CN205384482U - 一种粮情智能测控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种粮情智能测控系统，包括电源子系统、上位机、微处理器、综合粮情检测子系统、通风子系统、气调子系统和通讯子系统，综合粮情检测子系统包括粮虫检测模块、粮仓温湿度检测模块和复合气体检测模块，电源子系统为粮情智能测控系统供电，微处理器通过通讯子系统与上位机通信连接；本实用新型采用模块化设计，结构简单，便于安装和维护；本实用新型还采用了集成设计，将粮虫检测模块、粮仓温湿度检测模块、复合气体检测模块、通风子系统、气调子系统和通讯子系统集成在了粮情智能测控系统上，能够集粮仓内的温、湿、虫、气检测为一体，对温、湿、虫、气检测参数进行智能化判别，为粮食储藏提供可靠的技术支撑和保障。

Description

一种粮情智能测控系统

技术领域

本实用新型涉及粮仓监管测控领域，尤其涉及一种粮情智能测控系统。

背景技术

粮食在粮仓存储期间，粮仓内的粮虫、粮仓内的温湿度以及气体都会对粮食的存储产生较大的影响，因此实时掌握粮仓内粮虫、温湿度及氧气、二氧化碳和磷化氢气体的浓度等多项指标，对于保证粮仓内储粮的品质和安全具有重大意义；但是现有的粮情检测系统只能对粮仓内的粮虫和温湿度进行检测，功能单一，效果不佳，无法为科学储粮提供技术支撑和保障。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种粮情智能测控系统，能够集粮仓内的温、湿、虫、气检测为一体，解决了传统的粮情检测系统功能单一和效果不佳的问题，为粮食储藏提供可靠的技术支撑和保障。

本实用新型采用下述技术方案：

一种粮情智能测控系统，包括电源子系统、上位机、微处理器、综合粮情检测子系统、通风子系统和通讯子系统；综合粮情检测子系统包括粮虫检测模块、粮仓温湿度检测模块和复合气体检测模块；电源子系统为粮情智能测控系统供电，其特征在于：还包括气调子系统，粮虫检测模块、粮仓温湿度检测模块、复合气体检测模块、通风子系统和气调子系统均与微处理器通信连接，微处理器通过通讯子系统与上位机通信连接；所述的气调子系统包括电动蝶阀、电动蝶阀开关、气调风机、气调风机开关、制氮机、第一继电器、第二继电器、第一指示灯、第二指示灯和氮气浓度检测模块；其中，电动蝶阀和气调风机均设置在气调子系统通风管道内，电动蝶阀用于控制气调子系统通风管道的开闭，气调子系统通风管道的第一端与粮仓外部连通，气调子系统通风管道的第二端设置在粮仓内部；电动蝶阀和第一指示灯并联后与电动蝶阀开关和电源子系统串联构成手动电磁蝶阀开关电路，气调风机和第二指示灯并联后与气调风机开关和电源子系统串联构成手动气调风机开关电路，微处理器的控制端与第一继电器的线圈连接，电动蝶阀和第一指示灯并联后与第一继电器的第一常开触点和电源子系统串联构成自动电磁蝶阀开关电路，气调风机和第二指示灯并联后与第一继电器的第二常开触点和电源子系统串联构成自动气调风机开关电路，微处理器的控制端与第二继电器的线圈连接，第二继电器的常开触点、制氮机和电源子系统串联，制氮机的出氮口设置在粮仓内，且制氮机的出氮口上设置有过滤网。

所述的上位机采用工业计算机，微处理器采用单片机或者PLC。

所述的复合气体检测模块包括依次通过气体连接管连接的气体杂质过滤器、流量定量微处理器和复合气体检测传感器，流量定量微处理器和复合气体检测传感器分别与微处理器通信连接。

所述的流量定量微处理器采用流量定量控制仪或者玻璃转子流量计，复合气体检测传感器包括第一氧气传感器、二氧化碳传感器和磷化氢传感器。

所述的氮气浓度检测模块包括氮气浓度检测开关装置和氮气浓度检测装置，氮气浓度检测开关装置由第三指示灯、氮气浓度检测模块开关、气调泵和电源子系统串联构成，氮气浓度检测装置由通过气体连接管依次连接的吸气头、气调泵和第二氧气传感器构成，其中，吸气头设置在粮仓内部且吸气头上设置有过滤网，氧气传感器的输出端与微处理器的输入端连接。

所述的通讯子系统包括串口转换器、交换机和光端机，微处理器通过485串口连接串口转换器，串口转换器通过网线连接交换机，交换机通过网线连接光端机，光端机通过光纤连接上位机。

首先，本实用新型所述的粮情智能测控系统采用模块化设计，结构简单，便于安装和维护；其次，本实用新型所述的粮情智能测控系统还采用了集成设计，将粮虫检测模块、粮仓温湿度检测模块、复合气体检测模块、通风子系统、气调子系统和通讯子系统集成在了粮情智能测控系统上，能够集粮仓内的温、湿、虫、气检测为一体，为粮食储藏提供可靠的技术支撑和保障；最后，本实用新型所述的粮情智能测控系统还采用了制氮机，在粮仓内的氧气浓度过高时，还能够通过制氮机的出氮口将氮气输入粮仓，避免了由于粮仓内氧气含量过高而导致储粮变质的情况出现，智能可靠。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种粮情智能测控系统的结构框图；

图2为本实用新型所述的复合气体检测模块的结构框图；

图3为本实用新型所述的气调子系统的结构框图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所述的一种粮情智能测控系统，包括电源子系统、上位机、微处理器、综合粮情检测子系统、通风子系统、气调子系统和通讯子系统；其中，综合粮情检测子系统包括粮虫检测模块、粮仓温湿度检测模块和复合气体检测模块；其中，电源子系统为粮情智能测控系统供电，粮虫检测模块、粮仓温湿度检测模块、复合气体检测模块、通风子系统和气调子系统均与微处理器通信连接，微处理器通过通讯子系统与上位机通信连接；其中，上位机可采用工业计算机，微处理器可采用单片机或者PLC；所述的通讯子系统包括串口转换器、交换机和光端机，微处理器通过485串口连接串口转换器，串口转换器通过网线连接交换机，交换机通过网线连接光端机，光端机通过光纤连接上位机。

优选方案为粮虫检测模块包括均匀设置在粮仓内部不同位置的多个捕虫陷阱，每个捕虫陷阱均通过捕虫连接管与由正反电机驱动的周期性选通装置连接，周期性选通装置通过捕虫连接管与储虫瓶连接，储虫瓶通过捕虫连接管与负压源连接，负压源通过负压源开关与电源子系统串联，优选方案为负压源采用真空泵，捕虫陷阱可采用专利号为200910066192.5的专利中公开的捕虫陷阱，周期性选通装置可采用专利号为CN201310038069.9的专利中公开的周期性选通装置；为了便于对利用负压从捕虫陷阱抽入储虫瓶中的害虫进行数量统计，本实用新型在周期性选通装置与储虫瓶之间的捕虫连接管上还设置有粮虫计数器，粮虫计数器的信号输出端连接微处理器的信号输入端；储虫瓶通过捕虫连接管与缓冲瓶连接，缓冲瓶通过捕虫连接管与负压源连接；本实施例中，粮虫计数器可采用光电耦合器，周期性选通装置与储虫瓶之间的捕虫连接管采用透明管且从光电耦合器中穿过，光电耦合器的输出端与微处理器的信号输入端连接，捕虫陷阱内的粮虫在负压作用下沿捕虫连接管通过粮虫计数器进入到储虫瓶中，粮虫在通过透明捕虫连接管时，由于捕虫连接管通过光电耦合器，因此每从捕虫连接管中通过一个粮虫，光电耦合器即产生一个电信号，馈送至微处理器，微处理器即可利用此电信号进行粮虫数量统计。

本实用新型还在粮仓内的不同位置处均匀设置了多组粮仓温度传感器和粮仓湿度传感器，可实时检测粮仓内不同位置温度及湿度，并将采样结果发送至微处理器；其中，粮仓温湿度检测模块利用数字传感器独特的单总线测量模式，通过双向多通道技术，可同时采集多达上千个温湿度测量点信息，实现粮仓内温湿度数据的快速准确采集；当粮仓内温湿度到达预设的预警值时，微处理器可通过上位机向库管人员发送提示信息，并根据库管人员的操作命令或自动控制粮仓通风子系统开始工作，以达到降低粮仓内部温度或湿度的目的，保证粮仓内温湿度始终处于安全范围；利用温湿度传感器和微处理对环境的温湿度进行检测属于本领域的成熟技术，这里不再赘述。

如图2所示，为了能够对粮仓内不同位置空气中的氧气、二氧化碳和磷化氢气体浓度指标进行实时检测，本实用新型在储虫瓶与负压源之间的捕虫连接管上还并联有复合气体检测模块；所述的复合气体检测模块包括通过气体连接管依次连接的气体杂质过滤器、流量定量控制装置和复合气体检测传感器，气体连接管的进气口并联在储虫瓶与负压源之间的捕虫连接管上，流量定量控制装置和复合气体检测传感器均与微处理器通信连接；气体杂质过滤器的滤孔直径优选为20um至40um；其中流量定量控制装置可采用流量定量控制仪，流量定量控制仪是一种采用单片机技术开发出的新型流量测量控制仪表，可在微处理器的控制下通过控制阀的开启或关闭实现对管道内流量的定量控制；本实用新型中，流量定量控制装置也可采用玻璃转子流量计；复合气体检测传感器用于检测采集到的气体样本中各种气体的成分及浓度，本实用新型中，复合气体检测传感器包括第一氧气传感器、二氧化碳传感器和磷化氢传感器，用于检测采集到的气体样本中氧气、二氧化碳和磷化氢的浓度；其中，气体杂质过滤器、流量定量控制装置和复合气体检测传感器均可采用市售成品，这里不再赘述；本实用新型在利用负压抽取粮仓某处捕虫陷阱内粮虫的同时，由于复合气体检测模块的进气管并联在储虫瓶与负压源之间的捕虫连接管上，所以此处的空气也会被抽取采集，采集到的气体样本依次通过周期性选通装置和储虫瓶后进入到复合气体检测模块之中；复合气体检测模块中的气体杂质过滤器对采集到的气体样本进行预处理，过滤掉所抽取的气体样本中含有的固体的杂质，防止固体杂质损害复合气体检测模块；经过过滤后的气体样本进入流量定量控制装置，流量定量控制装置可在微处理器的控制下对进入复合气体检测传感器的空气实现定量控制；复合气体检测传感器中相应的传感器将空气中的氧气、二氧化碳和磷化氢气体浓度转换为与之对应的电信号并输送至微处理器，由微处理器对气体浓度进行检测分析；利用气体传感器和微处理对相应的气体浓度进行检测属于本领域成熟技术，这里不再赘述。

本实用新型还设置有与微处理器连接的通风子系统，工作人员可利用上位机控制微处理器从而实现对粮仓的通风子系统的自动管理，这也属于现有成熟技术，这里不再赘述。

如图3所示，为了保证粮仓内的气体成分最有利于储粮的保存，本实用新型还设置了气调子系统；所述的气调子系统包括电动蝶阀M1、电动蝶阀开关K1、气调风机M2、气调风机开关K2、制氮机M3、第一继电器KT1、第二继电器KT2、第一指示灯L1、第二指示灯L2和氮气浓度检测模块；其中，电动蝶阀M1和气调风机M2均设置在气调子系统通风管道内，电动蝶阀M1用于控制气调子系统通风管道的开闭，气调子系统通风管道的第一端与粮仓外部连通，气调子系统通风管道的第二端设置在粮仓内部；第一指示灯L1和电动蝶阀M1并联后与电动蝶阀开关K1和电源子系统串联构成手动电磁蝶阀M1开关电路，第二指示灯L2和气调风机M2并联后与气调风机开关K2和电源子系统串联构成手动气调风机M2开关电路，微处理器的控制端与第一继电器KT1的线圈连接，第一指示灯L1和电动蝶阀M1并联后与第一继电器KT1的第一常开触点KT11和电源子系统串联构成自动电磁蝶阀M1开关电路，第二指示灯L2和气调风机M2并联后与第一继电器KT1的第二常开触点KT12和电源子系统串联构成自动气调风机M2开关电路；当上位机通过复合气体检测模块检测到粮仓内的磷化氢气体浓度过高时，上位机就会控制微处理器的控制端向第一继电器KT1的线圈发送一个高电平信号，此时，第一继电器KT1的第一常开触点KT11和第二常开触点KT12均闭合，第一指示灯L1和第二指示灯L2均通电发光，同时电动蝶阀M1打开，气调风机M2也通电工作，使粮仓内的气体可以通过气调子系统通风管道和外界空气自由交换，以降低粮仓内的磷化氢气体浓度；如果长时间没有进行气调工作，工作人员也可以手动打开电动蝶阀开关K1和气调风机开关K2，使粮仓内的气体和外界空气自由交换；微处理器的控制端还与第二继电器KT2的线圈连接，第二继电器常开触点KT21、制氮机M3和电源子系统串联，制氮机M3的出氮口设置在粮仓内，且制氮机M3的出氮口上设置有过滤网；所述的氮气浓度检测模块包括氮气浓度检测开关装置和氮气浓度检测装置，氮气浓度检测开关装置由第三指示灯、氮气浓度检测模块开关、气调泵和电源子系统串联构成，氮气浓度检测装置由通过气体连接管依次连接的吸气头、气调泵和第二氧气传感器构成，其中，吸气头设置在粮仓内部且吸气头上设置有过滤网，氧气传感器的输出端与微处理器的输入端连接；利用本实用新型所述的气调子系统对粮仓内的气体成分和压强进行调节时，首先，打开氮气浓度检测模块开关，气调泵通电工作，与气调泵连接的吸气头对吸气头附近的气体进行采集并将采集到的气体样本通过气体连接管输送到第二氧气传感器，第二氧气传感器将气体样本中的氧气浓度信号转化为电信号并输送至微处理器，由微处理器对气体样本中的氧气浓度进行检测分析，由于空气成分主要由氧气和氮气构成，因此，如果气体样本中的氧气浓度值大于微处理器的设定值，则说明粮仓内氮气含量过低，易造成储粮发生氧化反应，从而导致储粮变质；此时，上位机就能够在设定好的程序下通过通讯子系统控制微处理器给第二继电器KT2的线圈一个高电平信号，使第二继电器常开触点KT21闭合，从而使制氮机M3通电制氮，并将氮气通过制氮机M3的出氮口输入粮仓，从而避免了由于粮仓内氧气含量过高而导致储粮变质情况的发生；利用气体传感器和微处理对相应的气体浓度进行检测属于本领域成熟技术，这里不再赘述。

本实用新型只保护硬件部分，单片机和上位机采用的控制软件均属于现有成熟技术，本实用新型不予保护。

首先，本实用新型所述的粮情智能测控系统采用模块化设计，结构简单，便于安装和维护；其次，本实用新型所述的粮情智能测控系统还采用了集成设计，将粮虫检测模块、粮仓温湿度检测模块、复合气体检测模块、通风子系统、气调子系统和通讯子系统集成在了粮情智能测控系统上，能够集粮仓内的温、湿、虫、气检测为一体，为粮食储藏提供可靠的技术支撑和保障；最后，本实用新型所述的粮情智能测控系统还采用了制氮机M3，在粮仓内的氧气浓度过高时，还能够通过制氮机M3的出氮口将氮气输入粮仓，避免了由于粮仓内氧气含量过高而导致储粮变质的情况出现，智能可靠。

Claims (6)

1.一种粮情智能测控系统，包括电源子系统、上位机、微处理器、综合粮情检测子系统、通风子系统和通讯子系统；综合粮情检测子系统包括粮虫检测模块、粮仓温湿度检测模块和复合气体检测模块；电源子系统为粮情智能测控系统供电，其特征在于：还包括气调子系统，粮虫检测模块、粮仓温湿度检测模块、复合气体检测模块、通风子系统和气调子系统均与微处理器通信连接，微处理器通过通讯子系统与上位机通信连接；所述的气调子系统包括电动蝶阀、电动蝶阀开关、气调风机、气调风机开关、制氮机、第一继电器、第二继电器、第一指示灯、第二指示灯和氮气浓度检测模块；其中，电动蝶阀和气调风机均设置在气调子系统通风管道内，电动蝶阀用于控制气调子系统通风管道的开闭，气调子系统通风管道的第一端与粮仓外部连通，气调子系统通风管道的第二端设置在粮仓内部；电动蝶阀和第一指示灯并联后与电动蝶阀开关和电源子系统串联构成手动电磁蝶阀开关电路，气调风机和第二指示灯并联后与气调风机开关和电源子系统串联构成手动气调风机开关电路，微处理器的控制端与第一继电器的线圈连接，电动蝶阀和第一指示灯并联后与第一继电器的第一常开触点和电源子系统串联构成自动电磁蝶阀开关电路，气调风机和第二指示灯并联后与第一继电器的第二常开触点和电源子系统串联构成自动气调风机开关电路，微处理器的控制端与第二继电器的线圈连接，第二继电器的常开触点、制氮机和电源子系统串联，制氮机的出氮口设置在粮仓内，且制氮机的出氮口上设置有过滤网。

2.根据权利要求1所述的一种粮情智能测控系统，其特征在于：所述的上位机采用工业计算机，微处理器采用单片机或者PLC。

3.根据权利要求1所述的一种粮情智能测控系统，其特征在于：所述的复合气体检测模块包括依次通过气体连接管连接的气体杂质过滤器、流量定量微处理器和复合气体检测传感器，流量定量微处理器和复合气体检测传感器分别与微处理器通信连接。

4.根据权利要求3所述的一种粮情智能测控系统，其特征在于：所述的流量定量微处理器采用流量定量控制仪或者玻璃转子流量计，复合气体检测传感器包括第一氧气传感器、二氧化碳传感器和磷化氢传感器。

5.根据权利要求1所述的一种粮情智能测控系统，其特征在于：所述的氮气浓度检测模块包括氮气浓度检测开关装置和氮气浓度检测装置，氮气浓度检测开关装置由第三指示灯、氮气浓度检测模块开关、气调泵和电源子系统串联构成，氮气浓度检测装置由通过气体连接管依次连接的吸气头、气调泵和第二氧气传感器构成，其中，吸气头设置在粮仓内部且吸气头上设置有过滤网，氧气传感器的输出端与微处理器的输入端连接。

6.根据权利要求1所述的一种粮情智能测控系统，其特征在于：所述的通讯子系统包括串口转换器、交换机和光端机，微处理器通过485串口连接串口转换器，串口转换器通过网线连接交换机，交换机通过网线连接光端机，光端机通过光纤连接上位机。