一种基于视觉识别与物联网技术的粮仓监管系统的制作方法

本实用新型涉及粮仓监管技术，尤其涉及一种基于视觉识别与物联网技术的粮仓监管系统。

背景技术：

我国作为一个人口大国对粮食的需求异常庞大，粮食储备是一个国家保证国民经济稳定发展、社会安定和谐的重要一环，我国各地分布着很多粮库，大量粮食在储存、监管过程中都会受到存储环境和人为因素的影响，因此在存储过程中要实时掌握粮仓内物品重量、温度、湿度及二氧化碳等多项指标，来保证粮仓内储粮的品质及安全。

现有的粮仓储存监管方式大多采用人工记录监控的方式，人为记录粮食进出库存数、储存环境信息以及保管条件等，即便装有监控装置，大多也只能作为监控录像使用。针对以上问题而设计的现有的监测系统功能单一、效果不佳、信息采集手段落后、采集的粮仓数据不明确，并且需要耗费大量人力管理，而且管理效率不高、信息采集滞后，无法为科学储粮提供技术支撑和保障。

粮食的质量与品质关乎人类的食品健康问题，所以一定要在根本上杜绝腐质或者有毒害的粮食产生。因此，发明一种适用于储备粮库仓容实时监测系统是十分必要和迫切的。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的监测系统功能单一、效果不佳等问题，本实用新型提供一种基于视觉识别与物联网技术的粮仓监管系统。

一种基于视觉识别与物联网技术的粮仓监管系统，包括位于至少一个粮仓处的数据采集装置以及位于集控中心处的监控平台，数据采集装置与监控平台之间进行有线或无线数据传输，其中：

数据采集装置包括信息汇总模块、第一信号收发模块、供电模块以及至少一个检测模块；检测模块与信息汇总模块连接，用于采集粮仓处环境信息，并将所采集的环境信息传送至信息汇总模块；信息汇总模块与第一信号收发模块连接，用于将检测模块采集的环境信息汇总并发送给第一信号收发模块；第一信号收发模块与监控平台之间进行有线/或无线数据传输，将信号汇总模块汇总后的环境信息传输至监控平台，且收取监控平台下发的控制信息；供电模块为信息汇总模块、检测模块供电；

监控平台包括控制模块、显示模块、报警模块以及第二信号收发模块，第二信号收发模块与控制模块连接，用于接收第一信号收发模块发送的环境信息，并将环境信息发送至控制模块；控制模块用于对环境信息进行分析整理，并与设定值进行比较，若达到预警值或者报警值，则向报警模块发送报警指令，控制报警模块进行报警；显示模块与控制模块连接，用于显示控制模块分析整理后的环境信息，以及数据采集装置的工作状态。

进一步的，检测模块包括温湿度检测单元、粮食重量检测单元以及车辆检测单元，其中：

温湿度检测单元安装在粮仓内，用于检测粮仓内空气的温度以及湿度，并将检测结果发送至信息汇总模块；

粮食重量检测单元安装在粮仓的仓顶，用于检测粮仓内粮食的重量，并将检测结果发送至信息汇总模块；

车辆检测单元安装在粮仓进出口位置，用于检测进/或出粮仓的车辆，并将检测结果发送至信息汇总模块。

进一步的，检测模块还包括粮食湿度检测单元，粮食湿度检测单元安置在粮食中，用于测量粮食内部湿度数据，并将检测数据发送至信息汇总模块。

进一步的，数据采集装置还包括定时模块，定时模块连接在检测模块与供电模块之间，定时模块在设定时间下断开/或保持供电模块与检测模块之间的连接，实现供电模块定时开启或关闭检测模块。

进一步的，粮食重量检测单元包括多个红外距离检测器以及粮食体积建模子单元，粮食体积建模子单元通过多个红外距离检测器的检测结果，建立粮食在粮仓中堆积的体积模型，并将多个红外距离检测器的检测结果以及粮仓中堆积的体积模型发送至信息汇总模块。

进一步的，车辆检测单元包括摄像头与车辆信息分析子单元，摄像头将粮仓出入口处进行实时图像采集，车辆信息分析子单元通过摄像头采集的图像进行车辆信息提取，并将车辆信息以及摄像头采集的图像发送至信息汇总模块。

进一步的，监控平台还包括信息存储模块，信息存储模块与控制模块连接，用于存储粮仓监管系统中所有信息。

进一步的，还包括语音对讲装置，语音对讲装置包括第一语音对讲模块与第二语音对讲模块，第一语音对讲模块位于粮仓处，第二语音对讲模块位于集控中心处，第一语音对讲模块与第二语音对讲模块之间进行有线或无线通讯，实现粮仓处库管人员与集控中心处监控人员之间的通讯。

进一步的，粮仓监管系统还包括门禁装置，门禁装置与监控平台之间进行有线或无线通讯，其中：

门禁装置安装在粮仓处，当控制模块向门禁装置下发控制指令时，门禁装置根据控制指令进行动作。

进一步的，还包括PC端，PC端与监控平台之间进行无线通讯，PC端用于实时查看环境信息，并向监控平台发送控制信号以间接控制数据采集装置。

本实用新型的基于视觉识别与物联网技术的粮仓监管系统，运用检测模块对粮仓内的环境参数进行测量后通过信息汇总模块汇总并通过第一信号收发模块上传至监控中心，监控中心通过对信息的处理分析实时远程检测粮库内粮食的状态，并通过显示模块可以更加直观地显示，报警模块在设定情况下报警提醒，使管理更加高效，更能保证粮食的安全性，同时检测模块的设计增大了数据的准确性与全面性，大大降低了人力成本，增大了监管效率。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本实用新型实施例的一种基于视觉识别与物联网技术的粮仓监管系统模块组成图 (一)；

图2为本实用新型实施例的一种基于视觉识别与物联网技术的粮仓监管系统模块组成图 (二)；

图3为本实用新型实施例的一种基于视觉识别与物联网技术的粮仓监管系统模块组成图 (三)；

图4为本实用新型实施例的一种基于视觉识别与物联网技术的粮仓监管系统模块组成图 (四)；

图5为本实用新型实施例的一种基于视觉识别与物联网技术的粮仓监管系统模块组成图 (五)；

图6为本实用新型实施例的一种基于视觉识别与物联网技术的粮仓监管系统模块组成图(六)；

图7为本实用新型实施例的一种基于视觉识别与物联网技术的粮仓监管系统模块组成图 (七)；

图中：1-数据采集装置、101-信息汇总模块、102-第一信号收发模块、103-供电模块、 104-检测模块、1041-温湿度检测单元、1042-粮食重量检测单元、1043-车辆检测单元、1044- 粮食湿度检测单元、105-定时模块、2-监控平台、201-控制模块、202-显示模块、203-报警模块、204-第二信号收发模块、205-信息存储模块、3-语音对讲装置、301-第一语音对讲模块、302-第二语音对讲模块、4-门禁装置、5-PC端。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。

本实用新型实施例，一种基于视觉识别与物联网技术的粮仓监管系统，如图1所示，包括位于至少一个粮仓处的数据采集装置1以及位于集控中心处的监控平台2，数据采集装置1 与监控平台2之间进行有线和/或无线数据传输，其中：如图2所示，数据采集装置1包括信息汇总模块101、第一信号收发模块102、供电模块103以及至少一个检测模块104；检测模块104与信息汇总模块101连接，用于采集粮仓处环境信息，并将所采集的环境信息传送至信息汇总模块101；信息汇总模块101与第一信号收发模块102连接，用于将检测模块104 采集的环境信息汇总并发送给第一信号收发模块102；第一信号收发模块102与监控平台2 之间进行有线和/或无线数据传输，将信息汇总模块101汇总后的环境信息传输至监控平台2，且收取监控平台2下发的控制信息；供电模块103为信息汇总模块101、检测模块104供电，当第一信号收发模块102选用需单独供电的信号收发产品时，供电模块103也为第一信号收发模块102供电，第一信号收发模块102的选用本实用新型实施例不做限定，本领域技术人员完全可依靠专业知识选用第一信号收发模块102，并解决其供电问题；本实用新型实施例的粮仓监管系统可视具体使用条件进行设计，当粮仓容量较大，需要监管的范围较大，可设置多个检测模块104进行环境信息的采集，如果需要同时监控多个地区的粮仓，则在每个地区的粮仓内设置数据采集装置1即可。本实用新型实施例对数据采集装置1的数量不做具体限定，也对数据采集装置1中的检测模块104的数量不做具体限定。数据采集装置1中的信息汇总模块101其功能在于信息的汇总，将粮仓内的各种环境信息进行汇总并通过第一信号收发模块102进行有线通讯或者无线通讯的方式上传至监控平台2进行进一步分析，实现了现场数据采集、集控中心处远程控制的设计目的。本实用新型实施例的供电模块103用于为其他功能模块供电，不受突然断电断网造成数据丢失从而影响对粮仓的监控，优选的，本实施例的供电模块103选用UPS电源进行供电，能够保证在断电后的一段时间继续为各个功能模块供电，保证监控的顺利进行。

如图3所示，本实用新型实施例的监控平台2包括控制模块201、显示模块202、报警模块203以及第二信号收发模块204，第二信号收发模块204与控制模块201连接，用于接收第一信号收发模块102发送的环境信息，并将环境信息发送至控制模块201；控制模块201 用于对环境信息进行分析整理，并与设定值进行比较，若达到预警值或者报警值，则向报警模块203发送报警指令，控制报警模块203进行报警；显示模块202与控制模块201连接，用于显示控制模块201分析整理后的环境信息，以及数据采集装置1的工作状态。本实用新型实施例采用的控制模块201可为单片机，显示模块202采用液晶显示屏实现即可，报警模块203的功能在于报警提醒，所以采用报警灯或者报警铃声进行提醒均可，此处本实用新型不做具体限定。数据采集装置1中的第一信号收发模块102和监控平台2中的第二信号收发模块204实现数据采集装置1与监控中心的数据的传送，可通过数据线有线连接，例如CAN 有线通讯，还可以采用无线通讯的芯片建立无线连接，本实用新型对具体的无线通讯网络不做限定，以现有技术手段实现即可，即实现数据传输装置与监控平台2之间的数据通讯即可。优选的，本实用新型实施例中的监控平台2还包括信息存储模块205，信息存储模块205与控制模块201连接，用于存储粮仓监管系统中所有信息。信息存储模块205的具体硬件型号本实施例不做限定，用现有技术中能够实现数据存储的硬盘或者芯片均可。将粮仓监管系统中所有信息存储后，便于后期工作人员分析整理或者查看调用。

具体的，如图4所示，本实用新型实施例的检测模块104包括温湿度检测单元1041、粮食重量检测单元1042以及车辆检测单元1043，其中：温湿度检测单元1041安装在粮仓内，用于检测粮仓内空气的温度以及湿度，并将检测结果发送至信息汇总模块101；粮食重量检测单元1042安装在粮仓仓顶，用于检测粮仓内粮食的重量，并将检测结果发送至信息汇总模块101；车辆检测单元1043安装在粮仓入口和/或出口位置，用于检测进和/或出粮仓的车辆，并将检测结果发送至信息汇总模块101，信息汇总模块101通过第一信号收发模块102将检测结果发送给监控平台2，监控平台2中的第二信号收发模块204接收检测结果并发送至控制模块201，控制模块201对检测结果进行分析整理，并与设定值进行比较，若达到预警值或者报警值，则向报警模块203发送报警指令，控制报警模块203进行报警；同时显示模块 202显示控制模块201分析整理后的环境信息，以及数据采集装置1的工作状态等。本实用新型实施例优选的还可增加测量氧气、二氧化碳、磷化氢等浓度的气体传感器，对粮仓内粮食进行更加细化的监测。

本实用新型实施例中的温湿度检测单元1041可选用温湿度传感器进行测量，温湿度传感器测量产生的模拟信号通过A/D转换器转化为数字信号；本实用新型实施例粮食重量检测单元1042原理为通过抽样检测的方式确定粮食的密度值，再通过检测粮食的体积，体积与密度的乘积所得即为粮食的重量，本实用新型实施例中的粮食重量检测单元1042，优选的，包括多个红外距离检测器以及粮食体积建模子单元，粮食体积建模子单元通过多个红外距离检测器的检测结果，建立粮食在粮仓中堆积的体积模型，并将多个红外距离检测器的检测结果以及粮仓中堆积的体积模型发送至信息汇总模块101。具体的，本实用新型实施例的车辆检测单元1043包括摄像头与车辆信息分析子单元，摄像头将粮仓出入口处进行实时图像采集，车辆信息分析子单元通过摄像头采集的图像进行车辆信息提取，并将车辆信息以及摄像头采集的图像发送至信息汇总模块101。同时车辆检测单元1043还能够实现人物检测，其原理与车辆检测原理相同，都进行信息的提取后发送至信息汇总模块101，上传至监控平台2进行进一步对处理分析与显示。本实施例对检测模块104中的温湿度检测单元1041、粮食重量检测单元1042、车辆检测单元1043的具体实现硬件不做限定，因为现有技术中完全可通过已有设备实现本方案公开的温湿度检测、体积检测以及车辆检测等，本实施例也不限定温湿度检测单元1041的具体排布方式，优选的，保证4-10立方米中布置一个温湿度检测单元1041。

具体的，如图4所示，本实施例的检测模块104还包括粮食湿度检测单元1044，粮食湿度检测单元1044安置在粮食堆中，用于测量粮食堆内部湿度数据，并将检测数据发送至信息汇总模块101。本实施例的粮食湿度检测单元1044选用湿度传感器进行测量实现，将湿度传感器安装在粮食堆内进行测量，能够及时检测粮食的含水量，预防粮食堆积时间过久发生霉变。优选的，在粮食运送进入粮仓的传输带上，也设置粮食湿度检测单元1044，用来检测即将运送进入粮仓的粮食湿,粮食湿度检测单元1044的检测结果也发送至信息汇总模块101，并上传至监控平台2，该设计的目的在于从粮食进入粮仓之前就对粮食的湿度进行检测，确保进入粮仓后粮食发生霉变的更能性更低。

具体的，如图5所示，本实用新型实施例中的数据采集装置1还包括定时模块105，定时模块105连接在检测模块104与供电模块103之间，定时模块105在设定时间下断开/或保持供电模块103与检测模块104之间的连接，实现供电模块103定时开启或关闭检测模块104。可以理解的是，图5中设计了三个检测模块104，并不是对本实用新型实施例包含检测模块 104数量的限定。如果检测模块104长时间处于工作中状态，不仅耗电量大，还极大地缩短了使用寿命，增加了监测成本。但如果设计定时模块105使检测模块104在每个时间周期内对粮仓内环境数据进行一次定时检测，既满足了监测要求，还能节约电能、增加检测模块104 的使用寿命以降低监测成本。

具体的，如图6所示，本实施例在以上实施例的基础上还包括语音对讲装置3，语音对讲装置3包括第一语音对讲模块301与第二语音对讲模块302，第一语音对讲模块301位于粮仓处，第二语音对讲模块302位于集控中心处，第一语音对讲模块301与第二语音对讲模块302之间进行有线或无线通讯，实现粮仓处库管人员与集控中心处监控人员之间的通讯。语音对讲装置3实现了库管人员与监控人员之间直接的语音通讯，传达信息更加实时、直接、明确，优选的，第二语音对讲模块302与监控平台2连接，将语音对讲装置3产生的所有语音信息全部上传至监控平台2，并存储在监控平台2中的信息存储模块205。本实施例对语音对讲装置3的具体型号不做限定，选用具有语音信息存储功能的调频对讲机即可，还可选用以4G、5G网络实现通讯。

具体的，如图7所示，在以上实施例的基础上本实施例的粮仓监管系统还包括门禁装置 4，门禁装置4与监控平台2之间进行有线或无线通讯，其中：门禁装置4安装在粮仓处，当本实施例的粮仓监管系统同时监管多个粮仓时，应当在每个粮仓处均设立门禁装置4，当控制模块201向门禁装置4下发控制指令时，门禁装置4根据控制指令进行动作。例如车辆检测单元1043检测到可疑车辆驶入粮仓，则监控平台2控制门禁装置4关闭闸门，同时启动语音提示，待车辆检测单元1043检测到可疑车辆行驶离开粮仓，监控平台2向门禁装置4发送开启闸门的控制指令，闸门开启。本实施例对门禁装置4动作的条件不做具体限定，如发现可疑人员进入粮仓或者粮食重量数据出现异常等，均可作为监控平台2向门禁装置4下发控制指令的条件。

具体的，如图7所示，本实施例的粮仓监管系统还包括PC端5，PC端5与监控平台2 之间进行无线通讯，PC端5用于实时查看环境信息，并向监控平台2发送控制信号以间接控制数据采集装置1。本实施例对PC端5的具体设计不做限定，只需要实现与监控平台2之间的无线通讯即可，优选的，PC端5设有显示器以便于查看环境信息，设有语音模块，便于和监控平台2之间进行语音通讯，供电方式选用电池供电即可。PC端5还可直接与数据采集装置1或者门禁装置4进行直接通讯，本实施例加入PC端5，能够不限制监控人员的位置而对数据采集装置1以及门禁装置4进行远程控制，管理更加高效。

以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。