专利名称：粮情预测系统、粮情控制系统及粮堆安全状态判别方法
技术领域：
本发明涉及粮食仓储安全理论方法与工程控制应用技术，特别是关于一种新型的粮情预测系统、粮情控制系统以及粮堆安全状态的判别方法。。
背景技术：
粮食是重要的农产品，是关系到国计民生的重要资源。为保障我国粮食安全，自 1998年以来新建了大量的大型储备粮库，因此，对储备粮质量安全保障提出了重大的需求。 目前，国内外监测粮情的普遍方法是在粮仓中粮堆内部安装温度传感器，通过监测粮堆的温度，评判粮食质量安全状况。国外粮食储藏周期一般为3至6个月，由于储藏周期短，大多采用人工经验判断了解储粮安全状态。然而，我国的储备粮仓数量众多，单仓储粮量大， 通常单仓容量都达到5千吨以上，储备时间长，一般为几年，例如小麦的储藏周期为3年，储藏环境也因地域不同具有多样性。因此，在粮堆内部需要安装大量的温度传感器监测粮堆的温度，，靠人工判断分析大量粮温数据的方法，并不适用于我国的储粮质量控制。此外，采用人工分析的监测粮堆温度的方法，需要经验丰富的管理人员，否则会导致粮情误报、错报、粮温调控过程中采用通风、冷却以及防治措施的盲目性，影响粮食仓储过程质量控制的效果。例如一般情况下，粮堆质量监控采用最高温度控制的方法，即，预先设定一个较高温度作为报警的阈值，当粮仓温度达到或超过该阈值时，进行报警。这种方法可能带来的问题是存在漏报警的可能，当温度达到阈值温度的时候，粮堆中部分粮食可能已经变质，或者粮食整体质量状况已经非常紧急。为克服这样的问题，目前采用的补救方法是根据经验将报警阈值设置的较低，以方便粮仓管理人员提前采取防范措施。这样虽然能够起到提前警示的作用，但是同时也增加了不必要的误报警。这些方法虽然可以在一定程度上保证粮堆质量安全，但是由于多是经验手段，难以达到提前预防的目的，防治的盲目性较高。因此需要一种能够通过检测粮堆的温度对粮仓的粮情精确报警的粮情警报系统， 以解决我国大型粮仓中储粮质量控制问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种预报准确、预报速度快的智能粮情预测系统，以克服现有的粮情检测系统在粮情智能预测与分析、预警等方面的不足。本发明的又一目的在于，提供一种粮情控制系统，能够根据实时粮情状况自动给出干预措施的建议，并及时有效的对粮仓采取通风、冷却、干燥等措施。本发明的再一目的在于，提供一种快速准确预判粮堆安全状态的方法，以克服防治的盲目性。为达到上述目的，本发明采用如下技术手段
一种粮情预测系统，包括多个温度传感器、存储单元、分析单元和报警单元，其中，温度传感器用于检测粮堆内各个位置的温度；存储单元用于存储包括每个温度传感器的检测位置、当前检测时间、当前检测温度以及前次检测时间和前次检测温度的数据；分析单元包括计算模块和温度变化率比较模块；计算模块用于计算每一检测位置的实际温度变化率、 预测温度、预测温度变化率以及实际温度变化率与预测温
度变化率之间的温度变化率差；温度变化率比较模块用于比较每一检测位置的温度变化率差和该检测位置的温度变化率差阈值，当所述温度变化率差大于等于所述温度变化率差阈值时，分析单元发出不安全状态信息。分析单元还包括温度比较模块，温度比较模块用于比较每一检测位置的当前检测温度值与温度阈值，当所述当前检测温度大于等于温度阈值时，分析单元发出不安全状态 信息ο报警单元收到分析单元发出的所述不安全状态信息时进行报警。预测温度的计算公式为
权利要求
1.一种粮情预测系统，其特征在于，包括多个温度传感器、存储单元、分析单元和报警单元，其中，温度传感器用于检测粮堆内各个位置的温度；存储单元用于存储包括每个温度传感器的检测位置、当前检测时间、当前检测温度以及前次检测时间和前次检测温度的数据；分析单元包括计算模块和温度变化率比较模块；计算模块用于计算每一检测位置的实际温度变化率、预测温度、预测温度变化率以及实际温度变化率与预测温度变化率之间的温度变化率差；温度变化率比较模块用于比较每一检测位置的温度变化率差和该检测位置的温度变化率差阈值，当所述温度变化率差大于等于所述温度变化率差阈值时，分析单元发出不安全状态信息。
2.根据权利要求1所述的粮情预测系统，其特征在于分析单元还包括温度比较模块， 温度比较模块用于比较每一检测位置的当前检测温度值与温度阈值，当所述当前检测温度大于等于温度阈值时，分析单元发出不安全状态信息。
3.根据权利要求1或2所述的粮情预测系统，其特征在于报警单元收到分析单元发出的所述不安全状态信息时进行报警。
4.根据权利要求3所述的粮情预测系统，其特征在于预测温度的计算公式为
5.根据权利要求4所述的粮情预测系统，其特征在于预测温度变化率的计算公式
6.根据权利要求5所述的粮情预测系统，其特征在于所述温度变化率差阈值与检测位置和/或粮仓环境温度有关，取值范围为0. 2^0. 8°C /天。
7.根据权利要求6所述的粮情预测系统，其特征在于所述温度传感器的温度检测频率为至少1次/天。
8.根据权利要求2所述的粮情预测系统，其特征在于所述温度阈值与粮仓环境温度、 检测位置和/或当前储藏粮食的水分有关，取值范围为0-35°C。
9.一种包括权利要求1所述的粮情预测系统的粮情控制系统，其特征在于所述系统进一步包括控制单元，所述控制单元接收所述不安全状态信息以及所述的每个温度传感器的检测位置、检测时间和该检测时间的检测温度的数据，并控制通风装置，冷却装置和干燥装置中的一种或多种工作。
10.一种粮堆安全状态判别方法，其特征在于包括以下步骤检测粮堆中多个检测位置的温度；计算每一检测位置的实际温度变化率；计算每一检测位置的预测温度，并计算该检测位置的预测温度变化率； 将每一检测位置的实际温度变化率与预测温度变化率的数据值相减，得到温度变化率差；比较每一检测位置的温度变化率差和该检测位置的温度变化率差阈值，当温度变化率差大于等于所述温度变化率差阈值时，发出不安全状态信息。
全文摘要
一种粮情预测系统包括多个温度传感器、存储单元、分析单元和报警单元，温度传感器检测粮堆内各个位置的温度；存储单元存储当前及历史检测数据；分析单元包括计算模块和温度变化率比较模块；计算模块计算每一检测位置的实际温度变化率、预测温度、预测温度变化率以及实际温度变化率与预测温度变化率之间的温度变化率差值；温度变化率比较模块，比较每一检测位置的温度变化率差和该检测位置的温度变化率差阈值；分析单元还包括温度比较模块，比较每一检测位置的当前实际检测温度值与温度阈值；将温度变化率差是否大于等于该检测位置的温度变化率差阈值及当前实际检测温度值是否大于等于温度阈值作为报警条件，进行报警。
文档编号G01K7/18GK102156007SQ20111003763
公开日2011年8月17日 申请日期2011年2月14日 优先权日2011年2月14日
发明者吴子丹, 曹阳, 赵会义 申请人:国家粮食局科学研究院