CN109101059A - 一种粮仓信息化管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种粮仓信息化管理系统，包括多个粮仓的仓储管理系统和视频管理系统，以及云端数据服务器或本地服务器；仓储管理系统包括测控分机、测控主机和数据采集服务器，测控分机采用无线或有线的方式将采集的基础数据传送到测控主机，测控主机利用光纤或者智能网关连接到以太网，将数据传输到云端数据服务器或连接到以太网的本地服务器；云端数据服务器或连接到以太网的本地服务器接收整个粮库所有粮仓的粮情数据和设备信息，以进行存储、运算、分析和控制；视频管理系统：视频图像监控子系统，防盗报警子系统，以及接收各个被监视点的现场图像、各防盗报警器的异常情况警报，并对粮库的环境和情况进行遥控监视的监控调度总控制中心。

Description

一种粮仓信息化管理系统

技术领域

本发明属于信息化管理领域，具体的说，涉及了一种粮仓信息化管理系统。

背景技术

粮食始终是经济发展、社会稳定和国家自立的基础，任何时候都不能出现闪失。

促进粮食经济的发展和粮食信息化进程，适应粮食事业改革与发展需求，全面提高粮食信息化应用和服务水平，政务业务信息化发展。如何有效的对信息资源进行整合、使用和管理以促进部门协作、量化决策是当前信息化发展较快领域及各部门所重点考虑的工作任务。粮食信息化统筹发展将按照业务应用统一规范、信息资源的“一数一源”管理和服务、技术利用做到开放可扩展，实现全粮食信息化工程建设数据标准统一、技术规范统一、管理规范一致，启动“智慧粮食”工程建设，推动粮食信息化工作科学开展。

但是，目前没有很好的粮仓信息化规划方案，以通过粮仓信息化管理平台，实现对粮仓环境各参数集中监管，增强粮仓管理人员对各仓库粮情实时掌握，及时发现问题，及时处理。从而实现“数字粮库”的建设需要，提高粮库的信息化管理水平。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、实用性强、功能全面和数据集中性强的粮仓信息化管理系统。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种粮仓信息化管理系统，包括多个粮仓的仓储管理系统和视频管理系统，以及云端数据服务器或本地服务器；

每个粮仓的仓储管理系统包括测控分机、测控主机和数据采集服务器，测控分机采用无线或有线的方式将采集的基础数据传送到测控主机，测控主机利用光纤或者智能网关连接到以太网，将数据传输到云端数据服务器或连接到以太网的本地服务器；

云端数据服务器或连接到以太网的本地服务器接收整个粮库所有粮仓的粮情数据和设备信息，以进行存储、运算、分析和控制；

所述视频管理系统包括：

视频图像监控子系统，由安装在各粮仓的内、外部和粮库重要设施的视频摄像头组成，采集各个被监视点的现场图像；

防盗报警子系统，由安装在各个门窗或通道上的防盗报警器组成，当各防盗报警器检测到异常情况时，进行鸣警；

监控调度总控制中心，包括综合监控服务器和数据中心服务器，接收各个被监视点的现场图像、各防盗报警器的异常情况警报，对粮库的环境和情况进行遥控监视。

基于上述，所述测控分机包括粮情测控系统、环流熏蒸系统、智能通风系统、智能气调系统、低温储粮系统。

基于上述，所述粮情测控系统包括：气体浓度检测装置，取样布置在粮仓内，用于检测粮仓内的气体浓度信息，包括导气管、电磁阀组、吸气泵、气体浓度检测仪和控制器，所述导气管的一端与吸气泵连接，另一端与所述电磁阀组连接，所述电磁阀组的出气口连接在一起并与所述气体浓度检测仪的进气口相连；所述控制器控制连接所述电磁阀组、所述吸气泵和所述气体浓度检测仪；

温度监测系统，包括布设在粮仓内的测温电缆、温度传感器和温度测控分机，用于检测粮仓温度信息；

水分检测系统，包括布设在粮仓内的粮食水分传感器和数据读取模块，用于检测粮仓内的水分含量信息；

湿度监测系统，包括仓外环境湿度监测传感器、仓内环境湿度监测传感器和湿度控制器，用于仓内和仓外环境的相对湿度信息的检测。

基于上述，所述环流熏蒸系统包括设置在仓内的环流管道、环流风机和熏蒸测控分机，所述环流管道穿仓墙引出仓外，经固定在仓墙上部的环流风机向下经环流支管道与仓房的通风口相连构成回路；所述环流风机的正压端的主管道上连接有施药管道，熏蒸时将施药设备与所述施药管道连接；各支管道上设有流量调节阀，所述环流管道设有用于监测仓内空间的磷化氢浓度的磷化氢浓度监测装置；所述熏蒸测控分机控制连接所述环流风机、所述施药设备、所述流量调节阀和所述磷化氢浓度监测装置。

基于上述，所述智能通风系统包括依次相连的PC机、通风测控主机、电气控制柜和通风执行设备，通过预设的通风策略控制所述通风执行设备对粮仓进行通风；所述通风执行设备包括自动通风口和自动通风窗。

基于上述，所述低温储粮系统为谷物冷却系统，所述谷物冷却系统包括用于将外界空气冷却的制冷系统、用于调整冷却后空气的湿度的湿度调控系统、用于将符合设定要求的冷却空气通过送风管道和空气分配器送入粮堆的送风系统、用于控制设备行走的设备行走系统以及用于作为控制中的PLC控制系统。

基于上述，所述气体浓度检测装置的导气管为带导气孔的软管，进行气体采样布管时，所述软管插入粮堆，所述软管纵向间隔2m、横向间隔4m布置，每根软管的导气孔之间间隔1.45m。

基于上述，平房粮仓的测温布点原则：测温电缆水平间距不大于5m，垂直方向点距不大于2m，距粮面、仓底、仓壁0.3~0.5m；

浅圆仓、立筒仓的测温布点原则：浅圆仓、立筒仓测温电缆间距为5~6m，最外圈测温电缆距离仓壁不大于2m，垂直方向点距为1.5~3m，各点之间设置成等间距，多条电缆对称吊装在仓内，在向阳方向、中心部位和入粮口处分别设置温度传感器作为测量点。

基于上述，平房粮仓的水分检测布点原则：分上、中、下三层在距粮面、仓底、仓壁0.3m处均匀设置检测点，并应按粮堆大小在粮堆中部增设3~10个水分检测点，靠近门、窗和通风道的部位增设检测点；

立筒仓、浅圆仓的水分检测布点原则：分上、中、下三层，各仓按东、西、南、北、中五个方位在距粮面、仓底、筒壁0.3m处均匀设置检测点，并应按粮堆大小在粮堆中部增设3~10个水分检测点，靠近检查孔、进粮口、出粮口和通风道的部位增设监测点。

基于上述，所述仓储管理系统用数字方式按照各仓各层分布情况来显示仓内粮情数据；

或利用三维结构图形来表达仓内各层各点粮食情况，用不同的颜色表示粮情范围；

或通过曲线图方式显示出仓内年、月、日、点、层粮情变化情况。

本发明系统与现有技术相比，囊括了粮情测控、环流熏蒸、智能通风、智能气调、低温储粮等功能系统，提高了粮仓的信息化管理能力，减少了粮库工作人员的工作量；

本发明具有设计科学、实用性强、功能全面和数据集中性强的优点。

附图说明

图1是本发明系统的结构框图；

图2是本发明的气体浓度检测的取样点平面布置图。

图3是本发明的气体浓度检测的取样点剖面布置图。

图4是本发明的平房粮仓的测温布点平面布置图。

图5是本发明的平房粮仓的测温布点剖面布置图。

图6是本发明的浅圆仓、立筒仓的测温布点平面布置图。

图7是本发明的浅圆仓、立筒仓的测温布点剖面布置图。

图8是本发明的浅圆仓、立筒仓的测温布点剖面布置图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图1所示，一种粮仓信息化管理系统，包括多个粮仓的仓储管理系统和视频管理系统，以及云端数据服务器或本地服务器；

每个粮仓的仓储管理系统包括测控分机、测控主机和数据采集服务器，测控分机采用无线或有线的方式将采集的基础数据传送到测控主机，测控主机利用光纤或者智能网关连接到以太网，将数据传输到云端数据服务器或连接到以太网的本地服务器；

云端数据服务器或连接到以太网的本地服务器接收整个粮库所有粮仓的粮情数据和设备信息，以进行存储、运算、分析和控制；

具体的，测控分机采用西门子公司生产的S7-200 SMART系列PLC作为主控制器，使用STEP7Micro/WINSMARTV2.2完整版软件包作为编程软件，编写数据处理、设备控制等程序。S7-200 SMART提供不同类型，I/O点数丰富的CPU模块，单体I/O点数最高可达60点。另外，CPU模块配备标准型和经济型可供用户选择，对于不同的应用需求，产品配置更加灵活，最大限度的控制成本。

测控主机采用西门子公司生产的S7-400系列PLC作为主控制器，使用SIMATICSTEP7Professional/BasicV13软件包作为编程软件编写数据处理、设备控制等程序。S7-400PLC是用于中、高档性能范围的可编程控制器，具有极高的处理速度、强大的通讯性能和极强的扩展功能，能够满足此系统控制需求以及后期扩展需求。集成了多种通讯接口，容易实现分布式结构和冗余控制系统。配合无线通信模块，可以将数据传输到数据服务器。

数据采集服务器通过光纤或无线网络（GPRS/3G/4G/wifi）从现场测控主机获得实时数据，对数据进行必要的处理后，一方面可以直观地显示在计算机屏幕上和移动终端上，如用数字方式按照各仓各层分布情况来显示仓内粮情数据；或利用三维结构图形来表达仓内各层各点粮食情况，用不同的颜色表示粮情范围；或通过曲线图方式显示出仓内年、月、日、点、层粮情变化情况。另一方面按照组态要求和操作人员的指令将控制数据送给测控主机，对执行机构实施控制或调整控制参数。

本发明采用OPC技术，将各个执行机构的硬件设备驱动程序和通信程序封装成独立的OPC服务器，上层应用软件可以不关心硬件的性能特点，而通过标准的OPC接口访问OPC服务器。这样不仅解决了上述问题，而且实现了软件的即插即用，OPC相当于一块软件“主板”，它能够直接与现场的PLC，工业网络，数据采集和WindowsCE设备连接，快速有效地获取现场实时数据。PC机内的各种监视，控制和管理等应用软件则像是插在OPC主板上的软件“芯片”，“芯片”可通过OPC获得现场实时数据，“芯片”之间也可按照OPC协议进行通信，从而实现软件的即插即用。

所述视频管理系统包括：

视频图像监控子系统，由安装在各粮仓的内、外部和粮库重要设施的视频摄像头组成，采集各个被监视点的现场图像；将各个被监视点的现场图像传输到监控调度总控制中心，监控人员可通过监控系统对粮库的环境和情况进行遥控监视。其中，视频摄像头采用超低照度摄像机（用于低照度监控）DS-2CC175P-A，红外防水一体化摄像机（户外周界监控）DS-2CC172P-IRA

防盗报警子系统，由安装在各个门窗或通道上的防盗报警器组成，当各防盗报警器检测到异常情况时，进行鸣警；

监控调度总控制中心，包括综合监控服务器和数据中心服务器，接收各个被监视点的现场图像、各防盗报警器的异常情况警报，对粮库的环境和情况进行遥控监视。

进一步地，所述测控分机包括粮情测控系统、环流熏蒸系统、智能通风系统、智能气调系统、低温储粮系统。

粮情测控系统

包括：气体浓度检测装置，取样布置在粮仓内，用于检测粮仓内的气体浓度信息，包括导气管、电磁阀组、吸气泵、气体浓度检测仪和控制器，所述导气管的一端与吸气泵连接，另一端与所述电磁阀组连接，所述电磁阀组的出气口连接在一起并与所述气体浓度检测仪的进气口相连；所述控制器控制连接所述电磁阀组、所述吸气泵和所述气体浓度检测仪；所述控制器用于控制电磁阀组动作、吸气泵工作使气体浓度传感器检测取样点的气体浓度；所述控制器接收电磁阀组中单个电磁阀的运行状态和吸气泵的工作状态，判断气体浓度传感器在测的是哪个取样点的气体浓度。

如图2和图3所示，所述气体浓度检测装置的导气管为带导气孔的软管，进行气体采样布管时，所述软管插入粮堆，所述软管纵向间隔2m、横向间隔4m布置，每根软管的导气孔之间间隔1.45m。

温度监测系统

包括布设在粮仓内的测温电缆、温度传感器和温度测控分机，用于检测粮仓温度信息；

进行温度监测时，如图4和图5所示，平房粮仓的测温布点原则：测温电缆水平间距不大于5m，垂直方向点距不大于2m，距粮面、仓底、仓壁0.3~0.5m；

如图6和图7所示，浅圆仓、立筒仓的测温布点原则：浅圆仓、立筒仓测温电缆间距为5~6m，最外圈测温电缆距离仓壁不大于2m，垂直方向点距为1.5~3m，各点之间设置成等间距，多条电缆对称吊装在仓内，在向阳方向、中心部位和入粮口处分别设置温度传感器作为测量点。

水分检测系统

包括布设在粮仓内的水分检测分机，水分检测分机包括粮食水分传感器和数据读取模块，用于检测粮仓内的水分含量信息；水分检测分机采用S7-200 SMART系列PLC控制器，扩展模拟量输入模块。粮食水分检测传感器采用德国默斯技术有限公司生产的MS-100系列106-接触式水分传感器，探杆分体型探头部分材质304不锈钢一体成型，测量表面采用Si3O4氧化耐磨陶瓷。

如图8所示，具体的，平房粮仓的水分检测布点原则：分上、中、下三层在距粮面、仓底、仓壁0.3m处均匀设置检测点，并应按粮堆大小在粮堆中部增设3~10个水分检测点，靠近门、窗和通风道的部位增设检测点；

立筒仓、浅圆仓的水分检测布点原则：分上、中、下三层，各仓按东、西、南、北、中五个方位在距粮面、仓底、筒壁0.3m处均匀设置检测点，并应按粮堆大小在粮堆中部增设3~10个水分检测点，靠近检查孔、进粮口、出粮口和通风道的部位增设监测点。

湿度监测系统

包括仓外环境湿度监测传感器、仓内环境湿度监测传感器和湿度控制器，用于仓内和仓外环境的相对湿度信息的检测。粮仓的储藏环境中，湿度监测系统主要包括仓外环境湿度和仓内环境湿度的检测。本系统采用西门子S7-200 SMART PLC控制器，扩展模拟量输入模块，接收现场模拟湿度传感器输出的4~20mA电流信号，处理后获得仓内和仓外环境的相对湿度并传输到测控主机参与智能通风。

环流熏蒸系统

包括设置在仓内的环流管道、环流风机和熏蒸测控分机，所述环流管道穿仓墙引出仓外，经固定在仓墙上部的环流风机向下经环流支管道与仓房的通风口相连构成回路；所述环流风机的正压端的主管道上连接有施药管道，熏蒸时将施药设备与所述施药管道连接；各支管道上设有流量调节阀，所述环流管道设有用于监测仓内空间的磷化氢浓度的磷化氢浓度监测装置；所述熏蒸测控分机控制连接所述环流风机、所述施药设备、所述流量调节阀和所述磷化氢浓度监测装置。

智能通风系统

包括依次相连的PC机、通风测控主机、电气控制柜和通风执行设备，通过预设的通风策略控制所述通风执行设备对粮仓进行通风；所述通风执行设备包括自动通风口和自动通风窗。

低温储粮系统

为谷物冷却系统，所述谷物冷却系统包括用于将外界空气冷却的制冷系统、用于调整冷却后空气的湿度的湿度调控系统、用于将符合设定要求的冷却空气通过送风管道和空气分配器送入粮堆的送风系统、用于控制设备行走的设备行走系统以及用于作为控制中的PLC控制系统。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种粮仓信息化管理系统，其特征在于：包括多个粮仓的仓储管理系统和视频管理系统，以及云端数据服务器或本地服务器；

每个粮仓的仓储管理系统包括测控分机、测控主机和数据采集服务器，测控分机采用无线或有线的方式将采集的基础数据传送到测控主机，测控主机利用光纤或者智能网关连接到以太网，将数据传输到云端数据服务器或连接到以太网的本地服务器；

云端数据服务器或连接到以太网的本地服务器接收整个粮库所有粮仓的粮情数据和设备信息，以进行存储、运算、分析和控制；

所述视频管理系统包括：

视频图像监控子系统，由安装在各粮仓的内、外部和粮库重要设施的视频摄像头组成，采集各个被监视点的现场图像；

防盗报警子系统，由安装在各个门窗或通道上的防盗报警器组成，当各防盗报警器检测到异常情况时，进行鸣警；

监控调度总控制中心，包括综合监控服务器和数据中心服务器，接收各个被监视点的现场图像、各防盗报警器的异常情况警报，对粮库的环境和情况进行遥控监视。

2.根据权利要求1所述的粮仓信息化管理系统，其特征在于：所述测控分机包括粮情测控系统、环流熏蒸系统、智能通风系统、智能气调系统、低温储粮系统。

3.根据权利要求2所述的粮仓信息化管理系统，其特征在于，所述粮情测控系统包括：

气体浓度检测装置，取样布置在粮仓内，用于检测粮仓内的气体浓度信息，包括导气管、电磁阀组、吸气泵、气体浓度检测仪和控制器，所述导气管的一端与吸气泵连接，另一端与所述电磁阀组连接，所述电磁阀组的出气口连接在一起并与所述气体浓度检测仪的进气口相连；所述控制器控制连接所述电磁阀组、所述吸气泵和所述气体浓度检测仪；

温度监测系统，包括布设在粮仓内的测温电缆、温度传感器和温度测控分机，用于检测粮仓温度信息；

水分检测系统，包括布设在粮仓内的粮食水分传感器和数据读取模块，用于检测粮仓内的水分含量信息；

湿度监测系统，包括仓外环境湿度监测传感器、仓内环境湿度监测传感器和湿度控制器，用于仓内和仓外环境的相对湿度信息的检测。

4.根据权利要求2所述的粮仓信息化管理系统，其特征在于：所述环流熏蒸系统包括设置在仓内的环流管道、环流风机和熏蒸测控分机，所述环流管道穿仓墙引出仓外，经固定在仓墙上部的环流风机向下经环流支管道与仓房的通风口相连构成回路；所述环流风机的正压端的主管道上连接有施药管道，熏蒸时将施药设备与所述施药管道连接；各支管道上设有流量调节阀，所述环流管道设有用于监测仓内空间的磷化氢浓度的磷化氢浓度监测装置；所述熏蒸测控分机控制连接所述环流风机、所述施药设备、所述流量调节阀和所述磷化氢浓度监测装置。

5.根据权利要求2所述的粮仓信息化管理系统，其特征在于，所述智能通风系统包括依次相连的PC机、通风测控主机、电气控制柜和通风执行设备，通过预设的通风策略控制所述通风执行设备对粮仓进行通风；所述通风执行设备包括自动通风口和自动通风窗。

6.根据权利要求2所述的粮仓信息化管理系统，其特征在于：所述低温储粮系统为谷物冷却系统，所述谷物冷却系统包括用于将外界空气冷却的制冷系统、用于调整冷却后空气的湿度的湿度调控系统、用于将符合设定要求的冷却空气通过送风管道和空气分配器送入粮堆的送风系统、用于控制设备行走的设备行走系统以及用于作为控制中的PLC控制系统。

7.根据权利要求3所述的粮仓信息化管理系统，其特征在于：所述气体浓度检测装置的导气管为带导气孔的软管，进行气体采样布管时，所述软管插入粮堆，所述软管纵向间隔2m、横向间隔4m布置，每根软管的导气孔之间间隔1.45m。

8.根据权利要求3所述的粮仓信息化管理系统，其特征在于：

平房粮仓的测温布点原则：测温电缆水平间距不大于5m，垂直方向点距不大于2m，距粮面、仓底、仓壁0.3~0.5m；

浅圆仓、立筒仓的测温布点原则：浅圆仓、立筒仓测温电缆间距为5~6m，最外圈测温电缆距离仓壁不大于2m，垂直方向点距为1.5~3m，各点之间设置成等间距，多条电缆对称吊装在仓内，在向阳方向、中心部位和入粮口处分别设置温度传感器作为测量点。

9.根据权利要求3所述的粮仓信息化管理系统，其特征在于：

平房粮仓的水分检测布点原则：分上、中、下三层在距粮面、仓底、仓壁0.3m处均匀设置检测点，并应按粮堆大小在粮堆中部增设3~10个水分检测点，靠近门、窗和通风道的部位增设检测点；

立筒仓、浅圆仓的水分检测布点原则：分上、中、下三层，各仓按东、西、南、北、中五个方位在距粮面、仓底、筒壁0.3m处均匀设置检测点，并应按粮堆大小在粮堆中部增设3~10个水分检测点，靠近检查孔、进粮口、出粮口和通风道的部位增设监测点。

10.根据权利要求1所述的粮仓信息化管理系统，其特征在于：所述仓储管理系统用数字方式按照各仓各层分布情况来显示仓内粮情数据；

或利用三维结构图形来表达仓内各层各点粮食情况，用不同的颜色表示粮情范围；

或通过曲线图方式显示出仓内年、月、日、点、层粮情变化情况。