CN118131849B - 一种智能粮仓调节控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及粮仓调节控制技术领域，具体涉及一种智能粮仓调节控制系统。该系统包括：粮储容器压力采集单元、粮仓环境检测单元、粮储容器内部粮食采集单元、粮仓调节控制单元、粮仓调节控制终端：采集粮储容器在盛粮食时的底部压力值，并根据底部压力值对粮储容器进行容器分段标注，得到容器标注分段，收集粮储容器竖直方向的各个标注分段中的粮食，并检测各个容器标注分段中的对应的粮食参数，并根据粮食参数计算得到孔隙率和虫卵率，根据孔隙率和虫卵率计算对应的容器标注分段的粮储状态特征值；将关联公式得到粮储待调节控制指数，并将粮储待调节控制指数调节控制粮仓。本发明能够提高对储粮的虫害问题解决效率，延长储粮周期。
Description
技术领域
本发明涉及粮仓调节控制技术领域，具体涉及一种智能粮仓调节控制系统。
背景技术
随着科技的不断发展，智能化的设备在各个领域得到了广泛的应用。在农业领域中，智能化的粮仓调节控制系统成为了研究的热点。传统的粮仓调节控制系统通常采用人工操作的方式，这种方式不仅效率低下，而且容易出错。此外，传统的粮仓调节控制系统缺乏对粮仓内部环境的实时监测和自动调节功能，无法保证粮食的储存安全和质量。
现有技术中，因粮储容器在存储粮食时，因节约空间而采取粮食堆叠方式，这导致了粮食在粮储容器中因存储位置导致的温度、湿度以及光照、孔隙率不同，进而导致粮食的存储状况不同，会存在存储容器不同位置的粮食对粮食的虫害的发展的影响程度不同的问题。
针对以上问题，现有技术中还没有一种智能粮仓调节控制系统能够针对粮食在粮储容器中不同的位置来对调节控制，实现智能地调节粮仓，改善粮食的虫害对储粮的影响，提高粮食存储周期。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能粮仓调节控制系统：解决现有方案中没有针对粮储容器中不同储粮位置的粮食的虫害对储粮的影响程度不同来进行储粮处理，导致对储粮的虫害问题解决效率低下的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种智能粮仓调节控制系统，包括粮储容器压力采集单元、粮仓环境检测单元、粮储容器内部粮食采集单元、粮仓调节控制单元、粮仓调节控制终端：
粮储容器压力采集单元用于采集粮储容器在盛粮食时的底部压力值，其中，底部压力值为粮储容器不同的垂直高度横截面所对应的压力值，并根据底部压力值对粮储容器进行容器分段标注，得到容器标注分段，并将容器标注分段的临界线对应的底部压力值发送至粮仓调节控制终端；
粮储环境检测单元用于获取粮仓实时环境参数，并将实时环境参数发送至粮仓调节控制单元，其中粮仓实时环境参数包括粮仓内的温度值、湿度值；
粮储容器内部粮食采集单元用于收集粮储容器竖直方向的各个标注分段中的粮食，并检测各个容器标注分段中的对应的粮食参数，并根据粮食参数计算得到孔隙率和虫卵率，根据孔隙率和虫卵率计算对应的容器标注分段的粮储状态特征值，并将粮储状态特征值发送至粮仓调节控制单元；
粮仓调节控制单元用于获取粮储状态特征值、实时环境参数、粮储容器内的粮食存储时间，并将粮储状态特征值、实时环境参数、粮食存储时间代入关联公式得到粮储待调节控制指数，并将粮储待调节控制指数与预设的阈值进行对比，根据对比结果确定是否生成调节控制信号，若粮储待调节控制指数小于预设的阈值，则不生成调节控制信号，若粮储待调节控制指数大于预设的阈值，则生成调节控制信号并发送至粮仓调节控制终端；
粮仓调节控制终端用于获取调节控制信号和容器标注分段的临界线对应的底部压力值，并基于调节控制信号和容器标注分段的临界线对应的底部压力值对粮储容器进行调节。
进一步地，粮储容器内部粮食采集单元收集粮储容器竖直方向的各个标注分段中的粮食，并检测各个容器标注分段中的对应的粮食参数，并根据粮食参数计算得到孔隙率和虫卵率包括以下步骤：
各个容器标注分段中的对应的粮食参数包括粮食类型、单个粮食的平均体积值、虫卵所覆盖粮食体积，虫卵所覆盖粮食体积对应的采样总体积，其中，虫卵所覆盖粮食体积为以虫卵为球心、预设半径为球心半径所得到的球体所覆盖的体积；
将粮食类型对应的孔隙率常数、粮食类型对应的形状参考值、单个粮食的平均体积值代入关联公式，得到孔隙率，该关联公式如下：其中，为各个标注分段中采集到的粮食重量，为各个标注分段中对应的采集粮食的容器盛满无孔隙物质的重量，为各个标注分段中对应的采集粮食的容器体积，为不同粮食类型对应的孔隙率常数，由粮储容器内部粮食采集单元根据不同粮食类型进行设置，粮食类型对应的形状参考值由粮储容器内部粮食采集单元根据不同粮食类型进行设置；
计算虫卵所覆盖粮食体积占虫卵所覆盖粮食体积对应的采样总体积的比值，将比值作为虫卵率；
根据孔隙率和虫卵率计算对应的容器标注分段的粮储状态特征值
进一步地，根据孔隙率和虫卵率计算对应的容器标注分段的粮储状态特征值包括以下步骤：
将孔隙率和虫卵率代入关联公式计算得到粮储状态特征值，该关联公式如下：其中，的值为2.72，为容器标注分段序号，该分段序号按照容器标注分段沿着竖直方向从上到下排序，为容器标注分段N底部的压力值，为容器标注分段底部的压力值。
进一步地，将粮储状态特征值、实时环境参数、粮食存储时间代入关联公式得到粮储待调节控制指数包括以下步骤：
获取实时环境参数的温度、湿度值、存储时间；
将温度、湿度值、存储时间和粮储状态特征值代入关联公式得到粮储待调节控制指数，该关联公式如下：其中，大于30。
进一步地，粮仓调节控制终端用于获取调节控制信号和容器标注分段的临界线对应的底部压力值，并基于调节控制信号和容器标注分段的临界线对应的底部压力值对粮储容器进行调节包括以下步骤：
粮仓调节控制终端获取调节控制信号之后，根据调节控制信号解析得到需要调节的容器标注分段序数，并确定需要调节的容器标注分段序数在容器标注分段序列中位置；
若需要调节的容器标注分段序数位于容器标注分段序列中的首位，则获取该需要调节的容器标注分段序数对应的临界线的底部压力值和位于容器标注分段序列中的末位容器标注分段的临界线对应的底部压力值，对该需要调节的容器标注分段的粮食从粮储容器顶部进行抽取，直至位于容器标注分段序列中的末位容器标注分段对应的临界线对应的底部压力值为-时，停止抽取粮食；
若需要调节的容器标注分段序数位于容器标注分段序列中的中间位置，则将容器标注分段序数大于需要调节的容器标注分段序数的容器标注分段的粮食从粮储容器底部抽取，直至位于容器标注分段序列中的末位容器标注分段对应的临界线的底部压力值为，停止抽取粮食；
若需要调节的容器标注分段序数位于容器标注分段序列中的末位，将需要调节的容器标注分段序数对应的粮食从底部抽取，直至位于容器标注分段序列中的末位容器标注分段的临界线对应的底部压力值为-1。
进一步地，在粮仓调节控制单元获取粮仓实时环境参数、粮储容器内的粮食种类类型、粮储容器内的粮食存储时间发送至粮仓调节控制单元之后，保持粮仓实时环境参数不变的情况下，再经过相同的粮储容器内的粮食存储时间后获取该粮食种类对应的历史粮储待调节控制指数，基于历史粮储待调节控制指数判断是否生成调节控制信号。
相比于现有方案，本发明实现的有益效果：
本发明通过采集粮储容器在盛粮食时的底部压力值，根据底部压力值对粮储容器进行容器分段标注，得到容器标注分段，并将容器标注分段的临界线对应的底部压力值发送至粮仓调节控制终端，采集获取粮仓实时环境参数和各个容器标注分段中的对应的粮食参数，生成粮储状态特征值，并根据关联公式生成粮储待调节控制指数，基于粮储待调节控制指数生成调节控制信号来实现对粮仓的调节，能够针对粮储容器内不同的粮食存储位置来处理虫卵对储粮的问题，能够提高对储粮的虫害问题解决效率，延长储粮周期。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的一种智能粮仓调节控制系统框图。
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多示例实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的示例实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、实现或者操作以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。
本实施例提供了一种智能粮仓调节控制系统，图1是本发明实施例的一种智能粮仓调节控制系统框图，如图1所示，该系统粮储容器压力采集单元、粮仓环境检测单元、粮储容器内部粮食采集单元、粮仓调节控制单元、粮仓调节控制终端：
粮储容器压力采集单元用于采集粮储容器在盛粮食时的底部压力值，其中，底部压力值为粮储容器不同的垂直高度横截面所对应的压力值，并根据底部压力值对粮储容器进行容器分段标注，得到容器标注分段，并将容器标注分段的临界线对应的底部压力值发送至粮仓调节控制终端。其中，粮储容器压力采集单元是由若干个设置于储粮容器内的压力传感器组成，可以实时采集粮储容器在盛粮食时的底部压力值，并将底部压力值发送至粮仓调节控制终端，值得说明的是，该压力传感器可以是按照粮储容器的垂直高度进行等分设置，也可以是人为设置。
粮储环境检测单元用于获取粮仓实时环境参数，并将实时环境参数发送至粮仓调节控制单元，其中粮仓实时环境参数包括粮仓内的温度值、湿度值。其中，粮储环境检测单元由温度传感器和湿度传感器组成。
粮储容器内部粮食采集单元用于收集粮储容器竖直方向的各个标注分段中的粮食，并检测各个容器标注分段中的对应的粮食参数，并根据粮食参数计算得到孔隙率和虫卵率，根据孔隙率和虫卵率计算对应的容器标注分段的粮储状态特征值，并将粮储状态特征值发送至粮仓调节控制单元；
粮仓调节控制单元用于获取粮储状态特征值、实时环境参数、粮储容器内的粮食存储时间，并将粮储状态特征值、实时环境参数、粮食存储时间代入关联公式得到粮储待调节控制指数，并将粮储待调节控制指数与预设的阈值进行对比，根据对比结果确定是否生成调节控制信号，若粮储待调节控制指数小于预设的阈值，则不生成调节控制信号，若粮储待调节控制指数大于预设的阈值，则生成调节控制信号并发送至粮仓调节控制终端。
粮仓调节控制终端用于获取调节控制信号和容器标注分段的临界线对应的底部压力值，并基于调节控制信号和容器标注分段的临界线对应的底部压力值对粮储容器进行调节。
进一步地，粮储容器内部粮食采集单元收集粮储容器竖直方向的各个标注分段中的粮食，并检测各个容器标注分段中的对应的粮食参数，并根据粮食参数计算得到孔隙率和虫卵率包括以下步骤：
各个容器标注分段中的对应的粮食参数包括粮食类型、单个粮食的平均体积值、虫卵所覆盖粮食体积，虫卵所覆盖粮食体积对应的采样总体积，其中，虫卵所覆盖粮食体积为以虫卵为球心、预设半径为球心半径所得到的球体所覆盖的体积，其中，单个粮食的平均体积值将多个单个粮食的体积进行求平均值得到。粮食类型包括原粮：原粮是指收获后未经加工的粮食。如小麦、玉米、大豆、稻谷等；成品粮：成品粮又称“加工粮”，是指原粮经过加工处理后得到的粮食，常见的成品粮包括面粉、大米、小米和玉米面等；混合粮：混合粮又称实际粮，是指在实际粮食流转和库存过程中，既有原粮也有成品粮的统称。
将粮食类型对应的孔隙率常数、粮食类型对应的形状参考值、单个粮食的平均体积值代入关联公式，得到孔隙率，该关联公式如下：其中，为各个标注分段中采集到的粮食重量，为各个标注分段中对应的采集粮食的容器盛满无孔隙物质的重量，为各个标注分段中对应的采集粮食的容器体积，为不同粮食类型对应的孔隙率常数，由粮储容器内部粮食采集单元根据不同粮食类型进行设置，粮食类型对应的形状参考值由粮储容器内部粮食采集单元根据不同粮食类型进行设置；
计算虫卵所覆盖粮食体积占虫卵所覆盖粮食体积对应的采样总体积的比值，将比值作为虫卵率；
根据孔隙率和虫卵率计算对应的容器标注分段的粮储状态特征值
进一步地，根据孔隙率和虫卵率计算对应的容器标注分段的粮储状态特征值包括以下步骤：
将孔隙率和虫卵率代入关联公式计算得到粮储状态特征值，该关联公式如下：其中，的值为2.72，为容器标注分段序号，该分段序号按照容器标注分段沿着竖直方向从上到下排序，为容器标注分段N底部的压力值，为容器标注分段底部的压力值。
进一步地，将粮储状态特征值、实时环境参数、粮食存储时间代入关联公式得到粮储待调节控制指数包括以下步骤：
获取实时环境参数的温度、湿度值、存储时间；
将温度、湿度值、存储时间和粮储状态特征值代入关联公式得到粮储待调节控制指数，该关联公式如下：其中，大于30。
进一步地，粮仓调节控制终端用于获取调节控制信号和容器标注分段的临界线对应的底部压力值，并基于调节控制信号和容器标注分段的临界线对应的底部压力值对粮储容器进行调节包括以下步骤：
粮仓调节控制终端获取调节控制信号之后，根据调节控制信号解析得到需要调节的容器标注分段序数，并确定需要调节的容器标注分段序数在容器标注分段序列中位置；
若需要调节的容器标注分段序数位于容器标注分段序列中的首位，则获取该需要调节的容器标注分段序数对应的临界线的底部压力值和位于容器标注分段序列中的末位容器标注分段对应的临界线的底部压力值，对该需要调节的容器标注分段的粮食从粮储容器顶部进行抽取，直至位于容器标注分段序列中的末位容器标注分段对应的临界线的底部压力值为-时，停止抽取粮食；
若需要调节的容器标注分段序数位于容器标注分段序列中的中间位置，则将容器标注分段序数大于需要调节的容器标注分段序数的容器标注分段的粮食从粮储容器底部抽取，直至位于容器标注分段序列中的末位容器标注分段对应的临界线的底部压力值为，停止抽取粮食；
若需要调节的容器标注分段序数位于容器标注分段序列中的末位，将需要调节的容器标注分段序数对应的粮食从底部抽取，直至位于容器标注分段序列中的末位容器标注分段对应的临界线的底部压力值为。
进一步地，在粮仓调节控制单元获取粮仓实时环境参数、粮储容器内的粮食种类类型、粮储容器内的粮食存储时间发送至粮仓调节控制单元之后，保持粮仓实时环境参数不变的情况下，再经过相同的粮储容器内的粮食存储时间后获取该粮食种类对应的历史粮储待调节控制指数，基于历史粮储待调节控制指数判断是否生成调节控制信号。值得说明是，在相同的粮食种类类型、粮仓实时环境参数以及粮食存储时间情况下，待处理的粮储容器内的粮食其对应的粮储待调节控制指数是基本相同的，因此可以依据历史粮储待调节控制指数来判断是否生成调节控制信号，进一步地提高对储粮的虫害问题解决效率，延长储粮周期。
综上，本发明通过采集粮储容器在盛粮食时的底部压力值，根据底部压力值对粮储容器进行容器分段标注，得到容器标注分段，并将容器标注分段的临界线对应的底部压力值发送至粮仓调节控制终端，采集获取粮仓实时环境参数和各个容器标注分段中的对应的粮食参数，生成粮储状态特征值，并根据关联公式生成粮储待调节控制指数，基于粮储待调节控制指数生成调节控制信号来实现对粮仓的调节，能够针对粮储容器内不同的粮食存储位置来处理虫卵对储粮的问题，能够提高对储粮的虫害问题解决效率，延长储粮周期。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一些逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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单元来实现本实施例方案的目的。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种智能粮仓调节控制系统，其特征在于，包括粮储容器压力采集单元、粮仓环境检测单元、粮储容器内部粮食采集单元、粮仓调节控制单元、粮仓调节控制终端；
粮储容器压力采集单元用于采集粮储容器在盛粮食时的底部压力值，其中，底部压力值为粮储容器不同的垂直高度横截面所对应的压力值，并根据底部压力值对粮储容器进行容器分段标注，得到容器标注分段，并将容器标注分段的临界线对应的底部压力值发送至粮仓调节控制终端；
粮储环境检测单元用于获取粮仓实时环境参数，并将实时环境参数发送至粮仓调节控制单元，其中粮仓实时环境参数包括粮仓内的温度值、湿度值；
粮储容器内部粮食采集单元用于收集粮储容器竖直方向的各个标注分段中的粮食，并检测各个容器标注分段中的对应的粮食参数，并根据粮食参数计算得到孔隙率和虫卵率，根据孔隙率和虫卵率计算对应的容器标注分段的粮储状态特征值，并将粮储状态特征值发送至粮仓调节控制单元；
粮仓调节控制单元用于获取粮储状态特征值、实时环境参数、粮储容器内的粮食存储时间，并将粮储状态特征值、实时环境参数、粮食存储时间代入关联公式得到粮储待调节控制指数，并将粮储待调节控制指数与预设的阈值进行对比，根据对比结果确定是否生成调节控制信号，若粮储待调节控制指数小于预设的阈值，则不生成调节控制信号，若粮储待调节控制指数大于预设的阈值，则生成调节控制信号并发送至粮仓调节控制终端；
粮仓调节控制终端用于获取调节控制信号和容器标注分段的临界线对应的底部压力值，并基于调节控制信号和容器标注分段的临界线对应的底部压力值对粮储容器进行调节。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，粮储容器内部粮食采集单元收集粮储容器竖直方向的各个标注分段中的粮食，并检测各个容器标注分段中的对应的粮食参数，并根据粮食参数计算得到孔隙率和虫卵率包括以下步骤：
各个容器标注分段中的对应的粮食参数包括粮食类型、单个粮食的平均体积值、虫卵所覆盖粮食体积，虫卵所覆盖粮食体积对应的采样总体积，其中，虫卵所覆盖粮食体积为以虫卵为球心、预设半径为球心半径所得到的球体所覆盖的体积；
将粮食类型对应的孔隙率常数、粮食类型对应的形状参考值、单个粮食的平均体积值代入关联公式，得到孔隙率，该关联公式如下：其中，为各个标注分段中采集到的粮食重量，为各个标注分段中对应的采集粮食的容器盛满无孔隙物质的重量，为各个标注分段中对应的采集粮食的容器体积，为不同粮食类型对应的孔隙率常数，由粮储容器内部粮食采集单元根据不同粮食类型进行设置，粮食类型对应的形状参考值由粮储容器内部粮食采集单元根据不同粮食类型进行设置；
计算虫卵所覆盖粮食体积占虫卵所覆盖粮食体积对应的采样总体积的比值，将比值作为虫卵率；
根据孔隙率和虫卵率计算对应的容器标注分段的粮储状态特征值。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，根据孔隙率和虫卵率计算对应的容器标注分段的粮储状态特征值包括以下步骤：
将孔隙率和虫卵率代入关联公式计算得到粮储状态特征值，该关联公式如下：其中，的值为2.72，为容器标注分段序号，该分段序号按照容器标注分段沿着竖直方向从上到下排序，为容器标注分段N底部的压力值，为容器标注分段底部的压力值。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，将粮储状态特征值、实时环境参数、粮食存储时间代入关联公式得到粮储待调节控制指数包括以下步骤：
获取实时环境参数的温度、湿度值、存储时间；
将温度、湿度值、存储时间和粮储状态特征值代入关联公式得到粮储待调节控制指数，该关联公式如下：
其中，大于30。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，粮仓调节控制终端用于获取调节控制信号和容器标注分段的临界线对应的底部压力值，并基于调节控制信号和容器标注分段的临界线对应的底部压力值对粮储容器进行调节包括以下步骤：
粮仓调节控制终端获取调节控制信号之后，根据调节控制信号解析得到需要调节的容器标注分段序数，并确定需要调节的容器标注分段序数在容器标注分段序列中位置；
若需要调节的容器标注分段序数位于容器标注分段序列中的首位，则获取该需要调节的容器标注分段序数对应的临界线的底部压力值和位于容器标注分段序列中的末位容器标注分段对应的临界线的底部压力值，对该需要调节的容器标注分段的粮食从粮储容器顶部进行抽取，直至位于容器标注分段序列中的末位容器标注分段对应的临界线的底部压力值为-时，停止抽取粮食；
若需要调节的容器标注分段序数位于容器标注分段序列中的中间位置，则将容器标注分段序数大于需要调节的容器标注分段序数的容器标注分段的粮食从粮储容器底部抽取，直至位于容器标注分段序列中的末位容器标注分段对应的临界线的底部压力值为，停止抽取粮食；
若需要调节的容器标注分段序数位于容器标注分段序列中的末位，将需要调节的容器标注分段序数对应的粮食从底部抽取，直至位于容器标注分段序列中的末位容器标注分段对应的临界线的底部压力值为。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在粮仓调节控制单元获取粮仓实时环境参数、粮储容器内的粮食种类类型、粮储容器内的粮食存储时间发送至粮仓调节控制单元之后，保持粮仓实时环境参数不变的情况下，再经过相同的粮储容器内的粮食存储时间后获取该粮食种类对应的历史粮储待调节控制指数，基于历史粮储待调节控制指数判断是否生成调节控制信号。
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