糧倉(cāng)壓力感應(yīng)系統(tǒng)、糧倉(cāng)儲(chǔ)量在線監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及糧倉(cāng)糧食儲(chǔ)量實(shí)時(shí)在線檢測(cè)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是涉及國(guó)家儲(chǔ)備糧倉(cāng)儲(chǔ)量在線監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)及其壓力感應(yīng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]糧食安全是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)和社會(huì)穩(wěn)定的保障。糧食安全包括質(zhì)量安全和數(shù)量安全。目前，獲取國(guó)家糧食儲(chǔ)備數(shù)量依賴于在全國(guó)范圍內(nèi)組織大規(guī)模的“清倉(cāng)查庫(kù)”工作，主要為抽樣統(tǒng)計(jì)計(jì)算，不僅耗費(fèi)大量的人力、物力和資金，而且統(tǒng)計(jì)周期長(zhǎng)(一般為三個(gè)月)，準(zhǔn)確性存在不足。由于人工監(jiān)測(cè)措施難以做到實(shí)時(shí)監(jiān)管，糧食流通企業(yè)徇私舞弊等行為時(shí)有報(bào)道，屢禁不止。糧食數(shù)量安全成為人民關(guān)注的焦點(diǎn)，更關(guān)系到國(guó)家長(zhǎng)治久安。
[0003]在糧倉(cāng)儲(chǔ)量實(shí)時(shí)測(cè)量技術(shù)方面，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01310039446.0的“一種糧倉(cāng)倉(cāng)容實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”提到，在出糧口埋設(shè)壓力傳感器，用于感應(yīng)糧堆壓力的變化，判斷有無(wú)糧食及進(jìn)出糧狀態(tài)等，只需低精度壓力傳感器即可，該系統(tǒng)通過(guò)在線測(cè)量糧堆體積和糧堆容重來(lái)計(jì)算糧倉(cāng)儲(chǔ)量，雖然具有可遠(yuǎn)程智能化控制的優(yōu)點(diǎn)，但卻存在以下問(wèn)題:
[0004]一、糧面高度或體積的測(cè)量須基于糧倉(cāng)地面是平整且未下沉的前提，而在糧食的長(zhǎng)期儲(chǔ)藏過(guò)程中，地面沉降和局部變形是難免的。此外，對(duì)于大型平房倉(cāng)，倉(cāng)房長(zhǎng)度可達(dá)80m，基于激光多點(diǎn)測(cè)距來(lái)精確計(jì)算體積難度較大。
[0005]二、根據(jù)倉(cāng)儲(chǔ)基本信息(包括周圍環(huán)境的振動(dòng)情況，糧食的入倉(cāng)容重、儲(chǔ)存時(shí)間、通風(fēng)時(shí)間、倉(cāng)內(nèi)溫度、濕度和壓力傳感器的壓力值等等)對(duì)糧堆入倉(cāng)容重進(jìn)行修正，將修正后的容重作為當(dāng)前糧堆的容重。上述倉(cāng)儲(chǔ)信息中，很多信息諸如周圍環(huán)境的振動(dòng)、通風(fēng)時(shí)間和倉(cāng)內(nèi)溫濕度對(duì)于糧食水分、密度等的影響是很難量化的，且這種方式需要糧庫(kù)保管人員的密切配合，無(wú)法防止不法分子弄虛作假。而糧食數(shù)量的在線監(jiān)測(cè)最根本的目的是動(dòng)態(tài)監(jiān)管，確保糧食安全。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)中，雖然有用于在線檢測(cè)糧倉(cāng)儲(chǔ)量的專用壓力傳感器，如申請(qǐng)?zhí)枮?01020143589.8的中國(guó)實(shí)用新型專利“一種檢測(cè)糧倉(cāng)儲(chǔ)量的壓力傳感器”，能夠準(zhǔn)確測(cè)量糧食類顆粒體內(nèi)部應(yīng)力，但是，其輸出的是模擬信號(hào)，在產(chǎn)品造價(jià)、壓力標(biāo)定和信號(hào)傳輸方式方面存在不足，且不方便數(shù)據(jù)的采集和傳輸，也不方便施工安裝。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型所要解決的一技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有檢測(cè)糧倉(cāng)儲(chǔ)量的壓力傳感器存在的上述不足，提供一種糧倉(cāng)壓力感應(yīng)系統(tǒng)。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的糧倉(cāng)壓力感應(yīng)系統(tǒng)，包括多個(gè)壓力傳感器，該多個(gè)壓力傳感器間隔布設(shè)在糧倉(cāng)底部，每個(gè)壓力傳感器具有一根輸出電纜，該輸出電纜垂直到達(dá)糧倉(cāng)側(cè)壁后，在糧倉(cāng)側(cè)壁使用RS485總線方式，通過(guò)一類環(huán)形貼墻電纜連接后穿墻與倉(cāng)外的一數(shù)據(jù)采集傳輸設(shè)備連接。
[0009]上述的糧倉(cāng)壓力感應(yīng)系統(tǒng)，其中，每個(gè)壓力傳感器具有敏感元件及信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，該信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊包括:
[0010]雙路振蕩器，與該敏感元件相連；
[0011]微控制器，與該雙路振蕩器連接；
[0012]存儲(chǔ)器，與該微控制器相連；以及
[0013]接口芯片，與該微控制器相連。
[0014]上述的糧倉(cāng)壓力感應(yīng)系統(tǒng)，其中，該信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊還包括一溫度傳感器，與該微控制器相連。
[0015]本實(shí)用新型所要解決的另一技術(shù)問(wèn)題是，提供一種檢測(cè)方便快速，精度高，可靠性好，造價(jià)低，具有優(yōu)良的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和防腐蝕能力，工程實(shí)用性更強(qiáng)，適用于糧庫(kù)的大規(guī)模安裝和使用的糧倉(cāng)儲(chǔ)量在線監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)。
[0016]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的糧倉(cāng)儲(chǔ)量在線監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)，包括上述的糧倉(cāng)壓力感應(yīng)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集傳輸設(shè)備，以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集傳輸設(shè)備通過(guò)RS485總線及自定義協(xié)議與糧倉(cāng)壓力感應(yīng)系統(tǒng)的每一壓力傳感器通信。所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、控制模塊以及展示模塊，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)與糧倉(cāng)相關(guān)的各類數(shù)據(jù)，且所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊具有一與所述數(shù)據(jù)采集傳輸設(shè)備連接的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；控制模塊根據(jù)選擇控制模型的不同，從所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊抽取數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算；展示模塊與所述控制模塊連接，將與糧倉(cāng)相關(guān)的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。
[0017]上述的糧倉(cāng)儲(chǔ)量在線監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊還包括一存儲(chǔ)設(shè)定的內(nèi)部數(shù)據(jù)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。
[0018]上述的糧倉(cāng)儲(chǔ)量在線監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)，其中，所述展示模塊包括數(shù)據(jù)展示模塊以及數(shù)值預(yù)警模塊。數(shù)據(jù)展示模塊展示包括糧倉(cāng)數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)在內(nèi)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。數(shù)值預(yù)警模塊顯示糧倉(cāng)內(nèi)出糧的預(yù)警信息。
[0019]上述的糧倉(cāng)儲(chǔ)量在線監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)，其中，所述展示模塊還包括有人機(jī)交互模塊，該人機(jī)交互模塊又與所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊連接。
[0020]上述的糧倉(cāng)儲(chǔ)量在線監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為糧庫(kù)內(nèi)網(wǎng)平臺(tái)。
[0021]上述的糧倉(cāng)儲(chǔ)量在線監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器。
[0022]本實(shí)用新型的有益功效在于:糧倉(cāng)壓力感應(yīng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集和傳輸采用RS485有線傳輸方式，此方式相對(duì)于無(wú)線傳輸方式比，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，不受糧堆衰減、墻壁屏蔽等的影響，數(shù)據(jù)傳輸可靠性高。本實(shí)用新型提出的糧倉(cāng)儲(chǔ)糧數(shù)量在線監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)，只需測(cè)量一種物理量，即糧堆底部的壓力信息，結(jié)合倉(cāng)房尺寸和儲(chǔ)糧品種，即可實(shí)時(shí)計(jì)算糧倉(cāng)儲(chǔ)糧重量。糧堆壓力僅與糧食重量變化有關(guān)，與糧堆的水分、溫濕度等無(wú)直接關(guān)系，也不受糧堆沉降、糧面高度變化和地面沉降等的影響。測(cè)量時(shí)間可設(shè)置為連續(xù)測(cè)量或定間隔測(cè)量，儲(chǔ)存期間不需糧庫(kù)人員維護(hù)。借助數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的設(shè)置，可對(duì)任意倉(cāng)房網(wǎng)關(guān)發(fā)出測(cè)量命令，即可得到當(dāng)前儲(chǔ)糧重量。當(dāng)糧食數(shù)量發(fā)生突變時(shí)倉(cāng)房網(wǎng)關(guān)及時(shí)上報(bào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)國(guó)家糧倉(cāng)儲(chǔ)量的動(dòng)態(tài)監(jiān)管和應(yīng)急預(yù)警。本系統(tǒng)批生產(chǎn)性好，檢測(cè)方便快速，精度高，可靠性好，造價(jià)低，具有優(yōu)良的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和防腐蝕能力，工程實(shí)用性更強(qiáng)，適用于糧庫(kù)的大規(guī)模安裝和使用。
[0023]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型的糧倉(cāng)壓力感應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本實(shí)用新型的糧倉(cāng)儲(chǔ)量在線監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0026]圖3為圖1中壓力傳感器的信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)圖；
[0027]圖4為圖2中的數(shù)據(jù)采集傳輸設(shè)備結(jié)構(gòu)框圖；
[0028]圖5為圖2中的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0029]圖6為圖2中的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的功能框圖。
[0030]其中，附圖標(biāo)記
[0031]100—糧倉(cāng)
[0032]101—穿墻孔
[0033]10—糧倉(cāng)壓力感應(yīng)系統(tǒng)
[0034]11一壓力傳感器
[0035]111—輸出電纜
[0036]112—信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊
[0037]12—貼墻電纜
[0038]20—數(shù)據(jù)采集傳輸設(shè)備
[0039]30—數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)
[0040]31 —數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊
[0041]311—內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊
[0042]312—外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊
[0043]313—緩存模塊
[0044]32—控制模塊
[0045]33—展示模塊
[0046]331 —數(shù)據(jù)展示模塊
[0047]332—數(shù)值預(yù)警模塊
[0048]333—人機(jī)交互模塊
【具體實(shí)施方式】
[0049]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，以更進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的目的、方案及功效，但并非作為本實(shí)用新型所附權(quán)利要求保護(hù)范圍的限制。
[0050]參閱圖1，如圖所示，本實(shí)用新型的糧倉(cāng)壓力感應(yīng)系統(tǒng)10，包括多個(gè)壓力傳感器11，該多個(gè)壓力傳感器11間隔布設(shè)在糧倉(cāng)100底部，每個(gè)壓力傳感器11具有一根輸出電纜111，該輸出電纜111垂直到達(dá)糧倉(cāng)側(cè)壁后，在糧倉(cāng)側(cè)壁使用RS485總線方式，通過(guò)一類環(huán)形貼墻電纜12連接后穿墻(具體來(lái)說(shuō)，是穿過(guò)糧倉(cāng)100上的穿墻孔101)與倉(cāng)外的一數(shù)據(jù)采集傳輸設(shè)備20連接，需要說(shuō)明的是，此處的類環(huán)形是指貼墻電纜的布置形式，且貼墻電纜的具體布置形式與糧倉(cāng)的形狀有關(guān)，若糧倉(cāng)為圓倉(cāng)，貼墻電纜的布置即大致為環(huán)形(可視為類環(huán)形)；若糧倉(cāng)為方倉(cāng)，貼墻電纜即為方形，但仍視為類環(huán)形。
[0051]有關(guān)壓力傳感器的具體結(jié)構(gòu)，可以參閱專利號(hào)為201020143589.8的中國(guó)實(shí)用新型專利，本實(shí)用新型中的壓力傳感器與專利號(hào)為201020143589.8的中國(guó)實(shí)用新型專利中的壓力傳感器的電路原理不同:具體來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型的壓力傳感器11具有信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊112，如圖3所示，信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊112包括雙路振蕩器，微控制器，存儲(chǔ)器以及接口芯片。雙路振蕩器與壓力傳感器11的敏感元件Cl、C2(此處的敏感元件對(duì)應(yīng)為專利號(hào)為201020143589.8的中國(guó)實(shí)用新型專利中的內(nèi)電極、外電極)相連；微控制器與該雙路振蕩