一、糧庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)介紹

（1）糧食倉儲(chǔ)概述

    我國現(xiàn)有14億人口，糧食儲(chǔ)藏好壞是關(guān)系到人民健康、市場供給、國家穩(wěn)定的大事。隨著人口增長迅速、耕地逐年減少、人類對(duì)社會(huì)物質(zhì)生活的需求愈來愈高。糧食的利用與保護(hù)得到社會(huì)的更加重視，人類必須杜絕糧食浪費(fèi)與霉?fàn)€現(xiàn)象發(fā)生，珍惜糧食。

    我國是zui大糧食生產(chǎn)和消費(fèi)國。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國糧食收獲后在脫粒、晾曬、貯存、運(yùn)輸?shù)冗^程中的損失高達(dá)15％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過糧農(nóng)組織規(guī)定的5％，在這些損失中因未達(dá)到安全水分造成霉變、發(fā)芽等損失的糧食又占到5％。 

    糧食在儲(chǔ)藏期間，如果水分超標(biāo)，糧堆內(nèi)部的水分就表現(xiàn)出向表面及糧粒間隙中的空氣緩慢游離的趨勢(shì)，因糧食水分從不流動(dòng)的空氣中逸出比較困難，它在糧粒間聚集，當(dāng)濕度達(dá)到飽和點(diǎn)時(shí)即開始凝結(jié)，隨之產(chǎn)生發(fā)酵和局部溫度升高現(xiàn)象，這又促使糧粒釋放出水分和加速相應(yīng)的發(fā)酵過程。當(dāng)環(huán)境溫度升高，糧食中帶有的粉塵、雜質(zhì)、特別是有機(jī)物雜質(zhì)加速了上述過程，嚴(yán)重威脅到安全儲(chǔ)糧，導(dǎo)致糧食腐爛。

    因此糧倉糧庫環(huán)境應(yīng)保持通風(fēng)、干燥，內(nèi)外整潔有序。糧庫中應(yīng)采取防鼠、防蠅、防蟲、

防盜等設(shè)施，杜絕有害蟲類的滋生。 

（2）糧庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用背景

     建國以來，經(jīng)過六十多年的發(fā)展，我國糧食倉儲(chǔ)技術(shù)得到了長足發(fā)展，在某些領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到一定水平，但就整體而言，我國糧食倉儲(chǔ)技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比，仍與一定的差距。目前，大部分糧倉庫仍為人工監(jiān)控管理，如降倉溫通風(fēng)是倉房日常管理中，尤其是低溫儲(chǔ)糧管理中的一項(xiàng)操作較為頻繁、辛苦的工作，經(jīng)常需要在半夜開機(jī)：由于糧食呼吸，儲(chǔ)糧穩(wěn)定性較差，保管員需不斷翻動(dòng)糧面，通風(fēng)降溫散濕，因此國家需要投入大量人力。糧情，糧倉溫度靠人工監(jiān)測，保管員需要頻繁巡查，工作強(qiáng)度大，并且監(jiān)測結(jié)果不準(zhǔn)確。

（3）糧庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

     糧庫環(huán)境監(jiān)測可以實(shí)時(shí)全面的掌握糧庫內(nèi)的溫濕度變化，一旦發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)做出正確處理，保證糧食長期安全存儲(chǔ)。本系統(tǒng)采用世界上的微電腦技術(shù)、PLC技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)，帶有LCD顯示和鍵盤操作，能夠自動(dòng)監(jiān)測糧倉糧庫內(nèi)的糧情、溫度、濕度，并能與糧倉糧庫內(nèi)的加熱、制冷、除濕、通風(fēng)等設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，控制加熱、制冷、除濕、通風(fēng)等設(shè)備進(jìn)行工作，也可根據(jù)人工設(shè)定的數(shù)值定時(shí)控制設(shè)備或根據(jù)需要進(jìn)行人工開啟，使倉內(nèi)糧溫、水分、倉內(nèi)氣體的有效濃度與配比維持穩(wěn)定狀態(tài)，保證糧食倉儲(chǔ)的安全。

二、糧庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)主要組成部分

糧庫環(huán)境監(jiān)測主要包括：上位管理主機(jī)、數(shù)據(jù)通訊部分、現(xiàn)場控制監(jiān)測點(diǎn)、數(shù)據(jù)采集終端等。 

   上位管理主機(jī)

     可選用物聯(lián)網(wǎng)感知應(yīng)用平臺(tái)或者是為客戶專門定制的操作監(jiān)測平臺(tái)。能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測、查詢、運(yùn)算、統(tǒng)計(jì)、控制、存儲(chǔ)、分析等多項(xiàng)功能，并能與糧倉內(nèi)設(shè)備聯(lián)動(dòng)，自動(dòng)計(jì)算和控制加熱、制冷、降濕、通風(fēng)等設(shè)備運(yùn)行工作。

   數(shù)據(jù)通訊部分

     可根據(jù)需要選擇有線傳輸與無線傳輸方式，對(duì)于倉內(nèi)布線不方便的糧庫，可以采用無線通訊方式，利用GPRS/3G或Zigbee無線通訊。 

   現(xiàn)場控制監(jiān)測點(diǎn)

    現(xiàn)場控制監(jiān)測點(diǎn)主要由數(shù)字溫濕度變送器、數(shù)據(jù)采集儀、通訊轉(zhuǎn)換器、配電控制柜及安裝附件組成。所有監(jiān)測點(diǎn)的溫濕度測量值最終轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，被傳送到上位管理主機(jī)，通過配套的數(shù)據(jù)管理軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、存儲(chǔ)、打印等。

控制方式

   自動(dòng)控制-----根據(jù)設(shè)定的參數(shù)，智能控制箱按照預(yù)先編制的程序自動(dòng)運(yùn)行。

   手動(dòng)控制-----根據(jù)需要，可以選擇現(xiàn)場手動(dòng)控制方式，啟動(dòng)各種模式。

   集中監(jiān)控-----監(jiān)控中心室能夠?qū)崟r(shí)顯示并自動(dòng)記錄糧倉糧庫內(nèi)的監(jiān)測數(shù)據(jù)以及外圍設(shè)備的工作狀態(tài)，遠(yuǎn)程設(shè)定每臺(tái)控制箱的工作參數(shù)。

   3G互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控------通過安裝配套的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控軟件，或者視頻監(jiān)控軟件，可以通過英特網(wǎng)實(shí)時(shí)了糧庫內(nèi)的環(huán)境變化信息及設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等。

系統(tǒng)功能特點(diǎn)

（1）糧庫環(huán)境溫濕度監(jiān)測

     通過溫濕度傳感器監(jiān)測糧倉糧庫內(nèi)的環(huán)境溫濕度，并能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析運(yùn)算、控制、存儲(chǔ)、發(fā)送等。     

（2）O2、CO2濃度監(jiān)測

     糧食是生命的有機(jī)體，具有呼吸功能。為了解儲(chǔ)藏條件是否適宜，常需要了解糧食在儲(chǔ)藏期間的生理狀態(tài)，需要測定儲(chǔ)糧的呼吸系數(shù)。

       在糧倉內(nèi)部署二氧化碳或氧氣濃度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測糧庫中的氣體含量，當(dāng)濃度超過系統(tǒng)設(shè)定的闕值范圍時(shí)，通過有線或無線傳輸技術(shù)將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到用戶監(jiān)控終端，由相關(guān)工作人員做出相應(yīng)調(diào)整。

（3）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能

     具有大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，現(xiàn)場可顯示、查詢監(jiān)測數(shù)據(jù)和設(shè)備工作參數(shù)。

（4）設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制功能

     --降溫、散濕、通風(fēng)是倉房日常管理中的一項(xiàng)操作較為頻繁、辛苦的工作，經(jīng)常需要在半夜開機(jī)，由于糧食呼吸，儲(chǔ)糧穩(wěn)定性較差，保管員需不斷翻動(dòng)糧面，通風(fēng)降溫散濕。實(shí)現(xiàn)倉窗、制冷、制熱、通風(fēng)等設(shè)備自動(dòng)開關(guān)，對(duì)提高工作效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度意義重大。

     --上位機(jī)控制平臺(tái)可根據(jù)糧庫環(huán)境的要求，對(duì)已設(shè)置的溫濕度數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析，自動(dòng)計(jì)算和控制加熱、制冷、降濕、通風(fēng)等設(shè)備狀態(tài)，也可根據(jù)人工設(shè)定的數(shù)值定時(shí)控制設(shè)備或根據(jù)需要進(jìn)行人工開啟。 

監(jiān)測軟件數(shù)據(jù)平臺(tái)

      我公司自主研發(fā)的糧倉糧庫溫濕度系統(tǒng)軟件，實(shí)時(shí)采集糧倉糧庫現(xiàn)場數(shù)據(jù)，經(jīng)傳感器數(shù)據(jù)模塊傳送至ZigBee節(jié)點(diǎn)或RS485節(jié)點(diǎn)上，然后通過光纖、GPRS/3G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)平臺(tái)，按照相關(guān)設(shè)定進(jìn)行分析運(yùn)算、控制、存儲(chǔ)等功能，并進(jìn)一步與糧倉內(nèi)設(shè)備（如通風(fēng)、制冷、制熱、熏殺等）聯(lián)動(dòng)完成相應(yīng)控制。

（1）友好的用戶登陸管理界面

    規(guī)定用戶使用權(quán)限，不同用戶提供不同的操作權(quán)限，非用戶不能登陸系統(tǒng)，保證系統(tǒng)安全，操作簡單而富有人性化。

（2）實(shí)時(shí)\歷史、曲線\報(bào)表數(shù)據(jù)分析

      系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)信息以實(shí)時(shí)曲線的方式顯示給用戶，并根據(jù)需要按照日、月、季、年參數(shù)變化曲線生成歷史報(bào)表。便于對(duì)糧倉糧庫的運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行分析并做出改進(jìn)，提高糧食倉儲(chǔ)的效率與安全。 

（3）遠(yuǎn)程控制

     現(xiàn)場采集設(shè)備將采集到的數(shù)據(jù)通過有線、無線、GPRS/3G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街锌財(cái)?shù)據(jù)平臺(tái)，用戶從終端可以查看糧倉糧庫現(xiàn)場的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。并使用遠(yuǎn)程控制功能，通過繼電器或采集輸出模塊對(duì)糧倉糧庫內(nèi)的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化控制，如自動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)、自動(dòng)制冷制熱系統(tǒng)、自動(dòng)除濕系統(tǒng)等。

（4）監(jiān)控終端

       監(jiān)控終端通過可視化、多媒體的人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)以下主要功能：

  ①糧倉內(nèi)糧情、溫濕度、CO₂濃度全面顯示，可查詢，包括各種參數(shù)以及歷史數(shù)據(jù)等；

  ②向糧倉內(nèi)監(jiān)控終端發(fā)出調(diào)度命令、調(diào)整設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，確保糧倉內(nèi)環(huán)境維持穩(wěn)定狀態(tài)，保證糧食倉儲(chǔ)安全。