CN107166663B - 储粮智能通风系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种储粮智能通风系统，包括：粮情检测单元，其包括设于粮堆内的粮堆温度传感器和设于仓内粮堆上方的仓内温湿度传感器，将粮堆温度、仓内温湿度数据输出；智能通风单元，其包括通过粮情分机接收粮堆温度与仓内温湿度的第一服务器，第一服务器将获取仓外的小型气象站实时温湿度与粮堆温度、仓内温湿度对比，并控制通风设备进行不同风量的运转；第一服务器还预设有不同粮食品种的粮堆温度报警范围阈值，若未落入该报警范围阈值则输出报警指令；粮情监控报警单元，其包括与第一服务器通讯连接的显示器和报警器。本发明能够在粮堆温度、仓内温湿度偏离控制时进行及时智能调控，减轻仓管员的劳动强度，大大降低仓库管理成本。
Description
技术领域
本发明涉及粮仓通风技术领域，更具体地说本发明涉及一种储粮智能通风系统。
背景技术
粮食贮藏时，温度、湿度超标会出现发热、霉变等情况。传统的方法是用于湿度表、毛发湿度表、双金属式测量计和湿度试纸等测试器材，通过人工进行检测，对不符合温度和湿度要求的库房进行通风、去湿和降温等工作，这样人工管理仓库的方法，由于粮食仓库占地面积广、规模大，仓房数量多、容量大，人工检测难以保证及时、准确掌握存储过程中各项监测指标的变化情况，费时费力，不够智能，不能在粮堆温度、仓内温湿度偏离控制时进行及时智能调控。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种储粮智能通风系统，通过粮情检测单元、智能通风单元以及粮情监控报警单元，解决了现有智能通风控制系统不够智能的问题，能够在粮堆温度、仓内温湿度偏离控制时进行及时智能调控，减轻了仓管员的劳动强度，大大减低了仓库管理成本。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种储粮智能通风系统，包括：
粮情检测单元，其包括多个设于粮堆内的粮堆温度传感器和一个设于仓内粮堆上方的仓内温湿度传感器，所述粮情检测单元将粮堆温度、仓内温湿度数据输出；
智能通风单元，其包括通过粮情分机接收粮堆温度与仓内温湿度的第一服务器，所述第一服务器与仓外的小型气象站通讯连接并接收小型气象站的实时温湿度，所述第一服务器将获取的小型气象站实时温湿度与粮堆温度、仓内温湿度进行比较并通过智能控制柜控制粮仓内的通风设备进行不同风量的运转；所述第一服务器还预设有不同粮食品种的粮堆温度报警范围阈值，若未落入该报警范围阈值则输出报警指令；
粮情监控报警单元，其包括与第一服务器通讯连接的显示器和报警器，所述显示器展示粮堆温度、仓内温湿度以及小型气象站实时温湿度，并通过三维模型展示粮仓内的温度传感器、温湿度传感器的分布以及通风设备的运转；所述报警器接收所述报警指令，并发出报警信息。
优选的是，所述的储粮智能通风系统还包括：
PC端，其与所述第一服务器通讯连接，以设置智能通风的参数以及报警范围阈值；
移动客户端，其与所述报警器通讯连接，以接收报警信息。
优选的是，所述的储粮智能通风系统还包括：
语音播报器，其与所述第一服务器通讯连接，通过调用预存的语音包或者文字转换语音接口进行语音播报。
优选的是，所述三维模型采用B/S体系结构实现实时采集，使用javaFX技术或者WEBGL技术将3d粮仓模型与web浏览器结合，展示整个三维粮仓内的粮堆温度传感器、仓内温湿度传感器的分布以及通风设备的运转。
优选的是，所述通风设备包括设于粮仓内的空调、设于一侧仓壁上部的第一电动窗、与第一电动窗相对设置在另一侧仓壁上部的第二电动窗以及设于第一电动窗、第二电动窗下方的第三电动窗，所述第一电动窗内设有轴流风机，所述第三电动窗外设有在地面上可移动的离心风机。
优选的是，所述粮情检测单元还包括设置在粮堆内部的水分检测仪，所述水分检测仪将粮食水分百分比数据输出至所述所述第一服务器，所述通风设备进行不同风量的运转具体包括：
A、自然通风：开始条件为上层平均粮温-大气温度≥2℃且仓内湿度≥70％；结束条件为上层平均粮温-大气温度<1℃或仓内湿度<55％，以开始条件、结束条件对应进行第一电动窗的开启、关闭；上层平均粮温指的是粮堆上半部分所有粮堆温度传感器测得的温度的平均值；大气温度指的是小型气象站测得的实时温度；仓内湿度指的是仓内粮堆上方的仓内温湿度传感器测得的湿度；
B、排积热通风：开始条件为仓内温度-大气温度>2℃且仓内温度>25℃；结束条件为仓内温度-大气温度≤2℃或仓内温度≤25℃；以开始条件、结束条件对应进行第一电动窗、第二电动窗和轴流风机的开启、关闭；仓内温度指的是仓内粮堆上方的仓内温湿度传感器测得的温度值；
C、空调制冷：开始条件为仓内温度>25℃或大气温度>25℃；结束条件为仓内温度≤20℃；以开始条件、结束条件对应进行空调的开启关闭；
D、上行降温通风：开始条件为粮食平均温度-大气温度≥6℃且上层平均粮温-下层平均粮温>0℃且粮温下的粮食平衡绝对湿度-大气绝对湿度≥0℃；结束条件为粮食平均温度-大气温度≤3℃或上层平均粮温-下层平均粮温≤3℃或粮温下的粮食平衡绝对湿度-大气绝对湿度<0℃；以开始条件、结束条件对应进行第三电动窗、第二电动窗和轴流风机的开启、关闭；粮食平均温度指的是粮堆中所有粮堆温度传感器测得的温度的平均值；下层平均粮温指的是粮堆下半部分所有粮堆温度传感器测得的温度的平均值；粮温下的粮食平衡绝对湿度和大气绝对湿度的表达式由机械通风储粮技术中的粮食通风CAE数学方程推导而得，然后通过所述第一服务器运算得到粮温下的粮食平衡绝对湿度和大气绝对湿度；
E、下行降温通风：开始条件为粮食平均温度-大气温度≥6℃且下层平均粮温-上层平均粮温>0℃且粮温下的粮食平衡绝对湿度-大气绝对湿度≥0℃；结束条件为粮食平均温度-大气温度≤3℃或下层平均粮温-上层平均粮温≤3℃或粮温下的粮食平衡绝对湿度-大气绝对湿度<0℃；以开始条件、结束条件对应进行第三电动窗、离心风机和第一电动窗的开启、关闭；
F、调质通风：开始条件为粮堆平均温度>大气露点温度；结束条件为粮堆平均温度≤大气露点温度；大气露点温度的表达式由机械通风储粮技术中的粮食通风CAE数学方程推导而得，然后通过所述第一服务器运算得到大气露点温度；以开始条件、结束条件对应进行第三电动窗、离心风机和第一电动窗的开启、关闭；通过第一服务器控制通风设备进行不同风量的运转，能够在粮堆温度、仓内温湿度偏离控制时进行及时自动调控。
优选的是，不同粮食品种的粮堆温度报警范围阈值具体包括：稻谷各采集点粮温≤32℃、平均粮温≤20℃，针对各采集点粮温每天上升温度≤3℃，平均粮温每天上升温度≤1℃；各采集点粮温指的是粮堆内各粮堆温度传感器所测得的粮温，平均粮温指的是所有采集点粮温的平均温度。
优选的是，粮堆温度传感器具体设置为：粮堆温度传感器埋于粮堆中，按照水平方向行距3.7～5.0m、列距4.5～5.0m、垂直方向间距0.8～2.0m设置粮堆温度传感器，粮堆中最外围的粮堆温度传感器距粮堆上表面、仓底、仓壁的距离控制在0.3～1m。
本发明至少包括以下有益效果：
第一、粮情检测单元包括多个设于粮堆内的粮堆温度传感器和一个设于仓内粮堆上方的仓内温湿度传感器，能有效监测粮堆内各个采集点位置的温度，避免粮堆温度监测不准确的情况发生；同时本系统还能通过测得的数据计算出粮堆上下层的温度，根据上下层温度差调整通风情况，实现更加完善智能的通风；粮食在进入粮库前控制湿度在较低范围，可以省去在粮堆中安装湿度传感器，而一个设于仓内粮堆上方的仓内温湿度传感器就能监测到仓内温湿度，因此能有效节约成本；
第二、本发明的系统通过第一服务器将小型气象站实时温湿度与粮堆温度、仓内温湿度进行比较，通过智能控制柜控制第一电动窗、第二电动窗、第三电动窗、轴流风机、离心风机这些通风设备进行运转，包括有：自然通风、排积热通风、空调制冷、上行降温通风、下行降温通风以及调质通风多种通风情况，由此能够在粮堆温度、仓内温湿度偏离控制时进行及时自动调控；
第三、第一服务器还预设有不同粮食品种的粮堆温度报警范围阈值，若监测到的粮堆温度未落入该报警范围阈值则输出报警指令，然后由报警器接收所述报警指令，并发出报警信息给移动客户端通知相关人员核查并处理报警信息，防止出现由于设备故障无法智能降温通风而造成的损失；
第四、粮情监控报警单元中的显示器能展示粮堆温度、仓内温湿度以及小型气象站实时温湿度，并通过三维模型中的B/S体系结构，使用javaFX技术或者WEBGL技术将3d粮仓模型与web浏览器结合，展示整个三维粮仓内的粮堆温度传感器、仓内温湿度传感器的分布以及通风设备的运转，一方面使用、安装和升级方便，只需要在服务器端进行相应的部署、发布和更新；另一方面在整个三维仓库及其设施运行状态的展示方面拥有其他组态和控制软件不拥有的优势，可以以3d拖拽的形式真实直观展示仓房模型，展示效果更加直观；
第五、语音播报器将仓内存放粮食的品种和温湿度组合成语音播报内容，通过调用系统自带语音包或者调用文字转换语音接口，将播报内容以语音朗读的形式播放出来，有效减少不同工作人员发音不标准、误读等问题。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明中储粮智能通风系统的结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1所示，一种储粮智能通风系统，包括：
粮情检测单元，其包括多个设于粮堆内的粮堆温度传感器101和一个设于仓内粮堆上方的仓内温湿度传感器102，所述粮情检测单元将粮堆温度、仓内温湿度数据输出；
智能通风单元，其包括通过粮情分机202接收粮堆温度与仓内温湿度的第一服务器201，所述第一服务器201与仓外的小型气象站209通讯连接并接收小型气象站209的实时温湿度，所述第一服务器201将获取的小型气象站209实时温湿度与粮堆温度、仓内温湿度进行比较并通过智能控制柜203控制粮仓内的通风设备进行不同风量的运转；所述第一服务器201还预设有不同粮食品种的粮堆温度报警范围阈值，若未落入该报警范围阈值则输出报警指令；
粮情监控报警单元，其包括与第一服务器通讯连接的显示器302和报警器301，所述显示器302展示粮堆温度、仓内温湿度以及小型气象站209实时温湿度，并通过三维模型展示粮仓内的粮堆温度传感器101、仓内温湿度传感器102的分布以及通风设备的运转；所述报警器301接收所述报警指令，并发出报警信息。
本发明的储粮智能通风系统工作原理如下：当粮仓中储藏进粮食时，由多个设于粮堆内的粮堆温度传感器101和一个设于仓内粮堆上方的仓内温湿度传感器102，所述粮情检测单元将粮堆温度、仓内温湿度数据输出；所述第一服务器201通过粮情分机202接收粮堆温度与仓内温湿度，同时第一服务器还通过智能控制柜203获取小型气象站209的实时温湿度，并将小型气象站209的实时温湿度与粮堆温度、仓内温湿度进行比较，然后控制粮仓的通风设备进行不同风量的运转；所述显示器302与所述第一服务器201通讯连接，展示粮堆温度、仓内温湿度以及小型气象站209实时温湿度，并通过三维模型展示粮仓内的粮堆温度传感器101、仓内温湿度传感器102的分布以及通风设备的运转；所述第一服务器还预设有不同粮食品种的粮堆温度报警范围阈值，若未落入该报警范围阈值则输出报警指令；报警器301接收所述报警指令，并发出报警信息。
在另一组技术方案中，所述的储粮智能通风系统还包括：
PC端401，其与所述第一服务器201通讯连接，以设置智能通风的参数以及报警范围阈值；
移动客户端403，其与所述报警器301通讯连接，以接收报警信息，通知相关人员核查并处理报警信息，防止出现由于设备故障无法智能降温通风而造成的损失。
在另一组技术方案中，所述的储粮智能通风系统还包括：
语音播报器402，其与所述第一服务器201通讯连接，通过调用预存的语音包或者文字转换语音接口进行语音播报，有效减少不同工作人员发音不标准、误读等问题。
在另一组技术方案中，所述三维模型采用B/S体系结构实现实时采集，使用javaFX技术或者WEBGL技术将3d粮仓模型与web浏览器结合，展示整个三维粮仓内的粮堆温度传感器101、仓内温湿度传感器102的分布以及通风设备的运转，拥有其他组态和控制软件不拥有的优势，可以以3d拖拽的形式真实直观展示仓房模型，展示效果更加直观。
在另一组技术方案中，所述通风设备包括设于粮仓内的空调210、设置在一侧仓壁上部的第一电动窗204、与第一电动窗204相对设置在另一侧仓壁上部的第二电动窗205以及设于第一电动窗204、第二电动窗205下方的第三电动窗206，所述第一电动窗204内设有轴流风机207，所述第三电动窗206外设有在地面上可移动的离心风机208，通过这些通风设备的开启和关闭实现粮仓通风。
在另一组技术方案中，所述粮情检测单元还包括设置在粮堆内部的水分检测仪，所述水分检测仪将粮食水分百分比数据输出至所述第一服务器，所述通风设备进行不同风量的运转具体包括：
A、自然通风：开始条件为上层平均粮温-大气温度≥2℃且仓内湿度≥70％；结束条件为上层平均粮温-大气温度<1℃或仓内湿度<55％，以开始条件、结束条件对应进行第一电动窗的开启、关闭；上层平均粮温指的是粮堆上半部分所有粮堆温度传感器测得的温度的平均值；大气温度指的是小型气象站测得的实时温度；仓内湿度指的是仓内粮堆上方的仓内温湿度传感器测得的湿度；
B、排积热通风：开始条件为仓内温度-大气温度>2℃且仓内温度>25℃；结束条件为仓内温度-大气温度≤2℃或仓内温度≤25℃；以开始条件、结束条件对应进行第一电动窗、第二电动窗和轴流风机的开启、关闭；仓内温度指的是仓内粮堆上方的仓内温湿度传感器测得的温度值；
C、空调制冷：开始条件为仓内温度>25℃或大气温度>25℃；结束条件为仓内温度≤20℃；以开始条件、结束条件对应进行空调的开启关闭；
D、上行降温通风：开始条件为粮食平均温度-大气温度≥6℃且上层平均粮温-下层平均粮温>0℃且粮温下的粮食平衡绝对湿度-大气绝对湿度≥0℃；结束条件为粮食平均温度-大气温度≤3℃或上层平均粮温-下层平均粮温≤3℃或粮温下的粮食平衡绝对湿度-大气绝对湿度<0℃；以开始条件、结束条件对应进行第三电动窗206、第二电动窗205和轴流风机207的开启、关闭；粮食平均温度指的是粮堆中所有粮堆温度传感器测得的温度的平均值；下层平均粮温指的是粮堆下半部分所有粮堆温度传感器测得的温度的平均值；粮温下的粮食平衡绝对湿度的曲线表达式为
表1不同粮食品种的A1，A2，B1，B2，D五个参数
E、下行降温通风：开始条件为粮食平均温度-大气温度≥6℃且下层平均粮温-上层平均粮温>0℃且粮温下的粮食平衡绝对湿度-大气绝对湿度≥0℃；结束条件为粮食平均温度-大气温度≤3℃或下层平均粮温-上层平均粮温≤3或粮温下的粮食平衡绝对湿度-大气绝对湿度<0℃；以开始条件、结束条件对应进行第三电动窗206、离心风机208和第一电动窗204的开启、关闭；
F、调质通风：开始条件为粮堆平均温度>大气露点温度；结束条件为粮堆平均温度≤大气露点温度；以开始条件、结束条件对应进行第三电动窗206、离心风机208和第一电动窗204的开启、关闭；大气露点温度的运算公式为
通过第一服务器控制通风设备进行不同风量的运转，能够在粮堆温度、仓内温湿度偏离控制时进行及时自动调控。
在另一组技术方案中，不同粮食品种的粮堆温度报警范围阈值具体包括：稻谷各采集点粮温≤32℃、平均粮温≤20℃，针对各采集点粮温每天上升温度≤3℃，平均粮温每天上升温度≤1℃；各采集点粮温指的是粮堆内各粮堆温度传感器所测得的粮温，平均粮温指的是所有采集点粮温的平均温度；设置不同粮食品种的粮堆温度报警范围阈值能保证不同粮食在各自适宜的温度下进行储藏。
在另一组技术方案中，粮堆温度传感器101具体设置为：粮堆温度传感器101埋于粮堆中，按照水平方向行距3.7～5.0m、列距4.5～5.0m、垂直方向间距0.8～2.0m设置粮堆温度传感器101，粮堆中最外围的粮堆温度传感器距粮堆上表面、仓底、仓壁的距离控制在0.3～1m，能有效监测粮堆内各个采集点位置的温度，避免粮堆温度监测不准确的情况发生。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明储粮智能通风系统的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (6)
1.一种储粮智能通风系统，其特征在于，包括：
粮情检测单元，其包括多个设于粮堆内的粮堆温度传感器和一个设于仓内粮堆上方的仓内温湿度传感器，所述粮情检测单元将粮堆温度、仓内温湿度数据输出；
智能通风单元，其包括通过粮情分机接收粮堆温度与仓内温湿度的第一服务器，所述第一服务器与仓外的小型气象站通讯连接并接收小型气象站的实时温湿度，所述第一服务器将获取的小型气象站实时温湿度与粮堆温度、仓内温湿度进行比较并通过智能控制柜控制粮仓内的通风设备进行不同风量的运转；所述第一服务器还预设有不同粮食品种的粮堆温度报警范围阈值，若未落入该报警范围阈值则输出报警指令；
粮情监控报警单元，其包括与第一服务器通讯连接的显示器和报警器，所述显示器展示粮堆温度、仓内温湿度以及小型气象站实时温湿度，并通过三维模型展示粮仓内的粮堆温度传感器、仓内温湿度传感器的分布以及通风设备的运转；所述报警器接收所述报警指令，并发出报警信息；
其中，所述通风设备包括设于粮仓内的空调、设于一侧仓壁上部的第一电动窗、与第一电动窗相对设置在另一侧仓壁上部的第二电动窗以及设于第一电动窗、第二电动窗下方的第三电动窗，所述第一电动窗内设有轴流风机，所述第三电动窗外设有在地面上可移动的离心风机；
其中，所述粮情检测单元还包括设置在粮堆内部的水分检测仪，所述水分检测仪将粮食水分百分比数据输出至所述第一服务器，所述通风设备进行不同风量的运转具体包括：
A、自然通风：开始条件为上层平均粮温-大气温度≥2℃且仓内湿度≥70％；结束条件为上层平均粮温-大气温度<1℃或仓内湿度<55％，以开始条件、结束条件对应进行第一电动窗的开启、关闭；上层平均粮温指的是粮堆上半部分所有粮堆温度传感器测得的温度的平均值；大气温度指的是小型气象站测得的实时温度；仓内湿度指的是仓内粮堆上方的仓内温湿度传感器测得的湿度；
B、排积热通风：开始条件为仓内温度-大气温度>2℃且仓内温度>25℃；结束条件为仓内温度-大气温度≤2℃或仓内温度≤25℃；以开始条件、结束条件对应进行第一电动窗、第二电动窗和轴流风机的开启、关闭；仓内温度指的是仓内粮堆上方的仓内温湿度传感器测得的温度值；
C、空调制冷：开始条件为仓内温度>25℃或大气温度>25℃；结束条件为仓内温度≤20℃；以开始条件、结束条件对应进行空调的开启关闭；
D、上行降温通风：开始条件为粮食平均温度-大气温度≥6℃且上层平均粮温-下层平均粮温>0℃且粮温下的粮食平衡绝对湿度-大气绝对湿度≥0℃；结束条件为粮食平均温度-大气温度≤3℃或上层平均粮温-下层平均粮温≤3℃或粮温下的粮食平衡绝对湿度-大气绝对湿度<0℃；以开始条件、结束条件对应进行第三电动窗、第二电动窗和轴流风机的开启、关闭；粮食平均温度指的是粮堆中所有粮堆温度传感器测得的温度的平均值；下层平均粮温指的是粮堆下半部分所有粮堆温度传感器测得的温度的平均值；粮温下的粮食平衡绝对湿度和大气绝对湿度的表达式由机械通风储粮技术中的粮食通风CAE数学方程推导而得，然后通过所述第一服务器运算得到粮温下的粮食平衡绝对湿度和大气绝对湿度；
E、下行降温通风：开始条件为粮食平均温度-大气温度≥6℃且下层平均粮温-上层平均粮温>0℃且粮温下的粮食平衡绝对湿度-大气绝对湿度≥0℃；结束条件为粮食平均温度-大气温度≤3℃或下层平均粮温-上层平均粮温≤3℃或粮温下的粮食平衡绝对湿度-大气绝对湿度<0℃；以开始条件、结束条件对应进行第三电动窗、离心风机和第一电动窗的开启、关闭；
F、调质通风：开始条件为粮堆平均温度>大气露点温度；结束条件为粮堆平均温度≤大气露点温度；大气露点温度的表达式由机械通风储粮技术中的粮食通风CAE数学方程推导而得，然后通过所述第一服务器运算得到大气露点温度；以开始条件、结束条件对应进行第三电动窗、离心风机和第一电动窗的开启、关闭；通过第一服务器控制通风设备进行不同风量的运转，能够在粮堆温度、仓内温湿度偏离控制时进行及时自动调控。
2.如权利要求1所述的储粮智能通风系统，其特征在于，还包括：
PC端，其与所述第一服务器通讯连接，以设置智能通风的参数以及报警范围阈值；
移动客户端，其与所述报警器通讯连接，以接收报警信息。
3.如权利要求1所述的储粮智能通风系统，其特征在于，还包括：
语音播报器，其与所述第一服务器通讯连接，通过调用预存的语音包或者文字转换语音接口进行语音播报。
4.如权利要求1所述的储粮智能通风系统，其特征在于，所述三维模型采用B/S体系结构实现实时采集，使用javaFX技术或者WEBGL技术将3d粮仓模型与web浏览器结合，展示整个三维粮仓内的粮堆温度传感器、仓内温湿度传感器的分布以及通风设备的运转。
5.如权利要求1所述的储粮智能通风系统，其特征在于，不同粮食品种的粮堆温度报警范围阈值具体包括：稻谷各采集点粮温≤32℃、平均粮温≤20℃，针对各采集点粮温每天上升温度≤3℃，平均粮温每天上升温度≤1℃；各采集点粮温指的是粮堆内各粮堆温度传感器所测得的粮温，平均粮温指的是所有采集点粮温的平均温度。
6.如权利要求1所述的储粮智能通风系统，其特征在于，粮堆温度传感器具体设置为：粮堆温度传感器埋于粮堆中，按照水平方向行距3.7～5.0m、列距4.5～5.0m、垂直方向间距0.8～2.0m设置粮堆温度传感器，粮堆中最外围的粮堆温度传感器距粮堆上表面、仓底、仓壁的距离控制在0.3～1m。
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