[發明專利]一種基于無源RFID的堆肥監測系統

在審

• 申請號: 202011588991.1
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112679253A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 李季;籍延寶
• 申請（專利權）人: 中農新科（蘇州）有機循環研究院有限公司
• 主分類號: C05F17/993
• 分類號: C05F17/993;C05F17/70;G01D21/02;G06K17/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 賈玉霞

本發明涉及基于無源RFID的堆肥監測系統，其包括云平臺、監控中心、數據采集裝置和無源RFID傳感裝置；云平臺用于永久存儲監控中心發送的數據，并根據需要對數據進行處理；監控中心用于接收數據采集裝置發送的數據，并將數據通過網絡發送給云平臺；數據采集裝置固定在堆肥裝置的周圍，用于發射和接收采集信號數據，并進行匯總后上報給監控中心；無源RFID傳感裝置包括RFID標簽，根據需要放置在肥料堆體的內部，用于接收所述數據采集裝置發射的采集信號，同時將采集到的數據發射給所述數據采集裝置。本發明的堆肥監測系統可以靈活地布置傳感器，能夠獲得堆體三維結構上的參數變化，并且實現動態連續、無人值守的數據采集。

技術領域

本發明涉及廢棄物處理領域，具體涉及一種基于無源RFID的堆肥監測系統。

背景技術

堆肥過程是指利用自然界廣泛存在的微生物，有控制地促進有機固體廢棄物中可降解有機物轉化為穩定的腐殖質的生物化學過程，針對這個過程的科學研究或生產過程，都需要獲取大量連續的數據做支撐，然而目前的技術存在幾個問題：

(1)現有技術均采用插針式傳感器，或者固定傳感器位置監測廢棄物的溫度、含水量變化，在這種方案中，傳感器或者設備一旦部署后只能采集一個點上的數據，并且很難移動。

(2)目前的傳感器都是通過電池供電或者有線電源供電。電池供電的無線傳感器一旦電池液泄露，就會造成堆肥的重金屬污染，肥料施用到田間后，會造成農產品質量的影響。有線電源的傳感器，由于受電源線限制，一般只能固定在一個特定位置，并且部署的時候數量上有局限。

無論是反應器堆肥、槽式堆肥還是條躲堆肥，由于堆體是一個立體空間，當前的方案只能監測幾個或者幾個點上的數據，無法獲取立體空間上的數據，這會造成堆體溫度的誤判，影響科研數據質量和生產過程控制效果。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提出一種基于無源RFID技術的堆肥監測系統，具體技術方案如下：

一種基于無源RFID的堆肥監測系統，包括云平臺、監控中心、數據采集裝置和無源RFID傳感裝置；

所述云平臺用于永久存儲所述監控中心發送的數據，并根據需要對數據進行處理；

所述監控中心用于接收數據采集裝置發送的數據，并將數據通過網絡發送給所述所述云平臺；

所述數據采集裝置固定在堆肥裝置的周圍，用于發射和接收采集信號數據，并進行匯總后上報給所述監控中心；

所述無源RFID傳感裝置包括RFID標簽，根據需要放置在肥料堆體的內部，用于接收所述數據采集裝置發射的采集信號，同時將采集到的數據發射給所述數據采集裝置。

進一步地，所述數據采集裝置包括Lora模塊、RFID發射器和RFID接收器，所述RFID發射器用于向所述無源RFID傳感裝置發射連續波信號，所述RFID接收器用于接收所述無源RFID傳感裝置反饋的信號，所述Lora模塊用于將采集到的數據進行匯總并上報到所述監控中心。

進一步地，所述無源RFID傳感裝置還包括能量捕獲天線、升壓整流器、電壓調節器、微處理器、傳感器和通訊天線，所述能量捕獲天線獲取無源RFID傳感裝置發射的連續波信號，并將其轉換為電壓信號；所述升壓整流器將交流電壓信號轉換為直流電壓信號，所述電壓調節器用于穩定電壓，提供電壓給微處理器、傳感器和通訊天線使用；所述傳感器用于感應堆體的參數；所述微處理器用于將所述傳感器感應的數據進行整理打包，并通過通訊天線發送給數據采集裝置。

進一步地，所述無源RFID傳感裝置為球形。

進一步地，所述傳感器包括溫度傳感器、含水量傳感器和電導率傳感器。