CN109444875B - 基于雷达偏移成像的粮仓监控方法、装置、设备和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于雷达偏移成像的粮仓监控方法、装置、设备和系统，方法包括：依次向含有N个雷达节点的雷达阵列中的每个雷达节点发送轮询控制信号。在同一时刻只有一个雷达节点接收到轮询控制信号，且当前接收到轮询控制信号的雷达节点为信号发射节点向粮仓存储区域发射探测信号产生反射信号，其他N‑1个雷达节点接收该反射信号。根据其他N‑1个雷达节点的反射信号、粮食电参数和偏移成像原理，获得当前的粮仓存储区域局部粮食的不同电参数之间的分界面信息。在完成M次轮询后，根据M次轮询得到的M个粮食分层结构获得该时刻的粮食分层结构。根据该时刻的粮食分层结构以及上一时刻的粮食分层结构，获得粮食结构的局部变化信息，实现对粮仓的监控。

Description

基于雷达偏移成像的粮仓监控方法、装置、设备和系统

技术领域

本发明涉及信息通信技术领域，尤其涉及一种基于雷达偏移成像的粮仓监控方法、装置、设备和系统。

背景技术

粮食作为国计民生的基础需求，其供需平衡、市场稳定等因素直接影响到国家的安全、稳定与发展。因此，如何保证粮食的长期安全存储则成为国家关注的重大事件。对于粮食的存储，不仅需要控制其存储粮仓的温湿度等自然环境条件，而且对于粮仓的监管监测也是需要关注的重点和难点。由于粮仓储备的粮食数量庞大，蕴含巨大的经济利益，从而，出现以次充好、虚库偷盗等各类违规违法事件，无论是直接给国家造成的经济损失，还是由此带来的监管、清查等经济补贴都是巨大的。因此，亟需针对粮仓中存储的粮食的数量、质量、种类等情况，开发研究准确、快捷的监管监测技术。

现有技术存在的问题：

1、利用温湿度传感器对粮仓内的温度和湿度等自然环境条件直接进行测量。但是，对于监测粮仓温湿度等客观环境变化的方案，只是定性地反映了这些条件对所储粮食的影响，并未确定地说明由此而产生的粮食的具体变化。

2、通过激光雷达对粮仓内粮食的表面形状进行测量，通过已知的粮食密度对粮食的重量进行监测。但是，通过激光雷达测量不规则形状的粮食体积，根据粮食的经验密度，只能粗略确定所储粮食的重量，但不能说明粮食是否发生品质或种类变化。

3、通过探地雷达计算粮食的电参数，从而监测粮食的水分含量，以此判断粮食的品质。但是，通过探地雷达原理监测粮食的水分含量，能够较准确地说明粮食的品质变化，但并未关注粮食电参数与其他因素的关系，同时，现有的监测装置采用导轨控制一发一收雷达运动进行分段的粮食监测，对装置安装的准确性，以及系统运行的稳定性要求较高。

发明内容

本发明实施例提供一种基于雷达偏移成像的粮仓监控方法、装置、设备和系统，根据粮仓粮食的质量变化、品质变化和种类变化，以实现对粮仓的监控。

第一方面，本发明实施例提供一种基于雷达偏移成像的粮仓监控方法，包括：

依次向包含有N个雷达节点的雷达阵列中的每个雷达节点发送轮询控制信号；其中，在同一时刻只有一个雷达节点接收到轮询控制信号，且当前接收到所述轮询控制信号的雷达节点作为信号发射节点向预定的粮仓存储区域发射探测信号；所述探测信号经粮仓存储区域内的粮食反射后生成反射信号，并被所述雷达阵列中的其他N-1个雷达节点所接收；其中，N≥3；

根据所述的其他N-1个雷达节点发送的反射信号、粮食电参数以及偏移成像原理，获得当前的粮仓存储区域局部粮食的不同电参数之间的分界面信息；

在完成M次轮询后，根据M次轮询得到的M个粮食分层结构获得当前时刻的粮食分层结构；其中，每次轮询的粮食分层结构根据在本次轮询过程中获得的N个分界面信息计算得到；

根据当前时刻的粮食分层结构以及上一时刻的粮食分层结构，获得粮食结构的局部变化信息，以实现对粮仓的监控。

进一步地，根据当前时刻的粮食分层结构以及上一时刻的粮食分层结构，获得粮食结构的局部变化信息，以实现对粮仓的监控的步骤，具体包括：

当判断当前时刻的粮食分层结构与上一时刻的粮食分层结构相同时，获取下一采集时刻的粮食分层结构，并根据当前时刻的粮食分层结构以及下一采集时刻的粮食分层结构，获得粮食结构的局部变化信息，以实现对粮仓的监控；

当判断当前时刻的粮食分层结构与上一时刻的粮食分层结构不同时，计算当前时刻的粮食分层结构与上一时刻的粮食分层结构的粮食分层结构差，根据所述粮食分层结构差，获得粮食结构的局部变化信息，以实现对粮仓的监控。

更进一步地，当判断当前时刻的粮食分层结构与上一时刻的粮食分层结构不同时生成报警消息；所述警报消息通过无线通讯模块被发送至与所述调频连续波毫米波雷达关联的用户终端。

进一步地，所述雷达阵列由至少三个调频连续波毫米波雷达组成；其中，至少一个所述调频连续波毫米波雷达为发射节点，至少二个所述调频连续波毫米波雷达为接收节点；所述发射节点安装在粮仓存储区域的正上方，通过发射天线向外发射固定频率的发射信号，经过所述粮仓存储区域会产生所述反射信号；所述接收节点安装在粮仓存储区域的正上方，通过接收天线接收反射信号。

第二方面，本发明提供一种基于雷达偏移成像的粮仓监控装置，包括：

轮询控制信号发送模块，用于依次向包含有N个雷达节点的雷达阵列中的每个雷达节点发送轮询控制信号；其中，在同一时刻只有一个雷达节点接收到轮询控制信号，且当前接收到所述轮询控制信号的雷达节点作为信号发射节点向预定的粮仓存储区域发射探测信号；所述探测信号经粮仓存储区域内的粮食反射后生成反射信号，并被所述雷达阵列中的其他N-1个雷达节点所接收；

分界面信息获取模块，用于根据所述的其他N-1个雷达节点发送的反射信号、粮食电参数以及偏移成像原理，获得当前的粮仓存储区域局部粮食的不同电参数之间的分界面信息；

粮食分层结构获取模块，用于在完成M次轮询后，根据M次轮询得到的M个粮食分层结构获得当前时刻的粮食分层结构；其中，每次轮询的粮食分层结构根据在本次轮询过程中获得的N个分界面信息计算得到；

粮仓监控模块，用于根据当前时刻的粮食分层结构以及上一时刻的粮食分层结构，获得粮食结构的局部变化信息，以实现对粮仓的监控。

进一步地，粮仓监控模块，还包括：

相同判断模块，用于当判断当前时刻的粮食分层结构与上一时刻的粮食分层结构相同时，获取下一采集时刻的粮食分层结构，并根据当前时刻的粮食分层结构以及下一采集时刻的粮食分层结构，获得粮食结构的局部变化信息，以实现对粮仓的监控；

不同判断模块，用于当判断当前时刻的粮食分层结构与上一时刻的粮食分层结构不同时，计算当前时刻的粮食分层结构与上一时刻的粮食分层结构的粮食分层结构差，根据所述粮食分层结构差，获得粮食结构的局部变化信息，以实现对粮仓的监控。

第三方面，本发明提供一种基于雷达偏移成像的粮仓监控设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述基于雷达偏移成像的粮仓监控方法。

第四方面，本发明提供一种基于雷达偏移成像的粮仓监控系统，包括：雷达阵列以及如第一方面所述的基于雷达偏移成像的粮仓监控设备；

所述粮仓监控设备，用于依次向包含有N个雷达节点的雷达阵列中的每个雷达节点发送轮询控制信号；

所述雷达阵列，用于在同一时刻只有一个雷达节点接收到轮询控制信号，且当前接收到所述轮询控制信号的雷达节点作为信号发射节点向预定的粮仓存储区域发射探测信号；所述探测信号经粮仓存储区域内的粮食反射后生成反射信号，并被所述雷达阵列中的其他N-1个雷达节点所接收；

所述粮仓监控设备，用于根据所述的其他N-1个雷达节点发送的反射信号、粮食电参数以及偏移成像原理，获得当前的粮仓存储区域局部粮食的不同电参数之间的分界面信息；在完成M次轮询后，根据M次轮询得到的M个粮食分层结构获得当前时刻的粮食分层结构；其中，每次轮询的粮食分层结构根据在本次轮询过程中获得的N个分界面信息计算得到；根据当前时刻的粮食分层结构以及上一时刻的粮食分层结构，获得粮食结构的局部变化信息，以实现对粮仓的监控。

进一步地，还包括：所述雷达阵列，还用于根据当前接收到所述轮询控制信号的第一雷达节点作为发射节点发射信号，其他N-1个雷达节点作为接收节点接收反射信号；所述发射节点将第一本振信号传送到所述雷达阵列的本振信号网络；使得所述雷达阵列中的N-1个雷达节点根据与所述第一雷达节点之间的距离信息计算自身的第二本振信号的频率补偿和相位补偿；并根据所述频率补偿和所述相位补偿更新自身的第三本振信号；并将第三本振信号与反射信号进行混频，获得中频信号；根据所述中频信号获得信号从发射节点到接收节点所经过的时间，从而确定粮仓监测区域发射点到接收节点的距离，并将所述距离信息发送至所述粮仓监控设备。

进一步地，还包括：显示装置以及报警装置；所述显示装置以及所述报警装置分别与所述所述粮仓监控设备连接；

所述显示装置，用于接收粮食结构的局部变化信息并进行显示；

所述报警装置，用于当判断当前时刻的粮食分层结构与上一时刻的粮食分层结构不同时生成报警消息。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

1、采用调频连续波雷达体制的雷达阵列，降低对单一雷达监测可靠性和稳定性的依赖，能够提高信号检测的信噪比。

2、通过雷达阵列能够完全覆盖粮仓中的粮食存储区域，且通过雷达阵列的处理能够增加对称信息，既可以对错误进行校正，又可以消除因某个雷达节点不能正常工作而造成的数据依赖，提高数据分析的准确性、可靠性以及稳定性。

3、根据偏移成像原理以及粮仓存储区域中粮食电参数的不同，利用雷达阵列监测粮食的分层结构变化，可以准确的监测粮食的质量变化、品质变化，甚至种类变化，以实现对粮仓的监控。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明第一实施例提供的一种基于雷达偏移成像的粮仓监控方法的流程示意图。

图2是本发明第二实施例提供的一种基于雷达偏移成像的粮仓监控装置的结构示意图。

图3是本发明第三实施例提供的一种基于雷达偏移成像的粮仓监控系统的结构示意图。

图4是本发明第三实施例提供发雷达阵列的发射节点和接收节点的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明第一实施例：

参见图1，本发明提供了一种基于雷达偏移成像的粮仓监控方法，具体包括以下步骤：

S10，依次向包含有N个雷达节点的雷达阵列中的每个雷达节点发送轮询控制信号；其中，在同一时刻只有一个雷达节点接收到轮询控制信号，且当前接收到所述轮询控制信号的雷达节点作为信号发射节点向预定的粮仓存储区域发射探测信号；所述探测信号经粮仓存储区域内的粮食反射后生成反射信号，并被所述雷达阵列中的其他N-1个雷达节点所接收。

在本实施例中，雷达阵列由N个调频连续波毫米波雷达组成，且所述N个调频连续波毫米波雷达安装在粮仓存储区域正上方，且根据雷达阵列的每个雷达节点能够测量的范围以及粮仓存储区域的大小确定使用雷达节点数量及排布方式，从而确保粮仓的存储区域全部在雷达阵列的检测范围内，而不会造成漏检。在本实施例中，调频连续波雷达发射采用频率调制方式的连续波，接收端根据接收信号和发射信号之间的频率偏差可以测定目标的距离和运动速度。

在本实施例中，雷达阵列每个雷达节点在接收到轮询控制信号后，仅有一个雷达节点作为发射节点，其余所有N-1个雷达节点作为接收节点。作为发射节点的调频连续波毫米波雷达通过发射天线向外发射调频连续波这里称作发射信号，被发射至粮仓存储区域内的粮食反射后生成反射信号，该反射信号通过其他N-1个调频连续波毫米波雷达的接收天线接收称为反射信号(或回波信号、接收信号)，从而进入与调频连续波毫米波雷达相连的后续信号处理电路。

在本实施例中，所述毫米波雷达使用毫米波(millimeter wave)通常毫米波是指30～300GHz频域(波长为1～10mm)的，毫米波是一种介于红外光波和微波频段之间的电磁波。所述的接收天线和发射天线就是用于发送电磁波和接收电磁波的天线。

S20，根据所述其他N-1个雷达节点发送的反射信号、粮食电参数以及偏移成像原理，获得当前的粮仓存储区域局部粮食的不同电参数之间的分界面信息。

在本实施例中，所述偏移成像原理，在一点发射电磁波，电磁波遇到不同的介质就会发生折射现象而改变原有的传播方向，这样就会在介质的分层面上产生传播偏移，可以通过检测发生偏移的位置，确定不同介质的分层界面。

在本实施例中，雷达阵列中的一个雷达节点向粮食发送电磁波，其他N-1个雷达节点接收电磁波，根据其收发时间的间隔Δt，计算得到不同雷达节点的反射点到雷达的距离d＝c*Δt/2。雷达阵列中的雷达发射信号遇到不同的介质电参数就会发生反射现象和折射现象，根据雷达阵列中接收节点之间的距离、每个接收节点到反射点之间的距离，以及折射定律就可以确定不同介质的电参数，从而确定出不同介质的分层界面。其中，雷达阵列中的雷达节点轮询发射信号，从而确定出多个不同的反射点。

S30，在完成M次轮询后，根据M次轮询得到的M个粮食分层结构获得当前时刻的粮食分层结构；其中，每次轮询的粮食分层结构根据在本次轮询过程中获得的N个分界面信息计算得到。

在本实施例中，经过M次轮询后，确保雷达阵列的每一个雷达节点都作为发送节点一次。每次轮询的粮食分层结构进行加权平均等相关算法处理后获得当前时刻的粮食分层结构。

S40，根据当前时刻的粮食分层结构以及上一时刻的粮食分层结构，获得粮食结构的局部变化信息，以实现对粮仓的监控。

在本实施例中，根据当前时刻的粮食分层结构以及上一时刻的粮食分层结构，获得粮食结构的局部变化信息，以实现对粮仓的监控的步骤，具体包括：

当判断当前时刻的粮食分层结构与上一时刻的粮食分层结构相同时，获取下一采集时刻的粮食分层结构，并根据当前时刻的粮食分层结构以及下一采集时刻的粮食分层结构，获得粮食结构的局部变化信息，以实现对粮仓的监控。

当判断当前时刻的粮食分层结构与上一时刻的粮食分层结构不同时，计算当前时刻的粮食分层结构与上一时刻的粮食分层结构的粮食分层结构差，根据所述粮食分层结构差，获得粮食结构的局部变化信息，以实现对粮仓的监控。当然，需要说明的是，通过对粮食结构的局部变化信息进行偏移成像可以呈现出粮食局部电参数变化的三维像。

在本发明第一实施例的基础上，本发明的一个优选实施例中，当判断当前时刻的粮食分层结构与上一时刻的粮食分层结构不同时生成报警消息；所述警报消息通过无线通讯模块被发送至与所述调频连续波毫米波雷达关联的用户终端。

在本发明第一实施例的基础上，本发明的一个优选实施例中，所述雷达阵列由至少三个调频连续波毫米波雷达组成；其中，至少一个所述调频连续波毫米波雷达为发射节点，至少二个所述调频连续波毫米波雷达为接收节点；所述发射节点安装在粮仓存储区域的正上方，通过发射天线向外发射固定频率的发射信号，经过所述粮仓存储区域会产生所述反射信号；所述接收节点安装在粮仓存储区域的正上方，通过接收天线接收反射信号。在本实施例中，所述偏移成像原理就是在接收节点接收到反射信号后计算反射点，当多个接收信号算出的反射点相同的时候，所述反射点是正确的，否则所述反射点是假的。

在本实施例中，可以在当前时刻的粮食分层结构与上一时刻的粮食分层结构不同时，通过网络连接通知与该调频连续波毫米波雷达相关联的用户终端，以便相关联的用户终端即时获知粮食结构的局部变化信息异常的情形，防止出现更为糟糕的后果。可以理解的是，该网络连接可以是有线网络连接，也可以是无线网络连接。在此不做限定。在某些情况下，也可以通过设置警报模块，以在判断粮食结构的局部变化信息发生变化情形时，即时发出警报，例如蜂鸣等声音，提醒粮仓的管理人员的人可以快速做出反应。

本发明实施例根据偏移成像原理以及粮仓存储区域中粮食电参数的不同，利用雷达阵列监测粮食的分层结构变化，可以准确的监测粮食的质量变化、品质变化，甚至种类变化，以实现对粮仓的监控。

本发明第二实施例：

参见图2，本发明第二实施例提供一种基于雷达偏移成像的粮仓监控装置，包括：

轮询控制信号发送模块10，用于依次向包含有N个雷达节点的雷达阵列中的每个雷达节点发送轮询控制信号；其中，在同一时刻只有一个雷达节点接收到轮询控制信号，且当前接收到所述轮询控制信号的雷达节点作为信号发射节点向预定的粮仓存储区域发射探测信号；所述探测信号经粮仓存储区域内的粮食反射后生成反射信号，并被所述雷达阵列中的其他N-1个雷达节点所接收.

分界面信息获取模块20，用于根据所述的其他N-1个雷达节点发送的反射信号、粮食电参数以及偏移成像原理，获得当前的粮仓存储区域局部粮食的不同电参数之间的分界面信息。

粮食分层结构获取模块30，用于在完成M次轮询后，根据M次轮询得到的M个粮食分层结构获得当前时刻的粮食分层结构；其中，每次轮询的粮食分层结构根据在本次轮询过程中获得的N个分界面信息计算得到。

粮仓监控模块40，用于根据当前时刻的粮食分层结构以及上一时刻的粮食分层结构，获得粮食结构的局部变化信息，以实现对粮仓的监控。

优选地，粮仓监控模块40，还包括：

相同判断模块50，用于当判断当前时刻的粮食分层结构与上一时刻的粮食分层结构相同时，获取下一采集时刻的粮食分层结构，并根据当前时刻的粮食分层结构以及下一采集时刻的粮食分层结构，获得粮食结构的局部变化信息，以实现对粮仓的监控；

不同判断模块60，用于当判断当前时刻的粮食分层结构与上一时刻的粮食分层结构不同时，计算当前时刻的粮食分层结构与上一时刻的粮食分层结构的粮食分层结构差，根据所述粮食分层结构差，获得粮食结构的局部变化信息，以实现对粮仓的监控。

本发明第三实施例：

本发明提供一种基于雷达偏移成像的粮仓监控设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一实施例所述基于雷达偏移成像的粮仓监控方法。

本发明第四实施例：

参见图3和图4，本发明第四实施例提供一种基于雷达偏移成像的粮仓监控系统，包括：雷达阵列1以及如第三实施例所述的基于雷达偏移成像的粮仓监控设备2；

所述粮仓监控设备2，用于依次向包含有N个雷达节点的雷达阵列1中的每个雷达节点发送轮询控制信号；

所述雷达阵列1，用于在同一时刻只有一个雷达节点接收到轮询控制信号，且当前接收到所述轮询控制信号的雷达节点作为信号发射节点向预定的粮仓存储区域发射探测信号；所述探测信号经粮仓存储区域内的粮食反射后生成反射信号，并被所述雷达阵列中的其他N-1个雷达节点所接收；

所述粮仓监控设备2，用于根据所述的其他N-1个雷达节点发送的反射信号、粮食电参数以及偏移成像原理，获得当前的粮仓存储区域局部粮食的不同电参数之间的分界面信息；在完成M次轮询后，根据M次轮询得到的M个粮食分层结构获得当前时刻的粮食分层结构；其中，每次轮询的粮食分层结构根据在本次轮询过程中获得的N个分界面信息计算得到；根据当前时刻的粮食分层结构以及上一时刻的粮食分层结构，获得粮食结构的局部变化信息，以实现对粮仓的监控。

参见图4，优选地，所述雷达阵列1，还用于根据当前接收到所述轮询控制信号的第一雷达节点作为发射节点发射信号，其他N-1个雷达节点作为接收节点接收反射信号；所述发射节点将第一本振信号传送到所述雷达阵列的本振信号网络；使得所述雷达阵列中的N-1个雷达节点根据与所述第一雷达节点之间的距离信息计算自身的第二本振信号的频率补偿和相位补偿；并根据所述频率补偿和所述相位补偿更新自身的第三本振信号，等待获取粮仓存储区域反射的接收信号，并将第三本振信号与反射信号进行混频，获得中频信号；根据所述中频信号获得信号从发射节点到接收节点所经过的时间，从而确定粮仓监测区域发射点到接收节点的距离，并将所述距离信息发送至所述粮仓监控设备。

在本实施例中，混频工作由电路的混频器完成，实际是一个信号的乘法器，即对混频器两个输入端的两路信号进行乘法操作，这两路信号分别是N-1个雷达节点接收到的反射信号以及第三本振信号。

优选地，所述系统还包括：显示装置3以及报警装置4；所述显示装置3以及所述报警装置4分别与所述粮仓监控设备2连接，所述显示装置3，用于接收粮食结构的局部变化信息并进行显示，所述报警装置4，用于当判断当前时刻的粮食分层结构与上一时刻的粮食分层结构不同时生成报警消息。

在本实施例中，构成雷达阵列的每个雷达节点装置完全相同，其包括同步模块、雷达模块、控制模块、传输模块。同步模块用于联合对雷达阵列中的每个雷达节点装置进行本振信号的同频同相校正。雷达模块具有发射发送信号、接收反射信号的功能，同时能够对反射信号进行数据处理。控制模块用于启动同步模块的同步校正；同时根据雷达模块信号处理结果，控制雷达模块将有效信息传送到传输模块；并控制传输模块将有效信息发送到粮仓监控设备。

在本实施例中，无线通讯可例如通过互联网(包括云端服务)、蓝牙通信、近场通信(Near Flied Communication，FFC)或者无线保真(Wireless Fidelity，WIFI)通信等方式无线连线于调频连续波毫米波雷达关联的用户终端，用户终端通过智能手机、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PAD)、个人数字助理手机、平板计算机和PC机实施监测被监护对象情况。

本实施例采用的调频连续波毫米波雷达传感器采用：FMCW雷达传感器：如果要测量一个参数【距离】，如静态物体到传感器的距离，那么选用线性升坡或降坡作为发射频率的时间相关函数就足够了，并定期重复这些坡，以期得到可能的平均值。根据延迟效应的计算公式可以得到物体的距离。

需说明的是，本实施例公开的粮仓监控设备的各模块均可由硬件实现，粮仓监控设备的示例可以是基于X86的处理器、精简指令集计算(RISC)处理器、专用集成电路(ASIC)处理器、复合指令集计算(CISC)处理器、中央处理器(CPU)、显示并行指令计算(EPIC)处理器、超长指令字(VLIW)处理器和/或电路的其他处理器，在此不再赘述。

在本实施例中，所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(APPlication Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述的基于雷达偏移成像的粮仓监控方法控制中心，利用各种接口和线路连接整个所述实现一种基于雷达偏移成像的粮仓监控方法的各个部分。

所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现基于雷达偏移成像的粮仓监控方法的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、文字转换功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、文字消息数据等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘、智能存储卡(Smart Media Card,SMC)、安全数字(SecureDigital,SD)卡、闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

其中，所述实现服务设备的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一个计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于雷达偏移成像的粮仓监控方法，其特征在于，包括：

依次向包含有N个雷达节点的雷达阵列中的每个雷达节点发送轮询控制信号；其中，在同一时刻只有一个雷达节点接收到轮询控制信号，且当前接收到所述轮询控制信号的雷达节点作为信号发射节点向预定的粮仓存储区域发射探测信号；所述探测信号经粮仓存储区域内的粮食反射后生成反射信号，并被所述雷达阵列中的其他N-1个雷达节点所接收；其中，N≥3；

根据所述其他N-1个雷达节点发送的反射信号、粮食电参数以及偏移成像原理，获得当前的粮仓存储区域局部粮食的不同电参数之间的分界面信息；

在完成M次轮询后，根据M次轮询得到的M个粮食分层结构获得当前时刻的粮食分层结构；其中，每次轮询的粮食分层结构根据在本次轮询过程中获得的N分界面信息计算得到；

根据当前时刻的粮食分层结构以及上一时刻的粮食分层结构，获得粮食结构的局部变化信息，以实现对粮仓的监控。

2.根据权利要求1所述的基于雷达偏移成像的粮仓监控方法，其特征在于，根据当前时刻的粮食分层结构以及上一时刻的粮食分层结构，获得粮食结构的局部变化信息，以实现对粮仓的监控的步骤，具体包括：

当判断当前时刻的粮食分层结构与上一时刻的粮食分层结构相同时，获取下一采集时刻的粮食分层结构，并根据当前时刻的粮食分层结构以及下一采集时刻的粮食分层结构，获得粮食结构的局部变化信息，以实现对粮仓的监控；

当判断当前时刻的粮食分层结构与上一时刻的粮食分层结构不同时，计算当前时刻的粮食分层结构与上一时刻的粮食分层结构的粮食分层结构差，根据所述粮食分层结构差，获得粮食结构的局部变化信息，以实现对粮仓的监控。

3.根据权利要求2所述的基于雷达偏移成像的粮仓监控方法，其特征在于，当判断当前时刻的粮食分层结构与上一时刻的粮食分层结构不同时生成报警消息；所述报警消息通过无线通讯模块被发送至与调频连续波毫米波雷达关联的用户终端。

4.如权利要求1所述的基于雷达偏移成像的粮仓监控方法，其特征在于，所述雷达阵列由至少三个调频连续波毫米波雷达组成；其中，至少一个所述调频连续波毫米波雷达为发射节点，至少二个所述调频连续波毫米波雷达为接收节点；所述发射节点安装在粮仓存储区域的正上方，通过发射天线向外发射固定频率的发射信号，经过所述粮仓存储区域会产生所述反射信号；所述接收节点安装在粮仓存储区域的正上方，通过接收天线接收反射信号。

5.一种基于雷达偏移成像的粮仓监控装置，其特征在于，包括：

轮询控制信号发送模块，用于依次向包含有N个雷达节点的雷达阵列中的每个雷达节点发送轮询控制信号；其中，在同一时刻只有一个雷达节点接收到轮询控制信号，且当前接收到所述轮询控制信号的雷达节点作为信号发射节点向预定的粮仓存储区域发射探测信号；所述探测信号经粮仓存储区域内的粮食反射后生成反射信号，并被所述雷达阵列中的其他N-1个雷达节点所接收；

分界面信息获取模块，用于根据所述的其他N-1个雷达节点发送的反射信号、粮食电参数以及偏移成像原理，获得当前的粮仓存储区域局部粮食的不同电参数之间的分界面信息；

粮食分层结构获取模块，用于在完成M次轮询后，根据M次轮询得到的M个粮食分层结构获得当前时刻的粮食分层结构；其中，每次轮询的粮食分层结构根据在本次轮询过程中获得的N个分界面信息计算得到；

粮仓监控模块，用于根据当前时刻的粮食分层结构以及上一时刻的粮食分层结构，获得粮食结构的局部变化信息，以实现对粮仓的监控。

6.根据权利要求5所述的基于雷达偏移成像的粮仓监控装置，其特征在于，粮仓监控模块，还包括：

相同判断模块，用于当判断当前时刻的粮食分层结构与上一时刻的粮食分层结构相同时，获取下一采集时刻的粮食分层结构，并根据当前时刻的粮食分层结构以及下一采集时刻的粮食分层结构，获得粮食结构的局部变化信息，以实现对粮仓的监控；

不同判断模块，用于当判断当前时刻的粮食分层结构与上一时刻的粮食分层结构不同时，计算当前时刻的粮食分层结构与上一时刻的粮食分层结构的粮食分层结构差，根据所述粮食分层结构差，获得粮食结构的局部变化信息，以实现对粮仓的监控。

7.一种基于雷达偏移成像的粮仓监控设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述基于雷达偏移成像的粮仓监控方法。

8.一种基于雷达偏移成像的粮仓监控系统，其特征在于，包括：雷达阵列以及如权利要求7所述的基于雷达偏移成像的粮仓监控设备；

所述粮仓监控设备，用于依次向包含有N个雷达节点的雷达阵列中的每个雷达节点发送轮询控制信号；

所述雷达阵列，用于在同一时刻只有一个雷达节点接收到轮询控制信号，且当前接收到所述轮询控制信号的雷达节点作为信号发射节点向预定的粮仓存储区域发射探测信号；所述探测信号经粮仓存储区域内的粮食反射后生成反射信号，并被所述雷达阵列中的其他N-1个雷达节点所接收；

所述粮仓监控设备，用于根据所述的其他N-1个雷达节点发送的反射信号、粮食电参数以及偏移成像原理，获得当前的粮仓存储区域局部粮食的不同电参数之间的分界面信息；在完成M次轮询后，根据M次轮询得到的M个粮食分层结构获得当前时刻的粮食分层结构；其中，每次轮询的粮食分层结构根据在本次轮询过程中获得的N个分界面信息计算得到；根据当前时刻的粮食分层结构以及上一时刻的粮食分层结构，获得粮食结构的局部变化信息，以实现对粮仓的监控。

9.根据权利要求8所述的基于雷达偏移成像的粮仓监控系统，其特征在于，

所述雷达阵列，还用于根据当前接收到所述轮询控制信号的第一雷达节点作为发射节点发射信号，其他N-1个雷达节点作为接收节点接收反射信号；所述发射节点将第一本振信号传送到所述雷达阵列的本振信号网络；使得所述雷达阵列中的N-1个雷达节点根据与所述第一雷达节点之间的距离信息计算自身的第二本振信号的频率补偿和相位补偿；并根据所述频率补偿和所述相位补偿更新自身的第三本振信号；并将第三本振信号与反射信号进行混频，获得中频信号；根据所述中频信号获得信号从发射节点到接收节点所经过的时间，从而确定粮仓监测区域发射点到接收节点的距离，并将所述距离信息发送至所述粮仓监控设备。

10.根据权利要求8所述的基于雷达偏移成像的粮仓监控系统，其特征在于，还包括：显示装置以及报警装置；所述显示装置以及所述报警装置分别与所述所述粮仓监控设备连接；

所述显示装置，用于接收粮食结构的局部变化信息并进行显示；

所述报警装置，用于当判断当前时刻的粮食分层结构与上一时刻的粮食分层结构不同时生成报警消息。

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