CN106919132B - 一种粮仓注粮自动监测系统及其监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种粮仓注粮自动监测系统及监测方法，该系统包括高度尺、工业摄像头、传送带输送机及控制器；其中，所述高度尺一个设置在粮仓的内侧壁上，另一个设置在粮仓的中心位置；所述工业摄像头均安装在粮仓的顶部，且与高度尺的安装位置相对应；所述传送带输送机设置在粮仓外，传送带输送机的传送带末端恰好设置在粮仓中心位置的正上方；所述控制器分别与工业摄像头及传送带输送机连接，控制器用于接收工业摄像头发送的有关摄取高度尺的高度数字量信息，通过内置的处理器进行运算处理，从而控制传送带输送机的转动速度，调节粮食注入量。该系统对注粮过程监测更加方便，而且粮食存储量测定的结果更加准确、可靠。

Description

一种粮仓注粮自动监测系统及其监测方法

技术领域

本发明属于粮仓注粮领域，具体涉及一种能够实时监测向粮仓内注粮情况的监测系统及其监测方法。

背景技术

农业是国民经济的基础，粮食是基础的基础，是关系国计民生的特殊战略物资。粮食的数量、质量与安全直接关系到国民经济发展和社会稳定的大局。因此，做好粮食储备工作，为促进经济稳定发展创造良好的基础，具有重大的意义。

目前，向粮仓注入粮时需要知道粮仓中现有粮食的存储量，一般采用传统的管理记录方法，即在每次向粮仓输入或输出粮食时，记录粮食的变动量，再查询计算粮食变动记录后，从而得到粮食的存储量。该方法费时费力，工作量较大，而且不能实现对粮仓存储量的实时监测。另外一种是，在粮仓顶部设置监测装置，该装置在粮仓内置转台的工作下，测得粮食上表面的三维坐标点集，计算机采集坐标数据后，由粮食上表面、粮仓外周面、粮仓地面建立数学模型，通过计算模型的体积，进而得到粮仓内的粮食存储量，该装置结构复杂，而且仓库资金投入较多，不能获得很好的效益。此外，还有通过传感器检测粮仓的压力计算粮食存储量的方法，在粮仓的底部安装三个或者四个压力传感器，采集各处的压力，再通过处理器的分析计算，得出粮仓内粮食存储量。但是该方法中使用的压力传感器精度较低，量程较大。当向粮仓注入不同粮食，同时出粮，不能准确检测到粮食存储量的变化，也容易产生粮仓内多种粮食混合的情况。

发明内容

本发明的目的是针对现有注粮时存在的不足，提供一种能够实时的智能的监测粮仓注粮情况的自动监测系统。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于监测粮仓注粮情况的自动监测系统，该自动监测系统包括高度尺、工业摄像头、传送带输送机及控制器；其中，所述高度尺为两个，一个设置在粮仓的内侧壁上，另一个设置在粮仓的中心位置；所述工业摄像头为两个，均安装在粮仓的顶部，且工业摄像头的安装位置与高度尺的安装位置相对应，便于工业摄像头摄取高度尺上的高度，判断粮仓内粮食的注入量；所述传送带输送机设置在粮仓外，传送带输送机的传送带末端恰好设置在粮仓中心位置的正上方，通过传送带输送机使粮食沿着传送带从粮仓中心位置落下，注入粮仓内；所述控制器分别与工业摄像头及传送带输送机连接，控制器用于接收工业摄像头发送的有关摄取高度尺的高度数字量信息，通过内置的处理器进行运算处理，并和粮仓高度设定值进行比较后，输出控制信号，从而控制传送带输送机的转动速度，调节粮食注入量。

本发明的另一目的是提供一种采用上述粮仓注粮自动监测系统对注粮情况进行监测的方法，具体包括以下步骤：

(1)将待注满粮仓的最大高度值输入控制器内，启动监测系统，通过控制器控制传送带输送机转动，使其不断向粮仓内注粮，粮食沿着传送带最后从粮仓正中心位置落下：

(2)粮仓内的高度尺随着粮食的注入，高度尺逐渐被淹没，高度数字被遮挡，工业摄像头通过实时摄取高度尺来判断粮仓内粮食的注入量，工业摄像头将摄取的高度尺通过图像处理技术转化为数字量并发送给控制器；工业摄像头摄取的数字量信息包括h₁、h₂两个数值，h₁为粮仓中心位置高度尺显示的高度值，h₂为粮仓内侧壁位置的高度尺显示的高度值；

(3)控制器接收工业摄像头发送的有关高度尺的高度数字量信息，通过数学公式：V＝π×r²×h₁/3+2×π×r²×h₂/3(r为粮仓底面圆周半径)；计算粮仓内粮食的体积；同时，将接收到的高度数字量信息与预先输入的粮仓最大高度值进行比较后，输出控制信号，从而控制传送带输送机的转速；若二者相差较大，则传送带输送机以较快的速度旋转注入粮食；反之，传送带输送机以较慢的速度旋转注入粮食，直到粮仓注粮满仓。

(4)当需要掌握现有粮食的存储量时，通过粮仓内粮食的体积以及粮食的密度即可得知存储量。

本发明与现有技术相比的优点如下：

1、本发明所述监测系统在监测粮仓内粮食存储量时，采用工业摄像头，通过现有图像处理的方法即可快速读取粮仓内粮食所在高度尺的高度值，同时根据经验摸索出粮仓内粮食的体积计算公式，使其在实际监测过程中仅需要读取粮食中心位置的高度以及内侧边缘的高度即可求得粮仓内粮食体积，进而得知粮食存储量，采用该系统对注粮过程监测更加方便，而且粮食存储量测定的结果更加准确、可靠。

2、本发明所述监测系统采用的是常用的设备，其成本低，安装过程简单、方便，而且各种粮仓均可普及应用，适用范围广；同时，在粮食注入粮仓时由于是通过控制器自动处理，能够节约人力，提高粮仓注入的时间效率，也能有效的提高粮仓的使用率。

附图说明

图1为本发明粮仓注粮自动监测系统的粮仓结构示意图。

图2为本发明粮仓注粮自动监测系统的粮仓原理方框图。

具体实施方式

为使本领域技术人员能够清楚明白本发明所述技术方案，下面结合附图对本发明粮仓注粮自动监测系统及监测方法作进一步的详细说明。

实施例1粮仓注粮自动监测系统

如图1、图2所示，本发明所述的粮仓注粮自动监测系统包括粮仓1、高度尺2、工业摄像头3、传送带输送机4、控制器5；其中，所述高度尺2为两个，一个设置在粮仓的内侧壁上，另一个设置在粮仓的中心位置；所述工业摄像头3为两个，均安装在粮仓的顶部，且工业摄像头3的安装位置与高度尺2的安装位置相对应，便于工业摄像头3摄取高度尺2上的高度，判断粮仓内粮食的注入量；所述传送带输送机4设置在粮仓外，传送带输送机4的传送带末端恰好设置在粮仓中心位置的正上方，通过传送带输送机4使粮食沿着传送带从粮仓中心位置落下，注入粮仓内；所述控制器5分别与工业摄像头3及传送带输送机4连接，控制器5用于接收工业摄像头3发送的有关摄取高度尺2的高度数字量信息，通过内置的处理器进行运算处理，并和粮仓高度设定值进行比较后，输出控制信号，从而控制传送带输送机4的转动速度，调节粮食注入量。

本发明所述的工业摄像头3摄取高度尺2上边的数字，通过现有图像处理的方式将高度尺上的数字转化为数字量后传输给控制器5。

实施例2粮仓注粮自动监测系统的使用方法

(1)将待注满粮仓的最大高度值输入控制器内，启动监测系统，通过控制器5控制传送带输送机4转动，使其不断向粮仓内注粮，粮食沿着传送带最后从粮仓正中心位置落下：

(2)粮仓内的高度尺2随着粮食的注入，高度尺2逐渐被淹没，高度数字被遮挡，工业摄像头3通过实时摄取高度尺2来判断粮仓内粮食的注入量，工业摄像头3将摄取的高度尺通过图像处理技术转化为数字量并发送给控制器5；工业摄像头3摄取的数字量信息包括h₁、h₂两个数值，h₁为粮仓中心位置高度尺显示的高度值，h₂为粮仓内侧壁位置的高度尺显示的高度值；

(3)控制器5接收工业摄像头3发送的有关高度尺的高度数字量信息，通过数学公式：V＝π×r²×h₁/3+2×π×r²×h₂/3(r为粮仓底面圆周半径)；计算粮仓内粮食的体积；同时，将接收到的高度数字量信息与预先输入的粮仓最大高度值进行比较后，输出控制信号，从而控制传送带输送机4的转速；若二者相差较大，则传送带输送机以较快的速度旋转注入粮食；反之，传送带输送机以较慢的速度旋转注入粮食，直到粮仓注粮满仓。

(4)当需要掌握现有粮食的存储量时，通过粮仓内粮食的体积以及粮食的密度即可得知存储量。

以上所述的仅用于说明本发明，而不用于限制本发明的范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和修改，这些改进和修改也应视为本发明权利要求书所保护的范围。

Claims (1)

1.采用粮仓注粮自动监测系统对注粮情况进行监测的方法，其特征在于：

所述粮仓注粮自动监测系统包括高度尺、工业摄像头、传送带输送机及控制器；其中，所述高度尺为两个，一个设置在粮仓的内侧壁上，另一个设置在粮仓的中心位置；所述工业摄像头为两个，均安装在粮仓的顶部，且工业摄像头的安装位置与高度尺的安装位置相对应，便于工业摄像头摄取高度尺上的高度，判断粮仓内粮食的注入量；所述传送带输送机设置在粮仓外，传送带输送机的传送带末端恰好设置在粮仓中心位置的正上方，通过传送带输送机使粮食沿着传送带从粮仓中心位置落下，注入粮仓内；所述控制器分别与工业摄像头及传送带输送机连接，控制器用于接收工业摄像头发送的有关摄取高度尺的高度数字量信息，通过内置的处理器进行运算处理，并和粮仓高度设定值进行比较后，输出控制信号，从而控制传送带输送机的转动速度，调节粮食注入量；

监测时具体包括以下步骤：

(1)将待注满粮仓的最大高度值输入控制器内，启动监测系统，通过控制器控制传送带输送机转动，使其不断向粮仓内注粮，粮食沿着传送带最后从粮仓正中心位置落下：

(2)粮仓内的高度尺随着粮食的注入，高度尺逐渐被淹没，高度数字被遮挡，工业摄像头通过实时摄取高度尺来判断粮仓内粮食的注入量，工业摄像头将摄取的高度尺通过图像处理技术转化为数字量并发送给控制器；工业摄像头摄取的数字量信息包括h₁、h₂两个数值，h₁为粮仓中心位置高度尺显示的高度值，h₂为粮仓内侧壁位置的高度尺显示的高度值；

(3)控制器接收工业摄像头发送的有关高度尺的高度数字量信息，通过数学公式：V＝π×r²×h₁/3+2×π×r²×h₂/3，r为粮仓底面圆周半径；计算粮仓内粮食的体积；同时，将接收到的高度数字量信息与预先输入的粮仓最大高度值进行比较后，输出控制信号，从而控制传送带输送机的转速；若二者相差较大，则传送带输送机以较快的速度旋转注入粮食；反之，传送带输送机以较慢的速度旋转注入粮食，直到粮仓注粮满仓；

(4)当需要掌握现有粮食的存储量时，通过粮仓内粮食的体积以及粮食的密度即可得知存储量。