專利名稱：棉垛溫濕度數(shù)據(jù)自動采集和監(jiān)測設(shè)備及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種棉垛溫濕度數(shù)據(jù)自動采集和監(jiān)測設(shè)備及其方法，尤其是一種主要用于自動采集棉垛內(nèi)部溫濕度數(shù)據(jù)信息，遠(yuǎn)程監(jiān)測棉垛內(nèi)部溫濕度的變化的設(shè)備及其方法。
背景技術(shù)：
新疆是我國棉花生產(chǎn)的主要基地，棉花種植發(fā)展迅猛，產(chǎn)量約占全國總產(chǎn)量的 40%。棉花作為新疆的支柱產(chǎn)業(yè)，在新疆經(jīng)濟(jì)建設(shè)中具有重要的戰(zhàn)略地位。近幾年由于種植新品種、使用地膜覆蓋和膜下滴灌等高產(chǎn)植棉技術(shù)，棉花畝產(chǎn)大幅提高，籽棉總產(chǎn)量的增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于棉花加工廠加工能力的增長。使得每年都有大量的籽棉需要在籽棉貨場堆放，等待加工，而且堆放時間呈逐年遞增的趨勢。尤其在實施機(jī)采棉技術(shù)后，其采摘周期短而加工周期延長，一般采摘周期在二十天左右，加工則需要兩個多月的時間，這就意味著部分機(jī)采棉要在籽棉貨場堆放將近兩個月。按照《機(jī)采籽棉的驗收與貯存規(guī)程(試行)》標(biāo)準(zhǔn)籽棉含水率8% -10%時，貯存期不超過30天；籽棉含水率10% -12%時，貯存期不超過 20天；籽棉含水率12% -14%時，貯存期不超過10天；籽棉含水率14% -15%時，貯存期少于3天。籽棉在存放期間的品質(zhì)變化，與環(huán)境條件密切相關(guān)，其中溫度和濕度是主要因素， 如果籽棉超時限堆放，就會因籽棉回潮率大、堆垛密實條件下生物活性加強(qiáng)產(chǎn)生發(fā)熱，導(dǎo)致籽棉不同程度地出現(xiàn)發(fā)黃變質(zhì)，影響籽棉的質(zhì)量，垛內(nèi)部溫度上升，不同程度地出現(xiàn)發(fā)黃變質(zhì)或自燃，嚴(yán)重影響生產(chǎn)安全，并造成巨大損失。目前，棉花加工廠在存儲未加工籽棉時多數(shù)會采用露天堆垛存放，這種存儲方式極容易造成棉垛內(nèi)部溫濕度變化而影響籽棉質(zhì)量。在長期堆放中，需要實時監(jiān)測棉垛內(nèi)部溫濕度變化，多數(shù)加工廠采用人工打孔采集棉垛內(nèi)部溫濕度的方式，這種監(jiān)測方式用于采集溫濕度變化數(shù)據(jù)信息極其困難，而且數(shù)據(jù)精確度不高；還有部分加工廠采用有線方式采集溫濕度信息，這種方式需要鋪設(shè)大量通信線路，甚至需要破壞場地挖設(shè)通信線路渠道，上述兩種方式都會浪費大量人力、物力、財力，并且采集監(jiān)測過程中的操作繁瑣，很難保證決策管理的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠有效解決棉垛內(nèi)部溫濕度數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測不便利及數(shù)據(jù)精確度不高的問題，并且實用方便、可大大節(jié)約成本的棉垛溫濕度數(shù)據(jù)自動采集和監(jiān)測設(shè)備及其方法。本發(fā)明公開了一種
一種棉垛溫濕度數(shù)據(jù)自動采集和監(jiān)測設(shè)備，包括控制主機(jī)15，其特征在于還主要包括三大功能模塊分別為
(1)溫濕度采集模塊主要包括溫濕度傳感器2、微處理器MCU I 4、模擬信號放大器3;(2)無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊主要包括無線數(shù)據(jù)發(fā)射芯片5、無線數(shù)據(jù)發(fā)射天線7、掉電備用電池6 ；
(3)無線數(shù)據(jù)接收模塊主要包括微處理器MCUII 10、時鐘芯片11、數(shù)據(jù)存儲芯片13、 電源管理芯片12、掉電備用電池6、無線數(shù)據(jù)接收芯片9及無線數(shù)據(jù)接收天線8，所述數(shù)據(jù)接收天線8與無線數(shù)據(jù)接收芯片9相連，所述微處理器MCU II 10通過通信端口與控制主機(jī) 15相連接；
所述溫濕度采集模塊置于帶透氣孔的金屬殼體內(nèi)，所述的溫濕度采集模塊與無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊通過數(shù)據(jù)線相連，所述無線數(shù)據(jù)接收模塊與控制主機(jī)15通過通信端口相連接。所述的溫濕度采集模塊置于棉垛內(nèi)，數(shù)量為三組，分別設(shè)置于棉垛的上層、中層、 下層三個不同方位，這三組溫濕度采集模塊均通過通信數(shù)據(jù)線相連。所述的溫濕度采集模塊中的溫濕度傳感器2采用數(shù)字溫濕度傳感器，每組溫濕度采集模塊外部都安裝了采用鋼質(zhì)材料制作的三面帶透氣孔的外殼，所述溫濕度傳感器2的信號輸出端通過模擬信號放大器3與微處理器MCU I 4相連接，無線數(shù)據(jù)發(fā)射芯片5的信號輸入端與溫濕度采集模塊的微處理器MCU I 4相接，無線數(shù)據(jù)接收芯片9的輸出端與無線數(shù)據(jù)接收模塊的微處理器MCU II 10相接。所述的無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊置于棉垛外，通過屏蔽線與置于棉垛內(nèi)的溫濕度采集模塊相接，無線數(shù)據(jù)發(fā)射天線7由通信線與無線數(shù)據(jù)發(fā)射芯片5相接，所述的無線數(shù)據(jù)發(fā)射天線7的位置不固定，可以根據(jù)實際線路布置情況安放于不同位置。所述的時鐘芯片11的信號輸出端、電源管理芯片12的信號輸出端都與無線數(shù)據(jù)接收模塊的微處理器MCU II 10相接，無線數(shù)據(jù)接收模塊的微處理器MCU II 10通過RS232/ USB端口 14與控制主機(jī)15相連接。所述屏蔽線為帶有金屬螺紋管防護(hù)的屏蔽線纜。一種棉垛溫濕度數(shù)據(jù)自動采集和監(jiān)測方法，其特征在于主要包括以下步驟
(一)布置所需硬件裝置
(1)、存儲有控制主程序的控制主機(jī)15；
(2)置于待監(jiān)測棉垛內(nèi)的溫濕度采集模塊包括溫濕度傳感器2、微處理器MCUI 4、模擬信號放大器3 ；
(3)置于待監(jiān)測棉垛外的無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊包括無線數(shù)據(jù)發(fā)射芯片5、無線數(shù)據(jù)發(fā)射天線7、掉電備用電池6;
(4)無線數(shù)據(jù)接收模塊主要包括微處理器MCUII 10、時鐘芯片11、數(shù)據(jù)存儲芯片13、 電源管理芯片12、掉電備用電池6、無線數(shù)據(jù)接收芯片9及無線數(shù)據(jù)接收天線8，所述數(shù)據(jù)接收天線8與無線數(shù)據(jù)接收芯片9相連，所述微處理器MCU II 10通過通信端口與控制主機(jī) 15相連接；
所述溫濕度采集模塊置于帶透氣孔的金屬殼體內(nèi)，所述的溫濕度采集模塊與無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊通過數(shù)據(jù)線相連，所述無線數(shù)據(jù)接收模塊與控制主機(jī)15通過通信端口相連接；
(二)、所述控制主機(jī)15內(nèi)存儲有控制主程序，微處理器MCUII內(nèi)存儲有控制子程序，控制過程主要包括以下步驟
(1)執(zhí)行主控程序系統(tǒng)初始化，設(shè)置溫、濕度報警值，向無線數(shù)據(jù)接收模塊發(fā)送讀取溫、濕度數(shù)據(jù)指令；
(2)數(shù)據(jù)讀取及控制溫濕度傳感器2響應(yīng)無線數(shù)據(jù)接收模塊的采集指令，對溫濕度傳感器2所處位置的棉垛監(jiān)測點的溫濕度信息進(jìn)行實時采集，將采集到的溫濕度信息經(jīng)微處理器MCU I 4處理后傳輸?shù)綗o線數(shù)據(jù)發(fā)射芯片5，通過無線數(shù)據(jù)發(fā)射天線7發(fā)送數(shù)據(jù)信號；通過無線數(shù)據(jù)接收天線8將數(shù)據(jù)傳送到無線數(shù)據(jù)接收芯片9，微處理器MCU II 10分析處理所接收的棉垛溫濕度信息數(shù)據(jù)并將信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦鳈C(jī)15 ；
(3)執(zhí)行監(jiān)控程序圖表顯示時間、溫濕度波形(4)執(zhí)行查詢程序顯示查詢歷史結(jié)果；
(5)如果所采集的溫濕度數(shù)值達(dá)到或超過報警值，則執(zhí)行預(yù)警程序。所述的(一)布置所需硬件裝置中的溫濕度采集模塊置于棉垛內(nèi)，數(shù)量為三組，分別設(shè)置于棉垛的上層、中層、下層三個不同方位，這三組溫濕度采集模塊均通過通信數(shù)據(jù)線相連。所述的溫濕度采集模塊中的溫濕度傳感器2采用數(shù)字溫濕度傳感器，每組溫濕度采集模塊外部都安裝了采用鋼質(zhì)材料制作的三面帶透氣孔的外殼，所述溫濕度傳感器2的信號輸出端通過模擬信號放大器3與微處理器MCU I 4相連接，無線數(shù)據(jù)發(fā)射芯片5的信號輸入端與溫濕度采集模塊的微處理器MCU I 4相接，無線數(shù)據(jù)接收芯片9的輸出端與無線數(shù)據(jù)接收模塊的微處理器MCU II 10相接。所述的無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊置于棉垛外，通過屏蔽線與置于棉垛內(nèi)的溫濕度采集模塊相接，無線數(shù)據(jù)發(fā)射天線7由通信線與無線數(shù)據(jù)發(fā)射芯片5相接，所述的無線數(shù)據(jù)發(fā)射天線7的位置不固定。所述的時鐘芯片11的信號輸出端、電源管理芯片12的信號輸出端都與無線數(shù)據(jù)接收模塊的微處理器MCU II 10相接，無線數(shù)據(jù)接收模塊的微處理器MCU II 10 通過RS232/USB端口 14與控制主機(jī)15相連接。本發(fā)明的工作原理
本發(fā)明技術(shù)方案中主要由溫濕度采集模塊的溫濕度傳感器響應(yīng)無線數(shù)據(jù)接收模塊的采集指令，對溫濕度傳感器所處位置的棉垛監(jiān)測點的溫濕度信息進(jìn)行實時采集，將采集到的溫濕度信息經(jīng)微處理器MCU I處理后，再通過高質(zhì)量屏蔽線傳輸?shù)綗o線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊， 然后經(jīng)無線數(shù)據(jù)發(fā)射天線發(fā)射到無線數(shù)據(jù)接收模塊?？刂浦鳈C(jī)設(shè)置溫濕度報警值，然后將設(shè)定的溫濕度報警值輸入到無線數(shù)據(jù)接收模塊中的微處理器MCU II，并將報警值存儲到數(shù)據(jù)存儲芯片內(nèi)，時鐘芯片發(fā)送指令給微處理器MCU II。所述微處理器不僅控制溫濕度采集模塊采集溫濕度信息，而且控制無線數(shù)據(jù)接收模塊及無線數(shù)據(jù)接收天線檢測無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊發(fā)送過來的溫濕度信息，并將接收的信息傳輸給微處理器MCU II，微處理器MCU II分析處理所接收的棉垛溫濕度信息后將信息通過RS232/USB端口傳輸?shù)娇刂浦鳈C(jī)?？刂浦鳈C(jī)內(nèi)的棉垛溫濕度監(jiān)測決策管理系統(tǒng)將得到的溫濕度數(shù)據(jù)以曲線或者表格的形式在顯示器上顯示出來，控制主機(jī)對接收的溫濕度信息進(jìn)行存儲并提供查詢、顯示、及打印等功能，同時控制主機(jī)通過棉垛溫濕度監(jiān)測決策管理系統(tǒng)設(shè)置的溫濕度報警值與接收的溫濕度信息進(jìn)行比較以決定是否發(fā)出報警信號，當(dāng)某一溫濕度采集模塊采集的溫濕度達(dá)到或超過報警值時，無線數(shù)據(jù)接收模塊的微處理器MCU II將發(fā)出報警信號報警，同時控制主機(jī)顯示具體報警棉垛并且顯示該報警棉垛的具體報警位置和改報警點的溫濕度值。在實際使用過程中，將溫濕度采集模塊安裝在三面帶透氣孔的外殼里，使得籽棉垛內(nèi)部的溫濕度與所述外殼內(nèi)的溫濕度一致，外殼內(nèi)的溫濕度傳感器可以采集到所處監(jiān)測點的精確的溫濕度信息。采集點分為上、中、下三個部分，每個采集點采集到的溫濕度信息通過高質(zhì)量屏蔽線傳輸?shù)矫薅馀缘臒o線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊，由無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊將采集到的信息加上通信協(xié)議無線傳輸?shù)綗o線數(shù)據(jù)接收模塊。無線數(shù)據(jù)接收模塊通過RS232或USB端口將采集信息傳輸?shù)娇刂浦鳈C(jī)上。通過安裝在控制主機(jī)中的溫濕度無線監(jiān)測決策管理系統(tǒng)查看、存儲及顯示采集到的溫濕度信息，并在報警設(shè)置界面里設(shè)置報警值，將采集數(shù)據(jù)與報警值比較后決定是否報警。通過控制主機(jī)的顯示器，可以準(zhǔn)確的提前發(fā)現(xiàn)溫濕度發(fā)生不正常變化的棉垛及其具體位置，可以便于控制人員及時采取有效措施清除棉垛的不安全隱患。本發(fā)明可以在快速精確的獲取棉垛內(nèi)部溫濕度信息的同時，遠(yuǎn)程無線監(jiān)測到棉垛內(nèi)部溫濕度信息變化情況，利用多點監(jiān)測的采集模式便于對棉垛的溫濕度有整體性的決策和管理，利用無線數(shù)據(jù)收發(fā)技術(shù)可以避免架設(shè)通信線路、鋪設(shè)管道等復(fù)雜工序，無線數(shù)據(jù)接收模塊將采集的溫濕度信息接收并傳輸?shù)娇刂浦鳈C(jī)上?？刂浦鳈C(jī)安裝的溫濕度監(jiān)測決策管理系統(tǒng)將采集的溫濕度信息以報表和曲線形式顯示，同時將信息與預(yù)先設(shè)置的溫濕度報警值進(jìn)行比較來決定是否報警。通過先進(jìn)的采集技術(shù)獲取棉垛內(nèi)部的精確溫濕度信息，無線傳輸避免了破壞場地等復(fù)雜工序，與之相應(yīng)的溫濕度監(jiān)測決策管理系統(tǒng)方便了控制人員對棉垛的決策管理，同時節(jié)約了大量勞動力，采用的無線傳輸設(shè)備成本低，這種技術(shù)方案適合棉花加工廠等數(shù)據(jù)傳輸距離較近的環(huán)境使用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點
本發(fā)明集成無線傳感和計算機(jī)專家決策管理技術(shù)，對棉垛垛溫、濕度變化情況的動態(tài)監(jiān)控，便于管理人員決策管理，減少、防止棉花由于長期堆垛而產(chǎn)生霉變，減少采后損失，提高籽棉資源的使用價值，實現(xiàn)籽棉效益的最大化。對棉垛溫度進(jìn)行實時監(jiān)控，當(dāng)棉花溫度達(dá)到著火點之前，進(jìn)行報警，報警顯示棉垛的具體位置，以便于快速處理。在實際使用過程中可大大節(jié)約成本、方便實用。


圖1為本發(fā)明實施例1的主要硬件設(shè)備連接關(guān)系示意圖。圖2為本發(fā)明實施例1的主控制程序流程圖。圖3為本發(fā)明實施例1的無線數(shù)據(jù)接收模塊的控制子程序流程圖。圖4為本發(fā)明實施例1的監(jiān)控子程序流程圖。圖5為本發(fā)明實施例1的查詢子程序流程圖。圖6為本發(fā)明實施例1的報警子程序流程圖。圖中所示1為棉垛溫濕度信號，2為溫濕度傳感器，3為模擬信號放大器，4為微處理器MCU I，5為無線數(shù)據(jù)發(fā)射芯片，6為掉電備用電池，7為無線數(shù)據(jù)發(fā)射天線，8為無線數(shù)據(jù)接收天線，9為無線數(shù)據(jù)接收芯片，10為微處理器MCU II，11為時鐘芯片，12為電源管理芯片，13為數(shù)據(jù)存儲芯片，14為RS232/USB通訊接口，15為控制主機(jī)。
具體實施例方式實施例1 參照附圖1，一種棉垛溫濕度數(shù)據(jù)自動采集和監(jiān)測設(shè)備，包括控制主機(jī) 15，其特征在于還主要包括三大功能模塊分別為
(1)溫濕度采集模塊主要包括溫濕度傳感器2、微處理器MCUI 4、模擬信號放大器3;
(2)無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊主要包括無線數(shù)據(jù)發(fā)射芯片5、無線數(shù)據(jù)發(fā)射天線7、掉電備用
7電池6 ；
(3)無線數(shù)據(jù)接收模塊主要包括微處理器MCU II 10、時鐘芯片11、數(shù)據(jù)存儲芯片13、 電源管理芯片12、掉電備用電池6、無線數(shù)據(jù)接收芯片9及無線數(shù)據(jù)接收天線8，所述數(shù)據(jù)接收天線8與無線數(shù)據(jù)接收芯片9相連，所述微處理器MCU II 10通過通信端口與控制主機(jī) 15相連接；
所述溫濕度采集模塊置于帶透氣孔的金屬殼體內(nèi)，所述的溫濕度采集模塊與無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊通過數(shù)據(jù)線相連，所述無線數(shù)據(jù)接收模塊與控制主機(jī)15通過通信端口相連接。所述的溫濕度采集模塊置于棉垛內(nèi)，數(shù)量為三組，分別設(shè)置于棉垛的上層、中層、 下層三個不同方位，這三組溫濕度采集模塊均通過通信數(shù)據(jù)線相連。所述的溫濕度采集模塊中的溫濕度傳感器2采用數(shù)字溫濕度傳感器，每組溫濕度采集模塊外部都安裝了采用鋼質(zhì)材料制作的三面帶透氣孔的外殼，所述溫濕度傳感器2的信號輸出端通過模擬信號放大器3與微處理器MCU I 4相連接，無線數(shù)據(jù)發(fā)射芯片5的信號輸入端與溫濕度采集模塊的微處理器MCU I 4相接，無線數(shù)據(jù)接收芯片9的輸出端與無線數(shù)據(jù)接收模塊的微處理器MCU II 10相接。所述的無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊置于棉垛外，通過屏蔽線與置于棉垛內(nèi)的溫濕度采集模塊相接，無線數(shù)據(jù)發(fā)射天線7由通信線與無線數(shù)據(jù)發(fā)射芯片5相接，所述的無線數(shù)據(jù)發(fā)射天線7的位置不固定，可以根據(jù)實際線路布置情況安放于不同位置。所述屏蔽線為帶有金屬螺紋管防護(hù)的屏蔽線纜。所述的時鐘芯片11的信號輸出端、電源管理芯片12的信號輸出端都與無線數(shù)據(jù)接收模塊的微處理器MCU II 10相接，無線數(shù)據(jù)接收模塊的微處理器MCU II 10通過RS232/ USB端口 14與控制主機(jī)15相連接。實施例2 參照附圖1-圖6，一種棉垛溫濕度數(shù)據(jù)自動采集和監(jiān)測方法，主要包括以下步驟
(一)布置所需硬件裝置
(1)、存儲有控制主程序的控制主機(jī)15；
(2)置于待監(jiān)測棉垛內(nèi)的溫濕度采集模塊包括溫濕度傳感器2、微處理器MCUI 4、模擬信號放大器3 ；
(3)置于待監(jiān)測棉垛外的無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊包括無線數(shù)據(jù)發(fā)射芯片5、無線數(shù)據(jù)發(fā)射天線7、掉電備用電池6;
(4)無線數(shù)據(jù)接收模塊主要包括微處理器MCUII 10、時鐘芯片11、數(shù)據(jù)存儲芯片13、 電源管理芯片12、掉電備用電池6、無線數(shù)據(jù)接收芯片9及無線數(shù)據(jù)接收天線8，所述數(shù)據(jù)接收天線8與無線數(shù)據(jù)接收芯片9相連，所述微處理器MCU II 10通過通信端口與控制主機(jī) 15相連接；
所述溫濕度采集模塊置于帶透氣孔的金屬殼體內(nèi)，所述的溫濕度采集模塊與無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊通過數(shù)據(jù)線相連，所述無線數(shù)據(jù)接收模塊與控制主機(jī)15通過通信端口相連接；
(二)、所述控制主機(jī)15內(nèi)存儲有控制主程序，微處理器MCUII內(nèi)存儲有控制子程序，控制過程主要包括以下步驟
(1)執(zhí)行主控程序系統(tǒng)初始化，設(shè)置溫、濕度報警值，向無線數(shù)據(jù)接收模塊發(fā)送讀取溫、濕度數(shù)據(jù)指令；參見圖2控制主程序流程圖系統(tǒng)初始化，判斷監(jiān)測點即各組溫濕度采集模塊連接工作狀態(tài)是否正常，如果正常連接且工作狀態(tài)正常，即發(fā)送讀溫濕度信號命令， 將溫濕度信號正常讀取后存儲于數(shù)據(jù)存儲芯片內(nèi)，如果與控制主機(jī)連接正常，則將該信息數(shù)據(jù)發(fā)送給主機(jī)；
(2)數(shù)據(jù)讀取及控制溫濕度傳感器2響應(yīng)無線數(shù)據(jù)接收模塊的采集指令，對溫濕度傳感器2所處位置的棉垛監(jiān)測點的溫濕度信息進(jìn)行實時采集，將采集到的溫濕度信息經(jīng)微處理器MCU I 4處理后傳輸?shù)綗o線數(shù)據(jù)發(fā)射芯片5，通過無線數(shù)據(jù)發(fā)射天線7發(fā)送數(shù)據(jù)信號；通過無線數(shù)據(jù)接收天線8將數(shù)據(jù)傳送到無線數(shù)據(jù)接收芯片9，微處理器MCU II 10分析處理所接收的棉垛溫濕度信息數(shù)據(jù)并將信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦鳈C(jī)15 ；參見控制子程序流程圖系統(tǒng)初始化，發(fā)送站點查詢命令，判斷監(jiān)測點即各組溫濕度采集模塊連接工作狀態(tài)是否正常，如果正常，則發(fā)送讀取溫濕度數(shù)據(jù)命令，并讀取數(shù)據(jù)裝數(shù)據(jù)發(fā)送給控制主機(jī)；如果不正常，沒有響應(yīng)，則等待控制主機(jī)發(fā)送讀指令，判斷是否為讀指令，如果是，則讀取數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)發(fā)送給控制主機(jī)。如果上一步驟判斷不是讀指令，則發(fā)送節(jié)點較時命令。(3)執(zhí)行監(jiān)控程序圖表顯示時間、溫濕度波形圖；參見圖4所示的監(jiān)控子程序流程圖判斷是否與下位機(jī)正確連接，如果正確連接，則開始監(jiān)控，執(zhí)行讀取當(dāng)時時間，讀取溫度、濕度數(shù)據(jù)，溫度百分比計算及濕度百分比計算，圖表顯示時間、溫濕度百分比波形，將時間、溫度百分比、濕度百分比存入數(shù)據(jù)庫，判斷是否停止監(jiān)控，如果是，則程序結(jié)束，如果否， 則返回重新開始監(jiān)控。(4)執(zhí)行查詢程序顯示查詢歷史結(jié)果；參見圖5所示的查詢子程序流程圖建立數(shù)據(jù)庫連接，刷新數(shù)據(jù)庫，之后設(shè)定查詢的時間段，獲取查詢數(shù)據(jù)源，判斷是否是在設(shè)定的時間內(nèi)，如果否，重新設(shè)定查詢時間，如果是，則在表格中顯示時間、溫濕度百分比，判斷是否遍歷數(shù)據(jù)庫中時間，如果是則結(jié)束查詢，如果否則返回上一節(jié)重新查詢時間。(5)如果所采集的溫濕度數(shù)值達(dá)到或超過報警值，則執(zhí)行預(yù)警程序。參見圖6所示的報警子程序流程圖開始，發(fā)送報警值查詢指令，判斷是否超過報警值，如果否，則重新發(fā)送報警查詢指令，如果是，則報警。所述的(一)布置所需硬件裝置中的溫濕度采集模塊置于棉垛內(nèi)，數(shù)量為四組，分別設(shè)置于棉垛的上層、中層、下層三個不同方位，這四組溫濕度采集模塊均通過通信數(shù)據(jù)線相連。所述的溫濕度采集模塊中的溫濕度傳感器2采用數(shù)字溫濕度傳感器，每組溫濕度采集模塊外部都安裝了采用鋼質(zhì)材料制作的三面帶透氣孔的外殼，所述溫濕度傳感器2的信號輸出端通過模擬信號放大器3與微處理器MCU I 4相連接，無線數(shù)據(jù)發(fā)射芯片5的信號輸入端與溫濕度采集模塊的微處理器MCU I 4相接，無線數(shù)據(jù)接收芯片9的輸出端與無線數(shù)據(jù)接收模塊的微處理器MCU II 10相接。所述的無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊置于棉垛外，通過屏蔽線與置于棉垛內(nèi)的溫濕度采集模塊相接，無線數(shù)據(jù)發(fā)射天線7由通信線與無線數(shù)據(jù)發(fā)射芯片5相接，所述的無線數(shù)據(jù)發(fā)射天線7的位置不固定。所述的時鐘芯片11的信號輸出端、電源管理芯片12的信號輸出端都與無線數(shù)據(jù)接收模塊的微處理器MCU II 10相接，無線數(shù)據(jù)接收模塊的微處理器MCU II 10 通過RS232/USB端口 14與控制主機(jī)15相連接。
權(quán)利要求
1.一種棉垛溫濕度數(shù)據(jù)自動采集和監(jiān)測設(shè)備，包括控制主機(jī)(15)，其特征在于還主要包括三大功能模塊分別為(1)溫濕度采集模塊主要包括溫濕度傳感器2、微處理器MCUI (4)、模擬信號放大器(3)；(2)無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊主要包括無線數(shù)據(jù)發(fā)射芯片(5)、無線數(shù)據(jù)發(fā)射天線(7)、掉電備用電池(6)；(3)無線數(shù)據(jù)接收模塊主要包括微處理器MCUII (10)、時鐘芯片(11)、數(shù)據(jù)存儲芯片 (13)、電源管理芯片(12)、掉電備用電池(6)、無線數(shù)據(jù)接收芯片(9)及無線數(shù)據(jù)接收天線 (8)，所述數(shù)據(jù)接收天線(8)與無線數(shù)據(jù)接收芯片(9)相連，所述微處理器MCU II (10)通過通信端口與控制主機(jī)(15)相連接；所述溫濕度采集模塊置于帶透氣孔的金屬殼體內(nèi)，所述的溫濕度采集模塊與無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊通過數(shù)據(jù)線相連，所述無線數(shù)據(jù)接收模塊與控制主機(jī)(15)通過通信端口相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的棉垛溫濕度數(shù)據(jù)自動采集和監(jiān)測設(shè)備，其特征在于所述的溫濕度采集模塊置于棉垛內(nèi)，數(shù)量為三組，分別設(shè)置于棉垛的上層、中層、下層三個不同方位，這三組溫濕度采集模塊均通過通信數(shù)據(jù)線相連。
3.如權(quán)利要求1或2所述的棉垛溫濕度數(shù)據(jù)自動采集和監(jiān)測設(shè)備，其特征在于所述的溫濕度采集模塊中的溫濕度傳感器(2)采用數(shù)字溫濕度傳感器，每組溫濕度采集模塊外部都安裝了采用鋼質(zhì)材料制作的三面帶透氣孔的外殼，所述溫濕度傳感器(2)的信號輸出端通過模擬信號放大器(3)與微處理器MCU I (4)相連接，無線數(shù)據(jù)發(fā)射芯片(5)的信號輸入端與溫濕度采集模塊的微處理器MCU I (4)相接，無線數(shù)據(jù)接收芯片(9)的輸出端與無線數(shù)據(jù)接收模塊的微處理器MCU II(IO)相接。
4.如權(quán)利要求3所述的棉垛溫濕度數(shù)據(jù)自動采集和監(jiān)測設(shè)備，其特征在于所述的無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊置于棉垛外，通過屏蔽線與置于棉垛內(nèi)的溫濕度采集模塊相接，無線數(shù)據(jù)發(fā)射天線(7 )由通信線與無線數(shù)據(jù)發(fā)射芯片(5 )相接，所述的無線數(shù)據(jù)發(fā)射天線(7 )的位置不固定。
5.如權(quán)利要求3所述的棉垛溫濕度數(shù)據(jù)自動采集和監(jiān)測設(shè)備，其特征在于所述的時鐘芯片(11)的信號輸出端、電源管理芯片(12)的信號輸出端都與無線數(shù)據(jù)接收模塊的微處理器MCU II (10)相接，無線數(shù)據(jù)接收模塊的微處理器MCU II (10)通過RS232/USB端口(14) 與控制主機(jī)(15)相連接。
6.如權(quán)利要求4所述的棉垛溫濕度數(shù)據(jù)自動采集和監(jiān)測設(shè)備，其特征在于所述的時鐘芯片(11)的信號輸出端、電源管理芯片(12)的信號輸出端都與無線數(shù)據(jù)接收模塊的微處理器MCU II (10)相接，無線數(shù)據(jù)接收模塊的微處理器MCU II (10)通過RS232/USB端口(14) 與控制主機(jī)(15)相連接。
7.一種棉垛溫濕度數(shù)據(jù)自動采集和監(jiān)測方法，其特征在于主要包括以下步驟(一)布置所需硬件裝置(1)、存儲有控制主程序的控制主機(jī)(15)；(2)置于待監(jiān)測棉垛內(nèi)的溫濕度采集模塊包括溫濕度傳感器(2)、微處理器MCUI(4)、模擬信號放大器(3);(3)置于待監(jiān)測棉垛外的無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊包括無線數(shù)據(jù)發(fā)射芯片(5)、無線數(shù)據(jù)發(fā)射天線(7)、掉電備用電池(6)；(4)無線數(shù)據(jù)接收模塊主要包括微處理器MCU II (10)、時鐘芯片(11)、數(shù)據(jù)存儲芯片 (13)、電源管理芯片(12)、掉電備用電池(6)、無線數(shù)據(jù)接收芯片(9)及無線數(shù)據(jù)接收天線 (8)，所述數(shù)據(jù)接收天線(8)與無線數(shù)據(jù)接收芯片(9)相連，所述微處理器MCU II (10)通過通信端口與控制主機(jī)(15)相連接；所述溫濕度采集模塊置于帶透氣孔的金屬殼體內(nèi)，所述的溫濕度采集模塊與無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊通過數(shù)據(jù)線相連，所述無線數(shù)據(jù)接收模塊與控制主機(jī)(15)通過通信端口相連接；(二)、所述控制主機(jī)(15)內(nèi)存儲有控制主程序，微處理器MCU II(IO)內(nèi)存儲有控制子程序，控制過程主要包括以下步驟(1)執(zhí)行主控程序系統(tǒng)初始化，設(shè)置溫、濕度報警值，向無線數(shù)據(jù)接收模塊發(fā)送讀取溫、濕度數(shù)據(jù)指令；(2)數(shù)據(jù)讀取及控制溫濕度傳感器(2)響應(yīng)無線數(shù)據(jù)接收模塊的采集指令，對溫濕度傳感器(2)所處位置的棉垛監(jiān)測點的溫濕度信息進(jìn)行實時采集，將采集到的溫濕度信息經(jīng)微處理器M⑶I (4)處理后傳輸?shù)綗o線數(shù)據(jù)發(fā)射芯片(5)，通過無線數(shù)據(jù)發(fā)射天線(7)發(fā)送數(shù)據(jù)信號；通過無線數(shù)據(jù)接收天線(8)將數(shù)據(jù)傳送到無線數(shù)據(jù)接收芯片(9)，微處理器 MCU II(IO)分析處理所接收的棉垛溫濕度信息數(shù)據(jù)并將信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦鳈C(jī)(15)；(3)執(zhí)行監(jiān)控程序圖表顯示時間、溫濕度波形圖；(4)執(zhí)行查詢程序顯示查詢歷史結(jié)果；(5)如果所采集的溫濕度數(shù)值達(dá)到或超過報警值，則執(zhí)行預(yù)警程序。
8.如權(quán)利要求7所述的棉垛溫濕度數(shù)據(jù)自動采集和監(jiān)測設(shè)備，其特征在于所述的(一) 布置所需硬件裝置中的溫濕度采集模塊置于棉垛內(nèi)，數(shù)量為三組，分別設(shè)置于棉垛的上層、 中層、下層三個不同方位，這三組溫濕度采集模塊均通過通信數(shù)據(jù)線相連。
9.如權(quán)利要求7或8所述的棉垛溫濕度數(shù)據(jù)自動采集和監(jiān)測設(shè)備，其特征在于所述的溫濕度采集模塊中的溫濕度傳感器(2)采用數(shù)字溫濕度傳感器，每組溫濕度采集模塊外部都安裝了采用鋼質(zhì)材料制作的三面帶透氣孔的外殼，所述溫濕度傳感器(2)的信號輸出端通過模擬信號放大器(3)與微處理器MCU I (4)相連接，無線數(shù)據(jù)發(fā)射芯片(5)的信號輸入端與溫濕度采集模塊的微處理器MCU I (4)相接，無線數(shù)據(jù)接收芯片(9)的輸出端與無線數(shù)據(jù)接收模塊的微處理器MCU II(IO)相接。
10.如權(quán)利要求9所述的棉垛溫濕度數(shù)據(jù)自動采集和監(jiān)測設(shè)備，其特征在于所述的無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊置于棉垛外，通過屏蔽線與置于棉垛內(nèi)的溫濕度采集模塊相接，無線數(shù)據(jù)發(fā)射天線(7 )由通信線與無線數(shù)據(jù)發(fā)射芯片(5 )相接，所述的無線數(shù)據(jù)發(fā)射天線(7 )的位置不固定，所述的時鐘芯片(11)的信號輸出端、電源管理芯片(12)的信號輸出端都與無線數(shù)據(jù)接收模塊的微處理器MCU II (10)相接，無線數(shù)據(jù)接收模塊的微處理器MCU II (10)通過 RS232/USB端口(14)與控制主機(jī)(15)相連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種棉垛溫濕度數(shù)據(jù)自動采集和監(jiān)測設(shè)備，包括控制主機(jī)(15)，其特征在于還主要包括三大功能模塊分別為溫濕度采集模塊、無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊、無線數(shù)據(jù)接收模塊；另外公開了一種棉垛溫濕度數(shù)據(jù)自動采集和監(jiān)測方法，主要包括以下步驟布置所需硬件裝置、執(zhí)行控制主程序、數(shù)據(jù)讀取控制子程序、執(zhí)行監(jiān)控程序、執(zhí)行查詢程序及預(yù)警程序。本發(fā)明集成無線傳感和計算機(jī)專家決策管理技術(shù)，對棉垛垛溫、濕度變化情況的動態(tài)監(jiān)控，便于管理人員決策管理，減少、防止棉花由于長期堆垛而產(chǎn)生霉變，減少采后損失，提高籽棉資源的使用價值，實現(xiàn)籽棉效益的最大化，在實際使用過程中可大大節(jié)約成本、方便實用。
文檔編號G01D21/02GK102393222SQ20111035822
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者叢騰達(dá), 于潔, 坎雜, 安紅磊, 張若宇, 李成松, 李景彬, 殷章桃, 江英蘭, 王麗紅, 郭文松, 郭淑霞 申請人:石河子大學(xué)