CN108961722A - 一种卷烟仓库环境的无线监测装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种卷烟仓库环境的无线监测装置及控制方法，该装置包括控制器以及与所述控制器连接的无线收发单元、温度传感器、湿度传感器，其特征在于，还包括与控制器连接的O₂含量传感器、CO₂含量传感器、供电电池，以及通过所述无线收发单元无线连接的集中监控平台，所述控制器为低功耗单片机，采用内部时钟驱动，自带AD接口，所述O₂含量传感器和CO₂含量传感器的信号经过线性处理后，连接到所述控制器的AD接口完成模拟量到数字量的转换。通过对卷烟仓库内各个点的O₂含量、CO₂含量的监测，以便及时发现霉变或腐烂等异常，可对存储物质尽早处理，防止进一步扩散，提高卷烟仓库的环境监测的智能化水平，节省人力物力。

Description

一种卷烟仓库环境的无线监测装置及控制方法

技术领域

本发明涉及一种无线监测装置及控制方法，特别是一种用于卷烟仓库环境的无线监测装置及控制方法。

背景技术

确保卷烟仓库内环境条件适宜是卷烟仓库内物质安全储存的重要保障。储存的物资在不适宜的温、湿度环境下，物资本身的性质将发生不同程度的变化，以致造成物资的霉变和腐烂。物质在储存过程中，当发生霉变或腐烂等事故时，其周围的O₂含量、CO₂含量会发生较大的波动。

目前，对卷烟仓库的环境监测主要是温、湿度的监测。分为人工采集式和集中监测系统两种。人工采集式主要采用干湿球式温湿度表、毛发式温湿度表以及低性能的电子式温湿度表作为测量工具，使用时由相应的技术人员不断地巡回探视、记录、统计、分析；集中监测系统采用了高性能的电子式温湿度表，不仅具有本地数据显示、报警功能，还可以进行有线或无线方式的远程通信功能，系统集成度高，往往由集中监测平台进行集中管理，精度高、效率高、人力成本低。

然而目前针对卷烟仓库环境的集中监测系统仅有温湿度监测，没有针对仓库内各个点的O₂含量、CO₂含量的监测，也没有这种监测系统的控制方法，不能及时发现烟叶霉变腐烂的情况，不能满足现有卷烟仓库的环境监测要求。

发明内容

针对上述问题，提出一种卷烟仓库环境的无线监测装置，包括控制器以及与所述控制器连接的无线收发单元、温度传感器、湿度传感器，还包括与控制器连接的O₂含量传感器、CO₂含量传感器、供电电池，以及集中监控平台，其中，所述控制器为低功耗单片机，采用内部时钟驱动，自带AD接口，所述控制器通过所述无线收发单元与所述集中监控平台无线连接；所述O2含量传感器连接到控制器的AD接口，用于检测环境中的O₂含量，并对检测信号进行线性处理后传输至控制器，所述CO₂含量传感器连接到控制器的AD接口，用于检测环境中的CO₂含量，并对检测信号进行线性处理后传输至所述控制器，所述控制器用于接收O₂含量传感器和CO₂含量传感器传输的信号，对信号进行处理后传输至集中监控平台，并接收监控平台发送的控制信号，基于控制信号执行控制操作。

在一种实施方式中，所述集中监控平台设置有语音报警，对卷烟仓库的环境集中监测、对数据进行存储和备份，通过互联网进行远程的监测。

在一种实施方式中，该装置还包括与所述控制器连接的LED指示灯，用于表征监测装置的不同的工作状态。优选地，所述LED指示灯为三个，分别为红色运行指示灯、绿色数据采集指示灯、黄色数据发送指示灯，当哪种颜色的指示灯亮起代表处于哪个状态。

在一种实施方式中，所述无线收发单元采用Zigbee通信方式，用于将监测数据实时传输到所述监控平台。

在一种实施方式中，该装置还包括与所述控制器通过USB接口有线连接的存储器，用于程序及数据的上传和下载。优选地，所述存储器为EEPROM，用于EEPROM参数读取，包括发送间隔时间参数、数据滤波参数、环境参数的上下限报警值。

在一种实施方式中，所述供电电池为可充电的锂电池。

在一种实施方式中，该无线监测装置的组网采用星形结构，数据采集器节点即温度传感器、湿度传感器、O₂含量传感器和CO₂含量传感器布置于卷烟仓库的不同位置，主节点作为星形结构中心，多个主节点又将数据上传到数据传输节点，最终，数据传输节点通过通信网关将数据汇总到集中在线监测中心即所述集中监控平台。

一种卷烟仓库环境的无线监测的控制方法，用于上述的卷烟仓库环境的无线监测装置，该控制方法包括：

先开机，红色运行指示灯亮；

初始化，设置系统参数，如时钟的参数、AD转换器的参数、单总线通信的参数以及无线收发单元的参数；

EEPROM参数读取，主要包括发送间隔时间参数、数据滤波参数、环境参数的上下限报警值；

准备就绪，该阶段检查系统读取的EEPROM参数是否正确，如果不正确，则发送错误报告，由系统下发正确的EEPROM参数，如果正确，则开始读取数据；

读取数据，该阶段按照温、湿度数据读取、O₂数据读取和CO₂含量数据读取的顺序进行，绿色数据采集指示灯亮；

数据打包，按照通信协议，构建符合协议的通信报文帧；

数据上传，通过无线收发单元，将数据调制后通过天线发送到集中监控平台，黄色数据发送指示灯亮；

是否回复，该阶段是等待集中监控平台对上传数据的回复，如果没有收到回复，则说明数据没有被接收到，继续上传数据，最多三次，超过则判定为通信故障；如果收到回复，则回复的数据包含EEPROM的参数设置，如有变动，需要进行刷新，即进入参数调整模块；

如果装置的电源开关被关闭，则程序停机结束，否则程序继续从EEPROM参数读取步骤循环。

该装置不仅对卷烟仓库的温湿度监测，还对卷烟仓库的O₂含量、CO₂含量进行监测，该装置的组合可以组建一个集中监测系统，由监测中心统一管理。当仓库的某一部位出现烟叶霉变腐烂时，系统发出报警，提醒仓管员排查。通过对卷烟仓库内温、湿度的监测，当发生环境温、湿度条件不适宜储存的情况时，及时调整卷烟仓库的温、湿度。通过对卷烟仓库内各个点的O₂含量、CO₂含量的监测，以便及时发现霉变或腐烂等异常，可对存储物质尽早处理，防止进一步扩散。通过该装置和控制方法的使用，可以提高卷烟仓库的环境监测的智能化水平，节省人力物力，保障卷烟仓库的安全。

附图说明

图1为本发明一种卷烟仓库环境的无线监测装置的结构示意图；

图2为本发明一种卷烟仓库环境的无线监测的控制方法的流程图；

图3为本发明一种卷烟仓库环境的无线监测装置的组网应用示意图。

具体实施方式

如图1所示，该装置采用可充电电池供电，采用四节五号Li-on可充电电池串联而成，根据电池使用时输出电势变化，设置稳压芯片，获得稳定的工作电压，同时，该装置电路采用低功耗设计，更换一次电池，可以不间断使用一年；该装置的控制器以MSP430低功耗单片机为核心，采用内部时钟驱动，自带AD、DA接口，3.3V供电；温度和湿度传感器采用DHT11集成温、湿度传感器，通过单总线方式和单片机MSP430进行通信；O₂含量传感器、CO₂含量传感器的信号经过线性处理后，连接到MSP430的AD接口上，完成模拟量到数字量的转换；无线数据采用Zigbee通信方式，采用CC2530无线传输模块，将数据上传到监控平台；该装置上设置的3个LED指示灯分别为运行指示灯(红色)、数据采集指示灯(绿色)、数据发送指示灯(黄色)。

如图2所示为本发明的工作流程图。装置上电开机，红色运行指示灯亮；初始化，设置系统时钟的参数、AD转换器的参数、单总线通信的参数以及无线通信模块的参数；EEPROM参数读取，主要包括发送间隔时间参数、数据滤波参数、环境参数的上下限报警值；准备就绪阶段检查系统读取的EEPROM参数是否正确，如果不正确，则发送错误报告，由系统下发正确的EEPROM参数，如果正确，则开始读取数据；读取数据阶段按照温、湿度数据读取、O₂数据读取和CO₂含量数据读取的顺序进行；数据打包按照通信协议，构建符合协议的通信报文帧；数据上传，则通过无线模块或无线收发单元，将数据调制后通过天线发送到通信中心即监控平台。是否回复阶段是等待通信中心对上传数据的回复，如果没有收到回复，则说明数据没有被接收到，继续上传数据(最多三次，超过则判定为通信故障)；如果收到，则回复的数据包含EEPROM的参数设置，如有变动，需要进行刷新，即进入参数调整模块；如果装置的电源开关被关闭，则程序停机结束，否则程序继续从EEPROM参数读取模块循环。

如图3所示为本发明的组网应用示意图，组网的拓扑结构采用星形结构，数据采集节点布置于卷烟仓库的不同位置，主节点作为星形结构中心，多个主节点又将数据上传到数据传输节点，最终，数据传输节点将数据汇总到集中在线监测中心。

本发明在具体实施过程中，在集中在线监测中心可以对卷烟仓库的环境集中监测、对数据进行存储和备份、设置语音报警，可以通过互联网进行远程的监测。

Claims (10)

1.一种卷烟仓库环境的无线监测装置，包括控制器以及与所述控制器连接的无线收发单元、温度传感器、湿度传感器，其特征在于，还包括与控制器连接的O₂含量传感器、CO₂含量传感器、供电电池，以及集中监控平台，其中，所述控制器为低功耗单片机，采用内部时钟驱动，自带AD接口，所述控制器通过所述无线收发单元与所述集中监控平台无线连接；所述O₂含量传感器连接到控制器的AD接口，用于检测环境中的O₂含量，并对检测信号进行线性处理后传输至控制器，所述CO₂含量传感器连接到控制器的AD接口，用于检测环境中的CO₂含量，并对检测信号进行线性处理后传输至所述控制器，所述控制器用于接收O₂含量传感器和CO₂含量传感器传输的信号，对信号进行处理后传输至集中监控平台，并接收监控平台发送的控制信号，基于控制信号执行控制操作。

2.根据权利要求1所述的卷烟仓库环境的无线监测装置，其特征在于，所述集中监控平台设置有语音报警，对卷烟仓库的环境集中监测、对数据进行存储和备份，通过互联网进行远程的监测。

3.根据权利要求1所述的卷烟仓库环境的无线监测装置，其特征在于，该装置还包括与所述控制器连接的LED指示灯，用于表征监测装置的不同的工作状态。

4.根据权利要求3所述的卷烟仓库环境的无线监测装置，其特征在于，所述LED指示灯为三个，分别为红色运行指示灯、绿色数据采集指示灯、黄色数据发送指示灯，当哪种颜色的指示灯亮起代表处于哪个状态。

5.根据权利要求1所述的卷烟仓库环境的无线监测装置，其特征在于，所述无线收发单元采用Zigbee通信方式，用于将监测数据实时传输到所述监控平台。

6.根据权利要求1所述的卷烟仓库环境的无线监测装置，其特征在于，该装置还包括与所述控制器通过USB接口有线连接的存储器，用于程序及数据的上传和下载。

7.根据权利要求6所述的卷烟仓库环境的无线监测装置，其特征在于，所述存储器为EEPROM，用于EEPROM参数读取，包括发送间隔时间参数、数据滤波参数、环境参数的上下限报警值。

8.根据权利要求1所述的卷烟仓库环境的无线监测装置，其特征在于，所述供电电池为可充电的锂电池。

9.根据权利要求1所述的卷烟仓库环境的无线监测装置，其特征在于，该无线监测装置的组网采用星形结构，数据采集器节点即温度传感器、湿度传感器、O₂含量传感器和CO₂含量传感器布置于卷烟仓库的不同位置，主节点作为星形结构中心，多个主节点又将数据上传到数据传输节点，最终，数据传输节点通过通信网关将数据汇总到集中在线监测中心即所述集中监控平台。

10.一种卷烟仓库环境的无线监测的控制方法，其特征在于，用于权利要求1至9任一项所述的卷烟仓库环境的无线监测装置，该控制方法包括：

先开机，红色运行指示灯亮；

初始化，设置系统参数，如时钟的参数、AD转换器的参数、单总线通信的参数以及无线收发单元的参数；

EEPROM参数读取，主要包括发送间隔时间参数、数据滤波参数、环境参数的上下限报警值；

准备就绪，该阶段检查系统读取的EEPROM参数是否正确，如果不正确，则发送错误报告，由系统下发正确的EEPROM参数，如果正确，则开始读取数据；

读取数据，该阶段按照温、湿度数据读取、O₂数据读取和CO₂含量数据读取的顺序进行，绿色数据采集指示灯亮；

数据打包，按照通信协议，构建符合协议的通信报文帧；

数据上传，通过无线收发单元，将数据调制后通过天线发送到集中监控平台，黄色数据发送指示灯亮；

是否回复，该阶段是等待集中监控平台对上传数据的回复，如果没有收到回复，则说明数据没有被接收到，继续上传数据，最多三次，超过则判定为通信故障；如果收到回复，则回复的数据包含EEPROM的参数设置，如有变动，需要进行刷新，即进入参数调整模块；

如果装置的电源开关被关闭，则程序停机结束，否则程序继续从EEPROM参数读取步骤循环。