CN105575080A - 一种对粮仓进行无线监控的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对粮仓进行无线监控的方法，步骤如下：建立通讯连接；现场信号检测；信号采集与处理；信号无线远程传输；信息显示、分析及控制命令发送；参数超限报警；现场设备控制和管理。本发明利用布设在粮仓内的各种不同功能的传感器节点采集各类粮情参数,并将检测到的信号经GPRS模块实时传输到控制终端，对异常情况进行预测和报警,并根据预置控制策略自动控制通风保粮设备的运行,确保粮食安全；方法简单，使用方便，有效解决了现有粮仓监控系统维护成本高、系统可扩展性和移动性能差、抗干扰性能差、传输数据易丢失等问题。

Description

一种对粮仓进行无线监控的方法

技术领域

本发明涉及一种监控方法，尤其是涉及一种对粮仓进行无线监控的方法。

背景技术

粮食人类赖以生存的必需品，每年都有大量的新粮收获也有部分陈粮积压，如果储存不当造成大量的粮食浪费，那么会造成了巨大的经济损失，粮食安全至关重要。粮食在存储过程中的安危主要表现在粮食的温度和水分的变化，一旦粮食受潮，其新陈代谢加快而产生呼吸热，局部粮食温度升高，使粮食发生霉烂变质，只要监测粮食的温度和湿度的变化，就可以掌握粮食的情况。因此，粮食的安全储藏一直是困扰粮食管理单位的重大问题，改善粮食仓储条件，提高粮食仓储技术水平，促进粮食仓储科技进步势在必行。以往采取的措施是用人工的办法对粮食进行晾晒，通风，喷洒药剂防止因存储不当引起的虫害，消耗了大量的人力和财力，然而效果不佳，发霉变质等现象仍然存在。

随着电子技术和计算机技术的发展，目前普遍采用电子和计算机对粮情监控和管理，但是仍然有很多不尽人意的问题，比如有线接入维护成本高、系统可扩展性和移动性能差、抗干扰性能差、传输数据易丢失等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于GPRS的粮仓无线监控方法，能够对粮仓进行长期持续性的环境检测与实时监控。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种对粮仓进行无线监控的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一，建立通讯连接：布设在粮仓内的若干个测控分机与信号汇聚单元通过无线传感网络建立无线连接；布设在监控中心的通信控制PC与所述信号汇聚单元通过GPRS网络建立无线连接；所述通信控制PC连接有GPRS通信机；所述测控分机包括第一微控制器、存储器、看门狗电路、定时电路、第一无线传感器通信模块和信号采集卡，所述存储器、看门狗电路、定时电路、第一无线传感器通信模块和信号采集卡均与第一微控制器相接；所述信号汇聚单元包括第二微控制器、GPRS无线通信模块和第二无线传感器通信模块，所述GPRS无线通信模块和第二无线传感器通信模块均与所述第二微控制器相接；

步骤二，现场信号检测：采用第一温湿度传感器对粮仓的温度和湿度进行实时检测；采用第二温湿度传感器对所述粮仓中粮食的温度和湿度进行实时检测；采用气体传感器对所述粮仓中的杀虫剂浓度进行实时检测；采用虫害监视器对所述粮食的虫害情况进行监测；采用烟雾传感器对所述粮仓是否发生火灾进行探测；所述第一温湿度传感器、第二温湿度传感器、气体传感器、虫害监视器和烟雾传感器均布设在所述粮仓中，且均与所述信号采集卡相接；

步骤三，信号采集与处理：所述第一温湿度传感器、第二温湿度传感器、气体传感器、虫害监视器和烟雾传感器分别将检测到的信号实时传送给所述信号采集卡；所述定时电路向第一微控制器发送定时采样脉冲，第一位控制器根据所述采样脉冲的周期向所述信号采集卡发出采样信号，所述信号采集卡根据所述采样信号对接收到的信号依次进行放大、滤波和模数转换处理，然后传输给第一微控制器；所述第一微控制器将接收到的信号存储在所述存储器中，并进行打包压缩待发送；

步骤四，信号无线远程传输：多个所述测控分机分别依次通过第一无线传感器通信模块、ZigBee无线网络和第二无线传感器通信模块将现场监测到的信号传输给第二微控制器；第二微控制器对接收到的信号进行汇集，并通过所述GPRS无线通信模块转发给所述GPRS通信机，GPRS通信机再将接收到的信号传输给通信控制PC；

步骤五，信息显示、分析及控制命令发送：所述通信控制PC接收到所述测控分机发送的数据后，进行显示和分析，并向下位机发送控制命令，包括以下方式：

对所述第一温湿度传感器、第二温湿度传感器、气体传感器、虫害监视器和烟雾传感器实时检测到的粮仓环境参数进行显示和分析；

对实时的粮仓环境参数的存取；

对历史粮仓环境参数的提取；

与预设参数阈值的比较判断；

与测控分机的信息交互；

发送控制命令对温控设备和通风设备进行控制和管理；所述温控设备和通风设备均与所述第一微控制器相接；

步骤六，参数超限报警：若所述粮仓的温湿度、粮食的温湿度、粮仓内的气体浓度和烟雾浓度等参数任一超过预设参数阈值，则通信控制PC驱动与其相接的报警单元发出声光报警信号；

步骤七，现场设备控制和管理：所述测控分机与通信控制PC进行信息交互并接收通信控制PC发送的控制命令；所述第一微控制器执行预设的控制程序，分别控制所述温控设备和通风设备对粮仓的温度和湿度进行调节，并对设备运行状况进行初步诊断。

上述一种对粮仓进行无线监控的方法，其特征是：所述采样脉冲的周期为0.02秒。

上述一种对粮仓进行无线监控的方法，其特征是：所述第一微控制器和第二微控制器均为ARM微处理器。

上述一种对粮仓进行无线监控的方法，其特征是：所述第一无线传感器通信模块和第二无线传感器通信模块均为CC2420射频收发器。

上述一种对粮仓进行无线监控的方法，其特征是：所述粮仓的温度阈值和相对湿度阈值分别为20℃和75％。

本发明与现有技术相比具有以下优点：利用布设在粮仓内的各种不同功能的传感器节点采集各类粮情参数,并将检测到的信号经GPRS模块实时传输到控制终端，对异常情况进行预测和报警,并根据预置控制策略自动控制通风保粮设备的运行,确保粮食安全。方法简单，使用方便，有效解决了现有粮仓监控系统维护成本高、系统可扩展性和移动性能差、抗干扰性能差、传输数据易丢失等问题。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括以下步骤：

步骤一，建立通讯连接：布设在粮仓内的若干个测控分机与信号汇聚单元通过无线传感网络建立无线连接；布设在监控中心的通信控制PC与所述信号汇聚单元通过GPRS网络建立无线连接；所述通信控制PC连接有GPRS通信机；所述测控分机包括第一微控制器、存储器、看门狗电路、定时电路、第一无线传感器通信模块和信号采集卡，所述存储器、看门狗电路、定时电路、第一无线传感器通信模块和信号采集卡均与第一微控制器相接；所述信号汇聚单元包括第二微控制器、GPRS无线通信模块和第二无线传感器通信模块，所述GPRS无线通信模块和第二无线传感器通信模块均与所述第二微控制器相接；

步骤二，现场信号检测：采用第一温湿度传感器对粮仓的温度和湿度进行实时检测；采用第二温湿度传感器对所述粮仓中粮食的温度和湿度进行实时检测；采用气体传感器对所述粮仓中的杀虫剂浓度进行实时检测；采用虫害监视器对所述粮食的虫害情况进行监测；采用烟雾传感器对所述粮仓是否发生火灾进行探测；所述第一温湿度传感器、第二温湿度传感器、气体传感器、虫害监视器和烟雾传感器均布设在所述粮仓中，且均与所述信号采集卡相接；

步骤三，信号采集与处理：所述第一温湿度传感器、第二温湿度传感器、气体传感器、虫害监视器和烟雾传感器分别将检测到的信号实时传送给所述信号采集卡；所述定时电路向第一微控制器发送定时采样脉冲，第一位控制器根据所述采样脉冲的周期向所述信号采集卡发出采样信号，所述信号采集卡根据所述采样信号对接收到的信号依次进行放大、滤波和模数转换处理，然后传输给第一微控制器；所述第一微控制器将接收到的信号存储在所述存储器中，并进行打包压缩待发送；

步骤四，信号无线远程传输：多个所述测控分机分别依次通过第一无线传感器通信模块、ZigBee无线网络和第二无线传感器通信模块将现场监测到的信号传输给第二微控制器；第二微控制器对接收到的信号进行汇集，并通过所述GPRS无线通信模块转发给所述GPRS通信机，GPRS通信机再将接收到的信号传输给通信控制PC；

步骤五，信息显示、分析及控制命令发送：所述通信控制PC接收到所述测控分机发送的数据后，进行显示和分析，并向下位机发送控制命令，包括以下方式：

对所述第一温湿度传感器、第二温湿度传感器、气体传感器、虫害监视器和烟雾传感器实时检测到的粮仓环境参数进行显示和分析；

对实时的粮仓环境参数的存取；

对历史粮仓环境参数的提取；

与预设参数阈值的比较判断；

与测控分机的信息交互；

发送控制命令对温控设备和通风设备进行控制和管理；所述温控设备和通风设备均与所述第一微控制器相接；

步骤六，参数超限报警：若所述粮仓的温湿度、粮食的温湿度、粮仓内的气体浓度和烟雾浓度等参数任一超过预设参数阈值，则通信控制PC驱动与其相接的报警单元发出声光报警信号；

步骤七，现场设备控制和管理：所述测控分机与通信控制PC进行信息交互并接收通信控制PC发送的控制命令；所述第一微控制器执行预设的控制程序，分别控制所述温控设备和通风设备对粮仓的温度和湿度进行调节，并对设备运行状况进行初步诊断。

本实施例中，所述采样脉冲的周期为0.02秒。

本实施例中，所述第一微控制器和第二微控制器均为ARM微处理器。

本实施例中，所述第一无线传感器通信模块和第二无线传感器通信模块均为CC2420射频收发器。

本实施例中，所述粮仓的温度阈值和相对湿度阈值分别为20℃和75％。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种对粮仓进行无线监控的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一，建立通讯连接：布设在粮仓内的若干个测控分机与信号汇聚单元通过无线传感网络建立无线连接；布设在监控中心的通信控制PC与所述信号汇聚单元通过GPRS网络建立无线连接；所述通信控制PC连接有GPRS通信机；所述测控分机包括第一微控制器、存储器、看门狗电路、定时电路、第一无线传感器通信模块和信号采集卡，所述存储器、看门狗电路、定时电路、第一无线传感器通信模块和信号采集卡均与第一微控制器相接；所述信号汇聚单元包括第二微控制器、GPRS无线通信模块和第二无线传感器通信模块，所述GPRS无线通信模块和第二无线传感器通信模块均与所述第二微控制器相接；

步骤二，现场信号检测：采用第一温湿度传感器对粮仓的温度和湿度进行实时检测；采用第二温湿度传感器对所述粮仓中粮食的温度和湿度进行实时检测；采用气体传感器对所述粮仓中的杀虫剂浓度进行实时检测；采用虫害监视器对所述粮食的虫害情况进行监测；采用烟雾传感器对所述粮仓是否发生火灾进行探测；所述第一温湿度传感器、第二温湿度传感器、气体传感器、虫害监视器和烟雾传感器均布设在所述粮仓中，且均与所述信号采集卡相接；

步骤三，信号采集与处理：所述第一温湿度传感器、第二温湿度传感器、气体传感器、虫害监视器和烟雾传感器分别将检测到的信号实时传送给所述信号采集卡；所述定时电路向第一微控制器发送定时采样脉冲，第一位控制器根据所述采样脉冲的周期向所述信号采集卡发出采样信号，所述信号采集卡根据所述采样信号对接收到的信号依次进行放大、滤波和模数转换处理，然后传输给第一微控制器；所述第一微控制器将接收到的信号存储在所述存储器中，并进行打包压缩待发送；

步骤四，信号无线远程传输：多个所述测控分机分别依次通过第一无线传感器通信模块、ZigBee无线网络和第二无线传感器通信模块将现场监测到的信号传输给第二微控制器；第二微控制器对接收到的信号进行汇集，并通过所述GPRS无线通信模块转发给所述GPRS通信机，GPRS通信机再将接收到的信号传输给通信控制PC；

步骤五，信息显示、分析及控制命令发送：所述通信控制PC接收到所述测控分机发送的数据后，进行显示和分析，并向下位机发送控制命令，包括以下方式：

对所述第一温湿度传感器、第二温湿度传感器、气体传感器、虫害监视器和烟雾传感器实时检测到的粮仓环境参数进行显示和分析；

对实时的粮仓环境参数的存取；

对历史粮仓环境参数的提取；

与预设参数阈值的比较判断；

与测控分机的信息交互；

发送控制命令对温控设备和通风设备进行控制和管理；所述温控设备和通风设备均与所述第一微控制器相接；

步骤六，参数超限报警：若所述粮仓的温湿度、粮食的温湿度、粮仓内的气体浓度和烟雾浓度等参数任一超过预设参数阈值，则通信控制PC驱动与其相接的报警单元发出声光报警信号；

步骤七，现场设备控制和管理：所述测控分机与通信控制PC进行信息交互并接收通信控制PC发送的控制命令；所述第一微控制器执行预设的控制程序，分别控制所述温控设备和通风设备对粮仓的温度和湿度进行调节，并对设备运行状况进行初步诊断。

2.按照权利要求1所述的一种对粮仓进行无线监控的方法，其特征在于：所述采样脉冲的周期为0.02秒。

3.按照权利要求1或2所述的一种对粮仓进行无线监控的方法，其特征在于：所述第一微控制器和第二微控制器均为ARM微处理器。

4.按照权利要求1或2所述的一种对粮仓进行无线监控的方法，其特征在于：所述第一无线传感器通信模块和第二无线传感器通信模块均为CC2420射频收发器。

5.按照权利要求1或2所述的一种对粮仓进行无线监控的方法，其特征在于：所述粮仓的温度阈值和相对湿度阈值分别为20℃和75％。