射頻技術(shù)在糧倉(cāng)無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

1. 引言

糧食的安全存儲(chǔ)是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的戰(zhàn)略大事，科學(xué)保糧具有重要的社會(huì)意義與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。糧倉(cāng)監(jiān)控系統(tǒng)主要完成對(duì)糧食溫度、濕度和氣體濃度等參數(shù)的采集、存儲(chǔ)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(cāng)監(jiān)控系統(tǒng)中糧倉(cāng)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(kuò)展困難；當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)還會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)，不利于糧倉(cāng)的監(jiān)控與管理。為此，本文給出了一種基于射頻技術(shù)的糧庫(kù)無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)。

2．監(jiān)控系統(tǒng)的組成和設(shè)計(jì)

糧食在存儲(chǔ)期間，由于環(huán)境、氣候和通風(fēng)條件等因素的變化，糧倉(cāng)內(nèi)的溫度或濕度會(huì)發(fā)生異常，這極易造成糧食的腐爛或發(fā)生蟲(chóng)害。同時(shí)糧倉(cāng)中糧食儲(chǔ)存質(zhì)量還受到糧倉(cāng)中氣體、微生物以及蟲(chóng)害等因素的影響。針對(duì)糧食存儲(chǔ)的特殊性，糧倉(cāng)監(jiān)控系統(tǒng)一般以糧倉(cāng)和糧食的溫度與濕度為主要檢測(cè)參數(shù)，糧倉(cāng)內(nèi)氣體成分含量為輔助參數(shù)。

糧倉(cāng)無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)由糧倉(cāng)糧情檢測(cè)點(diǎn)、無(wú)線通信終端和監(jiān)控中心等組成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

糧倉(cāng)無(wú)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(chǔ)與檢索、數(shù)據(jù)表格顯示與打印輸出、實(shí)時(shí)控制以及報(bào)警等功能。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)儀采集糧倉(cāng)糧情的相應(yīng)參數(shù), 如糧食溫度、倉(cāng)庫(kù)溫度、相對(duì)濕度、糧食水分、糧倉(cāng)內(nèi)二氧化碳和硫化氫氣體含量等,并定時(shí)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(chǔ)，然后將其與設(shè)定的報(bào)警值相比較，若實(shí)測(cè)值超出設(shè)定范圍，則通過(guò)屏幕顯示報(bào)警或語(yǔ)音報(bào)警，并打印記錄。與此同時(shí)，監(jiān)控中心可向現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)儀發(fā)出控制指令，監(jiān)測(cè)儀根據(jù)指令控制空調(diào)器、吹風(fēng)機(jī)、除濕機(jī)等設(shè)備進(jìn)行降溫除濕，以保證糧食存儲(chǔ)質(zhì)量。監(jiān)控中心也可以通過(guò)報(bào)警指令來(lái)啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)儀上的聲光報(bào)警裝置，通知糧庫(kù)管理人員采取相應(yīng)措施來(lái)確保糧食存儲(chǔ)安全。

糧倉(cāng)無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)各部分的主要組成如下：

(1). 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)儀?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)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(hào)輸出模塊等構(gòu)成。

(2). 無(wú)線通信終端。無(wú)線通信終端由無(wú)線收發(fā)芯片和微控制器組成。

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

3．無(wú)線通信終端的硬件和軟件設(shè)計(jì)

3.1 無(wú)線通信終端的硬件設(shè)計(jì)