粮仓储粮数量的检测方法及压力传感器技术

本发明专利技术公开了一种粮仓储粮数量的检测方法，其中，包含如下步骤：粮仓压力值采集步骤：通过设置于一粮仓底面的多个压力传感器采集粮仓内储粮的多个压力值；粮堆均值获取步骤：根据多个压力值获取一侧面压强均值、一底面压强均值及一高度均值；粮堆储粮数量值获取步骤：根据侧面压强均值、底面压强均值及高度均值获得一储粮数量值。本发明专利技术还公开了一种应用于上述检测方法的压力传感器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种粮仓储粮数量的检测方法及压力传感器，特别涉及一种采用基于粮仓局部区域压力检测的粮仓底面压强检测和基于内外圈传感器优化布局方法的测量值局部均值的粮仓储粮数量检测方法，属于传感器网络

技术介绍
粮食安全包括数量安全和质量安全。粮食数量在线检测技术与系统研究应用是国家粮食数量安全的重要保障技术，开展这方面的研究与应用事关国家粮食安全，具有重要的意义，并将产生巨大的社会经济效益。由于粮食在国家安全中的重要地位，要求粮堆数量在线检测准确、快速和可靠。同时由于粮食数量巨大，价格低，要求粮堆数量在线检测设备成本低、简单方便。因此检测的高精度与检测系统的低成本是粮仓数量在线检测系统开发必需解决的关键问题。与本专利技术相关专利包括：(1)专利“基于压力传感器的粮库储粮数量检测方法”(专利授权号：ZL201010240167.7)，该专利技术专利的核心技术包括基于粮仓底面、侧面压力传感器输出均值的粮仓储粮数量的计算模型与具体系统标定方法。其显著特点是使用侧面压力传感器，需要压力传感器多，检测系统成本较高。(2)专利“平房仓浅圆仓储粮数量检测方法”(专利授权号：ZL201210148522)，该专利技术专利的核心技术包括提出了基于底面压力传感器输出均值平方的侧面摩擦力影响的补偿、基于底面压力传感器输出均值的粮堆重量预测模型、基于粮食重量误差比的预测模型建模、快速系统标定等新方法。该方法特点是模型简单，仅利用底面压力传感器输出均值进行粮食重量检测。由于该模型没有充分考虑侧面压强与底面压强的相互转移问题，仅适用于大型粮仓。因此开发一种克服上述缺陷的粮仓储量检测方法已成为一项急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种粮仓储粮数量的检测方法，其中，包含如下步骤：粮仓压力值采集步骤：通过设置于一粮仓底面的多个压力传感器采集所述粮仓内储粮的多个压力值；粮堆均值获取步骤：根据所述多个压力值获取一侧面压强均值、一底面压强均值及一高度均值；粮堆储粮数量值获取步骤：根据所述侧面压强均值、所述底面压强均值及所述高度均值获得一储粮数量值。上述的粮仓储粮数量的检测方法，其中，所述采集粮仓压力值步骤包含：传感器标定步骤：根据所述多个压力传感器的每一压力传感器的压强及压力值获得所述每一压力传感器的标定系数；传感器安装步骤：采用内外圈安装方式设置所述多个压力传感器于所述粮仓底面；采集压力值步骤：采集设置于外圈的多个压力传感器的压力值，采集设置于内圈的多个压力传感器的压力值。上述的粮仓储粮数量的检测方法，其中，于所述传感器安装步骤中所述多个压力传感器间的距离不小于2米。上述的粮仓储粮数量的检测方法，其中，于所述传感器安装步骤中，所述设置于外圈的多个压力传感器距离粮仓侧壁的距离小于1米及/或所述设置于内圈的多个压力传感器距离粮仓侧壁的距离大于2米。上述的粮仓储粮数量的检测方法，其中，所述设置于外圈的多个压力传感器的数量等于所述设置于内圈的多个压力传感器的数量。上述的粮仓储粮数量的检测方法，其中，于所述粮堆均值获取步骤中包含：外圈局部均值获取步骤：根据所述设置于外圈的多个压力传感器的压力值获取所述设置于外圈的多个压力传感器的每一压力传感器的外圈局部均值，获取所述外圈局部均值公式如下：其中，nOuter为外圈传感器个数，序列的中位数为m，m＝nOuter/2，QB为底面压力值；侧面压强均值获取步骤：根据设置于外圈的多个压力传感器的每一压力传感器的外圈局部均值获取所述侧面压强均值，获取所述侧面压强均值公式如下： C B A B Q ‾ ^ F ( s ) = b F 0 + b F 1 M B ( s O u t e r ) + b F 2 M B ( s O u t e r ) 2 ]]>其中，AB为粮堆底面面积、CB为粮堆底面周长为已知参数，MB(sOuter)为外圈局部均值，为侧面压强均值，bF0、bF1、bF2为待标定系数。上述的粮仓储粮数量的检测方法，其中，于所述粮堆均值获取步骤中包含：内圈局部均值获取步骤：根据所述设置于内圈的多个压力传感器的压力值获取所述设置于内圈的多个压力传感器的每一压力传感器的内圈局部均值，获取所述内圈局部均值公式如下：其中，nInner为外圈传感器个数，序列中第i个值为序列的中位数为m，m＝nInner/2，MB(sOuter)为外圈局部均值；底面压强均值获取步骤：根据所述设置于内圈的多个压力传感器的每一压力传感器的内圈局部均值获取所述底面压强均值，获取所述底面压强均值公式如下： Q ‾ ^ B ( s ) = b B 0 + b B 1 M B ( s I n n e r ) + b B 2 M B ( s I n n e r ) 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粮仓储粮数量的检测方法，其特征在于，包含如下步骤：粮仓压力值采集步骤：通过设置于一粮仓底面的多个压力传感器采集所述粮仓内储粮的多个压力值；粮堆均值获取步骤：根据所述多个压力值获取一侧面压强均值、一底面压强均值及一高度均值；粮堆储粮数量值获取步骤：根据所述侧面压强均值、所述底面压强均值及所述高度均值获得一储粮数量值。

【技术特征摘要】
1.一种粮仓储粮数量的检测方法，其特征在于，包含如下步骤：粮仓压力值采集步骤：通过设置于一粮仓底面的多个压力传感器采集所述粮仓内储粮的多个压力值；粮堆均值获取步骤：根据所述多个压力值获取一侧面压强均值、一底面压强均值及一高度均值；粮堆储粮数量值获取步骤：根据所述侧面压强均值、所述底面压强均值及所述高度均值获得一储粮数量值。2.如权利要求1所述的粮仓储粮数量的检测方法，其特征在于，所述采集粮仓压力值步骤包含：传感器标定步骤：根据所述多个压力传感器的每一压力传感器的压强及压力值获得所述每一压力传感器的标定系数；传感器安装步骤：采用内外圈安装方式设置所述多个压力传感器于所述粮仓底面；采集压力值步骤：采集设置于外圈的多个压力传感器的压力值，采集设置于内圈的多个压力传感器的压力值。3.如权利要求2所述的粮仓储粮数量的检测方法，其特征在于，于所述传感器安装步骤中所述多个压力传感器间的距离不小于2米。4.如权利要求3所述的粮仓储粮数量的检测方法，其特征在于，于所述传感器安装步骤中，所述设置于外圈的多个压力传感器距离粮仓侧壁的距离小于1米及/或所述设置于内圈的多个压力传感器距离粮仓侧壁的距离大于2米。5.如权利要求4所述的粮仓储粮数量的检测方法，其特征在于，所述设置于外圈的多个压力传感器的数量等于所述设置于内圈的多个压力传感器的数量。6.如权利要求5所述的粮仓储粮数量的检测方法，其特征在于，于所述粮堆均值获取步骤中包含：外圈局部均值获取步骤：根据所述设置于外圈的多个压力传感器的压力值获取所述设置于外圈的多个压力传感器的每一压力传感器的外圈局部均值，获取所述外圈局部均值公式如下：其中，nOuter为外圈传感器个数，序列的中位数为m，m＝nOuter/2，QB为底面压力值；侧面压强均值获取步骤：根据设置于外圈的多个压力传感器的每一压力传感器的外圈局部均值获取所述侧面压强均值，获取所述侧面压强均值公式如下： C B A B Q ‾ ^ F ( s ) = b F 0 + b F 1 M B ( s O u t e r ) + b F 2 M B ( s O u t e r ) 2 ]]>其中，AB为粮堆底面面积、CB为粮堆底面周长为已知参数，MB(sOuter)为外圈局部均值，为侧面压强均值，bF0、bF1、bF2为待标定系数。7.如权利要求6所述的粮仓储粮数量的检测方法，其特征在于，于所述粮堆均值获取步骤中包含：内圈局部均值获取步骤：根据所述设置于内圈的多个压力传感器的压力值获取所述设置于内圈的多个压力传感器的每一压力传感器的内圈局部均值，获取所述内圈局部均值公式如下：其中，nInner为外圈传感器个数，序列中第i个值为序列的中位数为m，m＝nInner/2，MB(sOuter)为外圈局部均值；底面压强均值获取步骤：根据所述设置于内圈的多个压力传感器的每一压力传感器的内圈局部均值获取所述底面压强均值，获取所述底面压强均值公式如下： Q ‾ ^ B ( s ) = b B 0 + b B 1 M B ( s I n n e r ) + b B 2 M B ( s I n n e r ...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雪，张德贤，逄元峰，张洪亮，赵巧转，鲁康，陈实，
申请(专利权)人：张雪，张德贤，逄元峰，
类型：发明
国别省市：北京;11