一种棉花检测控制系统及其测控方法与流程

本发明涉及棉花检测技术领域，特别涉及一种棉花检测控制系统及其测控方法。

背景技术：

目前，棉花入厂时普遍按照顺序进行过磅、采用一试五定进行验收，每天检测结束后才将统计结果输入到电脑中打印后上报各检查监督单位，期间存在更改检测结果、数据不准确、检测后结果和实际不符等现象的发生，不能及时指导加工工厂后续加工过程控制，比如讲高等级纤维长度的棉花混入到低等级的棉花堆中，将低回潮的棉花混入到高回潮的棉花当中，使好棉花等级降低，减少了经济收益。

同时，前棉花收购企业大部分仅有磅房称重系统，其它操作全部是手工输入，基本上每天都有更改数据的现象发生。其不能及时反映棉花的质量信息，不利于后续棉花加工过程控制，使品质高的棉花受到品质低的棉花影响，导致收益降低，同时，现有系统不能统计棉农实际的种植面积和产量，棉农经常为检测数据延迟出的结果表示怀疑，并产生纠纷。现有的棉花堆放由于数据不能及时统计，已经不能满足用棉企业对棉花的精细化管理需求。利用现有的管理系统，不能杜绝虚开籽棉收购票据及“转圈棉”的问题；采用现有系统及设备，对回潮率大于10的棉花只能凭感觉预估，不能真实反映棉花的收购情况，并且人情花的现象时有发生。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种棉花检测控制系统及其测控方法，该棉花检测控制系统及其测控方法利用互联网通讯与自动控制技术，实现了棉花检测过程的信息化和工业化，不仅可以准确测量棉花的回潮率，而且可以实时为棉农及检测监督部门提供实时检测数据。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

一种棉花检测控制系统，其特征在于：包括系统服务器，以及与所述系统服务器分别连接的挂单模块、称重模块、水分测量仪、移动数据采集模块、总控制模块和客户端；

所述挂单模块包括读卡器和挂单打印机，所述读卡器和挂单打印机分别连接所述系统服务器；所述称重模块包括台式扫码器、电子磅和摄像头，所述台式扫码器、电子磅和摄像头分别连接所述系统服务器；所述总控制模块分别连接有打印设备和显示屏。

进一步的，所述水分测量仪包括工控机和控制主板，所述工控机分别连接控制主板、触屏、红外扫描模块、存储模块、无线传输模块、测量仪打印机和电源模块，所述控制主板分别连接称重组件、电机推杆、微波扫描组件和温度传感器。

进一步的，所述水分测量仪包括测量仪壳体，所述测量仪壳体内设置有检验压缩舱，所述检验压缩舱底部设有推板，所述推板连接所述电机推杆的伸缩端，所述检验压缩舱内部设有温度传感器。

进一步的，所述微波扫描组件包括微波盒，所述微波盒固定在所述检验压缩舱对应的测量仪壳体上，所述微波盒上设有丝杠导轨和接近开关，所述丝杠导轨上设有微波发射喇叭天线和微波接收喇叭天线；所述接近开关、微波发射喇叭天线和微波接收喇叭天线分别连接所述控制主板。

本发明的一种棉花检测控制系统具有以下有益效果：

本发明提供了一种棉花检测控制系统，该棉花检测控制系统从棉花入厂开始就采用挂单模块建立唯一性信息，保证棉花在交花过程中编号唯一，称重模块采用电子磅的形式，称量数据直接输送到系统服务器，避免手动记录称量数据和人为干涉，通过水分测量仪可以自动化的完成籽棉回潮率测量，籽棉颜色等级和回潮率信息自动上传系统服务器。同时，棉花的纤维长度、衣分、含杂率、马克隆值等棉花检验参数通过移动数据采集模块实时传输给系统服务器，实时数据通过总控制模块显示在厂外公示的屏幕上。另外的，相关监管单位、管理单位及个人可以通过客户端上网实时查询棉花收购检测数据，国家棉农补贴可依据该数据进行测算。

根据权利上述的一种棉花检测控制系统的测控方法，其特征在于，包括如下步骤：挂单、称重、取样、籽棉颜色定级、回潮验收、质量验收、分类入堆、信息公示和客户端结算。

进一步的，所述步骤具体为：

1）挂单：挂单模块通过读卡器读取棉农卡，获取棉农卡内包含的各项基本信息，基本信息包括姓名、出生年月、所属地区、棉花种植面积、种类、棉农卡卡号和银行结算账号，挂单模块将获取基本信息传输给系统服务器，并根据获取到的基本信息自动生成含有条形码的挂单码，挂单模块的挂单打印机打印含有条形码的挂单码；

2）称重：称重模块的台式扫码器扫描步骤1）打印出含有条形码的挂单码，称重模块根据获取到的挂单码的条形码信息向系统服务器请求并获取挂单码的基本信息，并通过称重模块的摄像头检查棉花采摘方式，确认棉花采摘方式正确后，使用称重模块的电子磅对棉农的棉花进行称重，得到的棉花重量信息通过称重模块传输给系统服务器，并将棉花重量信息补充到挂单码的电子基本信息中；

3）籽棉颜色定级: 基于GB1103-2012《棉花细绒棉》标准，针对步骤2）完成称重的棉花进行籽棉颜色定级，记录籽棉颜色定级信息；

4）回潮验收: 使用水分测量仪的红外扫描模块扫描挂单码上的条形码，水分测量仪根据获取到的条形码信息向系统服务器请求并获取挂单码的基本信息，将步骤3）中完成的籽棉颜色定级信息通过水分测量仪的触屏输入到水分测量仪，从步骤2）完成称重的棉花中取回潮率测试棉花，将回潮率测试棉花放入水分测量仪进行回潮率检测，检测后得到的籽棉颜色定级和回潮率信息通过水分测量仪传输给系统服务器，并将籽棉颜色定级和回潮率补充到挂单码的电子基本信息中；

5）质量验收: 使用移动数据采集模块扫描挂单码的条形码，移动数据采集模块根据获取到的条形码信息向系统服务器请求并获取挂单码的基本信息，从步骤2）完成称重的棉花中取质量测试棉花进行皮青、去杂、试轧，并检验质量测试棉花的参数，质量测试棉花的检验参数包括含杂率、衣分、纤维长度和马克隆值，得到的棉花检验参数通过移动数据采集模块传输给系统服务器，并将棉花检验参数信息补充到挂单码的电子基本信息中；

6) 分类入堆:系统服务器根据步骤4）中获取的籽棉颜色定级和回潮率、以及步骤5）中获取的棉花检验参数，确定步骤2）中完成称重棉花的级别和类别，根据确定出的棉花级别和类别，完成棉花的分级、分类储藏。

7）信息公示：系统服务器将步骤1）至步骤6）中的检测信息实时传输到显示屏公示；

8）客户端结算：系统服务器根据步骤1）至步骤6）中的检测信息生成日报表，周报表、月报表以及收花年度统计，用户通过客户端可以查询所述日报表，周报表、月报表以及收花年度统计，并按照系统服务器中棉农累计交花及每次交花信息、棉花质量、重量信息进行结算。

本发明的一种棉花检测控制系统的测控方法具有以下有益效果：

本发明提供了一种棉花检测控制系统的测控方法，包括挂单、称重、取样、籽棉颜色定级、回潮验收、质量验收和分类入堆，该棉花检测控制系统从棉花入厂开始就采用挂单模块建立唯一性信息，保证棉花在交花过程中编号唯一，称重模块采用电子磅的形式，称量数据直接输送到系统服务器，避免手动记录称量数据和人为干涉，通过水分测量仪可以自动化的完成籽棉回潮率测量，籽棉颜色等级和回潮率信息自动上传系统服务器。同时，棉花的纤维长度、衣分、含杂率、马克隆值等棉花检验参数通过移动数据采集模块实时传输给系统服务器，实时数据通过总控制模块显示在厂外公示的屏幕上。另外的，相关监管单位、管理单位及个人可以通过客户端上网实时查询棉花收购检测数据，国家棉农补贴可依据该数据进行测算。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的一种棉花检测控制系统的模块连接图；

图2为本发明的一种棉花检测控制系统的水分测量仪的模块连接图；

图3为本发明的一种棉花检测控制系统的水分测量仪的结构示意图；

图4为本发明的一种棉花检测控制系统的测控方法的示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明进行详细说明，如图1所示：本实施例的一种棉花检测控制系统，包括系统服务器1，以及与所述系统服务器1分别连接的挂单模块2、称重模块3、水分测量仪4、移动数据采集模块5、总控制模块6和客户端9；所述挂单模块2包括读卡器（视图未给出）和挂单打印机（视图未给出），所述读卡器和挂单打印机分别连接所述系统服务器1；所述称重模块3包括台式扫码器（视图未给出）、电子磅（视图未给出）和摄像头（视图未给出），所述台式扫码器、电子磅和摄像头分别连接所述系统服务器1；所述总控制模块6分别连接有打印设备8和显示屏9。

如图2、3所示：所述水分测量仪4包括工控机401和控制主板402，所述工控机401分别连接控制主板402、触屏403、红外扫描模块404、存储模块405、无线传输模块408、测量仪打印机409和电源模块410，所述控制主板402分别连接称重组件406、电机推杆407、微波扫描组件411和温度传感器412。

具体的，红外扫描模块404包括红外条码扫描器，所述红外条码扫描器连接所述工控机401。

进一步的，所述水分测量仪4包括测量仪壳体400，所述测量仪壳体400内设置有检验压缩舱413，所述检验压缩舱413底部设有推板（视图未给出），所述推板（视图未给出）连接所述电机推杆407的伸缩端，所述检验压缩舱413内部设有温度传感器412。

进一步的，述微波扫描组件411包括微波盒（视图未给出），所述微波盒固定在所述检验压缩舱413对应的测量仪壳体400上，所述微波盒上设有丝杠导轨（视图未给出）和接近开关（视图未给出），所述丝杠导轨上设有微波发射喇叭天线（视图未给出）和微波接收喇叭天线（视图未给出）；所述接近开关、微波发射喇叭天线和微波接收喇叭天线分别连接所述控制主板402。

实际操作过程中，籽棉中的水分主要来自于棉籽、皮棉以及杂质。其存在状态以依附于物体表面和物体内部的水分子，本发明利用微波对水分敏感的特性，选取10GHz的微波对棉花进行穿透式扫描，将微波发射端和接收端微波损失幅值大小和棉花外在水含量建立对应关系，为使测试准确，标准统一，将无论何种棉花压缩至166.7g/dm³，测试总的含水量，在换算成回潮率。关于重量误差采用推杆高度调节，由于棉花在不同温调解下水分子活动状态不一致，因此需要按温度对测试值进行修正，具体回潮率计算为：G=A[Y(V₀-V₁)-(T₁-T₀)0.05]。其中，G为回潮率；V₀为微波空载校准值；V₁为检测微波值； T₁为棉花温度；T₀标准温度，20℃；A:电介常数，当回潮在5~10之间为2，回潮在10~20之间为1.8，当回潮大于20时为1.5； Y:衣分常数，长绒棉一般取0.62~0.7，细绒棉取0.60~0.65，机采棉取0.5~0.6。

具体的，水分测量仪4首先取样约5kg，放到称重板上称重，观察称重显示屏，称重范围在4.8~5.2之间即可，多去少补，满足要求为止，按确认按钮，设备记录棉样质量；其次，在触屏403选择输入颜色等级，设备记录颜色等级输入值，面板显示等级输入值。然后设备启动，电机推杆407根据程序计算高度，将棉花压缩至相对位置，使棉花密度约166.7g/dm3,命令微波扫描组件411扫描压缩后棉花，每秒钟采集2个数据，采集幅值变化值。扫描结束后，温度传感器412读取棉花温度，工控机401计算采集的微波扫描值平均值，温度值，从条码上读取棉样种类，按照回潮计算公式计算。最后，工控机401的触屏403显示回潮测试结果，将数据通过GPRS发送到系统服务器1。

如图4所示：一种棉花检测控制系统的测控方法，包括如下步骤：挂单、称重、取样、籽棉颜色定级、回潮验收、质量验收、分类入堆、信息公示和客户端结算。

进一步的，所述步骤具体为：

S1）挂单：挂单模块2通过读卡器读取棉农卡，获取棉农卡内包含的各项基本信息，基本信息包括姓名、出生年月、所属地区、棉花种植面积、种类、棉农卡卡号和银行结算账号，挂单模块2将获取基本信息传输给系统服务器1，并根据获取到的基本信息自动生成含有条形码的挂单码，挂单模块2的挂单打印机打印含有条形码的挂单码；

S2）称重：称重模块的台式扫码器扫描步骤1）打印出含有条形码的挂单码，称重模块根据获取到的挂单码的条形码信息向系统服务器请求并获取挂单码的基本信息，并通过称重模块的摄像头检查棉花采摘方式，确认棉花采摘方式正确后，使用称重模块的电子磅对棉农的棉花进行称重，得到的棉花重量信息通过称重模块传输给系统服务器，并将棉花重量信息补充到挂单码的电子基本信息中；

S3）籽棉颜色定级: 基于GB1103-2012《棉花细绒棉》标准，针对步骤S2）完成称重的棉花进行籽棉颜色定级，记录籽棉颜色定级信息；

S4）回潮验收: 使用水分测量仪的红外扫描模块扫描挂单码上的条形码，水分测量仪根据获取到的条形码信息向系统服务器请求并获取挂单码的基本信息，将步骤3）中完成的籽棉颜色定级信息通过水分测量仪的触屏输入到水分测量仪，从步骤2）完成称重的棉花中取回潮率测试棉花，将回潮率测试棉花放入水分测量仪进行回潮率检测，检测后得到的籽棉颜色定级和回潮率信息通过水分测量仪传输给系统服务器，并将籽棉颜色定级和回潮率补充到挂单码的电子基本信息中；

S5）质量验收: 使用移动数据采集模块扫描挂单码的条形码，移动数据采集模块根据获取到的条形码信息向系统服务器请求并获取挂单码的基本信息，从步骤2）完成称重的棉花中取质量测试棉花进行皮青、去杂、试轧，并检验质量测试棉花的参数，质量测试棉花的检验参数包括含杂率、衣分、纤维长度和马克隆值，得到的棉花检验参数通过移动数据采集模块传输给系统服务器，并将棉花检验参数信息补充到挂单码的电子基本信息中；

S6) 分类入堆:系统服务器1根据步骤S4）中获取的籽棉颜色定级和回潮率、以及步骤S5）中获取的棉花检验参数，确定步骤S2）中完成称重棉花的级别和类别，根据确定出的棉花级别和类别，完成棉花的分级、分类储藏。

S7）信息公示：系统服务器1将步骤1）至步骤6）中的检测信息实时传输到显示屏7公示；

S8）客户端结算：系统服务器1根据步骤1）至步骤6）中的检测信息生成日报表，周报表、月报表以及收花年度统计，用户通过客户端9可以查询所述日报表，周报表、月报表以及收花年度统计，并按照系统服务器1中棉农累计交花及每次交花信息、棉花质量、重量信息进行结算。

具体的，回潮验收中从步骤S2）完成称重的棉花中取5kg棉花，将5kg棉花放入水分测量仪4进行回潮率检测，得到的籽棉颜色定级和回潮率信息通过水分测量仪4传输给系统服务器1，并将籽棉颜色定级和回潮率补充到挂单码的电子基本信息中。质量验收中从步骤S2）完成称重的棉花中取2-10kg棉花进行皮青、去杂、试轧，并检验棉花参数，棉花检验参数包括含杂率、衣分、纤维长度和马克隆值，得到的棉花检验参数通过移动数据采集模块5传输给系统服务器1，并将棉花检验参数信息补充到挂单码的电子基本信息中。

具体的，系统服务器1采用B/S架构，软件使用环境为：MyEclipse10、Labwindows9.1等，选用操作系统：WindowsServer2008（64位），数据库采用MySQL5.5版本，整套系统带电子狗安全锁。移动数据采集模块5采用PDA设备。

本发明是根据现有棉花收购加工以及后续统计等市场需求开发发明的一套检测控制系统，可以满足现有棉花加工厂收购检验、流程控制、结算、加工控制等现场使用需求，同时满足各级纤维检验机构的监督检测、各地区统计籽棉产量、品质等需求，该棉花检测控制系统及其测控方法利用互联网通讯与自动控制技术，实现了棉花检测过程的信息化和工业化，不仅可以准确测量棉花的回潮率，而且可以实时为棉农及检测监督部门提供实时检测数据。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。