射頻技術在糧倉無線監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

1. 引言

糧食的安全存儲是關系到國計民生的戰(zhàn)略大事，科學保糧具有重要的社會意義與經(jīng)濟價值。糧倉監(jiān)控系統(tǒng)主要完成對糧食溫度、濕度和氣體濃度等參數(shù)的采集、存儲和向監(jiān)控中心傳送數(shù)據(jù)以及執(zhí)行監(jiān)控中心的指令等功能。傳統(tǒng)的糧倉監(jiān)控系統(tǒng)中糧倉與監(jiān)控中心大多采用RS-485等有線連接的數(shù)據(jù)通信方式，使得系統(tǒng)抗干擾差、連線繁多、擴展困難；當一個節(jié)點出現(xiàn)問題時還會影響整個系統(tǒng)，不利于糧倉的監(jiān)控與管理。為此，本文給出了一種基于射頻技術的糧庫無線監(jiān)控系統(tǒng)。

2．監(jiān)控系統(tǒng)的組成和設計

糧食在存儲期間，由于環(huán)境、氣候和通風條件等因素的變化，糧倉內(nèi)的溫度或濕度會發(fā)生異常，這極易造成糧食的腐爛或發(fā)生蟲害。同時糧倉中糧食儲存質量還受到糧倉中氣體、微生物以及蟲害等因素的影響。針對糧食存儲的特殊性，糧倉監(jiān)控系統(tǒng)一般以糧倉和糧食的溫度與濕度為主要檢測參數(shù)，糧倉內(nèi)氣體成分含量為輔助參數(shù)。

糧倉無線監(jiān)控系統(tǒng)由糧倉糧情檢測點、無線通信終端和監(jiān)控中心等組成，其系統(tǒng)結構示意圖如圖1所示。

圖1. 系統(tǒng)結構示意圖

糧倉無線監(jiān)控系統(tǒng)主要具有數(shù)據(jù)采集與傳送、數(shù)據(jù)分析與處理、數(shù)據(jù)存儲與檢索、數(shù)據(jù)表格顯示與打印輸出、實時控制以及報警等功能。現(xiàn)場監(jiān)測儀采集糧倉糧情的相應參數(shù), 如糧食溫度、倉庫溫度、相對濕度、糧食水分、糧倉內(nèi)二氧化碳和硫化氫氣體含量等,并定時或根據(jù)指令發(fā)送至監(jiān)控中心；監(jiān)控中心將收到的采樣數(shù)據(jù)以表格形式顯示和存儲，然后將其與設定的報警值相比較，若實測值超出設定范圍，則通過屏幕顯示報警或語音報警，并打印記錄。與此同時，監(jiān)控中心可向現(xiàn)場監(jiān)測儀發(fā)出控制指令，監(jiān)測儀根據(jù)指令控制空調(diào)器、吹風機、除濕機等設備進行降溫除濕，以保證糧食存儲質量。監(jiān)控中心也可以通過報警指令來啟動現(xiàn)場監(jiān)測儀上的聲光報警裝置，通知糧庫管理人員采取相應措施來確保糧食存儲安全。

糧倉無線監(jiān)控系統(tǒng)各部分的主要組成如下：

(1). 現(xiàn)場監(jiān)測儀?，F(xiàn)場監(jiān)測儀由溫度傳感器、濕度傳感器、氣體濃度傳感器等傳感器和微控制器及控制信號輸出模塊等構成。

(2). 無線通信終端。無線通信終端由無線收發(fā)芯片和微控制器組成。

(3). 監(jiān)控中心。PC機、監(jiān)控管理軟件構成了監(jiān)控中心的主體。

3．無線通信終端的硬件和軟件設計

3.1 無線通信終端的硬件設計