[發明專利]一種蘋果等級分選運輸生產線的智能控制方法

在審

• 申請號: 202010639879.X
• 申請日: 2018-10-12
• 公開（公告）號: CN111752248A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 盧永剛
• 申請（專利權）人: 龍口盛福達食品有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京鼎德寶專利代理事務所(特殊普通合伙) 11823
• 代理人: 牟炳彥

1.一種蘋果等級分選運輸生產線的智能控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

A.用微型光纖光譜檢測蘋果包裝生產線中的蘋果品質，根據檢測結果進行等級分選裝箱；

B.建立射頻系統模型，用電子標簽進行箱內蘋果信息的自動存儲與傳遞，射頻讀寫器接收標簽內載波信號并對其進行解碼；

C.在解碼信息傳輸至后臺運輸管理系統過程中，用遺傳算法調整電子標簽信息組傳輸過程中的網絡負載平衡，達到優化信息傳輸的目的，包括以下步驟：

(1)所有電子標簽信息完成解碼后進行傳輸，計算網絡傳輸過程中所消耗的費用；

①網絡傳輸過程中任意節點node_i的CPU使用費用和緩沖區使用費用之和為：

其中，p₁表示使用CPU資源的單位價格，p₂表示使用緩沖區資源的單位價格，Node_i表示節點間通信經過節點node_i的節點集合，該集合包含于所有節點集合Z，RC_d emand_m表示節點m的CPU資源需求，RB_d emand_m表示節點m的緩沖區資源需求，m表示節點計數；

②網絡傳輸過程中通過任意路徑的帶寬使用費用為：

其中，p₃表示使用帶寬資源的單位價格，Node_j表示節點間通信經過路徑path_j的節點集合，該集合包含于所有節點集合Z，TW_d emand_m表示節點m通信的帶寬資源需求，m表示節點計數；

③采用斯坦納樹進行網絡傳輸資源使用費用的計算，利用NP完全問題的求解方式解決費用最小的斯坦納樹問題，網絡傳輸使用費用為：

(2)用遺傳算法計算啟發式費用最小的斯坦納樹問題，通過計算啟發式費用，建立滿足傳輸要求的傳輸路徑；

①用遺傳算法計算啟發式費用最小的斯坦納樹問題的具體流程如下：

(a)采用遺傳算法求解前s個啟發式費用最小的斯坦納樹；

(b)初始化i＝0，執行i+＝1，若i＝s，則執行下一步，否則退出；

(c)檢查第i棵斯坦納樹是否滿足所有約束條件，若滿足條件的保留，算法結束，否則執行(b)；

②隨機確定遺傳計算的初始種群，種群的規模由算法的性能確定，采用二進制方式描述包含所有指定節點的染色體，每個染色體表示一個節點集合Z；

③使用遺傳算法將最小化問題轉化為最大化問題，將資源加權求和計算啟發式費用：

F(A,B,C)＝w₁A^-1+w₂B^-1+w₃C^-1

其中，A,B,C分別表示CPU資源量、緩沖區資源量和帶寬資源量，w₁,w₂,w₃分別表示相應資源量的權值；

④由于啟發式費用與網絡傳輸過程中各可用資源量成反比變化，通過變異調整染色體向最優解方向演變，計算最大費用值，從而實現最優網絡傳輸；

D.運輸管理系統對實時傳輸的解碼信息進行處理分析，根據標簽包含的蘋果詳細信息，控制蘋果箱進入相應等級的傳送裝置，完成蘋果分選運輸的智能控制任務；

所述步驟A包括：

(1)采用漫反射微型光纖光譜測量系統對蘋果內部品質進行檢測；

設置漫反射檢測裝置，采用近紅外漫反射技術檢測蘋果的酸度、硬度及糖分含量；利用光源發生的不確定方向的漫反射，獲得蘋果表面和內部的光譜信息，根據光譜信息分析蘋果外形及內部組織的信息；

(2)根據光譜信息的分析結果，對蘋果進行相應的等級劃分，并完成同等級蘋果的裝箱；

所述步驟D包括：

運輸管理系統接收解碼信息后，根據電子標簽內的蘋果信息與運輸生產線中的運輸方案的對比結果，控制傳輸裝置中的連接板，連接到相應的等級的運輸帶，根據傳輸裝置的智能連接，蘋果箱完成等級分選，實現分選運輸的智能控制。