粮仓压力感应系统、粮仓储量在线监测及预警系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及粮仓粮食储量实时在线检测领域，具体地说，是涉及国家储备粮仓储量在线监测及预警系统及其压力感应系统。
【背景技术】
[0002]粮食安全是国民经济的基础和社会稳定的保障。粮食安全包括质量安全和数量安全。目前，获取国家粮食储备数量依赖于在全国范围内组织大规模的“清仓查库”工作，主要为抽样统计计算，不仅耗费大量的人力、物力和资金，而且统计周期长(一般为三个月)，准确性存在不足。由于人工监测措施难以做到实时监管，粮食流通企业徇私舞弊等行为时有报道，屡禁不止。粮食数量安全成为人民关注的焦点，更关系到国家长治久安。
[0003]在粮仓储量实时测量技术方面，中国专利申请号为201310039446.0的“一种粮仓仓容实时监测系统”提到，在出粮口埋设压力传感器，用于感应粮堆压力的变化，判断有无粮食及进出粮状态等，只需低精度压力传感器即可，该系统通过在线测量粮堆体积和粮堆容重来计算粮仓储量，虽然具有可远程智能化控制的优点，但却存在以下问题:
[0004]一、粮面高度或体积的测量须基于粮仓地面是平整且未下沉的前提，而在粮食的长期储藏过程中，地面沉降和局部变形是难免的。此外，对于大型平房仓，仓房长度可达80m，基于激光多点测距来精确计算体积难度较大。
[0005]二、根据仓储基本信息(包括周围环境的振动情况，粮食的入仓容重、储存时间、通风时间、仓内温度、湿度和压力传感器的压力值等等)对粮堆入仓容重进行修正，将修正后的容重作为当前粮堆的容重。上述仓储信息中，很多信息诸如周围环境的振动、通风时间和仓内温湿度对于粮食水分、密度等的影响是很难量化的，且这种方式需要粮库保管人员的密切配合，无法防止不法分子弄虚作假。而粮食数量的在线监测最根本的目的是动态监管，确保粮食安全。
[0006]现有技术中，虽然有用于在线检测粮仓储量的专用压力传感器，如申请号为201020143589.8的中国实用新型专利“一种检测粮仓储量的压力传感器”，能够准确测量粮食类颗粒体内部应力，但是，其输出的是模拟信号，在产品造价、压力标定和信号传输方式方面存在不足，且不方便数据的采集和传输，也不方便施工安装。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型所要解决的一技术问题是，针对现有检测粮仓储量的压力传感器存在的上述不足，提供一种粮仓压力感应系统。
[0008]为了实现上述目的，本实用新型的粮仓压力感应系统，包括多个压力传感器，该多个压力传感器间隔布设在粮仓底部，每个压力传感器具有一根输出电缆，该输出电缆垂直到达粮仓侧壁后，在粮仓侧壁使用RS485总线方式，通过一类环形贴墙电缆连接后穿墙与仓外的一数据采集传输设备连接。
[0009]上述的粮仓压力感应系统，其中，每个压力传感器具有敏感元件及信号转换模块，该信号转换模块包括:
[0010]双路振荡器，与该敏感元件相连；
[0011]微控制器，与该双路振荡器连接；
[0012]存储器，与该微控制器相连；以及
[0013]接口芯片，与该微控制器相连。
[0014]上述的粮仓压力感应系统，其中，该信号转换模块还包括一温度传感器，与该微控制器相连。
[0015]本实用新型所要解决的另一技术问题是，提供一种检测方便快速，精度高，可靠性好，造价低，具有优良的长期稳定性和防腐蚀能力，工程实用性更强，适用于粮库的大规模安装和使用的粮仓储量在线监测及预警系统。
[0016]为了实现上述目的，本实用新型的粮仓储量在线监测及预警系统，包括上述的粮仓压力感应系统，数据采集传输设备，以及数据处理系统。数据采集传输设备通过RS485总线及自定义协议与粮仓压力感应系统的每一压力传感器通信。所述数据处理系统包括数据存储模块、控制模块以及展示模块，数据存储模块用于存储与粮仓相关的各类数据，且所述数据存储模块具有一与所述数据采集传输设备连接的外部数据存储模块；控制模块根据选择控制模型的不同，从所述数据存储模块抽取数据进行相关运算；展示模块与所述控制模块连接，将与粮仓相关的各类数据进行展示。
[0017]上述的粮仓储量在线监测及预警系统，其中，所述数据存储模块还包括一存储设定的内部数据的内部数据存储模块。
[0018]上述的粮仓储量在线监测及预警系统，其中，所述展示模块包括数据展示模块以及数值预警模块。数据展示模块展示包括粮仓数据、传感器数据在内的实时数据。数值预警模块显示粮仓内出粮的预警信息。
[0019]上述的粮仓储量在线监测及预警系统，其中，所述展示模块还包括有人机交互模块，该人机交互模块又与所述数据存储模块连接。
[0020]上述的粮仓储量在线监测及预警系统，其中，所述数据处理系统为粮库内网平台。
[0021]上述的粮仓储量在线监测及预警系统，其中，所述数据处理系统为互联网服务器。
[0022]本实用新型的有益功效在于:粮仓压力感应系统数据的采集和传输采用RS485有线传输方式，此方式相对于无线传输方式比，硬件结构简单，成本低，不受粮堆衰减、墙壁屏蔽等的影响，数据传输可靠性高。本实用新型提出的粮仓储粮数量在线监测及预警系统，只需测量一种物理量，即粮堆底部的压力信息，结合仓房尺寸和储粮品种，即可实时计算粮仓储粮重量。粮堆压力仅与粮食重量变化有关，与粮堆的水分、温湿度等无直接关系，也不受粮堆沉降、粮面高度变化和地面沉降等的影响。测量时间可设置为连续测量或定间隔测量，储存期间不需粮库人员维护。借助数据处理系统的设置，可对任意仓房网关发出测量命令，即可得到当前储粮重量。当粮食数量发生突变时仓房网关及时上报，从而实现对国家粮仓储量的动态监管和应急预警。本系统批生产性好，检测方便快速，精度高，可靠性好，造价低，具有优良的长期稳定性和防腐蚀能力，工程实用性更强，适用于粮库的大规模安装和使用。
[0023]以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型的粮仓压力感应系统的结构示意图；
[0025]图2为本实用新型的粮仓储量在线监测及预警系统的结构框图；
[0026]图3为图1中压力传感器的信号转换模块的结构图；
[0027]图4为图2中的数据采集传输设备结构框图；
[0028]图5为图2中的数据处理系统结构框图；
[0029]图6为图2中的数据处理系统的功能框图。
[0030]其中，附图标记
[0031]100—粮仓
[0032]101—穿墙孔
[0033]10—粮仓压力感应系统
[0034]11一压力传感器
[0035]111—输出电缆
[0036]112—信号转换模块
[0037]12—贴墙电缆
[0038]20—数据采集传输设备
[0039]30—数据处理系统
[0040]31 —数据存储模块
[0041]311—内部数据存储模块
[0042]312—外部数据存储模块
[0043]313—缓存模块
[0044]32—控制模块
[0045]33—展示模块
[0046]331 —数据展示模块
[0047]332—数值预警模块
[0048]333—人机交互模块
【具体实施方式】
[0049]下面结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本实用新型的目的、方案及功效，但并非作为本实用新型所附权利要求保护范围的限制。
[0050]参阅图1，如图所示，本实用新型的粮仓压力感应系统10，包括多个压力传感器11，该多个压力传感器11间隔布设在粮仓100底部，每个压力传感器11具有一根输出电缆111，该输出电缆111垂直到达粮仓侧壁后，在粮仓侧壁使用RS485总线方式，通过一类环形贴墙电缆12连接后穿墙(具体来说，是穿过粮仓100上的穿墙孔101)与仓外的一数据采集传输设备20连接，需要说明的是，此处的类环形是指贴墙电缆的布置形式，且贴墙电缆的具体布置形式与粮仓的形状有关，若粮仓为圆仓，贴墙电缆的布置即大致为环形(可视为类环形)；若粮仓为方仓，贴墙电缆即为方形，但仍视为类环形。
[0051]有关压力传感器的具体结构，可以参阅专利号为201020143589.8的中国实用新型专利，本实用新型中的压力传感器与专利号为201020143589.8的中国实用新型专利中的压力传感器的电路原理不同:具体来说，本实用新型的压力传感器11具有信号转换模块112，如图3所示，信号转换模块112包括双路振荡器，微控制器，存储器以及接口芯片。双路振荡器与压力传感器11的敏感元件Cl、C2(此处的敏感元件对应为专利号为201020143589.8的中国实用新型专利中的内电极、外电极)相连；微控制器与该双路振荡