發(fā)明涉及育種技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及小區(qū)育種收獲測(cè)產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)：

中國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，對(duì)于農(nóng)業(yè)大國(guó)來(lái)說(shuō)很重要的一點(diǎn)就是要有優(yōu)良的品種，所以中國(guó)很早之前就知道了育種的重要性，也在育種方面付出了很大的努力，但目前還是和國(guó)外的育種水平有很大的差距，中國(guó)現(xiàn)在播種的很多優(yōu)良品種都是從國(guó)外引進(jìn)的。落后的原因有很多的方面，不僅僅只是育種方法的原因，在育種的裝備上也有很大的差距。在21世紀(jì)高新技術(shù)迅速的發(fā)展，影響了各行各業(yè)，很多的行業(yè)都大量的引進(jìn)了高新技術(shù)去提高效率或者是提升產(chǎn)品的質(zhì)量。在育種這個(gè)行業(yè)中國(guó)外很早的就引進(jìn)了高新技術(shù)去提高育種的效率，育種是一件比較漫長(zhǎng)的工作，往往都需要幾年甚至數(shù)十年的時(shí)間，在育種的期間有大量的數(shù)據(jù)要記錄并且要對(duì)記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，在計(jì)算機(jī)沒(méi)有出現(xiàn)之前完全要人工的進(jìn)行處理計(jì)算，在有了計(jì)算機(jī)之后，就可以通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和計(jì)算。在小區(qū)育種的試驗(yàn)中，育種的工作人員要對(duì)所育品種自交系的配合力和品質(zhì)以及適應(yīng)性進(jìn)行驗(yàn)證，這就需要記錄所育品種的籽粒的產(chǎn)量、含水量、容重、千粒重等各項(xiàng)的參數(shù)。

目前在我國(guó)當(dāng)所育品種收獲后有人工通過(guò)脫粒機(jī)進(jìn)行脫粒，再用稱重裝置進(jìn)行測(cè)重并記錄，然后再使用手持式水分測(cè)量?jī)x測(cè)出品種的含水量并記錄，之后再由育種人員將數(shù)據(jù)錄入到電腦中，然后再進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。由此看來(lái)，這樣的育種工作效率會(huì)很低，同時(shí)因?yàn)閿?shù)據(jù)全靠人工的記錄和輸入這樣也很容易造成數(shù)據(jù)出錯(cuò)，如何做到對(duì)品種數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確、快速、易于導(dǎo)入電腦，成為育種工作中面臨的一項(xiàng)難題，為此我們?cè)O(shè)計(jì)出小區(qū)育種收獲測(cè)產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，來(lái)解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提出的小區(qū)育種收獲測(cè)產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

小區(qū)育種收獲測(cè)產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括上位機(jī)手持平板部分和下位機(jī)控制部分構(gòu)成，所述上位機(jī)手持平板部分的平板外殼運(yùn)用3D打印技術(shù)完成，所述平板外殼設(shè)置有STM32F407單片機(jī)、7寸觸摸屏、無(wú)線串口、USB接口、CAN接口、無(wú)線串口、RS232接口和SD卡等主要部件，所述平板外殼的RS232接口可以外接條碼槍，USB接口可外接鼠標(biāo)、鍵盤(pán)和U盤(pán)，測(cè)量數(shù)據(jù)存放在平板中可以用SD卡或者U盤(pán)直接導(dǎo)出，再將所得數(shù)據(jù)導(dǎo)入到電腦中進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，無(wú)線串口或者無(wú)線串口可連接下位機(jī)控制系統(tǒng)部分；

所述下位機(jī)控制部分包括電容式水分傳感器、電阻應(yīng)變式稱重傳感器、無(wú)線串口、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等主要部分，所述下位機(jī)控制部分的控制系統(tǒng)安裝盒內(nèi)設(shè)置有STM32F407單片機(jī)，所述下位機(jī)控制部分控制有谷物取樣采集裝置、谷物樣品稱重料筒、谷物樣品采集測(cè)量桶卸料裝置和谷物落料收集裝置；

所述谷物取樣采集裝置采用斜坡落料，由人工將種子導(dǎo)入斜坡料斗中，由于重力原因種子自由滑落，中間的圓口收集種子籽粒，其余種子隨斜坡滑入稱重料筒，中間的圓孔下是柱形結(jié)構(gòu)的圓桶用于收集水分檢測(cè)樣品，在設(shè)計(jì)時(shí)采樣料筒有兩個(gè)圓筒組成，中間用擋板隔開(kāi)，上部的圓筒帶有斜口以適應(yīng)斜坡料斗，用于收集種子籽粒，中的隔板連接氣缸，下部的圓筒位于測(cè)量桶的正上方以保證所有籽粒可以落入測(cè)量桶中，當(dāng)種子導(dǎo)入斜坡料斗之前，氣缸伸出擋板使上下兩個(gè)圓筒隔開(kāi)，當(dāng)種子導(dǎo)入之后，上部的圓筒完成取樣，待斜坡料斗中的種子全部流出后，氣缸收回?fù)醢咫S之抽走，種子落入測(cè)量桶中；

所述谷物樣品稱重料筒的測(cè)量桶中安裝有稱重傳感器和電容式水分傳感器，稱重料筒采用懸掛方式測(cè)重，稱重傳感器安裝在料筒和角鐵之間，稱重料筒的落料方式為推拉式，料桶中裝有氣缸，當(dāng)氣缸伸出時(shí)料筒底部擋板打開(kāi)種子落下完成卸料，卸料完成后氣缸回收擋板關(guān)閉，等待下次測(cè)量；

所述谷物樣品采集測(cè)量桶卸料裝置主要有直流減速電機(jī)、聯(lián)軸器、軸承座、直線光軸、測(cè)量筒固定板、落料擋板、行程開(kāi)關(guān)等組成，直流減速電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器連接直線光軸，直線光軸兩端有兩個(gè)軸承座進(jìn)行固定，測(cè)量桶固定板焊接在直線光軸之上，測(cè)量筒通過(guò)螺絲固定在板上，兩個(gè)行程開(kāi)關(guān)通過(guò)測(cè)試分別安裝在測(cè)量桶和落料擋板接觸的位置和測(cè)量筒位于谷物取樣采集裝置正下方時(shí)測(cè)量桶固定板接觸的位置，水分測(cè)量時(shí)測(cè)量筒所在位置為初始位置，當(dāng)水分測(cè)量完成后，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)卸料開(kāi)始，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)聯(lián)軸器傳動(dòng)，測(cè)量筒隨著直線光軸轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)測(cè)量筒觸碰到行程開(kāi)關(guān)時(shí)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)測(cè)量筒到達(dá)卸料位置，在此位置停止一段時(shí)間讓種子全部落出，停止時(shí)間過(guò)后，電機(jī)啟動(dòng)，測(cè)量桶開(kāi)始復(fù)位運(yùn)動(dòng)，當(dāng)測(cè)量筒到達(dá)谷物采集裝置正下方是測(cè)量筒固定板觸碰行程開(kāi)關(guān)電機(jī)停止，此時(shí)測(cè)量筒復(fù)位，等待下次測(cè)量開(kāi)始；

所述谷物落料收集裝置采用了不銹鋼材料，運(yùn)用激光切割技術(shù)將鋼板切割，然后折彎，最后進(jìn)行焊接。

優(yōu)選的，所述手持平板部分和下位機(jī)控制部分均安裝有型號(hào)為STM32F407的主控芯片，所述手持平板采用的芯片是144引腳，下位機(jī)控制部分采用的芯片為100引腳，STM32F407擁有ARM最新的Cortex-M4內(nèi)核，Cortex-M4是32位處理器內(nèi)核，所以內(nèi)部的數(shù)據(jù)路徑為32位，寄存器為32位，儲(chǔ)存器接口也為32位，同時(shí)采用了哈弗結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述谷物樣品稱重料筒分為兩部分進(jìn)行稱重，一部分是水分測(cè)量筒中的種子重量另一部分是落入稱重料筒的種子重量，兩部分因?yàn)樵O(shè)計(jì)不同選用了兩種傳感器，測(cè)量水分測(cè)量筒中的種子重量的傳感器選用的是懸臂梁式稱重傳感器，稱重料筒測(cè)重種子重量選用的是S型稱重傳感器。這兩款傳感器的原理相同，都是貼在彈性體上的電阻應(yīng)變片在外力作用下發(fā)生形變，它的阻值將發(fā)生變化，再經(jīng)相應(yīng)的測(cè)量電路把這一電阻變化裝換成電信號(hào)，單片機(jī)讀取電信號(hào)，處理成相對(duì)應(yīng)的重量。

優(yōu)選的，所述上位機(jī)手持平板部分和下位機(jī)控制部分通過(guò)有線通信和無(wú)線通信進(jìn)行通信，有線通信為RS232通信和RS485通信，無(wú)線通信為無(wú)線串口通信，可以根據(jù)不同工作環(huán)境和要求去選擇不同的通信方式。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，發(fā)明的有益效果是：發(fā)明提高了育種的工作效率，降低育種人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高測(cè)量數(shù)據(jù)的精確度、打破了育種過(guò)程中數(shù)據(jù)混亂的問(wèn)題，克服了傳統(tǒng)抽樣法品量小、樣品有制約性的缺點(diǎn)，使得樣品測(cè)量效率提高，減輕了人工勞動(dòng)的強(qiáng)度，也提高了測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

附圖說(shuō)明

圖1為發(fā)明提出的小區(qū)育種收獲測(cè)產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的框架示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。

參照?qǐng)D1，小區(qū)育種收獲測(cè)產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括上位機(jī)手持平板部分和下位機(jī)控制部分構(gòu)成，上位機(jī)手持平板部分的平板外殼運(yùn)用3D打印技術(shù)完成，平板外殼設(shè)置有STM32F407單片機(jī)、7寸觸摸屏、無(wú)線串口、USB接口、CAN接口、無(wú)線串口、RS232接口和SD卡等主要部件，平板外殼的RS232接口可以外接條碼槍，USB接口可外接鼠標(biāo)、鍵盤(pán)和U盤(pán)，測(cè)量數(shù)據(jù)存放在平板中可以用SD卡或者U盤(pán)直接導(dǎo)出，再將所得數(shù)據(jù)導(dǎo)入到電腦中進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，無(wú)線串口或者無(wú)線串口可連接下位機(jī)控制系統(tǒng)部分，手持平板部分和下位機(jī)控制部分均安裝有型號(hào)為STM32F407的主控芯片，手持平板采用的芯片是144引腳，下位機(jī)控制部分采用的芯片為100引腳，STM32F407擁有ARM最新的Cortex-M4內(nèi)核，Cortex-M4是32位處理器內(nèi)核，所以內(nèi)部的數(shù)據(jù)路徑為32位，寄存器為32位，儲(chǔ)存器接口也為32位，同時(shí)采用了哈弗結(jié)構(gòu)，上位機(jī)手持平板部分和下位機(jī)控制部分通過(guò)有線通信和無(wú)線通信進(jìn)行通信，有線通信為RS232通信和RS485通信，無(wú)線通信為無(wú)線串口通信，可以根據(jù)不同工作環(huán)境和要求去選擇不同的通信方式；

下位機(jī)控制部分包括電容式水分傳感器、電阻應(yīng)變式稱重傳感器、無(wú)線串口、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等主要部分，下位機(jī)控制部分的控制系統(tǒng)安裝盒內(nèi)設(shè)置有STM32F407單片機(jī)，下位機(jī)控制部分控制有谷物取樣采集裝置、谷物樣品稱重料筒、谷物樣品采集測(cè)量桶卸料裝置和谷物落料收集裝置；

谷物取樣采集裝置采用斜坡落料，由人工將種子導(dǎo)入斜坡料斗中，由于重力原因種子自由滑落，中間的圓口收集種子籽粒，其余種子隨斜坡滑入稱重料筒，中間的圓孔下是柱形結(jié)構(gòu)的圓桶用于收集水分檢測(cè)樣品，在設(shè)計(jì)時(shí)采樣料筒有兩個(gè)圓筒組成，中間用擋板隔開(kāi)，上部的圓筒帶有斜口以適應(yīng)斜坡料斗，用于收集種子籽粒，中的隔板連接氣缸，下部的圓筒位于測(cè)量桶的正上方以保證所有籽?？梢月淙霚y(cè)量桶中，當(dāng)種子導(dǎo)入斜坡料斗之前，氣缸伸出擋板使上下兩個(gè)圓筒隔開(kāi)，當(dāng)種子導(dǎo)入之后，上部的圓筒完成取樣，待斜坡料斗中的種子全部流出后，氣缸收回?fù)醢咫S之抽走，種子落入測(cè)量桶中；

谷物樣品稱重料筒的測(cè)量桶中安裝有稱重傳感器和電容式水分傳感器，稱重料筒采用懸掛方式測(cè)重，稱重傳感器安裝在料筒和角鐵之間，稱重料筒的落料方式為推拉式，料桶中裝有氣缸，當(dāng)氣缸伸出時(shí)料筒底部擋板打開(kāi)種子落下完成卸料，卸料完成后氣缸回收擋板關(guān)閉，等待下次測(cè)量，谷物樣品稱重料筒分為兩部分進(jìn)行稱重，一部分是水分測(cè)量筒中的種子重量另一部分是落入稱重料筒的種子重量，兩部分因?yàn)樵O(shè)計(jì)不同選用了兩種傳感器，測(cè)量水分測(cè)量筒中的種子重量的傳感器選用的是懸臂梁式稱重傳感器，稱重料筒測(cè)重種子重量選用的是S型稱重傳感器。這兩款傳感器的原理相同，都是貼在彈性體上的電阻應(yīng)變片在外力作用下發(fā)生形變，它的阻值將發(fā)生變化，再經(jīng)相應(yīng)的測(cè)量電路把這一電阻變化裝換成電信號(hào)，單片機(jī)讀取電信號(hào)，處理成相對(duì)應(yīng)的重量；

谷物樣品采集測(cè)量桶卸料裝置主要有直流減速電機(jī)、聯(lián)軸器、軸承座、直線光軸、測(cè)量筒固定板、落料擋板、行程開(kāi)關(guān)等組成，直流減速電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器連接直線光軸，直線光軸兩端有兩個(gè)軸承座進(jìn)行固定，測(cè)量桶固定板焊接在直線光軸之上，測(cè)量筒通過(guò)螺絲固定在板上，兩個(gè)行程開(kāi)關(guān)通過(guò)測(cè)試分別安裝在測(cè)量桶和落料擋板接觸的位置和測(cè)量筒位于谷物取樣采集裝置正下方時(shí)測(cè)量桶固定板接觸的位置，水分測(cè)量時(shí)測(cè)量筒所在位置為初始位置，當(dāng)水分測(cè)量完成后，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)卸料開(kāi)始，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)聯(lián)軸器傳動(dòng)，測(cè)量筒隨著直線光軸轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)測(cè)量筒觸碰到行程開(kāi)關(guān)時(shí)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)測(cè)量筒到達(dá)卸料位置，在此位置停止一段時(shí)間讓種子全部落出，停止時(shí)間過(guò)后，電機(jī)啟動(dòng)，測(cè)量桶開(kāi)始復(fù)位運(yùn)動(dòng)，當(dāng)測(cè)量筒到達(dá)谷物采集裝置正下方是測(cè)量筒固定板觸碰行程開(kāi)關(guān)電機(jī)停止，此時(shí)測(cè)量筒復(fù)位，等待下次測(cè)量開(kāi)始；

谷物落料收集裝置采用了不銹鋼材料，運(yùn)用激光切割技術(shù)將鋼板切割，然后折彎，最后進(jìn)行焊接。

本發(fā)明工作過(guò)程如下：手持平板的RS232接口可以外接條碼槍，用條碼槍去掃描裝有種子的袋子上的條碼信息或者手動(dòng)在平板上輸入該種子的信息，然后將待測(cè)種子倒入測(cè)量?jī)x器中，下位機(jī)的STM32F407單片機(jī)、電容式水分傳感器和稱重模塊將種子的含水量和重量測(cè)出，再通過(guò)無(wú)線串口或者RS485接口傳送到上位機(jī)的手持平板，手持平板將下位機(jī)的上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和保存，這就完成了一個(gè)品種的測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)已經(jīng)存放在平板中可以用SD卡或者U盤(pán)直接導(dǎo)出，再將所得數(shù)據(jù)導(dǎo)入到電腦中進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。

以上所述，僅為發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。