粮情监测装置及监测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种仓储粮情监测装置，尤其涉及一种粮情监测装置及监测方法。
【背景技术】
[0002]粮食是国民经济的基础，是人类生存的根本，对于突发性的战争以及自然灾害，粮食就成为了重要的战略性物资。我国自古以来就是粮食生产大国，加上人口众多的特点，粮食的存储总量位居世界之首，存储粮食的好坏直接关系到国家的团结安定和繁荣发展。在粮食的存储过程中，通过监测粮食的温度、湿度等因素，就可极大的减少粮食的腐烂、霉变，保证粮食存储过程的安全性。在当前的粮库监测中，基础设施的建设仍然比较欠缺，监测过程需要大量的人力资源，这样监测的效果不佳，且浪费人力、财力。特别是在小型的粮库监测时，都是直接监测，没有相应的粮情监测系统，在临时的储粮仓中建立庞大的监测系统的代价过于昂贵，对于一些农户并不愿意去建立大型的监测系统，因为建立一套粮情监测系统所花费的代价远远超出了小型粮库能够承受的能力。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是:提供一种粮情监测装置及监测方法，在不花费过多代价的同时又能较好的监测粮食的存储情况。
[0004]本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为:一种粮情监测装置，其特征在于:它包括手持式监测终端和传感器组，传感器组布设在粮仓各处通过电缆与手持式监测终端上的接口连接，手持式监测终端包括单片机、传感器驱动电路、LCD触摸屏、以太网接口电路以及SD卡接口电路，单片机通过传感器驱动电路给传感器组供电，传感器组的信号传递给单片机，单片机将处理后的数据通过SD卡接口电路存储在SD卡中，可通过以太网接口电路与计算机通信，LCD触摸屏作为人机交互端口与单片机连接；
所述的单片机为SC6410处理芯片；
所述的传感器组包括温度传感器和湿度传感器，传感器驱动电路包括温度传感器驱动电路和湿度传感器驱动电路，其中温度传感器驱动电路包括第一 P沟道MOS管Ql、第二场N沟道MOS管Q2、第一至第四电阻R1-R4、第一电容Cl、第二电容C2、第一稳压二极管Dl和第二稳压二极管D2，SC6410处理芯片的GPP9管脚通过第一电阻Rl与第一 MOS管Ql的栅极连接，第一MOS管Ql的栅极与漏极之间连接有第一电容Cl，第一场MOS管Ql的源极连接直流供电电压，第一 MOS管Ql的漏极通过第二电阻R2和第三电阻R3与第二 MOS管Q2的漏极连接，第二电阻R2和第三电阻R3的连接点与温度传感器连接，SC6410处理芯片的GPPl管脚通过第四电阻R4与第二场MOS管Q2的栅极连接，第二 MOS管Q2的栅极与源极之间连接有第二电容C2，第二 MOS管Q2的源极接地，直流供电电压与温度传感器之间设有第一稳压二极管Dl，温度传感器与接地端之间设有第二稳压二极管D2。
[0005]按上述方案，所述的温度传感器为DS18B20温度传感器。
[0006]按上述方案，所述的湿度传感器为SHTll湿度传感器。
[0007]基于上述粮情监测装置实现的粮情监测方法，其特征在于:包括以下步骤:
51、数据采集和显示:通过温度传感器和湿度传感器采集温湿度数据，并实时显示在IXD触摸屏上；
52、数据处理:
统计并计算当前粮仓的温湿度最大值、温湿度平均值以及温湿度最小值，保存并显示;
将保存的前面若干次粮仓的温湿度最大值、温湿度平均值以及温湿度最小值进行统计，绘制历史温湿度曲线，得到粮仓温度及湿度的变化趋势；
53、数据分析和报警:
根据粮仓温度及湿度的变化趋势，判断粮库的温湿度状况以及储粮是否安全，若不安全则发出报警信号。
[0008]本发明的有益效果为:
1、通过采用本发明装置和方法，手持式监测终端工作稳定可靠、能耗低寿命长、操作使用方便、成本较低，同时能较好的监测粮食的存储情况；在更换临时存储粮仓时，上次的测量电缆线以及手持式监测终端都可以进行复用，减少了较之传统的大型系统的代价；手持式监测终端还留有与远程通信的以太网接口，可兼容性强；另外，采用特殊的温度传感器驱动电路，减少中间器件的电平问题，并且可以带动更多的温度传感器，适应不同粮仓的需求，测量范围更大，系统的容错率更高，稳定性更好，抗干扰能力更强。
[0009]2、通过采用本发明方法，能够根据历史数据得到粮仓温度及湿度的变化趋势，综合评估粮仓粮食存储的安全性。
【附图说明】
[0010]图1为本发明一实施例的硬件结构框图。
[0011]图2为本发明一实施例中温度传感器的驱动电路。
【具体实施方式】
[0012]下面结合具体实例和附图对本发明做进一步说明。
[0013]一种粮情监测装置，如图1所示，它包括手持式监测终端和传感器组，传感器组布设在粮仓各处通过电缆与手持式监测终端上的接口连接，手持式监测终端包括单片机、传感器驱动电路、LCD触摸屏、以太网接口电路以及SD卡接口电路，单片机通过传感器驱动电路给传感器组供电，传感器组的信号传递给单片机，单片机将处理后的数据通过SD卡接口电路存储在SD卡中，可通过以太网接口电路与计算机通信，LCD触摸屏作为人机交互端口与单片机连接；
所述的单片机为SC6410处理芯片；
所述的传感器组包括温度传感器和湿度传感器，传感器驱动电路包括温度传感器驱动电路和湿度传感器驱动电路，其中温度传感器驱动电路包括第一 P沟道MOS管Ql、第二场N沟道MOS管Q2、第一至第四电阻R1-R4、第一电容Cl、第二电容C2、第一稳压二极管Dl和第二稳压二极管D2，SC6410处理芯片的GPP9管脚通过第一电阻Rl与第一 MOS管Ql的栅极连接，第一MOS管Ql的栅极与漏极之间连接有第一电容Cl，第一场MOS管Ql的源极连接直流供电电压，第一 MOS管Ql的漏极通过第二电阻R2和第三电阻R3与第二 MOS管Q2的漏极连接，第二电阻R2和第三电阻R3的连接点与温度传感器连接，SC6410处理芯片的GPPl管脚通过第四电阻R4与第二场MOS管Q2的栅极连接，第二 MOS管Q2的栅极与源极之间连接有第二电容C2，第二 MOS管Q2的源极接地，直流供电电压与温度传感器之间设有第一稳压二极管Dl，温度传感器与接地端之间设有第二稳压二极管D2。
[0014]选用SC6410处理芯片作为整个手持式粮情监测终端的核心，这种微处理器采用由AX1、AHB总线组成的64/32位内部总线架构。其内部包括了许多强大的硬件加速器，拥有一个可连接到外部存储器的优化接口，支持SRAM、ROM、FLASH等多种端口。为减少系统总成本和提高整体功能，S3C6410处理器包含了很多硬件外设，如TFT 24位真彩色液晶显示控制器、4通道UART、32通道DMA、IIS总线接口、IIC总线接口以及锁相环PLL等，在手持式粮情监测中能够很好发挥其性能，满足粮情监测的要求。
[0015]所述的温度传感器为DS18B20温度传感器，将温度检测、信号放大滤波、A/D转换集为一体。其内部ROM中刻有64位唯一的标识码，通过I一wire总线连接的器件可以通过成熟的二叉树地址搜索算法进行相应的搜索，得到每个器件的64位标识码，即可通过相应的标示码进行控制和访问，同时可以经行组网分析出各传感器的位置，实时显示各点的信息。器件可以通过单个器件的单独转换，也可以通过SKIP ROM的方式来进行统一的温度转换，但是考虑到手持式终端需要驱动很多个DS18B20，这些器件通过I一wire总线连接在一起。单独的温度转换会造成转换时间漫长，所以在手持式终端中采用统一温度转换方式。
[0016]本系统使用的单片机S3C6410供电为3.3V，DS18B20可以接受3.3V供电，但考虑到电路线的长度上达几百米时能量不足的问题，采用3.3V供电时做的实验的驱动能力不足，此时能够带负载能力很小，所以采用5V给DS18B20供电。此驱动电路相对⑶4082和74HC244构成的驱动电路可以驱动更多的传感器，此时的ARM的GP1直接与电缆的数据线相连，这样就会减少中间器件的电平问题，通过实验得出，可以带动144个DS18B20，此时温度和地址的读取都正确。
[0017]所述的湿度传感器为SHTll湿度传感器。将温度检测、湿度监测、信号放大滤波、A/D转换集为一体，提供SCK和DATA两线的串行口数据读取，接口简单方便，具有CRC校验，容错率高，数据可靠性好。
[0018]温度传感器及湿度传感器将采集的数据送回单片机处理，所获得的数据存储在手持式终端的存储器，并可以显示在IXD屏上，通过IXD能够方便的实现数据的显示交互。QT界面可提供给用户Ι-wire总线上DS