一种实时检测散装粮堆粮食储藏状态的系统及方法技术方案

技术编号:15767618 阅读:77 留言:0更新日期:2017-07-06 16:07
本发明专利技术公开了一种实时检测散装粮堆粮食储藏状态的系统及方法,解决现有技术中在收获后至加工处理之间的一段时间内,由于无法快速掌握粮食的物理与生物特性指标,从而无法实时监控粮食的储存和运输状态的技术缺陷,属于粮食储藏技术领域。本发明专利技术包括现场数据采集模块、后台信息分析与控制模块和网络模块。本发明专利技术用于实时监测粮食的储存状态。

System and method for detecting grain storage state of bulk grain pile in real time

The invention discloses a system and method for real-time detection in bulk grain storage condition, solve in the prior art, post harvest processing to a period of time, unable to grasp the physical and biological characteristics index of grain fast, technical defects which can not be real-time monitoring of grain storage and transportation condition, which belongs to the technical the field of grain storage. The invention comprises a field data acquisition module, a background information analysis and control module and a network module. The invention is used for monitoring the storage state of grain in real time.

【技术实现步骤摘要】
一种实时检测散装粮堆粮食储藏状态的系统及方法
一种实时检测散装粮堆粮食储藏状态的系统及方法,用于实时监测粮食的储存状态,属于粮食储藏

技术介绍
我国是目前世界上最大的产粮国,仅小麦、玉米、水稻三种主要粮种每年的产量即达5亿余吨,其中约80%需经过长期或较长期(通常指半年以上)的堆装储藏过程。由于粮食属季节性产出,分时分散消耗的人类基本消费物资,其大规模集中处理、储藏、运输等过程也是我们必不可少的工作内容之一。对于大多数粮食,在收获后至加工处理之间的一段时间内,在整个储、运过程均保持为生物种籽状态,且绝大部分处于散装、散运、散储状态,因此粮食的安全性指标即包括物理性质指标,也包括生物特性指标。面对散装储运过程中的大规模散装粮堆(通常可达数百吨、数千吨、甚至上万吨),如何快速掌握粮食的物理与生物特性指标,如堆装体积、重量、堆积形状、散装粮堆的温度、水分含量、杂质含量、有害生物及微生物活动状态等,都是工作过程中必须要解决的问题。目前实际生产过程中对上述有关问题的解决状况是,大部分靠现场人力观察,重量靠一车车、一磅磅称量计数累计;进出仓等作业的实时状况靠有经验的人现场观察和估量;水分、杂质、有害生物及微生物活动状态等指标靠人工抽样检测;粮温只对需长期储藏的散装粮堆进行预埋测温电缆的方式进行定点监测等。而大规模粮食储运过程中,现场的恶劣环境,如灰尘、噪音、密闭等,更使上述监控粮食流通过程的方法成为不可能或缺乏可靠性。
技术实现思路
本专利技术针对上述技术缺陷之处提供了一种实时检测散装粮堆粮食储藏状态的系统及方法,解决现有技术中在对粮食收获后至加工处理之间的一段时间内,因无法快速掌握粮食的物理与生物特性指标,从而无法实时监控粮食的储存和运输状态的问题。为了实现上述目的,本专利技术采用的技术方案如下:一种实时检测散装粮堆粮食储藏状态的系统,其特征在于,包括;现场数据采集模块:用于采集被检测散装粮堆表面的任意点与所设现场数据采集模块之间的距离、散装粮堆表面多点的温度、气体成分、散装粮堆的影像和被检测点进行数据采集时对应的旋转角度信息;后台信息分析与控制模块:用于控制和接收现场数据采集模块采集的信息,并用于计算、分析被检测散装粮堆的堆高、体积、重量、温度分布状态和气体分布状态,显示计算、分析的结果和现场数据采集模块采集的信息;网络模块:用于后台信息分析与控制模块接收现场数据采集模块采集的信息以及传递对现场数据采集模块的运行指令信息。进一步,所述现场数据采集模块包括:测距传感模块:用于以非接触方式精确测量被测散装粮堆表面任意点与测距传感模块之间的距离信息;测温传感模块:用于以非接触方式测量被测散装粮堆表面任意点的实时温度信息;影像信息采集模块:用于采集被测散装粮堆的影像信息;气体成分检测模块:用于检测被测散装粮堆表面的气体成分信息,即测量散装粮堆表面气体中的H2O、O2、CO和CO2;云台:用于安装测距传感模块、测温传感模块和影像信息采集模块,并采集被检测点进行数据采集时对应的旋转角度信息;发送模块:用于发送测距传感模块、测温传感模块、影像信息采集模块、气体成分检测模块和云台采集的数据信息;基座:用于安装云台和气体成分检测模块。进一步,所述云台包括横向轴旋转部分和纵向轴旋转部分,测距传感模块、测温传感模块和影像信息采集模块安装于横向轴旋转部分,横向轴旋转部分以横向轴作为旋转轴做0°-180°旋转;纵向轴旋转部分以纵向轴作为旋转轴做0°-360°旋转。进一步,所述后台信息分析与控制模块包括:接收模块:用于接收发送模块发送的测距传感模块、测温传感模块、影像信息采集模块、气体成分检测模块和云台采集的数据信息;计算模块:用于计算被测散装粮堆的堆高、体积和重量,以及被测散装粮堆表面任意被测点位置的坐标;分析模块:用于判断被测散装粮堆的体积、堆高、重量是否超限,判断被测散装粮堆的表面温度、气体成份是否存在整体或局部异常状况,是否符合粮食的安全储藏要求;存储模块:用于存储接收模块接收的数据信息、被测散装粮堆的边界数据信息和计算模块、分析模块得到的结果信息;显示模块:用于显示存储模块存储的数据信息;控制模块:用于发出对现场数据采集模块的运行控制指令,以及控制各模块之间的信息传递。进一步,还包括用于在被测散装粮堆体积、堆高、重量超限时,粮温和气体成分达不到规定的安全范围时进行报警的报警模块。进一步,所述网络模块包括有线网络模块和无线网络模块;所述测距传感模块为激光或红外测距传感模块;测温传感模块为红外测温传感模块。一种实时检测散装粮堆粮食储藏状态的方法,其特征在于,如下步骤:(1)获取被测散装粮堆的边界数据信息;(2)获取现场数据采集模块与被测散装粮堆表面连续分布点的距离、散装粮堆表面连续分布点的温度、气体成分信息、散装粮堆的影像和被检测点进行数据采集时对应的旋转角度信息;(3)根据步骤(1)至步骤(2),计算被测散装粮堆的堆高、体积、重量、温度分布状态和气体分布状态;(4)根据步骤(3)分析判断被测散装粮堆的堆高、体积、重量是否超限;判断被测散装粮堆的温度和气体成分分布、变化状态是否符合安全储藏要求,如果不符合,则进行报警提示,并给出问题区域的坐标位置;(5)显示步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)得到的结果。进一步,所述步骤(2)中现场数据采集模块包括:用于以非接触方式精确测量被测散装粮堆表面任意点与测距传感模块之间的距离信息的测距传感模块;用于以非接触方式测量被测散装粮堆表面任意点的实时温度信息的测温传感模块;用于采集被测散装粮堆的影像信息的影像信息采集模块;用于检测被测散装粮堆表面的气体成分信息的气体成分检测模块;用于安装测距传感模块、测温传感模块、影像信息采集模块,并采集被检测点进行数据采集时对应的旋转角度信息的云台;用于发送测距传感模块、测温传感模块、影像信息采集模块、气体成分检测模块和云台采集的数据信息的发送模块;用于安装云台和气体成分检测模块的基座。进一步,所述步骤(2)中现场数据采集模块旋转的角度是通过云台的横向轴旋转部分和纵向轴旋转部分进行旋转确定,其中测距传感模块、测温传感模块和影像信息采集模块安装于横向轴旋转部分,横向轴旋转部分以横向轴作为旋转轴做0°-180°旋转;纵向轴旋转部分以纵向轴作为旋转轴做0°-360°旋转。进一步,所述步骤(3)中计算散装粮堆体积的计算公式为:即对被测散装粮堆表面连续区域近似体积的累积求和即为总体近似体积,式中:V为所测散装粮堆体积计算值,n为有效检测点的个数,与现场数据采集模块的数据记录频率和程序设定的有效检测点取舍条件有关,△S为每个采样点所代表的单位面积,检测区域确定后可设为一常数,为采样点散装粮堆高度计算值;公式为:式中,为散装粮堆表面任意点与测距传感模块(4)之间的距离检测值,∠α为对应时,横向轴旋转部分旋转的角度检测值,h为测距传感模块(4)距粮堆底面的距离,为一常数;所采用的散装粮堆重量计算公式为:式中:W为所测散装粮堆重量计算值,g为容重,仅与粮食种类和纯净度有关。综上所述,由于采用了上述技术方案,本专利技术的有益效果是:1、本专利技术采用非接触测温、非接触测距、气体成分检测、视像等,在有限的空间范围内,实现对储运过程中散装粮堆表面关键信息指标的自动非人工采集,并进行本文档来自技高网...
一种实时检测散装粮堆粮食储藏状态的系统及方法

【技术保护点】
一种实时检测散装粮堆粮食储藏状态的系统,其特征在于,包括;现场数据采集模块(1):用于采集被检测散装粮堆表面的任意点与所设现场数据采集模块(1)之间的距离、散装粮堆表面多点的温度、气体成分、散装粮堆的影像和被检测点进行数据采集时对应的旋转角度信息;后台信息分析与控制模块(2):用于控制和接收现场数据采集模块(1)采集的信息,并用于计算、分析被检测散装粮堆的堆高、体积、重量、温度分布状态和气体分布状态,显示计算、分析的结果和现场数据采集模块(1)采集的信息;网络模块(3):用于后台信息分析与控制模块(2)接收现场数据采集模块(1)采集的信息以及传递对现场数据采集模块(1)的运行指令信息。

【技术特征摘要】
1.一种实时检测散装粮堆粮食储藏状态的系统,其特征在于,包括;现场数据采集模块(1):用于采集被检测散装粮堆表面的任意点与所设现场数据采集模块(1)之间的距离、散装粮堆表面多点的温度、气体成分、散装粮堆的影像和被检测点进行数据采集时对应的旋转角度信息;后台信息分析与控制模块(2):用于控制和接收现场数据采集模块(1)采集的信息,并用于计算、分析被检测散装粮堆的堆高、体积、重量、温度分布状态和气体分布状态,显示计算、分析的结果和现场数据采集模块(1)采集的信息;网络模块(3):用于后台信息分析与控制模块(2)接收现场数据采集模块(1)采集的信息以及传递对现场数据采集模块(1)的运行指令信息。2.根据权利要求1所述的一种实时检测散装粮堆粮食储藏状态的系统,其特征在于,所述现场数据采集模块(1)包括:测距传感模块(4):用于以非接触方式精确测量被测散装粮堆表面任意点与测距传感模块(4)之间的距离信息;测温传感模块(5):用于以非接触方式测量被测散装粮堆表面任意点的实时温度信息;影像信息采集模块(6):用于采集被测散装粮堆的影像信息;气体成分检测模块(7):用于检测被测散装粮堆表面的气体成分信息,即测量散装粮堆表面气体中的H2O、O2、CO和CO2;云台(9):用于安装测距传感模块(4)、测温传感模块(5)和影像信息采集模块(6),并采集被检测点进行数据采集时对应的旋转角度信息;发送模块(8):用于发送测距传感模块(4)、测温传感模块(5)、影像信息采集模块(6)、气体成分检测模块(7)和云台(9)采集的数据信息;基座(10):用于安装云台(9)和气体成分检测模块(7)。3.根据权利要求2所述的一种实时检测散装粮堆粮食储藏状态的系统,其特征在于,所述云台(9)包括横向轴旋转部分(11)和纵向轴旋转部分(12),测距传感模块(4)、测温传感模块(5)和影像信息采集模块(6)安装于横向轴旋转部分(11),横向轴旋转部分(11)以横向轴作为旋转轴做0°-180°旋转;纵向轴旋转部分(12)以纵向轴作为旋转轴做0°-360°旋转。4.根据权利要求3所述的一种实时检测散装粮堆粮食储藏状态的系统,其特征在于,所述后台信息分析与控制模块(2)包括:接收模块(13):用于接收发送模块发送的测距传感模块(4)、测温传感模块(5)、影像信息采集模块(6)、气体成分检测模块(7)和云台(9)采集的数据信息;计算模块(15):用于计算被测散装粮堆的堆高、体积和重量,以及被测散装粮堆表面任意被测点位置的坐标;分析模块(16):用于判断被测散装粮堆的体积、堆高、重量是否超限,判断被测散装粮堆的表面温度、气体成份是否存在整体或局部异常状况,是否符合粮食的安全储藏要求;存储模块(14):用于存储接收模块(13)接收的数据信息、被测散装粮堆的边界数据信息和计算模块(15)、分析模块(16)得到的结果信息;显示模块(17):用于显示存储模块(14)存储的数据信息;控制模块(19):用于控制现场数据采集模块(1)的运行,以及控制各模块之间的信息传递。5.根据权利要求4所述的一种实时检测散装粮堆粮食储藏状态的系统,其特征在于,还包括用于在被测散装粮堆体积、堆高、重量超限时,粮温和气体成分达不到规定的安全...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴峡温贤海
申请(专利权)人:广汉市蜀汉粮油机械有限公司
类型:发明
国别省市:四川,51

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