基于无线传感技术的粮情监测与管理信息系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于无线传感技术的粮情监测与管理信息系统，包括设置在仓房内的温湿度传感器，所述温湿度传感器通过D21DL无线通讯将数据传输到无线终端，所述无线终端经测控分机将监测到的数据传输至主机的服务器，将实时温湿度数据上传至服务器，相较早期总线通讯技术具有故障率低、维护简单、施工周期短等特点。
【专利说明】
基于无线传感技术的粮情监测与管理信息系统
技术领域
[0001]本发明涉及粮食仓储技术领域，具体涉及一种基于无线传感技术的粮情监测与管理信息系统，将现代通信网络、智能数据分析和智能检测相结合以简便粮库监管，提高粮库监管可靠性和效果。
【背景技术】
[0002]粮食储藏是国家为荒灾、防备战争以及其他突发性事件而采取的有效措施。粮食是人类生存的必需品，温度与湿度是保存好粮食的先决条件，随着中国加入WTO和粮食市场的逐渐开放，储存大量的粮食对稳定国民经济的发展起到至关重要的作用。影响粮食安全储藏主要参数是粮食的湿度和温度，这两者之间是互相关联的。人们通常使用温度计、湿度计来测量粮库的温度和湿度，通过人工加热、加湿、通风和降温等方法来控制粮库的温度、湿度，这种方法不但控制精度低、实时性差，而且操作人员的劳动强度大。同时温度与相对湿度的大幅度变化可能导致种子大范围腐烂或者影响种子的发芽率，从而带来极大地经济及财产损失。因此，保证适宜的粮库温度、湿度对保证农产品种子存储质量十分重要。目前粮库中的粮食仓储管理工作存在以下问题:
[0003]I)粮库信息采集手段落后，数据信息化程度不高:现有系统对温度、湿度、虫害、气体、水分等数据取样采集手段发展不平衡，除温度、湿度外，其他数据的采集绝大部分仍然采用人工手段进行现场采集。同时，管理人员对数据的查看往往停留在纸质表单或者业务系统电力列表，不能对当前粮库信息进行直观的了解，建立不了形象化的概念。问题是数据库可以修改，为不实数据留存漏洞，缺少有效的监管。
[0004]2)粮库管理设备需要人工控制，数据感知采集自动化程度不高:目前不少粮库的管理手段还处于人力时代，数据采集和系统控制均采用人工操作，其中大量设备更需要工作人员进行现场操作，比如出入库、货车入仓卸货和行车路径管理、通风设备、制冷设备等，所以造成粮库数据调节上的具有一定的滞后性，不能及时的进行控制，往往容易导致调节管理不及时造成的粮食损失。
[0005]3)粮库各控制系统相对独立，缺乏统一联动机制:目前粮库管理所涉及到的控制系统或者设备都是相对独立的，前端的各个传感器的接入没有形成统一的接口标准和协议，无法对设备进行统一接入和规范化管理。多数设备或系统功能单一，且各系统之间缺乏协调，无法完成复杂调控任务。
[0006]4)粮库设备标准不统一，数字粮库建设推进缓慢:目前介入数字粮库建设的厂家数量众多，仅仅传感器产品供应商就面对众多的同行业竞争对手，出于保护自身知识产权及商业机密的目的，厂家均自行制定产品的接口标准和通信协议，而数字粮库建设是一个庞杂的系统集成工程，不同部分涉及厂家众多，不统一的技术标准规范在系统集成过程中带来了极大的阻碍，延缓了粮库数字化升级改造进步。
[0007]如中国专利CN103324221A，公开了一种粮库智能化综合控制系统，测温点分布较广、定位性能较强，而且能杜绝电子元器件探测粮温、不惧磷化氢腐蚀、采用无线通信结构、能够远程监控粮情，监控效果与安全性均较强，应用范围较广。然而其结构设计上较为复杂，光纤温度传感器成本高、容易损坏，对粮库的复杂使用环境适应性不强，而且软件系统功能上显得较为单一化。
[0008]如中国专利CN103235572A，公开了一种智能化数字粮库监管系统，通过温湿度监测模块和通风控制模块、库容监测模块进行联动，可以实现通风作业、熏蒸作业的启动控制，由系统自动计算当前库容，可大大提高库容计算精度。其不足点在于监测范围较小，通信方式单一，功能不够全面。
【发明内容】
[0009]本发明所要解决的技术问题在于提供一种故障率低、维护简单、施工周期短、监测精度高的基于无线传感技术的粮情监测与管理信息系统。
[0010]本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
[0011 ] 一种基于无线传感技术的粮情监测与管理信息系统，包括设置在仓房内的温湿度传感器，所述温湿度传感器通过D2IDL无线通讯将数据传输到无线终端，所述无线终端经测控分机将监测到的数据传输至主机的服务器，将实时温湿度数据上传至服务器，相较早期总线通讯技术具有故障率低、维护简单、施工周期短等特点。
[0012]所述温湿度传感器与无线终端均采用优质航空插头连接，无线终端可以通过非电气连接吸贴在仓房分机处，使得分机数据和主机数据传输不间断。传感电缆如需更换，仅需用备品更换掉故障测温电缆，无需厂家现场服务。
[0013]所述温湿度传感器采用了瑞士 Scnsir 1n公司推出的SHTl I芯片制成的温湿度传感器，它是数字温湿度传感器，能够直接读取被测物的温湿度值，采用D21DL无线通讯传输数据。
[0014]所述服务器内设置有温、湿度检测模块、数据查看模块、图标显示模块、打印报表模块、数据维护模块、基本信息模块、用户管理模块；
[0015]其中温、湿度检测模块只需选中需要测的仓房，点击测温按钮即可完成测温、湿度。
[0016]数据查看模块分为平面查看和立体查看，平面查看是将数据以表格的形式呈现在页面上，立体查看是以三维的模拟立体图更直观的把数据呈现给用户。
[0017]图标显示模块由，整仓均温曲线、三温曲线、温度曲线、湿度曲线，四个组成，更加直观的分析温、湿度数据;每个图都可以选择折线图、或者柱状图。
[0018]打印报表模块分单仓打印和多仓连续打印，单仓打印一次只打印一个仓房，多仓连续打印是一次性打印多个仓房的数据。
[0019]数据维护模块有数据备份和恢复，删除等，保障您的数据安全。
[0020]用户管理模块包括用户的增删改和用户的角色，角色权限的分配等，权限划分的十分细致，方便管理用户，采用mysql数据库存取数据。
[0021]本发明的有益效果是:
[0022]I)简易化设计使得系统可维护性较简单，无需专业知识，用户仅需采购相应的备品即可实现系统的无故障运转；统软硬件之间兼容性非常好。在同一系统内可同时运行数字、模拟、有线及无线设备。
[0023]2)系统采用无线通讯和有线通讯两种设计模式，用户无需复杂的电缆铺设，即节约人工维护成本又避免了因为倒仓维护对测温电缆的破损，而且去掉了容易导致故障的电缆接头，而采用安普插头连接。本方案使粮仓管理更加简单化，也使维护变得更容易。
[0024]3)测控分机设计独特，测控分机具备单仓检测、单仓显示、单仓打印功能，可避免因通讯线路不畅或电脑损坏造成不能检测粮情的问题。
[0025]4)抗干扰能力强，数据传输准确，不用向无线电委员会申请专用频道，不产生电信资费，工程造价低，完全可取代通讯线材。
[0026]5)系统采用模块化设计，设备间可自由互换，故障隔离效果好(如出现某一故障点，不影响其他设备正常工作)。
[0027]6)系统结构灵活多样，适合各种大、中、小型粮库。软件设计可适应房式仓、立筒仓、浅圆仓、砖圆仓等多种仓型。适用温度范围宽，可适应我国南北地区。
【附图说明】
[0028]图1为本发明系统框架图。
【具体实施方式】
[0029]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0030]实施例1
[0031]如图1所示，一种基于无线传感技术的粮情监测与管理信息系统，包括设置在仓房内的温湿度传感器，所述温湿度传感器通过D2IDL无线通讯将数据传输到无线终端，所述无线终端经测控分机将监测到的数据传输至主机的服务器，将实时温湿度数据上传至服务器，相较早期总线通讯技术具有故障率低、维护简单、施工周期短等特点。
[0032]所述温湿度传感器与无线终端均采用优质航空插头连接，无线终端可以通过非电气连接吸贴在仓房分机处，使得分机数据和主机数据传输不间断。传感电缆如需更换，仅需用备品更换掉故障测温电缆，无需厂家现场服务。
[0033]所述温湿度传感器采用了瑞士 Scnsir 1n公司推出的SHTl I芯片制成的温湿度传感器，它是数字温湿度传感器，能够直接读取被测物的温湿度值，采用D21DL无线通讯传输数据。
[0034]所述服务器内设置有温、湿度检测模块、数据查看模块、图标显示模块、打印报表模块、数据维护模块、基本信息模块、用户管理模块；
[0035]其中温、湿度检测模块只需选中需要测的仓房，点击测温按钮即可完成测温、湿度。
[0036]数据查看模块分为平面查看和立体查看，平面查看是将数据以表格的形式呈现在页面上，立体查看是以三维的模拟立体图更直观的把数据呈现给用户。
[0037]图标显示模块由，整仓均温曲线、三温曲线、温度曲线、湿度曲线，四个组成，更加直观的分析温、湿度数据;每个图都可以选择折线图、或者柱状图。
[0038]打印报表模块分单仓打印和多仓连续打印，单仓打印一次只打印一个仓房，多仓连续打印是一次性打印多个仓房的数据。
[0039]数据维护模块有数据备份和恢复，删除等，保障您的数据安全。
[0040]用户管理模块包括用户的增删改和用户的角色，角色权限的分配等，权限划分的十分细致，方便管理用户，采用mysql数据库存取数据。
[0041 ]部分硬件介绍
[0042]UD21DL
[0043]A、透明式数据传输，无需改变原有通信程序及连接方法；
[0044]B、串口具有TTL、RS232、RS485半双工多种电平接口 ；
[0045]C、内装E2ROM及看门狗电路，可掉电记忆设置参数；
[0046]D、采用CRC检验，可验出传输中99.99%错误；
[0047]E、具有组网通信模式，便于点对多点通信；
[0048]F、频率源采用VC0/PLL频率合成器，可方便灵活地通过串口设置频点；
[0049]G、工业级产品设计，工作温度范围宽，可适合野外工作；
[0050]H、同时具有串口通讯及开关量1，可直接用于报警遥控等用途；
[0051]1、采用温补频率基准，频率的瞬时及长期稳定度高；
[0052]J、完全独立开发，在使用或客户二次开发的过程中能提供良好的技术支持；
[0053]K、全封闭铝合金外壳，抗干扰能力强；
[0054]L、全SMT组装，工艺先进、可靠性高；
[0055]2.SHTll
[0056]A、SHT11是瑞士 Scnsir1n公司推出的一款数字温湿度传感器芯片。该芯片广泛应用于暖通空调、汽车、消费电子、自动控制等领域。共主要特点如下:
[0057]B、高度集成，将温度感测、湿度感测、信号变换、A/D转换和加热器等功能集成到一个芯片上；
[0058]C、提供二线数字串行接口 SCK和DATA，接口简单，支持CRC传输校验，传输可靠性尚;
[0059]D、测量精度可编程调节，内置A/D转换器(分辨率为8?12位，可以通过对芯片内部寄存器编程米选择)；
[0060]E、测量精确度高，由于同时集成温湿度传感器，可以提供温度补偿的湿度测量值和高质量的露点计算功能；
[0061 ] F、封装尺寸超小(7.62mmX 5.08mmX 2.5mm)，测量和通信结束后，自动转入低功耗模式；
[0062]G、高可靠性，采用CMOSens工艺，测量时可将感测头完全浸于水中。
[0063]实施例2
[0064]如图1所示，一种基于无线传感技术的粮情监测与管理信息系统，包括设置在仓房内的温湿度传感器，所述温湿度传感器通过D2IDL无线通讯将数据传输到无线终端，所述无线终端经测控分机将监测到的数据传输至主机的服务器，将实时温湿度数据上传至服务器，相较早期总线通讯技术具有故障率低、维护简单、施工周期短等特点。
[0065]所述温湿度传感器与无线终端均采用优质航空插头连接，无线终端可以通过非电气连接吸贴在仓房分机处，使得分机数据和主机数据传输不间断。传感电缆如需更换，仅需用备品更换掉故障测温电缆，无需厂家现场服务。[ΟΟ??] 所述温湿度传感器采用了瑞士Sens ir 1n公司推出的SHT11芯片制成的温湿度传感器，它是数字温湿度传感器，能够直接读取被测物的温湿度值，采用D21DL无线通讯传输数据。
[0067]所述服务器内设置有温、湿度检测模块、数据查看模块、图标显示模块、打印报表模块、数据维护模块、基本信息模块、用户管理模块；
[0068]其中温、湿度检测模块只需选中需要测的仓房，点击测温按钮即可完成测温、湿度。
[0069]数据查看模块分为平面查看和立体查看，平面查看是将数据以表格的形式呈现在页面上，立体查看是以三维的模拟立体图更直观的把数据呈现给用户。
[0070]图标显示模块由，整仓均温曲线、三温曲线、温度曲线、湿度曲线，四个组成，更加直观的分析温、湿度数据;每个图都可以选择折线图、或者柱状图。
[0071 ]打印报表模块分单仓打印和多仓连续打印，单仓打印一次只打印一个仓房，多仓连续打印是一次性打印多个仓房的数据。
[0072]数据维护模块有数据备份和恢复，删除等，保障您的数据安全。
[0073]用户管理模块包括用户的增删改和用户的角色，角色权限的分配等，权限划分的十分细致，方便管理用户，采用mysql数据库存取数据。
[0074]所述航空插头采用优质绝缘材料制成，所述优质绝缘材料是由以下重量的材料制成:天然橡胶500g、改性聚丙稀100g、改性木粉30g、蓖麻子錯10g、纳米碳化娃20g、邻苯二甲酸二辛酯10g、聚氨酯80g、聚羟基脂肪酸酯5g、月桂醇聚氧乙烯醚10g、稳定剂50g、硫酸钙120g、戊二醛I Og、丙三醇I Og;该电缆绝缘层绝缘效果好，耐腐蚀，耐挤压，适合粮库使用。
[0075]上述的制备方法如下:
[0076](I)先向天然橡胶中加入改性聚丙烯和纳米碳化硅，混合均匀后于微波频率2450MHz、功率800W下微波处理10分钟，然后加入月桂醇聚氧乙烯醚和戊二醛，继续微波处理10分钟，即得物料I;
[0077](2)向改性木粉中加入蓖麻子蜡和聚羟基脂肪酸酯，加热至90_100°C保温搅拌15分钟，然后加入硫酸钙，继续保温搅拌10分钟，即得物料II;
[0078](3)向物料I中加入物料I1、邻苯二甲酸二辛酯、聚氨酯、稳定剂和丙三醇，混合均匀后加热至60-70°C保温搅拌10分钟，即得混合物料；
[0079](4)将上述混合物料加入挤出机中，经熔融、剪切共混后挤出。
[0080]所述改性木粉是由如下重量的原料制成:木粉100g、陶瓷粉10g、纳米高岭土8g、羧甲基壳聚糖15g、聚乙烯醇10g、凡士林5g、乙醇30g，其制备方法为:先向木粉中加入陶瓷粉，静置30分钟后加热至55-60°C保温搅拌15分钟，待冷却至室温后将纳米高岭土和乙醇加入，混合物于超声频率40kHz、功率100W下超声处理30分钟，再加入聚乙烯醇和凡士林，混合均匀后于微波频率2450MHz、功率800W下微波处理10分钟，然后加入羧甲基壳聚糖，混合均匀后继续微波处理15分钟，随后送入真空干燥机，所得固体经粉碎机粉碎过180目筛制得。经改性处理的木粉性能稳定，原料易得，用于加工电缆绝缘层绝缘效果佳。
[0081]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种基于无线传感技术的粮情监测与管理信息系统，其特征在于，包括设置在仓房内的温湿度传感器，所述温湿度传感器通过D2IDL无线通讯将数据传输到无线终端，所述无线终端经测控分机将监测到的数据传输至主机的服务器，将实时温湿度数据上传至服务器； 所述服务器内设置有温、湿度检测模块、数据查看模块、图标显示模块、打印报表模块、数据维护模块、基本信息模块、用户管理模块； 其中温、湿度检测模块只需选中需要测的仓房，点击测温按钮即可完成测温、湿度； 数据查看模块分为平面查看和立体查看，平面查看是将数据以表格的形式呈现在页面上，立体查看是以三维的模拟立体图更直观的把数据呈现给用户； 图标显示模块由，整仓均温曲线、三温曲线、温度曲线、湿度曲线，四个组成，更加直观的分析温、湿度数据;每个图都可以选择折线图、或者柱状图； 打印报表模块分单仓打印和多仓连续打印，单仓打印一次只打印一个仓房，多仓连续打印是一次性打印多个仓房的数据； 数据维护模块有数据备份和恢复，删除，保障数据安全； 用户管理模块包括用户的增删改和用户的角色，角色权限的分配，权限划分的十分细致，方便管理用户，采用mysql数据库存取数据。2.根据权利要求1所述的基于无线传感技术的粮情监测与管理信息系统，其特征在于，所述温湿度传感器与无线终端均采用航空插头连接，无线终端通过非电气连接吸贴在仓房分机处，使得分机数据和主机数据传输不间断。
【文档编号】G08C17/02GK105894771SQ201610209584
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】曹静, 王 锋, 张俊, 吕存军, 韩小涛, 王志卿
【申请人】安徽聚力机械制造有限公司