[實用新型]基于物聯網的多參數糧情監測系統

有效

• 申請號: 201220554432.3
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN202904341U
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 韓安太;郭小華
• 申請（專利權）人: 杭州科技職業技術學院;郭小華
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;G01D21/02
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務所 33233
• 代理人: 王梨華;陳麗霞

技術領域

本實用新型涉及糧情參數監測，尤其涉及了一種基于物聯網的多參數糧情監測系統。

背景技術

目前，糧食安全是關系到國計民生的戰略大事，科學保糧具有重要的社會意義與經濟價值。為實現科學保糧，必須對糧倉內、外環境溫度、環境濕度、糧食溫度、多種有害氣體濃度、糧食水分、儲糧害蟲等糧情參數進行綜合檢測，以便有針對性的采取措施來減少由于糧食腐爛、霉變、蟲害孳生等原因引起的損失。

糧情參數監測作為機械通風、谷物冷卻、環流熏蒸、氣調防治等儲糧技術的運行基礎，其檢測方法主要有人工檢測方法和自動檢測方法兩種。在人工測量方法中，糧庫工作人員利用各種便攜式測量儀器，通過定期巡視糧庫并記錄儀器讀數，實現糧情參數的隨機檢測；人工檢測方法的主要缺點是檢測效率低，工作量大，人員素質差異容易造成測量誤差，難以深入糧倉內部進行全面檢測，難以對測量數據進行實時處理等。在自動檢測方法中，借助各種通信網絡，固定在糧庫內部不同位置的智能傳感器以多機通信方式實現糧情參數的遠程、自動、多點測量；自動檢測方法代表了糧情參數監測技術的發展方向，但從實際應用情況來看，現有糧情自動檢測系統仍存在以下不足：

1）對使用CAN、RS485等有線網絡的系統來說，當糧倉空間跨度較大、檢測點數量較多、檢測點位置經常變動時，將導致糧倉內部電纜縱橫交錯，造成安裝、布線、供電、維護困難，使用成本增加，可靠性降低。

2）對使用ZigBee、GSM等無線網絡的系統來說，受系統資源、網絡帶寬限制，僅能測量、傳輸糧食溫度、糧食水分等標量數據，難以傳輸聲音、圖像、光譜形式的矢量化蟲害數據。

3）現有系統功能單一，多數系統僅能測量溫度、濕度參數，少數系統能測量儲糧害蟲、糧食水分等參數，如果需要對多種糧情參數進行檢測，則需同時安裝一套或幾套系統，而系統間互不兼容將增加系統成本、復雜性、維護工作量，給高層管理系統設計帶來麻煩。

發明內容

本實用新型針對現有技術中電纜、布線、供電、維護困難，使用成本增加，可靠性降低；難以傳輸聲音、圖像、光譜形式的矢量化蟲害數據；系統功能單一的缺點，提供了一種基于物聯網的多參數糧情監測系統。

為了解決上述技術問題，本實用新型通過下述技術方案得以解決：

基于物聯網的多參數糧情監測系統，包括網絡節點、遠程監控中心和移動終端，所述的網絡節點采用分簇結構，包括采集節點、簇首節點和基站節點，采集節點與簇首節點采用低速無線網絡連接，簇首節點與基站節點采用高速無線網絡連接。

作為優選，基站節點和移動終端通過GSM模塊連接；通過基站節點以太網模塊與遠程監控中心有線連接，通過WiFi模塊與遠程監控中心無線連接。

作為優選，所述的采集節點包括主板模塊、電源管理模塊、Zigbee模塊、傳感器接口模塊和糧情參數監測傳感器組，電源管理模塊向主板模塊、Zigbee模塊和傳感器接口模塊供電；

簇首節點包括主板模塊、電源管理模塊、Zigbee模塊和WiFi模塊，電源管理模塊向主板模塊、Zigbee模塊和WiFi模塊供電；

基站節點包括主板模塊、電源管理模塊、WiFi模塊、以太網模塊和GSM模塊，電源管理模塊向主板模塊、WiFi模塊和GSM模塊供電。

作為優選，所述的主板模塊采用主頻為80MHz的32位低功耗混合信號處理器PIC32MX795F512L。

作為優選，Zigbee模塊通過Zigbee網絡接口與主板模塊連接；

WiFi模塊通過WiFi網絡接口與主板模塊連接。

作為優選，所述的糧情參數監測傳感器組通過傳感器接口模塊與主板模塊連接，糧情參數監測傳感器組包括傳感器DS18B20、傳感器SHT75、傳感器T6004、傳感器H2S/C-200、傳感器4PH3-1000、傳感器TDC220和傳感器AWA14601，其中傳感器DS18B20、傳感器SHT75、傳感器T6004和傳感器TDC220通過聚氯乙烯絕緣屏蔽電纜連接傳感器接口模塊，傳感器H2S/C-200、傳感器4PH3-1000和傳感器AWA14601通過低噪聲同軸電纜連接傳感器接口模塊。

作為優選，所述的傳感器接口模塊包括16通道溫度傳感器接口模塊、8通道糧食水分傳感器接口模塊、8通道聲信號傳感器接口模塊和多通道混合傳感器接口模塊；

其中多通道混合傳感器接口模塊包含有2通道濕度傳感器接口、2通道溫度傳感器接口、1通道二氧化碳濃度傳感器接口、4通道硫化氫濃度傳感器接口和4通道磷化氫濃度傳感器接口。