專利名稱:一種基于云的糧情監(jiān)控系統(tǒng)和糧情監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種糧情監(jiān)控系統(tǒng)和糧情監(jiān)控方法，尤其涉及一種基于云的糧情監(jiān)控系統(tǒng)和糧情監(jiān)控方法。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有的糧情測(cè)控系統(tǒng)大多包括測(cè)量單元、控制執(zhí)行單元、數(shù)據(jù)傳輸單元、管理終端單元。測(cè)量單元用于實(shí)現(xiàn)糧情的數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)傳輸單元用于實(shí)現(xiàn)糧情信號(hào)的傳輸，多采用有線傳輸或者無線傳輸方式進(jìn)行；管理終端是人機(jī)界面單元，管理終端上必須預(yù)先安裝操作軟件，用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話以及對(duì)糧情信號(hào)處理等功能?，F(xiàn)有的糧情測(cè)控系統(tǒng)通過聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)糧食溫度、濕度等信息的遠(yuǎn)程監(jiān)控，同時(shí)對(duì)糧庫現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)機(jī)、影像系統(tǒng)等進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
公開號(hào)為CN202083937U的專利《一種太陽能無線智能化聯(lián)網(wǎng)控制平臺(tái)》公開了一種糧情測(cè)控方案，包括測(cè)控微機(jī)、遠(yuǎn)程微機(jī)、測(cè)控主機(jī)、多個(gè)并聯(lián)的測(cè)控分機(jī)、溫度傳感器、標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)充接口、數(shù)據(jù)總線、電源部分、查詢及控制單元以及多個(gè)數(shù)據(jù)傳輸單元。該專利所述的測(cè)控主機(jī)在上游與測(cè)控微機(jī)及遠(yuǎn)程微機(jī)聯(lián)接，在下游與測(cè)控分機(jī)聯(lián)接；測(cè)控分機(jī)在下游與標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)充接口聯(lián)接；數(shù)據(jù)傳輸單元采用微功率無線中繼式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、誤碼重發(fā)的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制；電源部分包括電池和太陽能板，電池為數(shù)據(jù)傳輸單元供電，太陽能板為電池充電，可實(shí)現(xiàn)糧庫信息的計(jì)算機(jī)信息化管理與自動(dòng)控制。該專利由于必須在測(cè)控微機(jī)預(yù)先安裝糧情測(cè)控軟件，當(dāng)軟件升級(jí)維護(hù)時(shí)，必須由用戶手動(dòng)獲取新版軟件并安裝；如用戶不會(huì)安裝，維護(hù)人員必須親臨現(xiàn)場(chǎng)，帶來額外的費(fèi)用開支和麻煩。同時(shí)，工作人員在操作時(shí)只能在本地管理終端上進(jìn)行操作，一旦工作人員離開管理終端，就無法正常管理糧庫?，F(xiàn)有的一些遠(yuǎn)程協(xié)助工具，如騰訊QQ軟件的遠(yuǎn)程協(xié)助等雖然可以實(shí)現(xiàn)對(duì)本地管理終端的遠(yuǎn)程操作，但是其遠(yuǎn)程操作僅限于桌面操作，無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。雖然可以開發(fā)一套網(wǎng)絡(luò)軟件，達(dá)到糧庫遠(yuǎn)程測(cè)控的效果，但必須再次進(jìn)行軟件開發(fā)，并且必須本地計(jì)算機(jī)配合方可完成；而且必須預(yù)先安裝網(wǎng)絡(luò)軟件，存在諸多不便之處。如果借助移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)本地管理終端的遠(yuǎn)程操作，也僅限于手機(jī)短信模式，其效果遠(yuǎn)不能與工作人員在本地終端上進(jìn)行操作相比。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于云的糧情監(jiān)控系統(tǒng)和糧情監(jiān)控方法，能夠在任意一個(gè)具有上網(wǎng)功能的管理終端隨時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)糧情的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或更改運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，同時(shí)能夠避免在各個(gè)管理終端均要進(jìn)行多次軟件升級(jí)的繁瑣工作。
本發(fā)明采用下述技術(shù)方案
一種基于云的糧情監(jiān)控系統(tǒng)，包括現(xiàn)場(chǎng)終端模塊，用于獲取糧庫現(xiàn)場(chǎng)的各項(xiàng)監(jiān)控信息和/或控制糧庫的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備；測(cè)控模塊，用于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)終端模塊與云端模塊的信息交互 ’云端模塊，通過網(wǎng)絡(luò)與測(cè)控模塊和管理終端進(jìn)行信息交互；管理終端，用于動(dòng)態(tài)加載設(shè)置在云端模塊的測(cè)控軟件，并通過網(wǎng)絡(luò)與云端模塊進(jìn)行信息交互。[0006]所述的測(cè)控模塊包括網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)和測(cè)控分機(jī)，測(cè)控分機(jī)通過有線或無線的方式與現(xiàn)場(chǎng)終端模塊和網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)直接利用網(wǎng)絡(luò)與云端模塊進(jìn)行信息交互，所述的網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)包括第三電源模塊、第三中央處理單元、第三數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、第三通訊模塊和網(wǎng)絡(luò)接入模塊，第三中央處理單元分別連接第三數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、第三通訊模塊和網(wǎng)絡(luò)接入模塊，第三電源模塊為第三中央處理單元、第三數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、第三通訊模塊和網(wǎng)絡(luò)接入模塊供電；所述的測(cè)控分機(jī)包括第二電源模塊、第二中央處理單元和第二通訊模塊，第二中央處理單元連接第二通訊模塊，第二電源模塊為第二中央處理單元和第二通訊模塊供電。所述的測(cè)控模塊包括本地計(jì)算機(jī)和測(cè)控分機(jī)，測(cè)控分機(jī)通過有線或無線的方式與現(xiàn)場(chǎng)終端模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，測(cè)控分機(jī)通過本地計(jì)算機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)與云端模塊進(jìn)行信息交互，所述的測(cè)控分機(jī)包括第二電源模塊、第二中央處理單元和第二通訊模塊，第二中央處理單元連接第二通訊模塊，第二電源模塊為第二中央處理單元和第二通訊模塊供電。
所述的測(cè)控模塊還包括測(cè)控主機(jī)，測(cè)控分機(jī)通過有線或無線的方式與現(xiàn)場(chǎng)終端模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，測(cè)控分機(jī)通過有線或無線的方式與測(cè)控主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，測(cè)控主機(jī)通過本地計(jì)算機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)與云端模塊進(jìn)行信息交互，所述的測(cè)控主機(jī)包括第一電源模塊、第一中央處理單元、第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和第一通訊模塊，第一中央處理單元分別連接第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和第一通訊模塊，第一電源模塊為第一中央處理單元、第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和第一通訊模塊供電。
所述的測(cè)控分機(jī)中第二電源模塊包括太陽能板和通過太陽能板進(jìn)行充電的電池模塊。
所述的現(xiàn)場(chǎng)終端模塊包括糧情測(cè)量單元和/或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制模塊，糧情測(cè)量單元包括溫濕度傳感器，糧情測(cè)量單元通過有線或無線的方式與測(cè)控分機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制模塊包括門窗控制模塊和/或風(fēng)機(jī)控制模塊和/或攝像控制模塊，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制模塊通過有線或無線的方式與測(cè)控分機(jī)或測(cè)控主機(jī)或網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
一種基于云的糧情監(jiān)控方法，包含以下步驟
A:通過現(xiàn)場(chǎng)終端模塊獲取糧庫現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)監(jiān)控信息和/或?qū)崿F(xiàn)糧庫現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制；
B:測(cè)控模塊實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)終端模塊與云端模塊的信息交互；
C:云端模塊通過網(wǎng)絡(luò)與測(cè)控模塊和管理終端進(jìn)行信息交互。
所述A步驟中的現(xiàn)場(chǎng)終端模塊包括糧情測(cè)量單元和/或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制模塊，糧情測(cè)量單元包括溫濕度傳感器，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制模塊包括門窗控制模塊和/或風(fēng)機(jī)控制模塊和/或攝像控制模塊。
所述B步驟中的測(cè)控模塊采用測(cè)控分機(jī)和本地計(jì)算機(jī)，測(cè)控分機(jī)通過有線或無線的方式與現(xiàn)場(chǎng)終端模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，測(cè)控分機(jī)通過本地計(jì)算機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)與云端模塊進(jìn)行
信息交互。
所述B步驟中的測(cè)控模塊還包括測(cè)控主機(jī)，測(cè)控分機(jī)通過有線或無線的方式與現(xiàn)場(chǎng)終端模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，測(cè)控分機(jī)通過有線或無線的方式與測(cè)控主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，測(cè)控主機(jī)通過本地計(jì)算機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)與云端模塊進(jìn)行信息交互。
所述B步驟中的測(cè)控模塊包括測(cè)控分機(jī)和網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)，測(cè)控分機(jī)通過有線或無線的方式與現(xiàn)場(chǎng)終端模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，測(cè)控分機(jī)通過有線或無線的方式與網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)直接利用網(wǎng)絡(luò)與云端模塊進(jìn)行信息交互。
所述糧情測(cè)量單元采用深+淺休眠間歇工作模式，測(cè)控分機(jī)與糧情測(cè)量單元之間采用深+淺喚醒機(jī)制；所述的測(cè)控分機(jī)采用淺休眠間歇工作模式，測(cè)控分機(jī)和測(cè)控主機(jī)或網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)之間采用淺喚醒機(jī)制。
本發(fā)明通過使用基于云的糧情監(jiān)控系統(tǒng)，使工作人員能夠利用任意一個(gè)具有上網(wǎng)功能的管理終端動(dòng)態(tài)加載設(shè)置在云端模塊的測(cè)控軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)糧情的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或更改運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，不再受到地域限制，能夠避免在各個(gè)管理終端均要進(jìn)行多次軟件升級(jí)的繁瑣工作，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)；通過進(jìn)一步使用間歇工作模式和喚醒機(jī)制，極大地提高了設(shè)備的工作時(shí)間，保證設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的工作。


圖I為本發(fā)明所述的基于云的糧情監(jiān)控系統(tǒng)的原理框圖；
圖2為本發(fā)明所述現(xiàn)場(chǎng)終端模塊的原理框圖；
圖3為測(cè)控模塊采用測(cè)控分機(jī)和網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)時(shí)本發(fā)明所述的基于云的糧情監(jiān)控系統(tǒng)的原理框圖；
圖4為本發(fā)明所述網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)的原理框圖；
圖5為測(cè)控模塊采用測(cè)控分機(jī)和本地計(jì)算機(jī)時(shí)本發(fā)明所述的基于云的糧情監(jiān)控系統(tǒng)的原理框圖；
圖6為測(cè)控模塊采用測(cè)控分機(jī)、測(cè)控主機(jī)和本地計(jì)算機(jī)時(shí)本發(fā)明所述的基于云的糧情監(jiān)控系統(tǒng)的原理框圖；
圖7為本發(fā)明所述測(cè)控主機(jī)的原理框圖；
圖8為本發(fā)明所述測(cè)控分機(jī)的原理框圖；
圖9為本發(fā)明所述的基于云的糧情監(jiān)控方法的流程圖；
圖10為本發(fā)明所述的云服務(wù)器的原理示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本發(fā)明所述的基于云的糧情監(jiān)控系統(tǒng)包括現(xiàn)場(chǎng)終端模塊、測(cè)控模塊、云端模塊和管理終端。所述的現(xiàn)場(chǎng)終端模塊用于獲取糧庫現(xiàn)場(chǎng)的各項(xiàng)監(jiān)控信息和/或控制糧庫的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備；測(cè)控模塊用于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)終端模塊與云端模塊的信息交互；云端模塊通過網(wǎng)絡(luò)與測(cè)控模塊和管理終端進(jìn)行信息交互；管理終端，用于動(dòng)態(tài)加載設(shè)置在云端模塊的測(cè)控軟件，并通過網(wǎng)絡(luò)與云端模塊進(jìn)行信息交互。
所述的云端模塊為云服務(wù)器，云服務(wù)器上安裝有測(cè)控軟件、Microsoft SQLServer數(shù)據(jù)庫，并設(shè)置有Socket云端數(shù)據(jù)交換端口。云服務(wù)器是在云計(jì)算(cloudcomputing)概念上延伸和發(fā)展出來的一個(gè)新的概念,是指通過集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或分布 式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲(chǔ)設(shè)備通過應(yīng)用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問功能的一個(gè)系統(tǒng)。所述的云服務(wù)器將網(wǎng)絡(luò)上可供利用的服務(wù)器或存儲(chǔ)設(shè)備整合利用，在一組集群服務(wù)器上虛擬出多個(gè)類似獨(dú)立服務(wù)器的部分，集群中每個(gè)服務(wù)器上都有云服務(wù)器的一個(gè)鏡像，從而大大提高了虛擬服務(wù)器的安全穩(wěn)定性，除非所有的集群內(nèi)服務(wù)器全部出現(xiàn)問題，云服務(wù)器才會(huì)無法訪問。因此，云服務(wù)器并不單指某一臺(tái)服務(wù)器，而是集群內(nèi)一個(gè)服務(wù)器或多個(gè)服務(wù)器的組合。測(cè)控軟件可利用微軟公司的Silverlight技術(shù)，實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)跨終端的軟件加載操作與云端數(shù)據(jù)共享。在進(jìn)行云端模塊設(shè)置時(shí)，首先使用Microsoft Visual Studio編寫Silverlight應(yīng)用程序,然后使用FTP工具將程序上傳至云服務(wù)器，并在云服務(wù)器上安裝配置好Microsoft SQL Server數(shù)據(jù)庫和Socked云端數(shù)據(jù)交換端口 ；用戶使用管理終端接入互聯(lián)網(wǎng)，通過域名訪問云服務(wù)器，動(dòng)態(tài)加載設(shè)置在云服務(wù)器上的測(cè)控軟件，并通過測(cè)控軟件直接與現(xiàn)場(chǎng)及局域網(wǎng)設(shè)備通訊或者通過Socket云數(shù)據(jù)交換端口連接任意位置的硬件設(shè)備；最后數(shù)據(jù)上傳至云服務(wù)器的SQLServer數(shù)據(jù)庫中的該用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，或存儲(chǔ)至現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控模塊內(nèi)用。當(dāng)測(cè)溫軟件版本更新時(shí)，只需使用FTP工具將新版Silverlight應(yīng)用程序重新上傳，用戶端無需任何設(shè)置即可享用最新版本。
所述的管理終端包括任何具有上網(wǎng)功能的臺(tái)式計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、平板電腦、PDA、智能手機(jī)等。使用者可通過上述各種管理終端在任何位置接入互聯(lián)網(wǎng)，通過域名訪問 云服務(wù)器，在動(dòng)態(tài)加載測(cè)控軟件后即可實(shí)現(xiàn)對(duì)本系統(tǒng)的各項(xiàng)應(yīng)用。
如圖2所示，現(xiàn)場(chǎng)終端模塊包括一個(gè)或多個(gè)糧情測(cè)量單元和/或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制模塊。糧情測(cè)量單元包括溫濕度傳感器，糧情測(cè)量單元與測(cè)控模塊進(jìn)行有線或無線形式的數(shù)據(jù)傳輸?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制模塊包括門窗控制模塊和/或風(fēng)機(jī)控制模塊和/或影像控制模塊，用于對(duì)糧庫現(xiàn)場(chǎng)的門窗、風(fēng)機(jī)和攝像機(jī)設(shè)備進(jìn)行控制，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制模塊還接收門窗、風(fēng)機(jī)和攝像機(jī)設(shè)備工作狀態(tài)的反饋信號(hào)?，F(xiàn)場(chǎng)控制模塊通過繼電器開關(guān)電路，直接控制門窗、風(fēng)機(jī)和攝像機(jī)的電源，實(shí)現(xiàn)弱電控制強(qiáng)電的功能，控制器可采用宏晶單片機(jī)STC系列集成電路，此技術(shù)屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
糧情測(cè)量單元和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制模塊可通過電纜與測(cè)控模塊進(jìn)行有線方式的數(shù)據(jù)傳輸；糧情測(cè)量單元和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制模塊也可通過Nordic公司生產(chǎn)的NRF905集成電路與測(cè)控模塊進(jìn)行無線方式的數(shù)據(jù)傳輸。
測(cè)控模塊通過有線或無線方式與現(xiàn)場(chǎng)終端模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，測(cè)控模塊與云端模塊通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交互。本發(fā)明中可采用以下三種形式的測(cè)控模塊來實(shí)現(xiàn)云概念接入功倉泛。
方式I :如圖3所示，測(cè)控模塊采用測(cè)控分機(jī)和網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)，測(cè)控分機(jī)通過有線或無線的方式與現(xiàn)場(chǎng)終端模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，測(cè)控分機(jī)通過有線或無線的方式與網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)利用自帶的網(wǎng)絡(luò)接入模塊接入網(wǎng)絡(luò)與云端模塊進(jìn)行信息交互。如圖4所示，所述的網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)包括第三電源模塊、第三中央處理單元、第三數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、第三通訊模塊和網(wǎng)絡(luò)接入模塊，第三中央處理單元分別連接第三數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、第三通訊模塊和網(wǎng)絡(luò)接入模塊，第三電源模塊為第三中央處理單元、第三數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、第三通訊模塊和網(wǎng)絡(luò)接入模塊供電。第三電源模塊采用220V交流電，第三通訊模塊采用Nordic公司生產(chǎn)的NRF905集成電路，網(wǎng)絡(luò)接入模塊采用Hl 102NL集成電路結(jié)合TP-LINK上網(wǎng)3G路由器，兼?zhèn)溆芯€Internet網(wǎng)絡(luò)接入與無線3G移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)接入能力，網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)可通過網(wǎng)線、GPRS、CDMA或者3G網(wǎng)絡(luò)與云端模塊進(jìn)行信息交互。
方式2 :如圖5所示，測(cè)控模塊包括測(cè)控分機(jī)和本地計(jì)算機(jī)，測(cè)控分機(jī)通過有線或無線的方式與現(xiàn)場(chǎng)終端模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，測(cè)控分機(jī)通過RS485轉(zhuǎn)RS232接口與本地計(jì)算機(jī)連接，利用本地計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)與云端模塊進(jìn)行信息交互。[0027]方式3 :如圖6所示，測(cè)控模塊包括測(cè)控分機(jī)、測(cè)控主機(jī)和本地計(jì)算機(jī)，測(cè)控分機(jī)通過有線或無線的方式與現(xiàn)場(chǎng)終端模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，測(cè)控分機(jī)通過有線或無線的方式與測(cè)控主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，測(cè)控主機(jī)再通過RS232接口與本地計(jì)算機(jī)連接，利用本地計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)與云端模塊進(jìn)行信息交互。如圖7所示，所述的測(cè)控主機(jī)包括第一電源模塊、第一中央處理單元、第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和第一通訊模塊，第一中央處理單元分別連接第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和第一通訊模塊，第一電源模塊為第一中央處理單元、第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和第一通訊模塊供電。第一通訊模塊采用Nordic公司生產(chǎn)的NRF905集成電路。
以上三種方式中所述的測(cè)控分機(jī)結(jié)構(gòu)相同，如圖8所示，均包括第二電源模塊、第二中央處理單元和第二通訊模塊，第二中央處理單元連接第二通訊模塊，第二電源模塊為第二中央處理單元和第二通訊模塊供電。第二通訊模塊采用Nordic公司生產(chǎn)的NRF905集成電路。第二電源模塊包括太陽能板和可通過太陽能板進(jìn)行充電的電池模塊。太陽能板的功率最低為1/2瓦，電池最低采用3. 7V, 500mAh的鋰電池，在本實(shí)施例中，無線測(cè)控分機(jī)使 用的電池采用3. 7V，IOOOmAh的鋰電池，太陽能板的功率為1/2瓦。
在以上三種方式中，當(dāng)需要采集多個(gè)糧倉的糧情信息時(shí)，可以在每個(gè)需要監(jiān)控的糧庫現(xiàn)場(chǎng)都設(shè)置測(cè)控分機(jī)，將測(cè)控主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)或本地計(jì)算機(jī)設(shè)置在機(jī)房，多個(gè)測(cè)控分機(jī)通過有線與測(cè)控主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)或本地計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸或通過無線與測(cè)控主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)或本地計(jì)算機(jī)再通過網(wǎng)絡(luò)與云端模塊進(jìn)行信息交互。當(dāng)采用本地計(jì)算機(jī)時(shí)，工作人員在本地計(jì)算機(jī)上即可直接實(shí)現(xiàn)對(duì)本發(fā)明所述的糧情監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)本地操作。由于測(cè)控主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)分別設(shè)置有第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和第三數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，可以存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量終端測(cè)得的相關(guān)數(shù)據(jù)。
本發(fā)明中，測(cè)控主機(jī)、測(cè)控分機(jī)和糧情測(cè)量單元中的第一、第二和第四通訊模塊采用CMS (通信管理控制系統(tǒng))元件，通訊模塊的正常待機(jī)電流消耗在40mA左右，IOOOmAh的電池能夠維持通訊模塊連續(xù)工作不過25個(gè)小時(shí)。為了使通訊模塊能夠達(dá)到3個(gè)月的工作時(shí)間，需要將電流消耗降低100倍。因此，將測(cè)控分機(jī)的第二通訊模塊的連續(xù)工作模式轉(zhuǎn)換為淺間歇工作模式，即將正常工作的時(shí)間分段，每隔3秒工作0. 03秒，不工作的時(shí)間段就進(jìn)入掉電模式從而達(dá)到降低能耗的效果。電能消耗計(jì)算工式為0. 03s*40mA/3s = 0. 4mA。由于測(cè)控分機(jī)的第二通訊模塊采用淺間歇工作模式，就必須同時(shí)引入喚醒機(jī)制。本發(fā)明中，測(cè)控分機(jī)采用的是淺喚醒機(jī)制。由于測(cè)控分機(jī)內(nèi)的第二通訊模塊大部分時(shí)間不處于工作狀態(tài)，測(cè)控主機(jī)或網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)要向測(cè)控分機(jī)發(fā)送指令時(shí)，就要持續(xù)一定頻率的發(fā)送與指令反饋查詢，當(dāng)測(cè)控分機(jī)接收到指令后必須在0. 03秒的周期內(nèi)回應(yīng)測(cè)控主機(jī)或網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)。為了給喚醒機(jī)制加速，當(dāng)接收到指令后測(cè)控分機(jī)要維持正常工作模式5秒。因此淺喚醒機(jī)制的指令響應(yīng)周期為x+(n-l)*0.03。X為首指令響應(yīng)時(shí)間，n為指令重發(fā)次數(shù)。在本實(shí)施例中，首指令響應(yīng)時(shí)間最長(zhǎng)為3s。
測(cè)控分機(jī)采用淺休眠間歇工作模式，測(cè)控分機(jī)和無線測(cè)控主機(jī)或測(cè)控分機(jī)和網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)之間采用淺喚醒機(jī)制，使測(cè)控分機(jī)在采用IOOOmAh的鋰電池時(shí)，能夠維持正常工作3個(gè)月左右，而采集周期最多只延長(zhǎng)3秒的時(shí)間。測(cè)控分機(jī)采用的鋰電池可通過太陽能板進(jìn)行充電，使測(cè)控分機(jī)使用時(shí)間達(dá)到10年以上。
當(dāng)糧情測(cè)量單元與測(cè)控分機(jī)采用無線方式傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，由于糧情測(cè)量單元始終處于無光環(huán)境下工作，一旦安裝必須保證工作時(shí)間能夠達(dá)到3-5年。因此，糧情測(cè)量單元內(nèi)的第四通訊模塊采用間歇工作模式+深/淺喚醒機(jī)制，深休眠時(shí)段每隔4秒工作0. 003秒，淺休眠時(shí)段每隔3秒工作0. 03秒。電能消耗計(jì)算工式為0. 003s*40mA/4s = 0. 03mA。
由于同個(gè)糧倉內(nèi)的多個(gè)糧情測(cè)量單元被同一個(gè)測(cè)控分機(jī)控制，此測(cè)控分機(jī)一次喚醒指令可以同時(shí)將同個(gè)糧倉內(nèi)的所有糧情測(cè)量單元一并喚醒，這樣就可以引入更深一層的節(jié)能機(jī)制。糧情測(cè)量單元內(nèi)的第四通訊模塊在無指令時(shí)處在深休眠狀態(tài)，當(dāng)需要其工作時(shí)，由測(cè)控分機(jī)持續(xù)5秒的喚醒指令使其進(jìn)入淺休眠狀態(tài)，然后再按照淺休眠的指令機(jī)制完成采集及通訊過程，I分鐘內(nèi)無指令，糧情測(cè)量單元內(nèi)的無線通訊模塊再度進(jìn)入深休眠模式。深/淺喚醒機(jī)制的指令響應(yīng)周期為(5+x) + (n-l)*0.03)，(5+x)為首指令響應(yīng)時(shí)間，n為指令重發(fā)次數(shù)。在本實(shí)施例中，首指令響應(yīng)時(shí)間最長(zhǎng)為8s。
糧情測(cè)量單元采用深+淺休眠間歇工作模式，測(cè)控分機(jī)與糧情測(cè)量單元之間采用深+淺喚醒機(jī)制，使糧情測(cè)量單元在使用4000mAH的高能電池時(shí)，能夠維持正常待機(jī)時(shí)間130000小時(shí)，約14年，同時(shí)每個(gè)需要監(jiān)控的糧庫現(xiàn)場(chǎng)僅增加5秒的采集時(shí)間。由于糧情測(cè)量單元每采集一次信息的電能消耗相當(dāng)于待機(jī)24小時(shí)的電能消耗，按糧情測(cè)量單元每天 采集一次信息進(jìn)行計(jì)算，可正常使用約7年，考慮到電池自身的能量損耗以及電池接入系統(tǒng)時(shí)未必飽和，最終保守?cái)?shù)字正常使用3 — 5年。
如圖9所示，本發(fā)明所述的一種基于云的糧情監(jiān)控方法，其特征在于包含以下步驟
A:通過現(xiàn)場(chǎng)終端模塊獲取糧庫現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)監(jiān)控信息和/或?qū)崿F(xiàn)對(duì)糧庫現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控
制；
B:測(cè)控模塊實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)終端模塊與云端模塊的信息交互；
C:云端模塊通過網(wǎng)絡(luò)與測(cè)控模塊和管理終端進(jìn)行信息交互。
所述A步驟中的現(xiàn)場(chǎng)終端模塊包括上文所述的一個(gè)或多個(gè)糧情測(cè)量單元和/或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制模塊，糧情測(cè)量單元包括溫濕度傳感器，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制模塊包括門窗控制模塊和/或風(fēng)機(jī)控制模塊和/或影像控制模塊。所述B步驟中測(cè)控模塊可采用上文所述三種形式的測(cè)控模塊來實(shí)現(xiàn)云概念接入功能。同時(shí)，所述糧情測(cè)量單元采用深+淺休眠間歇工作模式，測(cè)控分機(jī)與糧情測(cè)量單元之間采用深+淺喚醒機(jī)制。所述的測(cè)控分機(jī)采用淺休眠間歇工作模式，測(cè)控分機(jī)和測(cè)控主機(jī)或測(cè)控分機(jī)與網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)之間采用淺喚醒機(jī)制。
權(quán)利要求
1.一種基于云的糧情監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括現(xiàn)場(chǎng)終端模塊，用于獲取糧庫現(xiàn)場(chǎng)的各項(xiàng)監(jiān)控信息和/或控制糧庫的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備；測(cè)控模塊，用于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)終端模塊與云端模塊的信息交互；云端模塊，通過網(wǎng)絡(luò)與測(cè)控模塊和管理終端進(jìn)行信息交互；管理終端，用于動(dòng)態(tài)加載設(shè)置在云端模塊的測(cè)控軟件，并通過網(wǎng)絡(luò)與云端模塊進(jìn)行信息交互。
2.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的基于云的糧情監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的測(cè)控模塊包括網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)和測(cè)控分機(jī)，測(cè)控分機(jī)通過有線或無線的方式與現(xiàn)場(chǎng)終端模塊和網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)直接利用網(wǎng)絡(luò)與云端模塊進(jìn)行信息交互，所述的網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)包括第三電源模塊、第三中央處理單元、第三數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、第三通訊模塊和網(wǎng)絡(luò)接入模塊，第三中央處理單元分別連接第三數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、第三通訊模塊和網(wǎng)絡(luò)接入模塊，第三電源模塊為第三中央處理單元、第三數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、第三通訊模塊和網(wǎng)絡(luò)接入模塊供電；所述的測(cè)控分機(jī)包括第二電源模塊、第二中央處理單元和第二通訊模塊，第二中央處理單元連接第二通訊模塊，第二電源模塊為第二中央處理單元和第二通訊模塊供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的基于云的糧情監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的測(cè)控模塊包括本地計(jì)算機(jī)和測(cè)控分機(jī)，測(cè)控分機(jī)通過有線或無線的方式與現(xiàn)場(chǎng)終端模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，測(cè)控分機(jī)通過本地計(jì)算機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)與云端模塊進(jìn)行信息交互，所述的測(cè)控分機(jī)包括第二電源模塊、第二中央處理單元和第二通訊模塊，第二中央處理單元連接第二通訊模塊，第二電源模塊為第二中央處理單元和第二通訊模塊供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的基于云的糧情監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的測(cè)控模塊還包括測(cè)控主機(jī)，測(cè)控分機(jī)通過有線或無線的方式與現(xiàn)場(chǎng)終端模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，測(cè)控分機(jī)通過有線或無線的方式與測(cè)控主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，測(cè)控主機(jī)通過本地計(jì)算機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)與云端模塊進(jìn)行信息交互，所述的測(cè)控主機(jī)包括第一電源模塊、第一中央處理單元、第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和第一通訊模塊，第一中央處理單元分別連接第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和第一通訊模塊，第一電源模塊為第一中央處理單兀、第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單兀和第一通訊模塊供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求
2、3或4所述的基于云的糧情監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的測(cè)控分機(jī)中第二電源模塊包括太陽能板和通過太陽能板進(jìn)行充電的電池模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的基于云的糧情監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的現(xiàn)場(chǎng)終端模塊包括糧情測(cè)量單元和/或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制模塊，糧情測(cè)量單元包括溫濕度傳感器，糧情測(cè)量單元通過有線或無線的方式與測(cè)控分機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制模塊包括門窗控制模塊和/或風(fēng)機(jī)控制模塊和/或攝像控制模塊，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制模塊通過有線或無線的方式與測(cè)控分機(jī)或測(cè)控主機(jī)或網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
7.一種基于云的糧情監(jiān)控方法，其特征在于包含以下步驟 A:通過現(xiàn)場(chǎng)終端模塊獲取糧庫現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)監(jiān)控信息和/或?qū)崿F(xiàn)糧庫現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制； B:測(cè)控模塊實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)終端模塊與云端模塊的信息交互； C:云端模塊通過網(wǎng)絡(luò)與測(cè)控模塊和管理終端進(jìn)行信息交互。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的一種基于云的糧情監(jiān)控方法，其特征在于所述A步驟中的現(xiàn)場(chǎng)終端模塊包括糧情測(cè)量單元和/或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制模塊，糧情測(cè)量單元包括溫濕度傳感器，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制模塊包括門窗控制模塊和/或風(fēng)機(jī)控制模塊和/或攝像控制模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的一種基于云的糧情監(jiān)控方法，其特征在于所述B步驟中的測(cè)控模塊采用測(cè)控分機(jī)和本地計(jì)算機(jī)，測(cè)控分機(jī)通過有線或無線的方式與現(xiàn)場(chǎng)終端模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，測(cè)控分機(jī)通過本地計(jì)算機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)與云端模塊進(jìn)行信息交互。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9所述的一種基于云的糧情監(jiān)控方法，其特征在于所述B步驟中的測(cè)控模塊還包括測(cè)控主機(jī)，測(cè)控分機(jī)通過有線或無線的方式與現(xiàn)場(chǎng)終端模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，測(cè)控分機(jī)通過有線或無線的方式與測(cè)控主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，測(cè)控主機(jī)通過本地計(jì)算機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)與云端模塊進(jìn)行信息交互。
11.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的一種基于云的糧情監(jiān)控方法，其特征在于所述B步驟中的測(cè)控模塊包括測(cè)控分機(jī)和網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)，測(cè)控分機(jī)通過有線或無線的方式與現(xiàn)場(chǎng)終端模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，測(cè)控分機(jī)通過有線或無線的方式與網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)直接利用網(wǎng)絡(luò)與云端模塊進(jìn)行信息交互。
12.根據(jù)權(quán)利要求
9、10或11所述的一種基于云的糧情監(jiān)控方法，其特征在于所述糧情測(cè)量單元采用深+淺休眠間歇工作模式，測(cè)控分機(jī)與糧情測(cè)量單元之間采用深+淺喚醒機(jī)制；所述的測(cè)控分機(jī)采用淺休眠間歇工作模式，測(cè)控分機(jī)和測(cè)控主機(jī)或網(wǎng)絡(luò)測(cè)控主機(jī)之間采用淺喚醒機(jī)制。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種基于云的糧情監(jiān)控系統(tǒng)，包括現(xiàn)場(chǎng)終端模塊，用于獲取糧庫現(xiàn)場(chǎng)的各項(xiàng)監(jiān)控信息和/或控制糧庫的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備；測(cè)控模塊，用于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)終端模塊與云端模塊的信息交互；云端模塊，通過網(wǎng)絡(luò)與測(cè)控模塊和管理終端進(jìn)行信息交互；管理終端,用于動(dòng)態(tài)加載設(shè)置在云端模塊的測(cè)控軟件，并通過網(wǎng)絡(luò)與云端模塊進(jìn)行信息交互。本發(fā)明通過使用基于云的糧情監(jiān)控系統(tǒng)，使工作人員能夠利用任意一個(gè)具有上網(wǎng)功能的管理終端動(dòng)態(tài)加載設(shè)置在云端模塊的測(cè)控軟件，隨時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)糧情的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或更改運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，不再受到地域和時(shí)間限制，能夠避免在各個(gè)管理終端均要進(jìn)行多次軟件升級(jí)的繁瑣工作。
文檔編號(hào)G05B19/418GKCN102707688SQ201210178468
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月1日
發(fā)明者周琳, 張?jiān)品? 胡學(xué)潤(rùn), 趙文莉, 金建德, 黃志軍 申請(qǐng)人:胡學(xué)潤(rùn)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan