本實(shí)用新型涉及糧食儲(chǔ)藏領(lǐng)域，特別涉及一種糧倉(cāng)糧情測(cè)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

糧食是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的特殊戰(zhàn)略物資，其數(shù)量、質(zhì)量、安全直接關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展和社會(huì)大局的安全穩(wěn)定。目前，世界各國(guó)對(duì)食品安全和環(huán)境保護(hù)越來(lái)越重視，對(duì)于糧食存儲(chǔ)的問(wèn)題也日益關(guān)注。我國(guó)每年糧食總產(chǎn)量約6億噸左右，全年進(jìn)行流通的糧食大約1.5億噸，全國(guó)現(xiàn)有糧庫(kù)數(shù)量就有58000多個(gè)，倉(cāng)房類型繁多。溫度是保存好糧食的先決條件，為了保證存放在糧倉(cāng)中的糧食不致腐爛變質(zhì)，就必須使糧倉(cāng)內(nèi)的溫度保持在一定的范圍以內(nèi)。若管理不當(dāng)，糧食發(fā)霉或生蟲(chóng)會(huì)造成極大浪費(fèi)。因此糧庫(kù)管理中最重要的問(wèn)題是監(jiān)測(cè)糧堆中的溫度變化。全國(guó)80％左右糧食仍采用原始儲(chǔ)備方式，部分庫(kù)點(diǎn)甚至還要進(jìn)行人工檢測(cè)，往往不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理糧食溫度、濕度、含水率、害蟲(chóng)密度超標(biāo)等現(xiàn)象，引起糧食霉變，造成品質(zhì)劣化。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)每年因此而損耗的糧食約占總產(chǎn)量的6％以上。糧情測(cè)控技術(shù)是基礎(chǔ)，是開(kāi)展科學(xué)保糧的關(guān)鍵，是糧庫(kù)內(nèi)糧食狀態(tài)的實(shí)時(shí)觀察者和保糧設(shè)備運(yùn)行情況的真實(shí)反映者，其準(zhǔn)確性、可靠性直接關(guān)系到糧食儲(chǔ)備的安全。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種糧倉(cāng)糧情測(cè)控系統(tǒng)，其能夠有效地對(duì)糧情進(jìn)行測(cè)控，且能夠解決現(xiàn)有糧情測(cè)控系統(tǒng)的布線繁復(fù)問(wèn)題。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:

一種糧倉(cāng)糧情測(cè)控系統(tǒng)，其包括傳感器組，所述傳感器組通過(guò)通訊電纜與一測(cè)控分機(jī)連接，所述傳感器組包括數(shù)字式測(cè)溫電纜、數(shù)字式水分傳感器、倉(cāng)內(nèi)溫濕度傳感器、倉(cāng)內(nèi)氣體濃度傳感器和倉(cāng)外溫濕度傳感器，所述數(shù)字式測(cè)溫電纜和數(shù)字式水分傳感器散布埋置在糧堆內(nèi)，所述倉(cāng)內(nèi)溫濕度傳感器和倉(cāng)內(nèi)氣體濃度傳感器布置在糧倉(cāng)內(nèi)糧面以上的壁上，所述倉(cāng)外溫濕度傳感器布置在糧倉(cāng)外的庫(kù)區(qū)空間中。每個(gè)庫(kù)區(qū)設(shè)置有一臺(tái)測(cè)控分機(jī)，各測(cè)控分機(jī)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)關(guān)無(wú)線通訊連接至一測(cè)控主機(jī)，所述測(cè)控主機(jī)通過(guò)無(wú)線端口通信連接有無(wú)線開(kāi)關(guān)控制器，所述無(wú)線開(kāi)關(guān)控制器輸出連接有光電繼電器，所述光電繼電器連接有啟動(dòng)器，所述啟動(dòng)器與用于糧倉(cāng)降溫除濕的通風(fēng)設(shè)備的電機(jī)控制連接。

優(yōu)選的，所述傳感器組還包括檢測(cè)端埋置在糧堆內(nèi)的倉(cāng)蟲(chóng)傳感器，所述倉(cāng)蟲(chóng)傳感器由害蟲(chóng)捕捉器和光電傳感器組成，所述光電傳感器設(shè)置在害蟲(chóng)捕捉器的下滑通道兩側(cè)，所述光電傳感器連接有單片機(jī)計(jì)數(shù)器。

優(yōu)選的，所述無(wú)線網(wǎng)關(guān)采用Zigbee無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

優(yōu)選的，所述數(shù)字式水分傳感器采用電容型濕度傳感器。

優(yōu)選的，所述測(cè)控分機(jī)包括無(wú)線數(shù)據(jù)采集器，所述無(wú)線數(shù)據(jù)采集器采用型號(hào)為CC2530 的芯片作為主控芯片。

優(yōu)選的，所述數(shù)字式測(cè)溫電纜包含型號(hào)為DS18B20的溫度傳感器。

本方案利用預(yù)埋在糧堆內(nèi)部的不同功能的糧情傳感器實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)，采集各類糧情參數(shù)，如溫度、濕度、含水率、氣體濃度、害蟲(chóng)密度等，將其通過(guò)無(wú)線通信方式傳輸?shù)较到y(tǒng)上位機(jī)，再結(jié)合現(xiàn)有糧情信息管理軟件對(duì)接收到的各種信號(hào)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、顯示、分析處理等操作，對(duì)異常糧情進(jìn)行預(yù)測(cè)和報(bào)警提示，并根據(jù)預(yù)置糧情控制策略自動(dòng)控制通風(fēng)設(shè)備的運(yùn)行，確保糧食安全。

本案采用ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在本系統(tǒng)中，大量糧情傳感器被自由地散布在庫(kù)區(qū)內(nèi)，自主采集周圍的糧情參數(shù)，通過(guò)無(wú)線自組網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶鳛橹行墓?jié)點(diǎn)的測(cè)控主機(jī)，再將其傳輸?shù)缴衔恢鳈C(jī)的數(shù)據(jù)管理軟件平臺(tái)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、顯示、分析、判斷，控制相應(yīng)保糧設(shè)備的運(yùn)行。本系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)，中心節(jié)點(diǎn)與各庫(kù)區(qū)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)無(wú)需電纜連接，傳感器以微型電池供電，可任意放置于糧堆內(nèi)，持續(xù)工作數(shù)年。

本糧情測(cè)控系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線電波方式實(shí)現(xiàn)倉(cāng)與倉(cāng)、倉(cāng)與控制中心之間數(shù)據(jù)傳輸，均無(wú)需電纜連接，省掉大量麻煩繁雜的電纜布線工作，大大提高糧庫(kù)管理的靈活性，維護(hù)操作簡(jiǎn)單，極少影響到進(jìn)出庫(kù)、殺蟲(chóng)作業(yè)等工作，大大減少雷擊機(jī)會(huì)，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，減輕管理人員工作強(qiáng)度，具有較好的社會(huì)效益。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的現(xiàn)場(chǎng)布局示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的系統(tǒng)框架圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明。在此需要說(shuō)明的是，對(duì)于這些實(shí)施方式的說(shuō)明用于幫助理解本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限定。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

一種糧倉(cāng)糧情測(cè)控系統(tǒng)，如圖1和圖2所示，其包括傳感器組1，所述傳感器組1通過(guò)通訊電纜與一測(cè)控分機(jī)2連接，所述傳感器組1包括數(shù)字式測(cè)溫電纜、數(shù)字式水分傳感器、倉(cāng)內(nèi)溫濕度傳感器、倉(cāng)內(nèi)氣體濃度傳感器和倉(cāng)外溫濕度傳感器，所述數(shù)字式測(cè)溫電纜和數(shù)字式水分傳感器散布埋置在糧堆內(nèi)，所述倉(cāng)內(nèi)溫濕度傳感器和倉(cāng)內(nèi)氣體濃度傳感器布置在糧倉(cāng)內(nèi)糧面以上的壁上，所述倉(cāng)外溫濕度傳感器布置在糧倉(cāng)外的庫(kù)區(qū)空間中。倉(cāng)內(nèi)溫濕度傳感器用于檢測(cè)糧面以上倉(cāng)內(nèi)空間溫度和相對(duì)濕度。倉(cāng)內(nèi)氣體濃度傳感器用于檢側(cè)倉(cāng)內(nèi)磷化氫、氧氣、二氧化碳三種氣體的濃度。倉(cāng)外溫濕度傳感器用于檢測(cè)庫(kù)區(qū)空間大氣的溫度、濕度。

每個(gè)庫(kù)區(qū)設(shè)置有一臺(tái)測(cè)控分機(jī)2，各測(cè)控分機(jī)2通過(guò)無(wú)線網(wǎng)關(guān)3無(wú)線通訊連接至一測(cè)控主機(jī)4，所述測(cè)控主機(jī)4通過(guò)無(wú)線端口通信連接有無(wú)線開(kāi)關(guān)控制器5，所述無(wú)線開(kāi)關(guān)控制器 5輸出連接有光電繼電器6，所述光電繼電器6連接有啟動(dòng)器7，所述啟動(dòng)器7與用于糧倉(cāng)降溫除濕的通風(fēng)設(shè)備8的電機(jī)控制連接。

整個(gè)系統(tǒng)的流程為數(shù)據(jù)的采集：當(dāng)用戶通過(guò)微機(jī)測(cè)溫系統(tǒng)發(fā)出檢測(cè)指令時(shí)，埋于糧堆內(nèi)的數(shù)字式測(cè)溫電纜測(cè)出糧堆內(nèi)溫度物理值，以及數(shù)字式水分傳感器、倉(cāng)內(nèi)溫濕度傳感器、倉(cāng)內(nèi)氣體濃度傳感器和倉(cāng)外溫濕度傳感器測(cè)出對(duì)應(yīng)參數(shù)，傳到測(cè)控分機(jī)2的無(wú)線數(shù)據(jù)采集器，并在無(wú)線數(shù)據(jù)采集器內(nèi)置CPU芯片轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。

數(shù)據(jù)的傳輸：當(dāng)溫、濕度采集器完成數(shù)據(jù)采集后，通過(guò)通訊電纜將數(shù)字信號(hào)傳到測(cè)控分機(jī)2內(nèi)，測(cè)控分機(jī)2再把收到的所有倉(cāng)數(shù)據(jù)通過(guò)測(cè)控主機(jī)4傳到數(shù)據(jù)中心，生成用戶所需的文本文件，再以文本、三維或曲線的方式顯示出來(lái)。

控制通風(fēng)：當(dāng)用戶發(fā)出打開(kāi)(關(guān)閉)風(fēng)機(jī)指令時(shí)，該指令由測(cè)控主機(jī)4傳到相應(yīng)的測(cè)控分機(jī)2，再傳到相應(yīng)的風(fēng)機(jī)控制電路中，風(fēng)機(jī)控制電路收到打開(kāi)(關(guān)閉)風(fēng)機(jī)指令時(shí)，就執(zhí)行打開(kāi)(關(guān)閉)風(fēng)機(jī)指令。

優(yōu)選的，所述傳感器組1還包括檢測(cè)端埋置在糧堆內(nèi)的倉(cāng)蟲(chóng)傳感器，所述倉(cāng)蟲(chóng)傳感器由害蟲(chóng)捕捉器和光電傳感器組1成，所述光電傳感器設(shè)置在害蟲(chóng)捕捉器的下滑通道兩側(cè)，所述光電傳感器連接有單片機(jī)計(jì)數(shù)器。

糧倉(cāng)中糧食一般是堆放的，糧食若生蟲(chóng)害蟲(chóng)會(huì)在一定空間范圍內(nèi)爬行。因此，為檢測(cè)害蟲(chóng)的有無(wú)與數(shù)量，在一定距離的糧食堆里插入帶害蟲(chóng)捕捉器和光電傳感器的倉(cāng)蟲(chóng)傳感器的檢測(cè)端。害蟲(chóng)捕捉器利用特殊的光線引誘害蟲(chóng)進(jìn)入捕捉口，一旦進(jìn)入捕捉口，害蟲(chóng)便會(huì)沿非常光滑的下滑通道緩慢滑入捕捉袋。在下滑通道兩側(cè)安裝有槽形光電傳感器，一旦有害蟲(chóng)經(jīng)過(guò)通道，光電傳感器發(fā)射端發(fā)出的紅外線會(huì)被擋住一小段時(shí)間，從而使光電傳感器產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)。此脈沖信號(hào)送給與之連接的單片機(jī)計(jì)數(shù)器引腳，即可利用單片機(jī)的計(jì)數(shù)功能算出單位時(shí)間里捕蟲(chóng)器捕捉到的害蟲(chóng)數(shù)量，從而可知道糧庫(kù)里測(cè)量點(diǎn)附近害蟲(chóng)的情況。

優(yōu)選的，所述無(wú)線網(wǎng)關(guān)3采用Zigbee無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。ZigBee是基于IEEE802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，ZigBee技術(shù)是一種短距離、低功耗的無(wú)線通信技術(shù)，其主要特點(diǎn)是自組織、低功耗、低成本、低速率、支持大量節(jié)點(diǎn)、支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、低?fù)雜度、安全可靠，主要適合用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。 Zigbee無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)具有低功耗、低成本、低速率、近距離、短時(shí)延、高容量、高安全、免執(zhí)照頻段等特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)糧情在線測(cè)控。

優(yōu)選的，所述數(shù)字式水分傳感器采用電容型濕度傳感器。電容型濕度傳感器是糧食水分間接檢測(cè)的一種有效技術(shù)，其通過(guò)檢測(cè)與水分有關(guān)的物理量(例如物質(zhì)的電導(dǎo)率、介電常數(shù)等)，間接地測(cè)定物質(zhì)的水分。電容型濕度傳感器根據(jù)水分的介電常數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于糧食中其它成分的介電常數(shù)，水分含量的變化必然會(huì)引起容量變化的原理，通過(guò)測(cè)量與樣品中水分變化相對(duì)應(yīng)的電容變化即可知糧食的水分含量。其測(cè)量精度小于0.3％，測(cè)量時(shí)5s,測(cè)水范圍為 10％-20％，主要影響因素為溫度和糧食品種等。該傳感器解決了傳統(tǒng)測(cè)量方法不能進(jìn)行在線實(shí)時(shí)測(cè)量的缺陷，并且測(cè)量數(shù)據(jù)后續(xù)處理簡(jiǎn)單。因此具有成本低、體積、測(cè)量方便、可靠性高、數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

優(yōu)選的，所述測(cè)控分機(jī)2包括無(wú)線數(shù)據(jù)采集器，所述無(wú)線數(shù)據(jù)采集器采用型號(hào)為 CC2530芯片作為主控芯片，依托Zigbee 2007pro協(xié)議在封閉糧倉(cāng)內(nèi)構(gòu)建無(wú)線測(cè)控網(wǎng)絡(luò)。設(shè)備采用多路接口設(shè)計(jì)，支持多個(gè)測(cè)溫電纜和傳感器同時(shí)接入。內(nèi)置可更換電池，采用節(jié)能技術(shù)，一對(duì)普通的5#堿性電池可連續(xù)工作一年以上。

優(yōu)選的，所述數(shù)字式測(cè)溫電纜包含型號(hào)為DS18B20的溫度傳感器。DS18B20溫度傳感器的數(shù)字式測(cè)溫電纜最多只需3根導(dǎo)線即可連接多個(gè)DS18B20溫度傳感器。這樣不僅使測(cè)溫電纜的制造簡(jiǎn)便、成本下降，而且提高了測(cè)溫電纜的抗拉強(qiáng)度、便于溫度傳感器的更換。正是這些特點(diǎn)使得數(shù)字式測(cè)溫電纜更適用于高大糧倉(cāng)(諸如淺圓倉(cāng)、立筒倉(cāng))的應(yīng)用環(huán)境，可以解決高大糧倉(cāng)在不需重新安裝測(cè)溫電纜的情況下更換測(cè)溫電纜內(nèi)部的溫度傳感器以及改變溫度傳感器相對(duì)位置。

本案中，無(wú)線開(kāi)關(guān)控制器5的軟硬件均可參照CN 2602442 Y公開(kāi)的無(wú)線開(kāi)關(guān)控制器或者其他現(xiàn)有技術(shù)。本案涉及的軟件部分，可以參考CN 103488128 B公開(kāi)的基于互聯(lián)網(wǎng)的糧情測(cè)控遠(yuǎn)程監(jiān)管系統(tǒng)或者其他現(xiàn)有技術(shù)，這里不再贅述。

以上結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型不限于所描述的實(shí)施方式。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本實(shí)用新型原理和精神的情況下，對(duì)這些實(shí)施方式進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，仍落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。