无效数据，避免系统浪费计算资源)、最小差值(一段时间内重量数据的差值，当差值过大时，证明畜禽还未完全上磅，此时数据无效)、稳定时长(稳定数据的连续时长，当连续一段时间内，重量数据都在一定的范围内波动的时候，证明畜禽已经全部上磅，可以称重)和相差最小重量(实际过磅中，重新刷新数据的阈值，当波动小于该值时，数据不更新，如果数据差值大于该值，证明重量有较大的波动，需要重新刷新)的参数；初始化训练参数，包括批次数据集(连续上升的称重数据集)、稳定数据集(在一定的稳定范围内的重量数据集)、输出数据(最终自动计算出来的结果)；获取畜禽上磅后的称重数据和时间数据。

根据起始有效值对称重数据进行筛选，若称重数据大于起始有效值，则将称重数据添加到批次数据集中；若称重数据小于起始重量，过滤掉所述称重数据。

根据设定的最小差值及稳定时长，对批次数据集中的数据进行逐个判断(先做差值判断，当前后连续数据的差值都在设定的最小差值以内，则开始做时间判断，当在设定的连续时间内，连续数据的差值都在范围内，则该数据就是稳定数据集，如果二者都不满足，则证明该数据无效，需要过滤)，直至识别出稳定数据集，然后将该数据全部存入稳定数据集中。

分别统计出所述稳定数据集中出现次数最多的数据以及平均数据(稳定数据集的平均值)，当两者数据结果一致时，该结果即为畜禽的实际重量值。

称重单元的数据发送周期为300ms，波特率为1200，称重单元的每一磅数据都会经历从0开始，然后逐步上升，然后趋于稳定，然后下降，最终变为0，重量计算步骤就是将称重单元采集到的数据全部进行组合，处理成波形，然后按照波形处理的方案进行重量计算，所述称重单元的数据波形如图3所示。

重量计算步骤包含四个输入参数：起始有效值、最小差值、稳定时长、相差最小重量。当畜禽上磅后，称重数据开始进行数据录入。先根据预先设定的有效数据值进行数据筛选，当输入的数据不对时，将数据进行过滤，当输入的数据有效时，所述重量数据会添加到批次数据集中，依据设定的最小差值及稳定时长，对批次数据中的数据进行逐个判断，直至所述重量自动计算模块识别出稳定数据集，然后将该部门数据全部存入稳定数据集中，分别统计出该稳定数据集中出现次数最多的数据以及平局数据，当两者数据结果一致时，将该结果输入到所述无人过磅系统中。

在一个实施例中，还包括头数自动识别步骤：

通过硬盘录像机的API接口，对畜禽的图像进行抓取，并将抓取到的数据上传至服务器中；

所述服务器的AI运算单元对抓取到的数据进行处理后，得到畜禽的头数，并将数据传输给称重端。

当重量自动识别后，可进行头数自动识别，头数自动识别的作用是通过访问所述录像机的API接口，对畜禽在所述称重系统上的图像进行抓拍获取，然后将该数据上传到图像处理平台上，图像处理平台利用AI技术，返回畜禽的头数，然后自动记录到系统中。

在一个实施例中，还包括数据自动审核步骤：

将自动识别的头数数据，结合所述重量自动计算单元计算的称重数据进行均值计算，与计划安排的均重范围(安排计划的时候有销售体重段)进行比对，分析自动识别出来的头数数据是否正确，如果数据保持一致或者误差在预定范围内，则默认为数据准确，保存数据，并按照当前畜禽的价格自动进行费用结算。

将自动识别的数据与实际的数据进行多次比对，然后利用大数据技术，分析出录入系统的数据是否正确，如果数据保持一致或者误差在3公斤以内(可调节)，系统默认为数据准确，自动将数据存入系统，并按照当前畜禽的价格自动进行费用结算，最终将过磅的财务数据自动推送到相关人员手机上。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种无人过磅系统，其特征在于，包括称重端和服务器端，所述称重端和服务器端之间网络连接；所述称重端包括工控机、称重单元、报警单元和通信控制盒，所述称重单元连接所述工控机的重量计算单元，所述报警单元连接所述通信控制盒，所述通信控制盒与工控机连接。

2.根据权利要求1所述的一种无人过磅系统，其特征在于，所述称重单元包括称重仪表、限位开关和传感器模块，所述传感器模块连接所述称重仪表，所述限位开关连接通信控制盒，所述称重仪表、通信控制盒均连接到连接所述工控机；称重单元将采集的数据传输给重量计算单元，由重量计算单元对数据进行解析，计算出实际重量值。

3.根据权利要求1所述的一种无人过磅系统，其特征在于，所述称重端设置有图像采集单元，所述图像采集单元包括摄像头和硬盘录像机，所述摄像头连接所述硬盘录像机，所述硬盘录像机与服务器端连接。

4.根据权利要求2所述的一种无人过磅系统，其特征在于，在所述称重仪表上方设置有数据展示模块，所述数据展示模块包括第一显示屏和第二显示屏，所述第一显示屏与所述称重仪表连接，用于显示所述称重仪表采集的实时重量，所述第二显示屏与工控机连接，用于显示所述称重计算单元计算出的准确重量。

5.根据权利要求1所述的一种无人过磅系统，其特征在于，所述报警单元包括指示灯单元，所述指示灯单元包括红色报警灯和绿色指示灯。

6.一种无人过磅方法，其特征在于，包括如下步骤：

竞价步骤，根据客户选择的需要申购畜禽的类型、数量及期望的成交价格，对客户列表进行自动统计分析并竞价，获取客户安排计划，根据称重地点和客户申购地点，进行智能调度；

订单导入步骤，客户成功下单后，自动生成订单号；

进入无人过磅系统进行数据采集；

数据解析步骤，对获取的数据进行解析，所述数据包括图像数据和称重数据；

重量计算步骤，重量自动计算单元将解析后的称重数据进行组合，将每一个重量数据组合处理成一段连续的波形，根据波形处理方案进行重量计算。

7.根据权利要求6一种无人过磅方法，其特征在于，所重量计算步骤，包括：

将重量自动计算单元中设置起始有效值、最小差值、稳定时长和相差最小重量的参数；初始化训练参数，包括批次数据集、稳定数据集、输出数据；获取畜禽上磅后的称重数据和时间数据；

根据起始有效值对称重数据进行筛选，若称重数据大于起始有效值，则将称重数据添加到批次数据集中；若称重数据小于起始重量，过滤掉所述称重数据；

根据设定的最小差值及稳定时长，对批次数据集中的数据进行逐个判断，直至识别出稳定数据集，然后将该数据全部存入稳定数据集中；

分别统计出所述稳定数据集中出现次数最多的数据以及平均数据，当两者数据结果一致时，该结果即为畜禽的实际重量值。

8.根据权利要求6一种无人过磅方法，其特征在于，还包括头数自动识别步骤：

通过硬盘录像机的AP I接口，对畜禽的图像进行抓取，并将抓取到的数据上传至服务器中；

所述服务器的AI运算单元对抓取到的数据进行处理后，得到畜禽的头数，并将数据传输给称重端。

9.根据权利要求6一种无人过磅方法，其特征在于，还包括数据自动审核步骤：

将自动识别的头数数据，结合所述重量自动计算单元计算的称重数据进行均值计算，与计划安排的均重范围进行比对，分析自动识别出来的头数数据是否正确，如果数据保持一致或者误差在预定范围内，则默认为数据准确，保存数据，并按照当前畜禽的价格自动进行费用结算。