本實用新型涉及糧情測控技術領域，尤其涉及一種糧倉現(xiàn)場智能巡檢與遠程管理系統(tǒng)。

背景技術：

糧食倉儲的內(nèi)部環(huán)境設施建設一方面可以促進農(nóng)民增收，減少糧食的損失。另一方面，可以建立國家儲備調(diào)控體系，增加各級政府儲備，保證國家糧食安全。是以在目前的情況下，增強糧庫建設具有重要意義。其中，建立能夠?qū)Z倉內(nèi)溫度、濕度等多種參數(shù)進行實時管理的智能糧情測控系統(tǒng)，實現(xiàn)對糧情狀態(tài)的遠程自動分析與控制，有利于糧庫的自動化管理。

國內(nèi)早期采用的糧情測控系統(tǒng)多為模擬、有線的測溫系統(tǒng)。該類系統(tǒng)通常由測溫傳感器、分線器、測溫分機和監(jiān)控主機等模塊構(gòu)成。經(jīng)過多年使用，其布線復雜、性價比低、維護困難、系統(tǒng)安全性差等缺點已暴露無疑，正逐步被淘汰。

傳統(tǒng)的倉儲管理系統(tǒng)還部分停留于原始的手工作業(yè)管理方式，制約了企業(yè)倉儲管理水平，尤其對于大型糧庫系統(tǒng)，人工成本居高不下，極大的浪費了人力，而且總有人力所不能及之地，這很有可能造成糧食的損失。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本實用新型的一個目的在于提出一種糧倉現(xiàn)場智能巡檢與遠程管理系統(tǒng)，云服務器對不同分機溫濕度數(shù)據(jù)波動性的分析，可為糧食的調(diào)度提供指導經(jīng)驗，及時將陳糧外運，保證儲備糧的優(yōu)質(zhì)性。

根據(jù)本實用新型實施例的一種糧倉現(xiàn)場智能巡檢與遠程管理系統(tǒng)，包括：

多傳感器數(shù)據(jù)采集調(diào)控終端，所述多傳感器包括溫濕度傳感器和二氧化碳傳感器，所述多傳感器數(shù)據(jù)采集調(diào)控終端上設有一個14位的A/D轉(zhuǎn)換器和一個I2C總線串行接口電路，所述多傳感器數(shù)據(jù)采集調(diào)控終端上設有多個糧倉內(nèi)部測控分機；

糧倉安全保障系統(tǒng)，糧倉安全保障系統(tǒng)為可遠程控制的搭載移動主機的巡線智能車，所述巡線智能車包括K60最小系統(tǒng)模塊、傳感器路徑采集模塊、電源模塊、電機驅(qū)動模塊、速度檢測模塊、舵機控制模塊、輔助調(diào)試模塊、人機交互、采集測控分機傳輸數(shù)據(jù)的匯聚模塊和攝像頭模塊；

現(xiàn)場數(shù)據(jù)無線傳輸系統(tǒng)，所述現(xiàn)場數(shù)據(jù)無線傳輸系統(tǒng)中的節(jié)點獲取多傳感器采集到的數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)傳送到附近的路由器節(jié)點，直到節(jié)點間多跳傳輸?shù)骄W(wǎng)絡的協(xié)調(diào)器節(jié)點，協(xié)調(diào)器將數(shù)據(jù)匯總后，將數(shù)據(jù)傳送到無線傳感器網(wǎng)絡的匯聚節(jié)點；

云服務器數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括預警與控制上位機系統(tǒng)和測控終端，所述測控終端包括MCU控制模塊、電源管理模塊、無線收發(fā)模塊、有線采集模塊、液晶顯示和鍵盤模塊；

移動終端，所述移動終端包括平板電腦、PC機或智能手機中的一種或多種，所述移動終端可以登錄到云服務器數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可隨時掌握現(xiàn)場實情。

在本實用新型的一些實施例中，所述糧倉內(nèi)部測控分機將采集現(xiàn)場的數(shù)據(jù)信息并通過無線網(wǎng)絡傳送至采集測控分機傳輸數(shù)據(jù)的匯聚模塊，所述無線網(wǎng)絡為ZigBee模塊。

在本實用新型的另一些實施例中，所述測控分機主要包括主控微處理器、無線傳輸控制模塊、無線傳輸模塊、十六選一電路、測控分機供電電路、片外存儲器、總線驅(qū)動電路以及測溫和測濕接口，所述測控分機供電電路為開關穩(wěn)壓集成電路，所述總線驅(qū)動電路使用100米長的測溫電纜且掛接200-300個傳感器。

在本實用新型的另一些實施例中，所述主控微處理器通過SPI接口與無線傳輸模塊通信。

在本實用新型的另一些實施例中，所述采集測控分機傳輸數(shù)據(jù)的匯聚模塊包括微處理器控制電路、ZigBee模塊、時鐘電路、SD卡存儲電路、串口電路以及匯聚模塊供電電路。

本實用新型中，1、云服務器數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采用云服務器技術，匯聚各現(xiàn)場數(shù)據(jù)，對糧倉內(nèi)各項指標進行綜合評價與分析，用戶可查看現(xiàn)場實時或歷史數(shù)據(jù)，并通過測控終端發(fā)出指令對現(xiàn)場進行遠程遙控；2、遠程無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和高效性，保證了信息傳輸、獲取的及時性，云服務器對不同分機溫濕度數(shù)據(jù)波動性的分析，可為糧食的調(diào)度提供指導經(jīng)驗，及時將陳糧外運，保證儲備糧的優(yōu)質(zhì)性。

附圖說明

附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的限制。在附圖中：

圖1為本實用新型提出的一種糧倉現(xiàn)場智能巡檢與遠程管理系統(tǒng)的總體方案框圖；

圖2為無線傳感器網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)；

圖3為巡檢小車設計方案框圖；

圖4為現(xiàn)場數(shù)據(jù)無線傳輸系統(tǒng)設計圖；

圖5為采集測控分機傳輸數(shù)據(jù)的匯聚模塊上的DS1302模塊電路圖；

圖6為采集測控分機傳輸數(shù)據(jù)的匯聚模塊上的SD/MMC模塊電路圖；

圖7為采集測控分機傳輸數(shù)據(jù)的匯聚模塊上的MCU模塊電路圖；

圖8為SHT15數(shù)字式溫濕度傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖；

圖9為基于CN3065芯片的太陽能鋰電池充電板測控分機供電電路圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。

所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。

在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

參照圖1，一種糧倉現(xiàn)場智能巡檢與遠程管理系統(tǒng)，包括：

多傳感器數(shù)據(jù)采集調(diào)控終端，所述多傳感器包括溫濕度傳感器和二氧化碳傳感器，所述多傳感器數(shù)據(jù)采集調(diào)控終端上設有一個14位的A/D轉(zhuǎn)換器和一個I2C總線串行接口電路，所述多傳感器數(shù)據(jù)采集調(diào)控終端上設有多個糧倉內(nèi)部測控分機；

糧倉安全保障系統(tǒng)，糧倉安全保障系統(tǒng)為可遠程控制的搭載移動主機的巡線智能車，所述巡線智能車包括K60最小系統(tǒng)模塊、傳感器路徑采集模塊、電源模塊(可以使用太陽能板充電，也設計了備用電源供電)、電機驅(qū)動模塊、速度檢測模塊、舵機控制模塊、輔助調(diào)試模塊、人機交互、紅外避障模塊、采集測控分機傳輸數(shù)據(jù)的匯聚模塊和攝像頭模塊；

現(xiàn)場數(shù)據(jù)無線傳輸系統(tǒng)，所述現(xiàn)場數(shù)據(jù)無線傳輸系統(tǒng)中的節(jié)點獲取多傳感器采集到的數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)傳送到附近的路由器節(jié)點，直到節(jié)點間多跳傳輸?shù)骄W(wǎng)絡的協(xié)調(diào)器節(jié)點，協(xié)調(diào)器將數(shù)據(jù)匯總后，將數(shù)據(jù)傳送到無線傳感器網(wǎng)絡的匯聚節(jié)點；

云服務器數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括預警與控制上位機系統(tǒng)和測控終端，所述測控終端包括MCU控制模塊、電源管理模塊、無線收發(fā)模塊、有線采集模塊、液晶顯示和鍵盤模塊；

移動終端，所述移動終端包括平板電腦、PC機或智能手機中的一種或多種，所述移動終端可以登錄到云服務器數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可隨時掌握現(xiàn)場實情。

在本實用新型的一些實施例中，所述糧倉內(nèi)部測控分機將采集現(xiàn)場的數(shù)據(jù)信息并通過無線網(wǎng)絡傳送至采集測控分機傳輸數(shù)據(jù)的匯聚模塊，所述無線網(wǎng)絡為ZigBee模塊。

在本實用新型的另一些實施例中，所述測控分機主要包括主控微處理器、無線傳輸控制模塊、無線傳輸模塊、十六選一電路、測控分機供電電路、片外存儲器、總線驅(qū)動電路以及測溫和測濕接口，所述測控分機供電電路為開關穩(wěn)壓集成電路，所述總線驅(qū)動電路使用100米長的測溫電纜且掛接250個傳感器(200-300個傳感器均可)。

在本實用新型的另一些實施例中，所述主控微處理器通過SPI接口與無線傳輸模塊通信。

在本實用新型的另一些實施例中，所述采集測控分機傳輸數(shù)據(jù)的匯聚模塊包括微處理器控制電路、ZigBee模塊、時鐘電路、SD卡存儲電路、串口電路以及匯聚模塊供電電路。

溫濕度傳感器選用瑞士Sensirion公司的SHT15溫濕度傳感器，SHT15傳感器是一款由多個傳感器模塊組成的單片全校準數(shù)字輸出相對溫度和濕度的傳感器，采用了CMOSens技術，更好的保護溫濕度傳感器不受外界環(huán)境的傷害和干擾，提高了測量的精度并可以精確得出露點值，防止了溫濕度傳感器之間隨溫度梯度變化而產(chǎn)生的誤差，溫度值分辨率為14位，精確度±0.4(5～40℃)，濕度值分辨率為12位，精確度±2％RH，具有露點計算輸出功能和CRC傳輸校驗，體積小，且具有長期穩(wěn)定性；二氧化碳傳感器采用了MG-811傳感器，MG-811對二氧化碳有良好的靈敏度和選擇性，受溫濕度的變化影響較小，有著良好的穩(wěn)定性、再現(xiàn)性。其濕度測量范圍為20％～70％，溫度測量范圍為0～50℃，測量精度為8％。

糧倉內(nèi)部測控分機用于接收命令并完成溫濕度等參數(shù)的測量和數(shù)據(jù)的回送，主控微處理器通過SPI接口與無線傳輸模塊通信。測控分機供電電路使用開關穩(wěn)壓集成電路，功耗低、瞬間電流大，能夠滿足無線模塊發(fā)送數(shù)據(jù)時所需的瞬間電流。片外存儲器采用24LC256芯片存儲傳感器的序列號用以匹配搜索，總線驅(qū)動電路使得100米長的測溫電纜可掛接200-300個傳感器。在測控分機上搭載GSM模塊，分機定時檢測現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并進行數(shù)據(jù)的最高溫濕度、最低溫濕度及平均溫濕度的處理，如果溫度超過限值便可短信通知進行預警。

可遠程控制的搭載移動主機的巡線智能車各模塊的作用如下：

(1)K60最小系統(tǒng)模塊：作為整個智能車系統(tǒng)的控制中樞，將采集電感傳感器、編碼器、超聲波等傳感器的信號，根據(jù)控制算法做出控制決策，驅(qū)動直流電機和伺服舵機完成對智能車的控制；

(2)傳感器路徑采集模塊：是智能車獲取軌道的信息途徑，可以通過一定的前瞻性，提前感知前方的賽道信息，為智能車的K60控制中樞做出決策提供必要的依據(jù)和充足的反應時間；

(3)電源管理模塊：為整個智能車的硬件系統(tǒng)提供穩(wěn)定合適的電源；

(4)電機驅(qū)動模塊：驅(qū)動直流電機按照控制中樞給出的控制信號進行加減速；

(5)速度檢測模塊：反饋智能車兩路后輪的實時轉(zhuǎn)速，用于電機轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制；

(6)舵機控制模塊：控制小車的左右轉(zhuǎn)向；

(7)調(diào)試模塊：主要用于智能車系統(tǒng)的功能調(diào)試、智能車狀態(tài)監(jiān)控等方面；

(8)采集測控分機傳輸數(shù)據(jù)的匯聚模塊：以ATMGA128-16AU為MCU的信息收集和存儲模塊，用來采集和存儲測控分機的數(shù)據(jù)；

(9)紅外避障模塊：能有效的躲避障礙物，防止對小車巡線產(chǎn)生阻礙；

(10)攝像頭模塊：把一些實時圖像發(fā)給測控管理終端。

智能車上的采集測控分機傳輸數(shù)據(jù)的匯聚模塊通過3G/4G模塊一方面發(fā)給測控終端，使管理人員能實時掌握糧倉里的溫濕度等情況，一方面將數(shù)據(jù)備份到云服務器，可以方便管理人員通過客戶端訪問歷史記錄。

預警與控制上位機系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的控制部分，它承擔著數(shù)據(jù)異常預警、自動/手動調(diào)控溫濕度兩項重大功能。監(jiān)測控制中心首先接收來自經(jīng)云平臺服務處理后的前端傳感器網(wǎng)絡采集到的溫濕度、二氧化碳氣體濃度信息，然后將傳回數(shù)據(jù)進行清洗、轉(zhuǎn)換、抽取和最終入庫，以完成決策層的數(shù)據(jù)融合，最后經(jīng)過智能數(shù)據(jù)的分析處理，系統(tǒng)在接收到異常數(shù)據(jù)信息后，將進行預警與控制操作，通過短時發(fā)送模塊實現(xiàn)短信預警，然后結(jié)合已獲取數(shù)據(jù)和標準數(shù)據(jù)模型，通過上位機發(fā)出指令控制糧倉空調(diào)、鼓風機等，控制糧倉內(nèi)部溫濕度，最終達到無人值守糧倉的遠程智能監(jiān)控的功能。

測控終端主要包括MCU控制模塊、電源管理模塊、無線收發(fā)模塊、有線采集模塊、液晶顯示和鍵盤模塊。測控終端集存儲、顯示、查詢、打印等技術于一體，功能齊全、攜帶方便、操作簡單，用戶可隨時掌握現(xiàn)場實情。該終端整合了來自智能車上匯聚模塊的數(shù)據(jù)信息，可以用無線方式檢測現(xiàn)場數(shù)據(jù)，測控終端可以與上位機相連，允許上位機借助測控終端實現(xiàn)實時檢測與數(shù)據(jù)備份、共享等功能。

在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內(nèi)，根據(jù)本實用新型的技術方案及其實用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。