CN114298719A - 一种棉花质量追溯系统及棉花质量追溯方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种棉花质量追溯系统及棉花质量追溯方法，通过构建棉花采摘、棉花交售、棉花加工、棉花公检应用场景，结合采摘打包自动水杂检测、作业区域计算、棉花预约交售app、籽棉交售、水杂快速检测、开模加工自动匹配等信息自动采集技术，实现棉花质量信息可追溯，通过构建棉花追溯链，通过棉花追溯码，匹配农户、农田和加工厂配套，对整个棉花生产链的上游、中游、下游分析，及时发现关键环节缺失或薄弱的情况，进行精准监管；棉花采摘现场可监控，基于采摘现场信息采集，可视化农户、农田、采棉机分布、采摘效率、安全告警、态势分析。棉花加工流程可以监管，对企业经济规模、加工工艺结构、质量以及投入与产出进行分析。

Description

一种棉花质量追溯系统及棉花质量追溯方法

技术领域

本申请涉及棉花质量追溯和棉花大数据技术领域，特别的，尤其涉及一种棉花质量追溯系统及棉花质量追溯方法。

背景技术

目前棉花质量追溯的痛点是皮棉无法对应籽棉，且目前棉花采收、收购、加工环节信息链没有打通，导致各种品质皮棉无法准确追溯农户地块。

发明内容

鉴于上述内容中的问题，本申请提供了一种棉花质量追溯系统及棉花质量追溯方法，可以有效解决皮棉至籽棉溯源问题，用以准确追溯农户地块，从而从采收、收购、加工环节来确保皮棉的品质信息可追溯。

为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：

一种棉花质量追溯系统，包括：身份识别系统、摄像设备、回潮率检测传感器、北斗定位仪、工控机、显示器、采收监测相机、棉包1、扫码器2和开包监控相机、开包机、棉花输送带、预约交售app(加工厂)、棉包2、预约交售app(农户)、棉样、棉花检验单、云端服务器、籽棉品质快速检测系统、籽棉收购系统和地磅，其中：

所述身份识别系统用于获取棉包二维码；所述摄像设备为相机，用于获取棉包侧面图片，进而预测籽棉含杂率；所述回潮率检测传感器用于检测籽棉回潮率；所述北斗定位仪用于接收经纬度坐标；所述采收监测相机用于获取采收现场图像；所述工控机用于采集所述扫码器、所述摄像设备、所述回潮率检测传感器、所述北斗定位仪以及所述采集监测相机信息并处理数据；所述显示器用于显示实时数据；所述扫码器2上固定摄像机，用于实现扫描棉包二维码及开包环节监控，所述开包机和所述棉花输送带为开包后棉花运输平台，所述预约交售app(加工厂)为农户可通过手机app预约；所述预约交售app(农户)为加工厂工作人员通过手机app校验棉包；所述棉样是棉包在加工厂取样，生成棉样检验单，所述籽棉品质快速检测系统为籽棉品质快速检测设备，所述云端服务器，实现籽棉样本检测信息可实时上传，所述籽棉收购系统实现籽棉样本检测信息可实时上传，所述地磅为棉花加工厂地磅过秤环节。

进一步的，所述身份识别系统为扫描器。

进一步的，所述身份识别系统为射频识别(RFID)系统，该射频识别(RFID)系统(包含电子芯片和、电子芯片识别器)和、身份证识别器、摄像设备、回潮率检测传感器、北斗定位仪、工控机、显示器、采收监测相机、棉包1、扫码器2和开包监控相机、开包机、棉花输送带、预约交售app(加工厂)、棉包2、预约交售app(农户)、棉样、棉花检验单、云端服务器、籽棉品质快速检测系统、籽棉收购系统和地磅，其中：

所述射频识别(RFID)系统用于获取棉包信息；所述身份证识别器用于采集棉农身份证信息；所述摄像设备为相机，用于获取棉包侧面图片，进而预测籽棉含杂率；所述回潮率检测传感器用于检测籽棉回潮率；所述北斗定位仪用于接收经纬度坐标；所述采收监测相机用于获取采收现场图像；所述工控机用于采集所述扫描器、所述摄像设备、所述回潮率检测传感器、所述北斗定位仪以及所述采集监测相机信息并处理数据；所述显示器用于显示实时数据；所述扫码器2上固定摄像机，用于实现扫描棉包二维码及开包环节监控，所述开包机和所述棉花输送带为开包后棉花运输平台；所述棉样是棉包在加工厂取样，生成棉样检验单，所述籽棉品质快速检测系统为籽棉品质快速检测设备，所述云端服务器，实现籽棉样本检测信息可实时上传，所述籽棉收购系统实现籽棉样本检测信息可实时上传，所述地磅为棉花加工厂地磅过秤环节。

进一步的，在采棉机上安装扫码器、电子芯片识别器、相机及传感器等设备实现车载端棉包二维码、含杂率、回潮率、经纬度、采收现场图片、采收时间和采收面积共7个信息，可实现皮棉精准对应籽棉，实现农户地块、加工厂、皮棉一码追溯；棉膜生产时置入电子芯片。

进一步的，通过预约、检验、交售系统实现棉地至棉花加工厂的信息可追溯，可实时获取棉包含杂率、回潮率信息并实时上传收购系统及云平台。

进一步的，所述籽棉品质快速检测系统，其特征在于主要包括:大杂清理机、籽棉水杂颜色检测装置、长度测试仪、马克隆测试仪、棉花衣分检测装置，以及工控主机、控制线路；

所述大杂清理机，位于所述检测系统最前端，用于将籽棉铃壳、棉杆类的大杂快速去除，大杂清理机上设有喂棉口，出棉口；

在大杂清理机的出棉口正下方设有棉样盒；所述棉样盒的底部设有称重传感器,所述棉样盒置于直线导轨上，所述直线导轨延伸入所述籽棉水杂颜色检测装置内；

所述籽棉水杂颜色检测装置结构包括箱体,在箱体内设有上摄像头、下摄像头、电磁推杆、透明玻璃板、电阻片，所述上摄像头、下摄像头分别设置于直线导轨的上方和下方，所述电磁推杆连接透明玻璃板，所述电阻片设于透明玻璃板的底部，所述透明玻璃板在电磁推杆的作用下可上下移动位置，透明玻璃板移动到下方位置时，可压紧棉样盒内的棉样；

所述籽棉水杂颜色检测装置通过上、下双摄像机对籽棉样本进行拍摄相片，预测籽棉含杂率及籽棉颜色品质，通过电阻压力传感技术预测籽棉回潮率；

所述籽棉水杂颜色检测装置上设有状态指示器和水杂颜色检测操作按钮、触屏显示器；

所述长度测试仪,用于测试棉样纤维长度；

所述马克隆测试仪，用于测试棉样的马克隆值信息，包含马克隆测试仪称重模块、马克隆仪喂棉口和操作杆；

所述棉花衣分检测装置包含称重平台、衣分检测操作按钮。

一种棉花质量追溯方法，基于上述所述的棉花质量追溯系统，该方法包括：

车载后端扫码器，通过红外线检测棉膜二维码信息将其转化为数字信号通过有线传输方式传至驾驶室工控机进行分析处理；

车载后端安装电子芯片识别器，通过RFID技术识别棉膜电子芯片，并将其转化为数字信号通过有线传输方式传至驾驶室工控机进行分析处理；

摄像设备获取棉包侧面图片，同时回潮率传感器获取籽棉回潮率信息，北斗坐标接收器接收经纬度坐标；

驾驶室的工控机将采集到的各传感器信息与所述扫码器获取二维码信息分析处理进行匹配，进而传至棉花质量追溯物联网信息云平台；

驾驶室的工控机将采集到的各传感器信息与所述电子芯片信息分析处理进行匹配，进而传至棉花质量追溯物联网信息云平台；

将采集到的所有数据传输至云端服务器。

本发明中所述的籽棉品质快速检测系统，包括大杂清理机、籽棉水杂颜色检测装置、马克隆仪、长度测试仪和棉花衣分检测装置；所述大杂清理机可以实现快速清除铃壳和棉杆类大杂，籽棉水杂颜色检测装置可实现棉花含杂率、回潮率和颜色级快速准确检测，通过串口实时通信，可实时获取马克隆仪、棉花衣分检测装置和长度测试仪三个设备的检测结果，实现“一试五定”的快速检测。

所述的籽棉品质快速检测系统中回潮率的检测，是通过电阻法测试籽棉回潮率，电阻式测量棉花回潮率是利用物体的电导或直流电阻随其含水量的不同而变化的原理设计的。本发明根据电阻的变化来检测物体的回潮率，高透明玻璃板的下表面贴电阻片，通过电磁推杆动作推动高透明玻璃板压实棉花，此时电阻片和棉花充分接触，根据籽棉回潮率和电阻值之间的转换关系，从而间接测量籽棉回潮率。

本发明棉花衣分检测装置由电子秤、外壳和串口通信转接模块，可以通过棉花衣分检测装置将皮棉重量传输至工控主机，由工控主机计算衣分率。

所述的籽棉品质快速检测系统中的含杂率是指：300g籽棉放入大杂清理机，大杂清理机会将部分大杂清除，进入籽棉水杂颜色检测装置的进行预测的杂质重量比率。

上述杂质重量，是通过对上摄像头、下摄像头的两张图像处理，处理过程包括图像掩膜、图像归一化、灰度转换、自适应阈值分割、小孔洞去除等图像处理方法，实现杂质分割，根据杂质面积占图像面积的百分比导入含杂率预测模型(像素百分比和含杂率模型)，得出含杂率乘以进入检测箱的样本重量，得出杂质重量。

所述的籽棉品质快速检测系统中对棉花颜色级别的测定,是利用RGB相机采集图像，其工作原理是先用标准白板图像对籽棉图像进行亮度校正，然后对籽棉图像进行杂质分割，去除杂质的影响；对分割后的图像进行通道变换，根据亨特颜色空间算法公式，进行计算，求出颜色级相关指标棉花反射率Rd和黄色深度+b值，然后通过BP神经网络进行数据校正，根据校正结果建立颜色分级模型，进行籽棉颜色分级。以上过程可以通过计算机控制程序来完成。

所述的籽棉品质快速检测系统工作过程：按下水杂颜色检测操作按钮(包括称重和检测两个按钮)，棉样盒会自动进入籽棉水杂颜色检测装置，电磁推杆动作压实棉花，led灯点亮，此时进行拍照(照片用于检测含杂率和颜色级)和检测回潮率，检测结束后电磁推杆返回，棉样盒自动回到初始位置

所述衣分率检测过程：将皮棉样放置棉花衣分检测装置上部，点击检测装置“打印”按钮，此时称取的皮棉重量会通过串口通信传入工控主机，工控主机主程序根据设定好的衣分率计算公式计算衣分率。

本申请所述的棉花质量追溯系统及棉花质量追溯方法，通过构建棉花采摘、棉花交售、棉花加工、棉花公检等应用场景，结合采摘打包自动水杂检测、作业区域计算、棉花预约交售app、籽棉交售、水杂快速检测、开模加工自动匹配等信息自动采集技术，实现棉花质量信息可追溯，通过构建棉花追溯链，通过棉花追溯码，匹配农户、农田和加工厂配套，对整个棉花生产链的上游、中游、下游分析，及时发现关键环节缺失或薄弱的情况，进行精准监管；棉花采摘现场可监控，基于采摘现场信息采集，可视化农户、农田、采棉机分布、采摘效率、安全告警、态势分析等。棉花加工流程可以监管，对企业经济规模、加工工艺结构、质量、以及投入与产出进行分析。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的棉花质量追溯系统全过程流程示意图；

图2为本申请实施例公开的采棉机车载系统结构示意图；

图3为本申请实施例公开的棉包开膜示意图；

图4为本申请实施例公开的棉包流通示意图；

图5为本申请实施例公开的棉花质量追溯方法流程示意图；

图示中：1—扫码器1、2—含杂率相机、3—回潮率检测传感器、4—北斗定位仪、5—工控机、6—显示器、7—采收监测相机、8—棉包1、9—扫码器2和开包监控相机、10—开包机、11—棉花输送带、12—预约交售app(加工厂)、13—棉包2、14—预约交售app(农户)、15—棉样、16—棉花检验单、17—云端服务器、18—籽棉品质快速检测系统、19—籽棉收购系统、20—地磅。

图6为本申请实施例中籽棉品质快速检测系统的结构示意图。

图7为图6中籽棉水杂颜色检测装置的结构示意图。

图8为图6中棉花衣分检测装置的结构示意图。

图9为本发明籽棉品质快速检测系统整体连接关系结构示意图。

图10为本发明籽棉品质快速检测系统操作流程示意图。

图中所示：18-1为大杂清理机，18-2为喂棉口，18-3为“启动”、“停止”、“急停”按钮，18-4为出棉口，18-5为棉样盒，18-6为直线导轨，18-7为水杂颜色检测操作按钮，18-8为状态指示器，18-9为触屏显示器，18-10为工控主机，18-11为籽棉水杂颜色检测装置，18-12为长度测试仪，18-13为马克隆测试仪，18-14为马克隆仪称重模块，18-15为马克隆仪喂棉口,18-16为操作杆，18-17为度测试仪喂棉口，18-18为棉花衣分检测装置，18-19为称重平台，18-20为衣分检测操作按钮，18-21为上摄像头，18-22为电磁推杆，18-23为透明玻璃板，18-24为电阻片，18-25为下摄像头。

具体实施方式

本申请提供一种棉花质量追溯系统及棉花质量追溯方法，从以下几个环节进行说明，有效解决皮棉至籽棉溯源问题，用以准确追溯农户地块，从而从采购、收购、加工环节来确保皮棉的质量。

在具体实施例中，首先是棉花采收环节，生产棉花打包膜时提前预贴追溯二维码标签，追溯二维码通过标准化的编码规则及特殊防伪校验码编制，保证每个码的独立性与唯一性。通过自主研发的棉花高质量监管车载系统快速赋码记录：采收地块位置坐标、预估采收面积、含杂率、回潮率、棉花采样图片和收集采收现场图片。

此环节根据采棉机上料、打膜、卸膜行程跨度，制定籽棉回潮率与含杂率的检测方案；基于接触式电阻检测与视觉检测技术，研发研制车载式籽棉水杂快速检测装备；采用Python程序设计，研发车载棉花采收作业环节信息实时监测系统；基于数字编码技术，研究设计融合棉农、地块、地理坐标、籽棉水杂等信息的棉模标识码数据格式，实现机采棉采收作业实时监测与管控。

其次是预约、检验、交售环节，农户通过追溯平台扫码预约自主选择加工厂。棉花加工厂通过监管平台的预约信息派车运输农户棉包，现场扫码校验成功后运送至加工厂交售。棉农通过身份信息取样并进行“一试五定”，其中，回潮率与含杂率由籽棉水杂快速检测系统检测，检测结果自动上传至籽棉收购系统，减少人为因素影响。籽棉收购系统通过毛重皮重自动计算籽棉结算重量与结算金额，并打印过磅单，与棉农进行结算。

此环节采用接触式电阻测值、视觉成像与机器学习等技术，研发籽棉回潮率与含杂率等品质指标的快速检测技术装备；研究设计籽棉品质检测数据传输接口协议；基于客户机/服务器(Client/Server)架构，采用面向对象程序(OOP)设计方法，研发基于籽棉品质快速检测技术装备的一体化籽棉收购信息系统。

然后是开膜加工环节，此环节基于数字图像处理与模式识别方法，研究复杂非规则场景下棉模标识码精准定位与快速识别技术，研制棉模快速识别技术装备；采用伺服控制技术，研发融合自动开模、包膜回收、输送喂料为一体的自动化装备。开包机工作中自动扫描追溯码，识别棉膜身份、开包喂花、自动化加工、皮棉打包，并全程视频监控，按籽棉包队列顺序与加工出的皮棉包进行对应匹配，实现籽棉与皮棉的质量追溯。有效解决人工操作引起的信息匹配混乱。

最后是皮棉条码环节，通过现有棉包条形码系统采集的企业代码、生产日期、棉包重量、回潮率等信息，以及新增加的棉花质量追溯码，形成整个追溯系统与棉包仪器化公正检验结果以及皮棉流通环节，配棉环节的重要衔接过程。

此环节采用数字编码技术，研究设计棉花质量追溯码数据格式；基于无线传输与互联网技术，研发棉花质量追溯码信息采集与棉花质量全程监督管理信息化平台，实现成包皮棉“一包一追溯码”。

本申请提供一种棉花质量追溯系统，其特征在于，包括：身份识别系统、摄像设备、回潮率检测传感器、北斗定位仪、工控机、显示器、采收监测相机、棉包1、扫码器2和开包监控相机、开包机、棉花输送带、预约交售app(加工厂)、棉包2、预约交售app(农户)、棉样、棉花检验单、云端服务器、籽棉品质快速检测系统、籽棉收购系统和地磅，其中：

所述身份识别系统用于获取棉包二维码；所述摄像设备为相机，用于获取棉包侧面图片，进而预测籽棉含杂率；所述回潮率检测传感器用于检测籽棉回潮率；所述北斗定位仪用于接收经纬度坐标；所述采收监测相机用于获取采收现场图像；所述工控机用于采集所述扫描器、所述摄像设备、所述回潮率检测传感器、所述北斗定位仪以及所述采集监测相机信息并处理数据；所述显示器用于显示实时数据；所述扫码器2上固定摄像机，用于实现扫描棉包二维码及开包环节监控，所述开包机和所述棉花输送带为开包后棉花运输平台，所述预约交售app(加工厂)为农户可通过手机app预约；所述预约交售app(农户)为加工厂工作人员通过手机app校验棉包；所述棉样是棉包在加工厂取样，生成棉样检验单，所述籽棉品质快速检测系统为籽棉品质快速检测设备，所述云端服务器，实现籽棉样本检测信息可实时上传，所述籽棉收购系统实现籽棉样本检测信息可实时上传，所述地磅为棉花加工厂地磅过秤环节。

进一步的，上述所述身份识别系统为扫描器。

进一步的，上述所述身份识别系统为射频识别(RFID)系统，该射频识别(RFID)系统包含电子芯片、电子芯片识别器和身份证识别器，其中：

所述射频识别(RFID)系统用于获取棉包信息；所述身份证识别器用于采集棉农身份证信息。

进一步的，上述在采棉机上安装扫码器、电子芯片识别器、相机及传感器等设备实现车载端棉包二维码、含杂率、回潮率、经纬度、采收现场图片、采收时间和采收面积共7个信息，可实现皮棉精准对应籽棉，实现农户地块、加工厂、皮棉一码追溯；棉膜生产时置入电子芯片。

进一步的，上述通过预约、检验、交售系统实现棉地至棉花加工厂的信息可追溯，可实时获取棉包含杂率、回潮率信息并实时上传收购系统及云平台。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参见附图1-4所示，一种棉花质量追溯系统，包括：扫描器(1)、摄像设备(2)、回潮率检测传感器(3)、北斗定位仪(4)、工控机(5)、显示器(6)、采收监测相机(7)、棉包1(8)、扫码器2和开包监控相机(9)、开包机(10)、棉花输送带(11)、预约交售app(加工厂)(12)、棉包2(13)、预约交售app(农户)(14)、棉样(15)、棉花检验单(16)、云端服务器(17)、籽棉品质快速检测系统(18)、籽棉收购系统(19)和地磅(20)，其中：

所述扫描器(1)用于获取棉包二维码；所述摄像设备(2)为相机，用于获取棉包侧面图片，进而预测籽棉含杂率；所述回潮率检测传感器(3)用于检测籽棉回潮率；所述北斗定位仪(4)用于接收经纬度坐标；所述采收监测相机(7)用于获取采收现场图像；所述工控机(5)用于采集所述扫描器(1)、所述摄像设备(2)、所述回潮率检测传感器(3)、所述北斗定位仪(4)以及所述采集监测相机(7)信息并处理数据；所述显示器(6)用于显示实时数据；所述扫码器2(9)上固定摄像机，用于实现扫描棉包二维码及开包环节监控，所述开包机(10)和所述棉花输送带(11)为开包后棉花运输平台，所述预约交售app(加工厂)(12)为农户可通过手机app预约；所述预约交售app(农户)(14)为加工厂工作人员通过手机app校验棉包；所述棉样(15)是棉包在加工厂取样，生成棉样检验单，所述籽棉品质快速检测系统(18)为籽棉品质快速检测设备，所述云端服务器(17)，实现籽棉样本检测信息可实时上传，所述籽棉收购系统(19)实现籽棉样本检测信息可实时上传，所述地磅(20)为棉花加工厂地磅过秤环节。

所述的一种籽棉品质快速检测系统，主要包括:大杂清理机18-1、籽棉水杂颜色检测装置18-11、长度测试仪18-12、马克隆测试仪18-13、棉花衣分检测装置18-18，以及工控主机18-10、控制线路。

所述大杂清理机18-1，位于所述检测系统最前端，用于将籽棉铃壳、棉杆类的大杂快速去除，大杂清理机18-1上设有喂棉口18-2，出棉口18-4。

在大杂清理机18-1的出棉口18-4正下方设有棉样盒18-5；所述棉样盒18-5的底部设有称重传感器,所述棉样盒18-5置于直线导轨18-6上，所述直线导轨18-6延伸入所述籽棉水杂颜色检测装置18-11内。

所述籽棉水杂颜色检测装置18-11结构包括箱体,在箱体内设有上摄像头18-21、下摄像头18-25、电磁推杆18-22、透明玻璃板18-23、电阻片18-24，所述上摄像头18-21、下摄像头18-25分别设置于直线导轨18-6的上方和下方，所述电磁推杆18-22连接透明玻璃板18-23，所述电阻片18-24设于透明玻璃板18-23的底部，所述透明玻璃板18-23在电磁推杆18-22的作用下可上下移动位置，透明玻璃板18-23移动到下方位置时，可压紧棉样盒18-5内的棉样。

所述籽棉水杂颜色检测装置18-11通过上、下双摄像机对籽棉样本进行拍摄相片，预测籽棉含杂率及籽棉颜色品质，通过电阻压力传感技术预测籽棉回潮率。

所述籽棉水杂颜色检测装置18-11上还设有状态指示器18-8和水杂颜色检测操作按钮18-7、触屏显示器18-9。

所述长度测试仪18-12,用于测试棉样纤维长度。

所述马克隆测试仪18-13，用于测试棉样的马克隆值信息，包含马克隆测试仪称重模块18-14、马克隆仪喂棉口18-15和操作杆18-16。

所述棉花衣分检测装置18-18包含称重平台18-19、衣分检测操作按钮18-20。所述大杂清理机上还设有“启动”、“停止”、“急停”按钮18-3。

所述的一种籽棉品质快速检测系统的工作原理：农户将采棉机打包好的籽棉运送至加工厂，棉花检验员将每个棉包样品通过五点取样法随机取样籽棉2公斤籽棉，从取得的2公斤籽棉中取两份棉样进行检测。

一份为1kg棉样放入工厂检验室的衣分试轧机，进行籽棉衣分工艺处理，得到衣分后的皮棉，将得到的皮棉放于棉花衣分检测装置18-18上，通过其称重平台18-19进行籽棉毛衣分率传输计算，点按棉花衣分检测操作按钮18-20即完成本次棉样衣分检测，衣分数据将同步显示于触屏显示器18-9；随机五点取样抓取称重平台18-19皮棉约8g放入马克隆仪称重模块18-14，再将取得的标准8g皮棉放入马克隆仪喂棉口18-15，关闭喂棉口封盖，压下马克隆仪操作杆18-16，点按数据传输按键，即完成本次棉样马克隆值检测，马克隆值数据将同步显示于触屏显示器18-9；同步随机五点取样抓取称重平台18-19皮棉约20g均分两份分别放入长度测试仪喂棉口18-17两个检测口内，点按触屏显示器18-9相应长度检测按键进行本次棉样长度检测，20S内棉样长度品质数据将显示于触屏显示器18-9对应长度模块，即完成本次棉样长度检测。

一份为300g棉样放入大杂清理机18-1的喂棉口18-2，去除大杂后的籽棉从大杂清理机出棉口18-4落入籽棉样品盒，通过称重传感器获取去大杂后籽棉的重量，称重记录完毕，点按水杂颜色检测操作按钮18-7，盛放有去除大杂后籽棉的棉样盒18-5，通过直线导轨输送至籽棉水杂颜色检测装置18-11内进行籽棉的含杂、回潮及颜色品质检测；检测信息采集完成，棉样盒18-5将回归大杂清理机出棉口18-4下方等待下一次的样品检测，即完成本次棉样含杂、回潮及颜色品质检测，同时含杂、回潮及颜色品质检测数据将同步显示于触屏显示器18-9。

籽棉品质快速检测系统检测完毕，点按触屏显示器18-9上籽棉品质快速检测系统操作界面上的相应按键，完成检测数据的保存及上传云服务器。

本申请实施例中，在采棉机上安装扫码器、电子芯片识别器、相机及传感器等设备实现车载端棉包二维码、含杂率、回潮率、经纬度、采收现场图片、采收时间和采收面积共7个信息，可实现皮棉精准对应籽棉，实现农户地块、加工厂、皮棉一码追溯；棉膜生产时置入电子芯片。

本申请实施例中，通过预约、检验、交售系统实现棉地至棉花加工厂的信息可追溯，可实时获取棉包含杂率、回潮率信息并实时上传收购系统及云平台。

需要说明的是，本申请实施例公开的棉花质量追溯系统包括棉花采收环节、预约、检验、交售环节、开膜加工环节、皮棉条码环节，棉花采收环节，采棉机使用按照一定规范定义规格棉膜其附有特定规则编码信息的二维码，棉花质量追溯系统运行工作时采棉机正常采棉打包，打包腔进行抽取棉膜打包时，固定与尾部棉膜上方车载(1)扫码器，获取棉包二维码。根据所设一定时间延迟触发所述固定于后尾灯上方的(2)相机，获取棉包侧面含杂图片，所述固定于打包腔体内板(3)回潮率传感器，通过运动的籽棉挤压(3)回潮率传感器获取检测籽棉回潮率信息，所述(4)北斗坐标接收器，按一定时间接收实时采棉机所在经纬度坐标，用于追溯采收块地理坐标信息。同时棉花采收环节采收的信息将同步上传棉花质量追溯物联网云平台，为后续环节追溯匹配信息提供数据支撑。

预约、检验、交售环节农户通过追溯平台扫码预约自主选择加工厂。棉花加工厂通过监管平台的预约信息派车运输农户棉包，现场通过(14)手机扫码校验成功后运送至加工厂交售。棉农通过身份信息取样并进行“一试五定”，其中，回潮率与含杂率由(18)籽棉水杂快速检测系统检测，检测结果自动上传至籽棉收购系统，减少人为因素影响。籽棉收购系统通过毛重皮重自动计算籽棉结算重量与结算金额，并打印过磅单，与棉农进行结算。

棉包运送至加工厂进入加工车间前，进行开膜加工环节，采用自主研制棉模快速识别技术装备，通过伺服控制技术(9)扫码器2和开包监控相机每扫一码每开一包每喂一包扫码同时进行实时监控，同时工控机将采集到的信息上传棉花质量追溯物联网云平台同时(17)云端服务器进行数据信息匹配。

工厂车间加工完籽棉同一棉包(13)生产出的皮棉，通过现有皮棉包条形码系统采集的企业代码、生产日期、棉包重量、回潮率等信息，采集皮棉数据上传棉花质量追溯物联网云平台与前段采集数据进行匹配处理。整个追溯系统与棉包仪器化公正检验结果以及皮棉流通环节，配棉环节的进行重要衔接。

在上述公开棉花质量追溯系统的基础上，本申请实施例还公开一种棉花质量追溯方法，该方法基于上述所述的棉花质量追溯系统，该方法具体包括如下步骤：

S501：车载后端扫码器，通过红外线检测棉膜二维码信息将其转化为数字信号通过有线传输方式传至驾驶室工控机进行分析处理。

S502：车载后端安装电子芯片识别器，通过RFID技术识别棉膜电子芯片，并将其转化为数字信号通过有线传输方式传至驾驶室工控机进行分析处理。

S503：摄像设备获取棉包侧面图片，同时回潮率传感器获取籽棉回潮率信息，北斗坐标接收器接收经纬度坐标。

S504：驾驶室的工控机将采集到的各传感器信息与所述扫码器获取二维码信息分析处理进行匹配，进而传至棉花质量追溯物联网信息云平台。

S505：驾驶室的工控机将采集到的各传感器信息与所述电子芯片信息分析处理进行匹配，进而传至棉花质量追溯物联网信息云平台

S506：将采集到的所有数据传输至云端服务器。

本申请实施例中，通过预约、检验、交售系统实现棉地至棉花加工厂的信息可追溯，可实时获取棉包含杂率、回潮率信息并实时上传收购系统及云平台。

综上所述，本申请实施例提供一种棉花质量追溯系统及棉花质量追溯方法，通过构建棉花采摘、棉花交售、棉花加工、棉花公检等应用场景，结合采摘打包自动水杂检测、作业区域计算、棉花预约交售app、籽棉交售、水杂快速检测、开模加工自动匹配等信息自动采集技术，实现棉花质量信息可追溯，通过构建棉花追溯链，通过棉花追溯码，匹配农户、农田和加工厂配套，对整个棉花生产链的上游、中游、下游分析，及时发现关键环节缺失或薄弱的情况，进行精准监管；棉花采摘现场可监控，基于采摘现场信息采集，可视化农户、农田、采棉机分布、采摘效率、安全告警、态势分析等。棉花加工流程可以监管，对企业经济规模、加工工艺结构、质量、以及投入与产出进行分析。

需要说明的是，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。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种棉花质量追溯系统，其特征在于，包括：身份识别系统、摄像设备、回潮率检测传感器、北斗定位仪、工控机、显示器、采收监测相机、棉包1、扫码器2和开包监控相机、开包机、棉花输送带、预约交售app(加工厂)、棉包2、预约交售app(农户)、棉样、棉花检验单、云端服务器、籽棉品质快速检测系统、籽棉收购系统和地磅，其中：

所述身份识别系统用于获取棉包二维码；所述摄像设备为相机，用于获取棉包侧面图片，进而预测籽棉含杂率；所述回潮率检测传感器用于检测籽棉回潮率；所述北斗定位仪用于接收经纬度坐标；所述采收监测相机用于获取采收现场图像；所述工控机用于采集所述扫码器、所述摄像设备、所述回潮率检测传感器、所述北斗定位仪以及所述采集监测相机信息并处理数据；所述显示器用于显示实时数据；所述扫码器2上固定摄像机，用于实现扫描棉包二维码及开包环节监控，所述开包机和所述棉花输送带为开包后棉花运输平台，所述预约交售app(加工厂)为农户可通过手机app预约；所述预约交售app(农户)为加工厂工作人员通过手机app校验棉包；所述棉样是棉包在加工厂取样，生成棉样检验单，所述籽棉品质快速检测系统为籽棉品质快速检测设备，所述云端服务器，实现籽棉样本检测信息可实时上传，所述籽棉收购系统实现籽棉样本检测信息可实时上传，所述地磅为棉花加工厂地磅过秤环节。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述身份识别系统为扫描器。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述身份识别系统为射频识别(RFID)系统，该射频识别(RFID)系统(包含电子芯片和、电子芯片识别器)和、身份证识别器、摄像设备、回潮率检测传感器、北斗定位仪、工控机、显示器、采收监测相机、棉包1、扫码器2和开包监控相机、开包机、棉花输送带、预约交售app(加工厂)、棉包2、预约交售app(农户)、棉样、棉花检验单、云端服务器、籽棉品质快速检测系统、籽棉收购系统和地磅，其中：

所述射频识别(RFID)系统用于获取棉包信息；所述身份证识别器用于采集棉农身份证信息；所述摄像设备为相机，用于获取棉包侧面图片，进而预测籽棉含杂率；所述回潮率检测传感器用于检测籽棉回潮率；所述北斗定位仪用于接收经纬度坐标；所述采收监测相机用于获取采收现场图像；所述工控机用于采集所述扫描器、所述摄像设备、所述回潮率检测传感器、所述北斗定位仪以及所述采集监测相机信息并处理数据；所述显示器用于显示实时数据；所述扫码器2上固定摄像机，用于实现扫描棉包二维码及开包环节监控，所述开包机和所述棉花输送带为开包后棉花运输平台；所述棉样是棉包在加工厂取样，生成棉样检验单，所述籽棉品质快速检测系统为籽棉品质快速检测设备，所述云端服务器，实现籽棉样本检测信息可实时上传，所述籽棉收购系统实现籽棉样本检测信息可实时上传，所述地磅为棉花加工厂地磅过秤环节。

4.根据权利要求述的系统，其特征在于，在采棉机上安装扫码器、电子芯片识别器、相机及传感器等设备实现车载端棉包二维码、含杂率、回潮率、经纬度、采收现场图片、采收时间和采收面积共7个信息，可实现皮棉精准对应籽棉，实现农户地块、加工厂、皮棉一码追溯；棉膜生产时置入电子芯片。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，通过预约、检验、交售系统实现棉地至棉花加工厂的信息可追溯，可实时获取棉包含杂率、回潮率信息并实时上传收购系统及云平台。

6.根据权利要求1所述的棉花质量追溯系统，其特征在于，所述籽棉品质快速检测系统，其特征在于主要包括:大杂清理机、籽棉水杂颜色检测装置、长度测试仪、马克隆测试仪、棉花衣分检测装置，以及工控主机、控制线路；

所述大杂清理机，位于所述检测系统最前端，用于将籽棉铃壳、棉杆类的大杂快速去除，大杂清理机上设有喂棉口，出棉口；

在大杂清理机的出棉口正下方设有棉样盒；所述棉样盒的底部设有称重传感器,所述棉样盒置于直线导轨上，所述直线导轨延伸入所述籽棉水杂颜色检测装置内；

所述籽棉水杂颜色检测装置结构包括箱体,在箱体内设有上摄像头、下摄像头、电磁推杆、透明玻璃板、电阻片，所述上摄像头、下摄像头分别设置于直线导轨的上方和下方，所述电磁推杆连接透明玻璃板，所述电阻片设于透明玻璃板的底部，所述透明玻璃板在电磁推杆的作用下可上下移动位置，透明玻璃板移动到下方位置时，可压紧棉样盒内的棉样；

所述籽棉水杂颜色检测装置通过上、下双摄像机对籽棉样本进行拍摄相片，预测籽棉含杂率及籽棉颜色品质，通过电阻压力传感技术预测籽棉回潮率；

所述籽棉水杂颜色检测装置上设有状态指示器和水杂颜色检测操作按钮、触屏显示器；

所述长度测试仪,用于测试棉样纤维长度；

所述马克隆测试仪，用于测试棉样的马克隆值信息，包含马克隆测试仪称重模块、马克隆仪喂棉口和操作杆；

所述棉花衣分检测装置包含称重平台、衣分检测操作按钮。

7.一种棉花质量追溯方法，其特征在于，基于权利要求1-5任意一项所述的棉花质量追溯系统，该方法包括：

车载后端扫码器，通过红外线检测棉膜二维码信息将其转化为数字信号通过有线传输方式传至驾驶室工控机进行分析处理；

车载后端安装电子芯片识别器，通过RFID技术识别棉膜电子芯片，并将其转化为数字信号通过有线传输方式传至驾驶室工控机进行分析处理；

摄像设备获取棉包侧面图片，同时回潮率传感器获取籽棉回潮率信息，北斗坐标接收器接收经纬度坐标；

驾驶室的工控机将采集到的各传感器信息与所述扫码器获取二维码信息分析处理进行匹配，进而传至棉花质量追溯物联网信息云平台；

驾驶室的工控机将采集到的各传感器信息与所述电子芯片信息分析处理进行匹配，进而传至棉花质量追溯物联网信息云平台；

将采集到的所有数据传输至云端服务器。

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