一种果园环境喷药作业信息自动记录装置和方法
【专利摘要】本发明公开了一种果园环境喷药作业信息自动记录装置和方法，涉及自动识别【技术领域】。该装置包括：安装在作业区入口的第一RFID电子标签、安装在作业区出口的第二RFID电子标签，以及所述自动记录装置在使用过程中，从所述作业区入口向所述作业区出口移动的喷药装置，所述喷药装置上设置有自动记录设备，所述自动记录设备能够收发、读取、解析RFID信号以及根据RFID信号解析内容形成作业信息并记录存储。本发明实现了喷药开始和停止作业信息的自动记录，提高了果园喷药作业信息记录的效率和准确性，为果品质量溯源系统的建立提供了准确的喷药作业过程信息。
【专利说明】一种果园环境喷药作业信息自动记录装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及自动识别【技术领域】，尤其涉及一种果园环境喷药作业信息自动记录装置和方法。
【背景技术】
[0002]病虫害防治是果树栽培管理的重要内容，以苹果树为例，一般苹果树一年喷打农药防治病虫害的次数在10次左右。但由于农药残留的存在，以及消费者对自身健康的日益关注，消费者在购买苹果时就特别关心该商品打药的次数以及打药的时间，特别是打药的时间，因此，果园喷打农药作业过程信息记录就成为果品质量追溯过程中重要的基础信息之一 O
[0003]在一些果园，喷打农药的作业过程信息是利用字和笔通过手工来记录的，但是通过手工记录农药喷打的作业信息，经常由于记录不及时，发生记录缺失的情况，而且手工记录作业信息的准确性与记录人员的态度和水平有关，有的作业信息记录的比较详实，有的作业信息记录的就比较粗略，导致喷打农药的作业信息不符合果品质量追溯系统的要求。
[0004]还有一些果园，采用PDA等便携式手持设备来进行果园喷打农药作业过程信息的记录，这种方法是通过安装在便携式手持设备中的应用程序，呈现给使用者喷打农药作业过程信息录入的电子表单，供使用者逐项输入当前的作业信息。这种方式通过标准化的信息格式使得喷打农药作业过程信息记录的准确性和完整性有了极大的提高。但由于果农文化程度和使用习惯的限制，导致这种记录方式的培训成本非常高，影响了其推广与应用。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种不需要果农操作、不影响果农作业、且使用培训成本低的果园环境喷药作业信息自动记录装置和方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
[0007]一种果园环境喷药作业信息自动记录装置，包括:安装在作业区入口 5的第一RFID电子标签1、安装在作业区出口 6的第二 RFID电子标签2，以及所述自动记录装置在使用过程中，从作业区入口 5向作业区出口 6移动的喷药装置3，喷药装置3上设置有自动记录设备4，自动记录设备4能够收发、读取、解析RFID信号以及根据RFID信号解析内容形成作业信息并记录。
[0008]优选地，自动记录设备4根据信号的传输方向依次包括RFID信号收发天线8、RFID阅读器9、调制解调器10、微处理器11和存贮器12，还包括为自动记录设备4供电的电源13。
[0009]优选地，RFID信号收发天线8产生的磁场区域的半径为1_2米。
[0010]优选地，自动记录设备4还包括输出设备14,输出设备14与微处理器11连接。
[0011]优选地，作业区7设置有标识符，第一 RFID电子标签I的电子编码设置为作业区7对应的标识符和进入标志；第二 RFID电子标签2的电子编码设置为作业区7对应的标识符和尚开标志。
[0012]优选地，第一 RFID电子标签I设置为2个，且分别安装在作业区入口 5的两侧，第二 RFID电子标签2设置为2个，且分别安装在作业区出口 6的两侧。
[0013]更优选地，第一 RFID电子标签I朝向作业区的中间通道安装，第二 RFID电子标签2朝向作业区的中间通道安装。
[0014]优选地，喷药装置3为机械喷药车。
[0015]更优选地，机械喷药车包括车头14、车体15、自动记录设备4、药箱16和喷头17，车头14和车体15连接，自动记录设备4设置在车头14上，药箱16设置在车体15上，喷头17通过管路连接在药箱16外。
[0016]一种果园环境喷药作业信息自动记录方法，使用上述果园环境喷药作业信息自动记录装置，该方法包括如下步骤:
[0017]SI，所述第一 RFID电子标签接收所述自动记录设备发送的RFID信号，并向所述自动记录设备返回带有第一电子编码的RFID信号；
[0018]S2，所述自动记录设备读取并解析所述带有第一电子编码的RFID信号，获得第一电子编码信息；
[0019]S3，根据所述第一电子编码信息和开始喷药作业时间信息，所述自动记录设备形成开始喷药作业信息记录并存储；
[0020]S4,所述第二 RFID电子标签接收所述自动记录设备发送的RFID信号，并向所述自动记录设备返回带有第二电子编码的RFID信号；
[0021]S5，所述自动记录设备读取并解析所述带有第二电子编码的RFID信号，获得第二电子编码信息；
[0022]S6，根据所述第二电子编码信息和停止喷药作业时间信息，所述自动记录设备形成停止喷药作业信息记录并存储。
[0023]本发明的有益效果是:本发明利用RFID技术，通过分别在作业区入口处和作业区出口处分别安装RFID电子标签，并使用从入口处移动到出口处进行喷药作业的喷药装置，且喷药装置上安装有自动记录设备，使RFID电子标签处于RFID信号的收发范围内时，将电子编码信息发送给自动记录设备，使自动记录设备根据该电子编码信息和作业时间形成喷药作业信息并记录存储，从而实现了喷药开始和停止作业信息的自动记录，解决了以往手工记录缺失和记录信息不规范的问题，以及PDA等便携式手持设备记录方式培训成本高的问题，提高了作业信息记录的效率和准确性，为果品质量溯源系统的建立提供了准确的喷药作业过程信息；并且采用本发明的方法后，不会增加果农的额外工作量且不会分散果农作业时的注意力，保证了果农工作的效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是本发明实施例提供的一种果园环境喷药作业信息自动记录装置的结构示意图；
[0025]图2是自动记录设备的结构示意图；
[0026]图3是机械喷药车的结构示意图；
[0027]图4是本发明实施例提供的一种果园环境喷药作业信息自动记录装方法的流程图。
[0028]图1中，各符号的含义如下:
[0029]I第一 RFID电子标签，2第二 RFID电子标签，3喷药装置，4自动记录设备，5作业区入口，6作业区出口，7作业区；
[0030]图2中，各符号的含义如下:
[0031]8 RFID信号收发天线，9 RFID阅读器，10调制解调器，11微处理器，12存贮器，13电源；
[0032]图3中，各符号的含义如下:
[0033]14车头，15车体，16药箱，17喷头。
【具体实施方式】
[0034]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0035]实施例一
[0036]如图1所示，本发明实施例提供了一种果园环境喷药作业信息自动记录装置，包括:安装在作业区入口 5的第一 RFID电子标签1、安装在作业区出口 6的第二 RFID电子标签2，以及所述自动记录装置在使用过程中，从作业区入口 5向作业区出口 6移动的喷药装置3，喷药装置3上设置有自动记录设备4，自动记录设备4能够收发、读取、解析RFID信号以及根据RFID信号解析内容形成作业信息并记录。
[0037]RFID (Rad1 Frequency Identificat1n)技术,称为射频识别技术,又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。
[0038]RFID技术的原理为由扫描器发射特定频率之无线电波能量给接收器，用以驱动接收器电路将内部的代码送出，此时扫描器便接收此代码。接收器的特殊在于免用电池、免接触、免刷卡故不怕脏污，且晶片密码为世界唯一无法复制，安全性高、寿命长。RFID的应用非常广泛，目前典型应用有动物晶片、汽车晶片防盗器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理等。
[0039]本发明将RFID技术应用在果园环境中，用于果树喷药作业信息的自动记录。通过在作业区入口处和作业区出口处分别安装RFID电子标签，并将安装有自动记录设备的喷药装置从入口处向出口处移动，且分别在入口处和出口处与第一 RFID电子标签、第二 RFID电子标签配合工作，从而基于RFID技术，在自动记录设备中对作业区的信息和作业状态等信息进行记录，从而实现了果园环境喷药完整作业信息的自动记录。
[0040]为了能够在果园环境中，利用RFID技术实现喷药作业信息的自动记录，与通常RFID技术的应用方法:固定扫描器，移动RFID电子标签不同，本发明实施例中，将RFID电子标签固定，安装在开始作业和停止作业的位置，而移动能够收发并解读RFID信号的自动记录设备，从而打破了传统的RFID技术的应用方法，实现了 RFID技术在果园环境中的灵活应用，实现了对果园环境喷药作业信息的自动记录，解决了以往手工记录缺失和记录信息不规范的问题，以及PDA等便携式手持设备记录方式培训成本高的问题，提高了作业信息记录的效率和准确性，为果品质量溯源系统的建立提供了准确的喷药作业过程信息；并且采用本发明的方法后，不会增加果农的额外工作量且不会分散果农作业时的注意力，保证了果农工作的效率。
[0041]本发明实施例提供的果园环境喷药作业信息自动记录装置，其实际工作过程为:首先在作业区入口安装第一 RFID电子标签，在作业区出口安装第二 RFID电子标签，而且，为了方便实施，可以将RFID电子标签安装在果树的枝干上，如苹果树的侧枝。然后将自动记录设备安装在喷药装置上；
[0042]当对果树进行喷药作业时，首先，启动安装在喷药装置上的自动记录设备，加载程序，初始化微处理器，使其进入工作状态，同时，自动记录设备发送RFID信号，当第一 RFID电子标签处于信号收发范围内时，自动记录设备与第一 RFID电子标签配合工作，当第二RFID电子标签处于信号收发范围内时，自动记录设备与第二 RFID电子标签配合工作。具体的，当自动记录设备位于作业区的入口时，果农操作喷药装置开始实施喷药作业，同时由于喷药装置位于作业区的入口处，所以第一 RFID电子标签处于RFID信号收发范围内，因此，第一 RFID电子标签接收所述自动记录设备发出的RFID信号，并返回带有第一 RFID电子标签的电子编码的RFID信号，然后所述自动记录设备接收并读取、解析该带有电子编码的RFID信号，根据对带有电子编码的RFID信号解析的内容和作业时间，形成对该作业区开始喷药的作业信息记录；当自动记录设备位于作业区的出口时，果农操作喷药装置停止喷药，同时由于喷药装置位于作业区的出口处，所以第二 RFID电子标签处于RFID信号收发范围内，第二 RFID电子标签接收所述自动记录设备发出的RFID信号，并返回带有第二 RFID电子标签的电子编码的RFID信号，然后所述自动记录设备接收并读取、解析该带有电子编码的RFID信号，根据对带有电子编码的RFID信号解析的内容，形成对该作业区停止喷药的信息记录。
[0043]如图2所示，本发明实施例中，自动记录设备4根据信号的传输方向依次包括RFID信号收发天线8、RFID阅读器9、调制解调器10、微处理器11和存贮器12，还包括为自动记录设备4供电的电源13。
[0044]采用上述结构，可以使自动记录设备能够收发、读取、解析RFID信号以及根据RFID信号解析内容形成作业信息并记录。在实际使用过程中，自动记录设备的工作过程为:
[0045]微处理器触发的信号经调制解调器后通过RFID信号收发天线发出去，当喷药装置位于作业区的入口处时，安装在作业区入口处的第一 RFID电子标签此时处在RFID信号收发天线产生的磁场区域范围内，则第一 RFID电子标签接收RFID信号的，并产生震荡电流；同时，第一 RFID电子标签经自身的天线发出带电子编码的数据，自动记录设备上的RFID信号收发天线接收带电子编码的数据后，经调制解调器调制成微处理器可识别的信号，微处理器读取信号中的电子编码，也就是作业区的信息和当前的作业状态，微处理器中的软件系统将当前作业区的信息、当前的作业状态等信息自动形成一条电子作业记录，并存贮到存贮器中。在整个工作过程中，对于喷药作业信息的记录，无需人工参与，农民只需要喷药即可，而无需关注喷药作业信息的记录，完全由本发明实施例提供的装置自动完成，减轻了农民的工作量，且农民无需分散注意力。
[0046]本发明实施例中，RFID信号收发天线8产生的磁场区域的半径可以为1-2米。如本领域技术人员可以理解的，RFID信号收发天线产生的磁场区域的半径可以通过调节RFID信号收发天线的频率进行调整，从而保证RFID电子标签能够落在磁场区域范围内。本发明实施例中，将RFID信号收发天线产生的磁场区域的半径调整为1-2米，可以在大多数果园环境中，保证RFID电子标签能够落在磁场区域范围内，使自动记录设备能够很好与RFID电子标签配合工作，实现喷药作业信息的自动记录。
[0047]本发明实施例中，自动记录设备4还可以包括输出设备14,输出设备14与微处理器11连接。用户可以通过输出设备导出存贮在存贮器中的喷药作业信息。
[0048]如本领域技术人员可以理解的，自动记录设备还可以包括显示设备，并且将显示设备与微处理器连接，用户可以通过显示设备查看电子的喷药作业信息。
[0049]当作业区较多时，为了能够清晰的记录每个作业区的喷药作业信息，本发明实施例中，作业区7可以设置有标识符，而且第一 RFID电子标签I的电子编码设置为作业区7对应的标识符和进入标志?’第二 RFID电子标签2的电子编码设置为作业区7对应的标识符和离开标志。采用这样的结构，就可以清晰的区分性的记录不同的作业区的喷药作业信息。当对不同的作业区进行对应的记录后，就可以将所有的记录信息统一的输出或读取，而不需要在每个作业区的喷药作业完成之后，就立刻进行查看或输出作业记录信息了，所以本发明实施例提供的结构，使用更加方便，具有更好的实用性。
[0050]为了提高喷药的效率，在果园环境中进行喷药时，一般是从两行果树形成的中间通道通过，同时对两侧的果树喷药，所以，本发明实施例中，安装有自动记录设备的喷药装置在使用过程中，也会从中间通道通过，因此，为了保证自动记录设备与RFID电子标签能够较好的配合工作，本发明实施例中，第一 RFID电子标签I可以设置为2个，且分别安装在作业区入口 5的两侧，第二 RFID电子标签2可以设置为2个，且分别安装在作业区出口 6的两侧。优选地，为了实施方便，可以直接安装在两侧果树的枝干上，且安装在向行间外伸的侧枝上。采用这样的结构，可以保证RFID信号的强度，从而保证RFID信号收发的准确性，进而保证喷药作业信息记录的准确性。
[0051]进一步地，本发明实施例中，第一 RFID电子标签I可以朝向作业区的中间通道安装，第二 RFID电子标签2可以朝向作业区的中间通道安装。从而可以进一步的保证RFID信号收发的准确性。
[0052]如图3所示，本发明实施例中，喷药装置3为机械喷药车。且机械喷药车包括车头
14、车体15、自动记录设备4、药箱16和喷头17，车头14和车体15连接，自动记录设备4设置在车头14上，药箱16设置在车体15上，喷头17通过管路连接在药箱16外。
[0053]通过采用上述结构的机械喷药车，可以在喷药的同时，自动记录作业信息。且采用机械喷药车，药箱不用人工背负，所以能够减轻农民喷药的工作负荷。
[0054]实施例二
[0055]如图4所示，本发明实施例提供了一种果园环境喷药作业信息自动记录方法，使用上述实施例一提供的果园环境喷药作业信息自动记录装置，包括如下步骤:
[0056]SI，所述第一 RFID电子标签接收所述自动记录设备发送的RFID信号，并向所述自动记录设备返回带有第一电子编码的RFID信号；
[0057]S2，所述自动记录设备读取并解析所述带有第一电子编码的RFID信号，获得第一电子编码信息；
[0058]S3，根据所述第一电子编码信息和开始喷药作业时间信息，所述自动记录设备形成开始喷药作业信息记录并存储；
[0059]S4,所述第二 RFID电子标签接收所述自动记录设备发送的RFID信号，并向所述自动记录设备返回带有第二电子编码的RFID信号；
[0060]S5，所述自动记录设备读取并解析所述带有第二电子编码的RFID信号，获得第二电子编码信息；
[0061]S6，根据所述第二电子编码信息和停止喷药作业时间信息，所述自动记录设备形成停止喷药作业信息记录并存储。
[0062]实施例一中的果园环境喷药作业信息自动记录装置，在使用过程中，喷药装置从作业区的入口处移动到作业区的出口处，正好完成一次喷药作业。当喷药装置位于作业区的入口处时，喷药装置上的自动记录设备与第一 RFID电子标签配合工作，完成S1-S3，记录并存储开始喷药作业信息；当喷药装置位于作业区的出口处时，喷药装置上的自动记录设备与第二 RFID电子标签配合工作，完成S4-S6，记录并存储停止喷药作业信息，从而完成该作业区的完整的喷药作业信息记录。
[0063]通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果:本发明利用RFID技术，通过分别在作业区入口处和作业区出口处分别安装RFID电子标签，并使用从入口处移动到出口处进行喷药作业的喷药装置，且喷药装置上安装有自动记录设备，使RFID电子标签处于RFID信号的收发范围内时，将电子编码信息发送给自动记录设备，使自动记录设备根据该电子编码信息和作业时间形成喷药作业信息并记录存储，从而实现了喷药开始和停止作业信息的自动记录，解决了以往手工记录缺失和记录信息不规范的问题，以及PDA等便携式手持设备记录方式培训成本高的问题，提高了作业信息记录的效率和准确性，为果品质量溯源系统的建立提供了准确的喷药作业过程信息；并且采用本发明的方法后，不会增加果农的额外工作量且不会分散果农作业时的注意力，保证了果农工作的效率。
[0064]本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
[0065]本领域人员应该理解的是，上述实施例提供的方法步骤的时序可根据实际情况进行适应性调整，也可根据实际情况并发进行。
[0066]上述实施例涉及的方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机设备可读取的存储介质中，用于执行上述各实施例方法所述的全部或部分步骤。所述计算机设备，例如:个人计算机、服务器、网络设备、智能移动终端、智能家居设备、穿戴式智能设备、车载智能设备等；所述的存储介质，例如:RAM、ROM、磁碟、磁带、光盘、闪存、U盘、移动硬盘、存储卡、记忆棒、网络服务器存储、网络云存储坐寸ο
[0067]最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0068]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种果园环境喷药作业信息自动记录装置，其特征在于，包括:安装在作业区入口的第一 RFID电子标签、安装在作业区出口的第二 RFID电子标签，以及所述自动记录装置在使用过程中，从所述作业区入口向所述作业区出口移动的喷药装置，所述喷药装置上设置有自动记录设备，所述自动记录设备能够收发、读取、解析RFID信号以及根据RFID信号解析内容形成作业信息并记录存储。
2.根据权利要求1所述的果园环境喷药作业信息自动记录装置，其特征在于，所述自动记录设备根据信号的传输方向依次包括RFID信号收发天线、RFID阅读器、调制解调器、微处理器和存贮器，还包括为所述自动记录设备供电的电源。
3.根据权利要求2所述的果园环境喷药作业信息自动记录装置，其特征在于，所述RFID信号收发天线产生的磁场区域的半径设置为1-2米。
4.根据权利要求2所述的果园环境喷药作业信息自动记录装置，其特征在于，所述自动记录设备还包括输出设备，所述输出设备与所述微处理器连接。
5.根据权利要求1所述的果园环境喷药作业信息自动记录装置，其特征在于，所述作业区设置有标识符，所述第一 RFID电子标签的电子编码设置为所述作业区对应的所述标识符和进入标志；所述第二 RFID电子标签的电子编码设置为所述作业区对应的所述标识符和尚开标志。
6.根据权利要求1所述的果园环境喷药作业信息自动记录装置，其特征在于，所述第一 RFID电子标签设置为2个，且分别安装在所述作业区入口的两侧，所述第二 RFID电子标签设置为2个，且分别安装在所述作业区出口的两侧。
7.根据权利要求6所述的果园环境喷药作业信息自动记录装置，其特征在于，所述第一 RFID电子标签朝向所述作业区的中间通道安装，所述第二 RFID电子标签朝向所述作业区的中间通道安装。
8.根据权利要求1所述的果园环境喷药作业信息自动记录装置，其特征在于，所述喷药装置为机械喷药车。
9.根据权利要求8所述的果园环境喷药作业信息自动记录装置，其特征在于，所述机械喷药车包括车头、车体、自动记录设备、药箱和喷头，所述车头和所述车体连接，所述自动记录设备设置在所述车头上，所述药箱设置在所述车体上，所述喷头通过管路连接在所述药箱外。
10.一种果园环境喷药作业信息自动记录方法，其特征在于，使用权利要求1-9任一项所述的果园环境喷药作业信息自动记录装置，该方法包括如下步骤: SI，所述第一 RFID电子标签接收所述自动记录设备发送的RFID信号，并向所述自动记录设备返回带有第一电子编码的RFID信号； S2，所述自动记录设备读取并解析所述带有第一电子编码的RFID信号，获得第一电子编码息; S3，根据所述第一电子编码信息和开始喷药作业时间信息，所述自动记录设备形成开始喷药作业信息记录并存储； S4，所述第二 RFID电子标签接收所述自动记录设备发送的RFID信号，并向所述自动记录设备返回带有第二电子编码的RFID信号； S5，所述自动记录设备读取并解析所述带有第二电子编码的RFID信号，获得第二电子编码息; S6，根据所述第二电子编码信息和停止喷药作业时间信息，所述自动记录设备形成停止喷药作业信息记录并存储。
【文档编号】G06K17/00GK104331722SQ201410601441
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】周国民, 樊景超, 吴定锋, 郭秀明, 丘耘 申请人:中国农业科学院农业信息研究所