一种粮仓内外温湿度采集检测装置及其检测方法与流程

本发明涉及粮仓监测技术领域的一种检测装置，具体涉及一种粮仓内外温湿度采集检测装置，还涉及该检测装置的粮仓内外温湿度采集检测方法。

背景技术：

在粮情测控领域，相关部门为了保证所存储粮食的质量，对存储环境非常重视，在贮粮过程中尤其重要的指标是环境温度和湿度，所以需要一种设备对粮仓内外的温湿度进行监测以确保适宜的存储环境。经过调研发现，目前大部分的温湿度监测设备功能良莠不齐，有的仅支持单通道采集，在容积比较大的粮仓内，并不能满足多条测温电缆同时工作；有的只能通过调取历史数据的方法实现数据的采集，不能达到实时采集的目的；还有的产品在设计使用时相对复杂，不能满足易安装、易采集、易检修的要求，所以现场适应能力较差。当环境监测设备不能很好的达到采集数据的目的时，就无法对粮仓内环境进行实时监测，这样所贮藏的粮食质量就无法得到有效保证，势必会影响到相关部门的生产效益，并带来损失。

目前，在国内市场上虽然出现了各种各样的温湿度监测设备，但是由于这些设备普遍存在电缆容易遭雷击、传感器烧毁、操作繁琐、价格昂贵、适用性差等缺点，最重要的是现有的温湿度检测设备测控效率低，单路平均测控时间长，因此，结合粮仓特点，设计一种成本较低、易于操作且防雷击的温湿度采集装置具有十分重要的现实意义。

技术实现要素：

为解决现有的温湿度检测设备测控效率低，单路平均测控时间长的技术问题，本发明提供一种粮仓内外温湿度采集检测装置及其检测方法。

本发明采用以下技术方案实现：一种粮仓内外温湿度采集检测装置，其包括：

多个检测器件；

测控电缆，多个检测器件挂载在所述测控电缆上；

温湿度测控电路，其包括读数据引脚、写数据引脚、上拉驱动引脚、下拉驱动引脚、数据引脚、非反相缓冲线路驱动模块、电流放大模块一、电路保护模块、电流放大模块二；所述读数据引脚与所述非反相缓冲线路驱动模块的输出端相接，所述写数据引脚与所述电路保护模块的输入端相接，所述上拉驱动引脚与所述电流放大模块一的输入端相接，所述下拉驱动引脚与所述电流放大模块二的输入端相接；所述写数据引脚与所述非反相缓冲线路驱动模块的输入端、所述电流放大模块一的输出端、所述电路保护模块的输出端、所述电流放大模块二的输出端相接；所述测控电缆与所述数据引脚相接；以及

处理器，其输入输出端与所述读数据引脚、所述写数据引脚、所述上拉驱动引脚、所述下拉驱动引脚相接；在进行读操作时，所述处理器先打开所述下拉驱动引脚，通过所述电流放大模块二使所述数据引脚输出低电平信号，再关闭所述下拉驱动引脚并打开所述上拉驱动引脚，通过所述电流放大模块一使所述数据引脚输出高电平信号，最后关闭所述上拉驱动引脚，使所述数据引脚产生一个上升沿脉冲至所述检测器件，所述检测器件回复当前数据位状态，所述处理器通过读取所述读数据引脚的状态，回复应答信号，实现数据位读操作；在进行写操作时，所述处理器先打开所述下拉驱动引脚，通过所述电流放大模块二使所述数据引脚输出低电平信号，再关闭所述下拉驱动引脚，最后进行：(1)当写入1时，打开所述上拉驱动引脚，通过所述电流放大模块一使所述数据引脚输出高电平信号，最后关闭所述上拉驱动引脚，使所述数据引脚产生一个上升沿脉冲至所述检测器件；(2)当写入0时，继续打开所述下拉驱动引脚，通过所述电流放大模块二使所述数据引脚持续输出低电平信号，然后关闭所述下拉驱动引脚，最后打开所述上拉驱动引脚，通过所述电流放大模块一使所述数据引脚输出高电平信号，而后关闭所述上拉驱动引脚，所述检测器件回复当前数据位状态，所述处理器通过所述读数据引脚实现数据位写操作。

本发明的处理器通过温湿度测控电路的各个模块和引脚，实现读写分离的机制。在读操作时，处理器通过先打开下拉驱动引脚而后打开上拉驱动引脚，在数据引脚上产生上升脉冲，检测器件回复当前数据位状态，这样处理器通过读取读数据引脚的状态，回复应答信号，实现数据位读操作。在写操作时，处理器先打开下拉驱动引脚而产生低电平信号，而后关闭拉驱动引脚，并根据写入的不同而控制上拉驱动引脚和下拉驱动引脚，产生相应需求的电平信号，最后检测器件回复当前数据位状态，通过读数据引脚实现数据位写操作。由于在测控机制的处理上，采用时分复用方式多路并行采集，针对数据读写进行不同驱动状态的调整，这样提高数据通信的可靠性，提高温湿度测控电路模块带负载能力，缩短单路测控的平均有效时间，提高测控实时效率，解决了现有的温湿度检测设备测控效率低，单路平均测控时间长的技术问题。

作为上述方案的进一步改进，所述检测装置还包括：

隔离保护电路，其设置在所述温湿度测控电路与所述测控电缆之间。

进一步地，所述隔离保护电路包括ds2413芯片；所述ds2413芯片的数据输入引脚与所述温湿度测控电路的数据引脚相接，所述ds2413芯片的接地引脚与所述温湿度测控电路的接地引脚相接；所述处理器通过写入应答信号选择所述ds2413芯片的工作模式，所述ds2413芯片的pioa引脚与所述测控电缆的地线相接；所述测控电缆的数据线与所述温湿度测控电路的数据引脚相接。

作为上述方案的进一步改进，所述检测装置还包括：

通信模块，其用于接收来自一个云服务器下发的配置指令与测控指令；所述处理器通过所述通信模块接入所述云服务器，识别并执行所述云服务器下发的测控指令以进行环境信息采集测控数据；所述处理器根据所述测控数据在线识别所述测控电缆的状态，获取其中至少一个传感器的坏点位置，并通过一个云主机将相应的坏点位置上报给一个远程服务器或直接上传至一个云端。

进一步地，所述通信模块包括有线通信单元和无线通信单元；所述有线通信单元用于供所述处理器与所述云服务器进行有线通信；所述无线通信单元用于供所述处理器与所述云服务器进行无线通信。

作为上述方案的进一步改进，所述检测装置还包括：

电源模块，其用于通过内部稳压器对外部输入电压进行整流稳压以输出直流电压，并通过一个线性稳压器对所述直流电压转换后供给所述温湿度测控电路、所述检测器件，通过一个电源稳压器对所述直流电压转换后供给所述处理器。

作为上述方案的进一步改进，所述检测装置还包括：

编号标识模块，其与所述处理器电性连接，并用于标识所述检测装置的编号。

作为上述方案的进一步改进，所述处理器的测控机制采用时分复用方式多路并行采集，将每一个采集端口所需要执行的任务都建立一个独立的任务线程，每个所述线程都执行一个任务队列中的任务；所述处理器先根据系统整体的负载能力分配每个所述线程的资源，再控制多个所述线程进行同步协调运行，直至所有的所述线程任务队列中的任务都完成，结束本次采集任务，最后将采集数据处理后通过所述通信模块上传至所述云主机或所述云端；所述处理器的数据处理机制为根据所述测控电缆上的检测器件的根层编号进行排序处理，在有所述检测器件对应点定位需求的现场时，利用自定义的两个字段来配置所述检测器件的根层信息数据，采集时根据所述根层信息数据对所述检测器件的位置进行快速定位，并通过数据过滤的方法迅速定位故障点位置和类型；所述处理器根据所述根层编号的连续性，自动增补一个坏点；所述处理器的系统运行机制为独立窗口的看门狗机制，并将测试任务实时备份存储。

进一步地，所述通讯模块设有三线制usart串行通信口与四线制的spi通信口，所述处理器为stm32微处理器，所述非反相缓冲线路驱动模块为74hc1g125gv芯片，所述电流放大模块一、所述电流放大模块二均为ss8050lt1_npn芯片，所述电路保护模块为s9012_sot23芯片。

相较于现有的温湿度检测设备，本发明的粮仓内外温湿度采集检测装置及其检测方法具有以下有益效果：

1、该粮仓内外温湿度采集检测装置，其通过温湿度测控电路的各个模块和引脚，实现读写分离的机制。在读操作时，处理器通过先打开下拉驱动引脚而后打开上拉驱动引脚，在数据引脚上产生上升脉冲，检测器件回复当前数据位状态，这样处理器通过读取读数据引脚的状态，回复应答信号，实现数据位读操作。在写操作时，处理器先打开下拉驱动引脚而产生低电平信号，而后关闭拉驱动引脚，并根据写入的不同而控制上拉驱动引脚和下拉驱动引脚，产生相应需求的电平信号，最后检测器件回复当前数据位状态，通过读数据引脚实现数据位写操作。由于在测控机制的处理上，采用时分复用方式多路并行采集，针对数据读写进行不同驱动状态的调整，这样提高数据通信的可靠性，提高温湿度测控电路模块带负载能力，缩短单路测控的平均有效时间，提高测控实时效率。该装置通过多级驱动放大的方式提高串行数据的传输距离，能够增加单路挂载传感器数目的上限，扩大单路测控电缆覆盖范围，减少测控检测汇聚点，提高数据通信的可靠性，降低了设备成本。

2、该粮仓内外温湿度采集检测装置，其温湿度测控电路与测控电缆之间设计有隔离保护电路，隔离保护电路断开温湿度测控电路和测控线缆的公共地长时间连接，避免测控线缆上传感器持续运行，从而降低损坏率，起到保护测控电缆的作用，能够降低设备在工作异常时烧毁测控电缆的风险。

3、该粮仓内外温湿度采集检测装置，其在测控机制的处理上，摆脱了传统测控单元单线程测控机制，采用时分复用的思想，将每一个采集端口所需要执行的任务都建立一个独立的任务线程，每个线程都执行一个任务队列中的任务，cpu根据系统整体的负载能力分配各个线程资源，控制多个线程同步协调运行，直至所有的线程任务队列中的任务都完成，结束本次采集任务，将采集数据处理后通过接口通信模块上传至云主机或云端。该装置通过运行测控机制的优化处理可以缩短单路测控的平均有效时间，提高测控实时效率。

4、该粮仓内外温湿度采集检测装置，其在采集模块的设计上，兼容实时采集与定时上传两种模式。实时模式下，通过实时响应来自云主机或云服务器的测控指令，进行实时数据采集与上传；定时模式下，定时采集环境数据，存储在本地，响应来自云主机或云服务器的测控指令，立即进行指令回复，时效性更高。实时和定时测温两种方式，可以通过配置指令进行修改确认，以适应不同环境下测控需求。

5、该粮仓内外温湿度采集检测装置，其在数据处理的机制上，可以根据客户需求，对测控电缆里的检测器件根层编号进行排序处理。在有检测器件对应点定位需求的现场，利用用户自定义的两个字段来配置检测器件的根层信息数据，采集时根据根层信息对检测器件的位置进行快速定位，并可以通过数据的过滤的方法迅速定位故障点位置和类型。根据检测器件的根层编号的连续性，自动增补坏点，以保证数据的连续性，当出现坏点时，可以根据上传的坏点位置和数目，实现快速定位与故障解除。

6、该粮仓内外温湿度采集检测装置，其在系统运行机制上，通过独立窗口的看门狗机制，避免设备死机，通过测试任务实时备份存储的方式，保证在设备异常重启时仍能继续执行测控任务。独立窗口的看门狗在系统运行时时刻保持监控状态，可以避免因某个线程卡死而导致系统进入死循环或cpu长期占用状态。同时，系统在运行时实时备份测控任务和当前系统的运行状态，以避免异常重启时系统能够快速恢复工作，保证系统的运行的连续有效性和稳定性能。

7、该粮仓内外温湿度采集检测装置，其用高处理速率的工业级单片机作为核心控制单元，可以有效保证现场测控系统的运算处理速度、抗干扰性以及稳定性；采用模块化设计方案，增强了该装置的通用性、稳定性和可移植性，在实际生产中，可以适用于多样化的温湿度测控环境。

8、该粮仓内外温湿度采集检测方法，其有益效果与上述粮仓内外温湿度采集检测装置的有益效果相同，在此不再做赘述。

附图说明

图1为本发明实施例1的粮仓内外温湿度采集检测装置的总体拓扑结构图。

图2为图1中的粮仓内外温湿度采集检测装置的温湿度测控电路的原理图。

图3为图1中的粮仓内外温湿度采集检测装置的隔离保护电路的拓扑结构图。

图4为图1中的粮仓内外温湿度采集检测装置的隔离保护电路的原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

请参阅图1，本实施例提供了一种粮仓内外温湿度采集检测装置，该装置应用在粮仓内外的温度探测中，所检测到的数据可以传输至后台。其中，该检测装置包括检测器件、测控电缆、温湿度测控电路、处理器、隔离保护电路、通信模块、电源模块以及编号标识模块。这些模块中部分可以集合在一起，单个模块也可以拆分为功能不同的多个单元。

检测器件的数量为多个，检测器件一般采用传感器。检测器件可以采用现有的传感器件，这些检测器件布置在粮仓的内外，能够实时检测出粮仓内外的温度信息和湿度信息。检测器件可以采用温度传感器和湿度传感器，也可以采用一体式的温湿度传感器。其中，多个检测器件挂载在测控电缆上。在本实施例中，测控电缆和相应的检测器件可以组成传感器线缆，例如ds18b20线缆。这样，每根传感器线缆就可以布置在一定区域内，并对该区域进行检测。

请参阅图2，温湿度测控电路设有驱动电路，而驱动电路包括读数据引脚、写数据引脚、上拉驱动引脚、下拉驱动引脚、数据引脚、非反相缓冲线路驱动模块、电流放大模块一、电路保护模块、电流放大模块二。读数据引脚与非反相缓冲线路驱动模块的输出端相接，写数据引脚与电路保护模块的输入端相接，上拉驱动引脚与电流放大模块一的输入端相接，下拉驱动引脚与电流放大模块二的输入端相接。写数据引脚与非反相缓冲线路驱动模块的输入端、电流放大模块一的输出端、电路保护模块的输出端、电流放大模块二的输出端相接。测控电缆与数据引脚相接。

在本实施例中，非反相缓冲线路驱动模块为74hc1g125gv芯片，电流放大模块一、电流放大模块二均为ss8050lt1_npn芯片，电路保护模块为s9012_sot23芯片。wirein1、wirepu1、wirepd1、wireout1这四个引脚分别与处理器的i/o引脚相连，wirein1是读数据引脚，wireout1是写数据引脚，wirepu1上拉驱动引脚，wirepd1下拉驱动引脚。74hc1g125gv芯片提供一种非反相缓冲线路驱动器，作为承担高阻态关断状态；wirepu1上拉引脚，与ss8050lt1_npn芯片相连，把微弱信号放大成辐值较高电信号，起到放大电流作用；wirepd1下拉引脚，同样也与ss8050lt1_npn芯片相连；wireout1输出引脚，与s9012_sot23芯片相连，起到保护电路作用，当1n4148和ss14被反向击穿会产生很高的反向电动势，保护电路中元器件；dp1为数据引脚，与电缆相连，用于写入one-wire指令和读取检测数据。当处理器进行读操作时，首先打开wirepd1，使dp1输出低电平信号，接着关闭wirepd1打开wirepu1，使dp1输出高电平信号，最后关闭wirepu1，从而使总线dp1上产生一个短暂的上升沿脉冲，挂载在此驱动电路下的器件通过one-wire应答机制回复当前数据位状态，处理器通过读取当前wirein1状态，回复应答信号，完成此数据位读操作。当处理器进行写操作时，首先打开wirepd1，使dp1输出低电平信号，接着关闭wirepd1，当写入1时，打开wirepu1，使dp1输出高电平信号，最后关闭wirepu1，从而使总线dp1上产生一个短暂的上升沿脉冲；当写入0时，继续打开wirepd1，使dp1输出较长时间低电平信号，接着关闭wirepd1，最后继续打开wirepu1，使dp1输出高电平信号，接着关闭wirepu1，挂载在此驱动电路下器件通过one-wire应答机制回复当前数据位状态，处理器通过wireout1完成此数据位写操作。

请参阅图3和图4，隔离保护电路设置在温湿度测控电路与测控电缆之间。在本实施例中，隔离保护电路包括ds2413芯片。ds2413芯片的数据输入引脚与温湿度测控电路的数据引脚相接，ds2413芯片的接地引脚与温湿度测控电路的接地引脚相接。处理器通过写入应答信号选择ds2413芯片的工作模式，ds2413芯片的pioa引脚与测控电缆的地线相接。测控电缆的数据线与温湿度测控电路的数据引脚相接。

在本实施例中，其中芯片ds2413的数据输入引脚dp、gnd分别与温湿度测控电路模块的数据输入引脚dp1、gnd进行电性连接，处理器通过写入one-wire应答信号对ds2413进行工作模式的选择，通过pioa引脚输出相应的电平信号。ds2413芯片的pioa引脚与电缆gnd进行电性连接，用于实现采集板gnd与电缆gnd电性连接通断的控制，作为电缆电性连接的硬件开关。测控电缆的data与温湿度测控电路模块的数据输入引脚进行电性连接，当需要进行测控时，处理器通过此端口写入one-wire应答信号，开启测控电缆与温湿度测控电路模块之间的电性连接，接着发送测控指令进行数据采集。采集完成后，处理器通过此端口再次写入one-wire应答信号，断开测控电缆与温湿度测控电路模块之间的电性连接，从而起到保护测控电缆的作用，降低了设备在工作异常时烧毁测控电缆的风险。

通信模块用于接收来自一个云服务器下发的配置指令与测控指令。处理器通过通信模块接入云服务器，识别并执行云服务器下发的测控指令以进行环境信息采集测控数据。处理器根据测控数据在线识别测控电缆的状态，获取其中至少一个传感器的坏点位置，并通过一个云主机将相应的坏点位置上报给一个远程服务器或直接上传至一个云端。其中，通信模块包括静电保护电路、有线通信单元和无线通信单元。有线通信单元用于供处理器与云服务器进行有线通信。无线通信单元用于供处理器与云服务器进行无线通信。无线通信以lora射频模块为例，lora射频模块sx1278通过网关将数据上传给云服务器，有效通信距离可以达到5公里，可以解决现场布线困难问题，同时减少成本。通信模块是云服务器与采集板通信桥梁，包括云服务器下发采集和配置指令和温湿度上传数据。电路设计采用的是平衡驱动器和差分接收器的组合，使抗干扰能力大大增强，并有效的扩展了通信距离和应用范围，具备多点和双向通信能力。其中的静电保护电路设计可以有效防止因产生静电使得传感器内部错乱，导致传感器无法工作，静电保护保证数据的有效、准确性。当然，通信模块的通讯方式还可以是有线485、光纤或无线射频，但不限于上述方式，通过串行口进行接口的转换，兼容多样化的测控场景。通信模块与处理器之间可以通过串行通信方式进行通讯。

在本实施例中，通信模块主要用于本实施例的检测装置与云主机之间的数据交互，接收来自云服务器下发的配置指令与测控指令，上传检测装置的测控数据。通讯模块设有三线制usart串行通信口与四线制的spi通信口，其中三线制的usart串行通信口可以通过现场测控短距离传输的rs232、中长距离的rs485以及原距离的光纤传输，适用于各种低速的测控场景。spi通信口可以通过以太网、光纤、无线通信模块等实现中长距离的高速传输。

电源模块用于通过内部稳压器对外部输入电压进行整流稳压以输出直流电压，并通过一个线性稳压器对直流电压转换后供给温湿度测控电路、检测器件，通过一个电源稳压器对直流电压转换后供给处理器。在本实施例中，电源模块采用直流5v供电，通过稳压器进行对输入电压进行整流、稳压操作，输出直流电压，再经过线性ldo进行转换，输出稳定的直流5v供给于测控设备。通过电源稳压器稳定输出3.3v电压，给微处理器供电，电源模块的电路设计中，输入电容可以有效防止断电后出现电压倒置现象，滤波电容可以起到抑制自激振荡以及稳定输出电压的作用。

编号标识模块与处理器电性连接，并用于标识检测装置的编号。编号标识模块可以便于外部，尤其是云服务器标识检测装置的编号，可以准确地对检测装置的信息进行编码。这样，在粮仓的空间非常大时，检测装置的数量更多时，编号标识模块可以作为检测装置的身份证，使得所检测的数据准确地汇集在后台或云服务器中，以便于进行管理。

处理器输入输出端与读数据引脚、写数据引脚、上拉驱动引脚、下拉驱动引脚相接。其中，处理器为stm32微处理器，由以cortex-m3为内核的stm32系列单片机及外围电路构成，具有高性能、低成本和低功耗的特点，适用于现场环境数据采集与处理、数据通信与设备调控。

在进行读操作时，处理器先打开下拉驱动引脚，通过电流放大模块二使数据引脚输出低电平信号，再关闭下拉驱动引脚并打开上拉驱动引脚，通过电流放大模块一使数据引脚输出高电平信号，最后关闭上拉驱动引脚，使数据引脚产生一个上升沿脉冲至检测器件，检测器件回复当前数据位状态，处理器通过读取读数据引脚的状态，回复应答信号，实现数据位读操作。

在进行写操作时，处理器先打开下拉驱动引脚，通过电流放大模块二使数据引脚输出低电平信号，再关闭下拉驱动引脚，最后进行：(1)当写入1时，打开上拉驱动引脚，通过电流放大模块一使数据引脚输出高电平信号，最后关闭上拉驱动引脚，使数据引脚产生一个上升沿脉冲至检测器件。(2)当写入0时，继续打开下拉驱动引脚，通过电流放大模块二使数据引脚持续输出低电平信号，然后关闭下拉驱动引脚，最后打开上拉驱动引脚，通过电流放大模块一使数据引脚输出高电平信号，而后关闭上拉驱动引脚，检测器件回复当前数据位状态，处理器通过读数据引脚实现数据位写操作。

为了提高本实例测控装置工作效率，在测控机制、采集模式、数据处理方法和系统运行机制上进行了优化设计，使得本实例检测装置的软硬件协调运行，提高该装置整体的工作效率。本实施例的测控装置在测控机制的处理上，摆脱了传统测控单元单线程测控机制，处理器的测控机制采用时分复用方式多路并行采集，将每一个采集端口所需要执行的任务都建立一个独立的任务线程，每个线程都执行一个任务队列中的任务。处理器先根据系统整体的负载能力分配每个线程的资源，再控制多个线程进行同步协调运行，直至所有的线程任务队列中的任务都完成，结束本次采集任务，最后将采集数据处理后通过通信模块上传至云主机或云端。通过运行测控机制的优化处理可以缩短单路测控的平均有效时间，提高测控实时效率。

本实施例的检测装置在采集模块的设计上，兼容实时采集与定时上传两种模式。实时模式下，通过实时响应来自云主机或云服务器的测控指令，进行实时数据采集与上传。定时模式下，定时采集环境数据，存储在本地，响应来自云主机或云服务器的测控指令，立即进行指令回复，时效性更高。实时和定时测温两种方式，可以通过配置指令进行修改确认，以适应不同环境下测控需求。

处理器的数据处理机制为根据测控电缆上的检测器件的根层编号进行排序处理，在有检测器件对应点定位需求的现场时，利用自定义的两个字段来配置检测器件的根层信息数据，采集时根据根层信息数据对检测器件的位置进行快速定位，并通过数据过滤的方法迅速定位故障点位置和类型。处理器根据根层编号的连续性，自动增补一个坏点。以传统测温的ds18b20温度传感器为例，在有传感器对应点定位需求的现场，利用用户自定义的两个字段来配置传感器的根层信息数据，采集时根据根层信息对传感器的位置进行快速定位，并可以通过数据的过滤的方法迅速定位故障点位置和类型。根据根层编号的连续性，自动增补坏点，以保证数据的连续性，当出现坏点时，可以根据上传的坏点位置和数目，实现快速定位与故障解除。

处理器的系统运行机制为独立窗口的看门狗机制，并将测试任务实时备份存储。这样可以避免设备死机，通过测试任务实时备份存储的方式，保证在设备异常重启时仍能继续执行测控任务。独立窗口的看门狗在系统运行时时刻保持监控状态，可以避免因某个线程卡死而导致系统进入死循环或cpu长期占用状态。同时，系统在运行时实时备份测控任务和当前系统的运行状态，以避免异常重启时系统能够快速恢复工作，保证系统的运行的连续有效性和稳定性能。

综上所述，本实施例的粮仓内外温湿度采集检测装置具有以下优点：

1、该粮仓内外温湿度采集检测装置，其通过温湿度测控电路的各个模块和引脚，实现读写分离的机制。在读操作时，处理器通过先打开下拉驱动引脚而后打开上拉驱动引脚，在数据引脚上产生上升脉冲，检测器件回复当前数据位状态，这样处理器通过读取读数据引脚的状态，回复应答信号，实现数据位读操作。在写操作时，处理器先打开下拉驱动引脚而产生低电平信号，而后关闭拉驱动引脚，并根据写入的不同而控制上拉驱动引脚和下拉驱动引脚，产生相应需求的电平信号，最后检测器件回复当前数据位状态，通过读数据引脚实现数据位写操作。由于在测控机制的处理上，采用时分复用方式多路并行采集，针对数据读写进行不同驱动状态的调整，这样提高数据通信的可靠性，提高温湿度测控电路模块带负载能力，缩短单路测控的平均有效时间，提高测控实时效率。该装置通过多级驱动放大的方式提高串行数据的传输距离，能够增加单路挂载传感器数目的上限，扩大单路测控电缆覆盖范围，减少测控检测汇聚点，提高数据通信的可靠性，降低了设备成本。

2、该粮仓内外温湿度采集检测装置，其温湿度测控电路与测控电缆之间设计有隔离保护电路，隔离保护电路断开温湿度测控电路和测控线缆的公共地长时间连接，避免测控线缆上传感器持续运行，从而降低损坏率，起到保护测控电缆的作用，能够降低设备在工作异常时烧毁测控电缆的风险。

3、该粮仓内外温湿度采集检测装置，其在测控机制的处理上，摆脱了传统测控单元单线程测控机制，采用时分复用的思想，将每一个采集端口所需要执行的任务都建立一个独立的任务线程，每个线程都执行一个任务队列中的任务，cpu根据系统整体的负载能力分配各个线程资源，控制多个线程同步协调运行，直至所有的线程任务队列中的任务都完成，结束本次采集任务，将采集数据处理后通过接口通信模块上传至云主机或云端。该装置通过运行测控机制的优化处理可以缩短单路测控的平均有效时间，提高测控实时效率。

4、该粮仓内外温湿度采集检测装置，其在采集模块的设计上，兼容实时采集与定时上传两种模式。实时模式下，通过实时响应来自云主机或云服务器的测控指令，进行实时数据采集与上传；定时模式下，定时采集环境数据，存储在本地，响应来自云主机或云服务器的测控指令，立即进行指令回复，时效性更高。实时和定时测温两种方式，可以通过配置指令进行修改确认，以适应不同环境下测控需求。

5、该粮仓内外温湿度采集检测装置，其在数据处理的机制上，可以根据客户需求，对测控电缆里的检测器件根层编号进行排序处理。在有检测器件对应点定位需求的现场，利用用户自定义的两个字段来配置检测器件的根层信息数据，采集时根据根层信息对检测器件的位置进行快速定位，并可以通过数据的过滤的方法迅速定位故障点位置和类型。根据检测器件的根层编号的连续性，自动增补坏点，以保证数据的连续性，当出现坏点时，可以根据上传的坏点位置和数目，实现快速定位与故障解除。

6、该粮仓内外温湿度采集检测装置，其在系统运行机制上，通过独立窗口的看门狗机制，避免设备死机，通过测试任务实时备份存储的方式，保证在设备异常重启时仍能继续执行测控任务。独立窗口的看门狗在系统运行时时刻保持监控状态，可以避免因某个线程卡死而导致系统进入死循环或cpu长期占用状态。同时，系统在运行时实时备份测控任务和当前系统的运行状态，以避免异常重启时系统能够快速恢复工作，保证系统的运行的连续有效性和稳定性能。

7、该粮仓内外温湿度采集检测装置，其用高处理速率的工业级单片机作为核心控制单元，可以有效保证现场测控系统的运算处理速度、抗干扰性以及稳定性；采用模块化设计方案，增强了该装置的通用性、稳定性和可移植性，在实际生产中，可以适用于多样化的温湿度测控环境。

实施例2

本实施例提供了一种粮仓内外温湿度采集检测方法，该方法应用于实施例1中的粮仓内外温湿度采集检测装置中。其中，该检测方法包括以下步骤：

在进行读操作时，先打开下拉驱动引脚，通过电流放大模块二使数据引脚输出低电平信号，再关闭下拉驱动引脚并打开上拉驱动引脚，通过电流放大模块一使数据引脚输出高电平信号，最后关闭上拉驱动引脚，使数据引脚产生一个上升沿脉冲至检测器件，检测器件回复当前数据位状态，处理器通过读取读数据引脚的状态，回复应答信号，实现数据位读操作；

在进行写操作时，先打开下拉驱动引脚，通过电流放大模块二使数据引脚输出低电平信号，再关闭下拉驱动引脚，最后进行：(1)当写入1时，打开上拉驱动引脚，通过电流放大模块一使数据引脚输出高电平信号，最后关闭上拉驱动引脚，使数据引脚产生一个上升沿脉冲至检测器件；(2)当写入0时，继续打开下拉驱动引脚，通过电流放大模块二使数据引脚持续输出低电平信号，然后关闭下拉驱动引脚，最后打开上拉驱动引脚，通过电流放大模块一使数据引脚输出高电平信号，而后关闭上拉驱动引脚，检测器件回复当前数据位状态，通过读数据引脚实现数据位写操作。

实施例3

本实施例提供一种计算机终端，其包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序。处理器执行程序时实现实施例2的粮仓内外温湿度采集检测方法的步骤。实施例2的方法在应用时，可以软件的形式进行应用，如设计成独立运行的程序，安装在计算机终端上，计算机终端可以是电脑、智能手机、控制系统以及其他物联网设备等。实施例2的方法也可以设计成嵌入式运行的程序，安装在计算机终端上，如安装在单片机上。

实施例4

本实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序。程序被处理器执行时，实现实施例2的粮仓内外温湿度采集检测方法的步骤。实施例2的方法在应用时，可以软件的形式进行应用，如设计成计算机可读存储介质可独立运行的程序，计算机可读存储介质可以是u盘，设计成u盾，通过u盘设计成通过外在触发启动整个方法的程序。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。