一种粮库智能化管理装置的制作方法

本发明属于物联网技术领域，具体涉及一种粮库智能化管理装置。

背景技术：

传统的粮库环境监测，由粮站工作人员将安装有测量设备的长杆，插入粮堆中，以监测不同位置、不同高度的环境数据，根据测量的数据判断粮食是否有虫害、发酵或者发霉现象，此方法需要耗费大量的人力、物力和财力，并且无法随时随刻测量环境数据。随着电子技术的发展，自动化程度的提高，有些粮库采用有线控制方式，通过在粮库不同位置安装环境监测装置，自动监测粮库环境，但这种有线控制方式需要布线，不但增加了布线成本，还造成了监测局限性，电线也易遭到鼠虫的破坏。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种粮库智能化管理装置，可以对粮食出入库过程进行引导、控制和监管，在扦样、称重、出入仓环节能通过射频技术快速识别，并通过集成多种传感器，及时了解各粮仓的粮食存储、粮情、气体浓度、粮仓操作安全，并根据实时监测的数据。

技术方案：本发明所述的一种粮库智能化管理装置，包括粮食出入库管理装置，粮食仓储管理装置和安防监控装置：

所述粮食出入库管理装置包括控制器，所述控制器分别连接有出入口数据采集模块、粮食质检模块、无线传输模块和扦样机，所述出入口数据采集模块通过对出入口车辆和人员进行数据采集，所述的扦样机通过伸缩式调节旋臂与控制器连接，通过控制器控制扦样机进行扦样动作，所述的粮食质检模块对扦样机抽取的粮食进行质量检测，并将检测后的数据通过无线传输模块传输至上位机；

所述的粮食仓储管理装置包括控制器，所述控制器分别连接有传感器模块、报警模块和调节设备，所述的传感器模块包括温湿度传感模块、虫害传感模块、气体传感模块、粮食质检模块，所述温湿度传感模块、虫害传感模块、气体传感模块、粮食质检模块均通过无线传输模块与控制器通讯连接；所述的报警模块当传感器模块监测的粮食数据超出限定值时报警，并通过调节设备进行适应性调节；

所述的安防监控装置包括视频监控、电子围栏、周界报警安保装置，对粮库周界环境和仓内储粮情况进行实时监视，能便捷获知粮仓现场状况，及时做出判断。

进一步的，所述数据采集模块的采集的数据包括进出车辆信息、地磅称重数据、二代身份证数据和二维码数据。

进一步的，所述无线传输模块均采用zigbee无线传输模块。

进一步的，所述粮食质检模块包括粮食质检仪，通过粮食质检仪对粮食的水分、出糙率、霉变进行检查。

进一步的，所述温湿度传感模块采用数字式测量传感器；测温范围：-45℃─+85℃，测温精度及误差：分辨率0.1℃,误差±0.5℃；测湿范围：相对湿度0-99%；测湿精度及误差：分辨率0.1%，误差±3%。

进一步的，所述虫害传感模块由800～1800nm近红外高光谱成像系统和数据分析系统组成，通过监测虫害密度，分析虫害危害等级并传输数据。

进一步的，所述气体传感模块由二氧化碳、氧气、磷化氢、硫化氢检测红外模式和电化学原理的传感器和数据转换网关组成，实时检测气体浓度变化并传输数据。

进一步的，所述调节设备包括通风、降温、除湿设备。

有益效果：本发明综合使用射频等技术，对粮食出入库过程进行引导、控制和监管，在扦样、称重、出入仓环节能通过射频技术快速识别车辆身份,地磅自动称重，实现作业过程自动化，保证系统数据真实准确。系统直接采集到地磅数据、二代身份证数据、二维码数据，大大降低工作量，提高工作效率，同时提高工作准确率。通过集成温湿传感器、氧气、二氧化碳、磷化氢监测传感器、虫情监测传感器等多种物联网设备，及时了解各粮仓的粮食存储、粮情、气体浓度、粮仓操作安全，并根据实时监测的数据，安排对粮仓进行高效、节能、安全、绿色地通风，冷却，熏蒸与入库操作等，确保粮食存储安全。同时针对气体可以实现仓外主机报警，后台系统发送短信报警。安防监控系统对粮库周界环境和仓内储粮情况进行实时监视，能便捷获知粮仓现场状况，及时做出判断，弥补原工作中直观性不强的弱点。

附图说明

图1为本发明粮食出入库管理装置结构原理示意图；

图2为本发明粮食仓储管理装置结构原理示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示的一种粮库智能化管理装置，包括粮食出入库管理装置，粮食仓储管理装置和安防监控装置：

如图1所示，所述粮食出入库管理装置包括控制器，所述控制器分别连接有出入口数据采集模块、粮食质检模块、无线传输模块和扦样机，所述出入口数据采集模块通过对出入口车辆和人员进行数据采集，所述的扦样机通过伸缩式调节旋臂与控制器连接，通过控制器控制扦样机进行扦样动作，所述的粮食质检模块对扦样机抽取的粮食进行质量检测，并将检测后的数据通过无线传输模块传输至上位机。

其中，数据采集模块的采集的数据包括进出车辆信息、地磅称重数据、二代身份证数据和二维码数据，大大降低工作量，提高工作效率，同时提高工作准确率。

农户卖粮时首先通过基于rfid和蓝牙4.0技术的报港系统进行自动报港登记，然后经过粮食出入库管理装置进行粮食自动扦样和质检，判断质检信息是否合格，自动进行相应的流程操作。

如图2所示，所述的粮食仓储管理装置包括控制器，所述控制器分别连接有传感器模块、报警模块和调节设备，所述的传感器模块包括温湿度传感模块、虫害传感模块、气体传感模块、粮食质检模块，所述温湿度传感模块、虫害传感模块、气体传感模块、粮食质检模块均通过无线传输模块与控制器通讯连接；所述的报警模块当传感器模块监测的粮食数据超出限定值时报警，并通过调节设备进行适应性调节。

传感器包括了温湿度传感模块、虫害传感模块、气体传感模块、粮食质检模块。其中，虫害传感模块由800～1800nm近红外高光谱成像系统和数据分析系统组成，通过监测虫害密度，分析虫害危害等级并传输数据。气体传感模块由二氧化碳、氧气、磷化氢、硫化氢检测等红外模式和电化学原理的传感器和数据转换网关组成，实时检测气体浓度变化并传输数据。自动粮食质检模块有粮食质检仪和总动控制系统组成，定时自动检测粮食水分、出糙率、霉变等信息，记录数据并传输至上位机进行数据分析。

各传感器之间通过zigbee无线传输模块连接，zigbee是一种双向无线通讯技术,可工作在2.14ghz(全球流行)、868mhz(欧洲流行)和915mhz(美国流行)3个频段上,分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率,其传输距离在10-75m的范围内,但可以继续增加。作为一种无线通信技术，zigbee技术具有如下特点：

1）低功耗：由于zigbee的传输速率低，发射功率仅为1mw，且采用了休眠模式，功耗低，因此该设备非常省电。据估算，仅靠两节5号电池就可以维持长达6个月到2年左右的使用时间，这是其它无线设备望尘莫及的。

2）成本低：由于该模块的复杂度低，zigbee协议免专利，且所使用的频段无需付费，故成本较低。

3）时延短：通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短,典型的搜索设备时延为30ms，休眠激活的时延是15ms，活动设备信道接入的时延为15ms。因此zigbee技术适用于对时延要求苛刻的无线控制（如工业控制场合等）应用。

4）网络容量大：一个星型结构的zigbee网络最多可容纳一个主设备和254个从设备和，一个区域内可以同时存在最多100个zigbee网络，且网络组成灵活。

5）可靠：采取了碰撞避免策略，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避开了发送数据的竞争和冲突。mac层采用了完全确认的数据传输模式，每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。若传输过程中出现问题可以重发。

6）安全：zigbee提供了基于循环冗余校验（crc）的数据包完整性检查功能，支持鉴权和认证，采用了aes-128的加密算法，各应用可灵活地确定其安全属性。

温湿度传感模块

采用高精度、高灵敏度的温湿度传感器和数据转换网关对粮食温度、湿度进行实时监测和数据传输。温湿度传感器：类型：数字式传感器；测温范围：-45℃─+85℃；测温精度及误差：分辨率0.1℃,误差±0.5℃；测湿范围：相对湿度0-99%；测湿精度及误差：分辨率0.1%，误差±3%。

虫害传感模块

近红外光谱区与有机分子中含氢基团（o-h、n-h、c-h）振动的合频和各级倍频的吸收区一致，通过扫描样品的近红外光谱，可以得到样品中有机分子含氢基团的特征信息，而且利用近红外光谱技术分析样品具有方便、快速、高效、准确和成本较低，不破坏样品，不消耗化学试剂，不污染环境等优点，因此该技术受到越来越多人的青睐。虫害传感模块由近红外高光谱成像系统和数据分析系统组成，通过监测虫害密度，分析虫害危害等级并传输数据。

气体传感模块

气体传感模块由二氧化碳、氧气、磷化氢、硫化氢检测传感器和数据转换网关组成，实时检测气体浓度变化并传输数据。二氧化碳传感器：测量范围：0-5000ppm；分辨率：0.1ppm精度;1%f；4-20ma信号输出；国际标准m0dbus通讯协议；输入电压dc24v；原装进口红外传感器。磷化氢传感器：测量范围：0-1000ppm；分辨率：0.1ppm精度;1%f；4-20ma信号输出；国际标准m0dbus通讯协议；输入电压dc24v；原装进口电化学传感器。

氧气传感器：测量范围：0-30%vol；分辨率：0.01%vol精度;1%f；4-20ma信号输出；国际标准m0dbus通讯协议；输入电压dc24v；原装进口电化学传感器。

粮食质检模块

粮食质检模块有粮食质检仪和总动控制系统组成，定时自动检测粮食水分、出糙率、霉变等信息，记录数据并传输。

该系统主要是通过对粮食仓储保管过程实施监控，通过集成温湿传感器、氧气、二氧化碳、磷化氢监测传感器、虫情监测传感器等多种物联网设备，及时了解各粮仓的粮食存储、粮情、气体浓度、粮仓操作安全，并根据实时监测的数据，安排对粮仓进行高效、节能、安全、绿色地通风，冷却，熏蒸与入库操作等，确保粮食存储安全。同时针对气体可以实现仓外主机报警，后台系统发送短信报警。

安防监控系统结合视频监控、电子围栏、周界报警等安保系统，对粮库周界环境和仓内储粮情况进行实时监视，能便捷获知粮仓现场状况，及时做出判断，弥补原工作中直观性不强的弱点。其次，有利于储粮实况的技术数据收集，便于防止意外事故发生。

本发明综合使用射频等技术，对粮食出入库过程进行引导、控制和监管，在扦样、称重、出入仓环节能通过射频技术快速识别车辆身份,地磅自动称重，实现作业过程自动化，保证系统数据真实准确。系统直接采集到地磅数据、二代身份证数据、二维码数据，大大降低工作量，提高工作效率，同时提高工作准确率。通过集成温湿传感器、氧气、二氧化碳、磷化氢监测传感器、虫情监测传感器等多种物联网设备，及时了解各粮仓的粮食存储、粮情、气体浓度、粮仓操作安全，并根据实时监测的数据，安排对粮仓进行高效、节能、安全、绿色地通风，冷却，熏蒸与入库操作等，确保粮食存储安全。同时针对气体可以实现仓外主机报警，后台系统发送短信报警。安防监控系统对粮库周界环境和仓内储粮情况进行实时监视，能便捷获知粮仓现场状况，及时做出判断，弥补原工作中直观性不强的弱点。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。