一种智能粮仓监控系统技术方案

一种智能粮仓监控系统，包括转轴采样装置、取样测量装置、环境控制装置、核心控制器、ZigBee无线传输网络和显示及报警装置；本实用新型专利技术属于设备远程监测及管理领域。其突出特点是监控的同时可对粮仓内部粮食进行取样，大大提高了粮食环境参数测量的可靠性。同时采用ZigBee传输网络进行参数的传递，降低了信息传递的能耗。

An intelligent granary monitoring system

An intelligent grain warehouse monitoring system includes a rotating shaft sampling device, a sampling measurement device, an environment control device, a core controller, a ZigBee wireless transmission network and a display and alarm device, and the utility model belongs to the field of remote monitoring and management of the equipment. Its prominent feature is monitoring and sampling of grain in granary, which greatly improves the reliability of grain environmental parameters measurement. At the same time, ZigBee transmission network is used to transfer parameters, which reduces the energy consumption of information transmission.

【技术实现步骤摘要】
一种智能粮仓监控系统
：本实用新属于设备远程监测及管理领域。其突出特点是监控的同时可对粮仓内部粮食进行取样，大大提高了粮食环境参数测量的可靠性。同时采用ZigBee传输网络进行参数的传递，降低了信息传递的能耗。
技术介绍
：目前的粮仓监控系统，智能化程度低，功能少。特别是检测功能较弱，通常只能检测到粮仓的表面环境数据，而无法精确检测到粮食谷堆内部的环境数据，无法真实体现粮食存储环境。另外现有的仓储控制系统，在遇到火灾等突发安全问题报警上，普遍报警手段单一，隐患较大，安全性不足，特别不适合大规模的粮食储存。本技术的一种智能粮仓监控系统，通过特殊的结构能够直接检测到粮食堆中内部粮食环境参数，并采用现场的声光报警器、上位机软件报警和GSM短信报警三种方式同时进行，同时无线传输网络采用ZigBee模块，既降低了安全隐患又节省了存储成本。
技术实现思路
：一种智能粮仓监控系统，包括转轴采样装置、取样测量装置、环境控制装置、核心控制器、ZigBee无线传输网络和显示及报警装置；所述转轴采样装置由内、外管、采样室、管底步进电机、管顶步进电机构成；所述外管1设置在底座滑道3上，外管1底部设置管底步进电机4，外管1底部管壁内侧设置一圈锥形齿轮8，锥形齿轮8与管底步进电机4咬合，当管底步进电机4工作时，锥形齿轮8带动整个外管1延滑道3转动；外管壁中部设置滤网2，在内管中部与滤网2相同水平位置的管壁上设置采样口9，采样口9通过进粮通道5与采样室7相连；进粮通道5在采样口9处伸出一段，与外管壁接触但不影响外管壁转动；管顶步进电机6设置在外管1顶部内侧，钢索10与管顶步进电机6为滑轮连接，钢索10底端与采样室7固连；当管顶步进电机6工作时，会通过钢索10将采样室7拉拽至顶部；所述取样测量装置由温度传感器、温湿度传感器、瓦斯和一氧化碳气体传感器构成，传感器设置在采样室7内，采集的信号传输到核心控制器；所述环境控制装置设置在粮仓里，由轴流风机组成，由核心控制器控制其工作，用于降低环境湿度和温度；所述核心控制系统位于外管顶部内侧，ZigBee无线传输网络及显示及报警装置位于核心控制器旁，其中ZigBee无线传输网络与控制器双向连接，显示及报警装置与核心控制器单向连接。所述报警装置包括声光报警器报警、PC端的上位机软件报警和GSM短信报警。所述粮食经由进粮通道进入取样室当中，为避免一次性进入过多的粮食样本，可以通过对滤网的选择和改变管底步进电机转动的速度和掠过的次数进行调节。有益效果：本技术的一种智能粮仓监控系统，在大规模粮食存储方面有着创新性的应用。本系统管体直接埋入粮食堆之中，通过转轴采样装置和取样测量装置，可以对粮仓内部中心平时不易检测的粮食进行取样测量，从而克服了常规监控系统的环境监测功能只能检测粮食堆表面的弊端。对内部粮食直接进行测量，大大提高了环境监测数据的可靠性。并且由于使用了ZigBee无线通信传输设备，功耗较低，可以大大降低能源消耗，提高智能化管理水平，节省大批人力资源，降低成本，增加企业的收入。附图说明：图1为本技术结构示意图；图2为图1的A-A向剖视图。其中：1、为外管2、滤网3、滑道4、管底步进电机5、进粮通道6、管顶步进电机7、取样室8、锥形齿轮9、采样口10、钢索具体实施方式下面通过实施例进一步详细说明本技术(1)转轴采样装置转轴采样装置是实现对粮仓内部粮食测量取样的第一步。本技术中，转轴采样装置是由管底步进电机与管体中间的采样口、滤网以及进粮通道等组成。步进电机是一个把电脉冲转换成离散的机械运动的装置，具有很好的数据控制特性，而且它可开环位置控制，输入一个脉冲信号就得到一个规定的位置增量，这样的所谓增量位置控制系统与传统的直流控制系统相比，其成本明显减低，几乎不必进行系统调整。因此本技术中采用步进电机作为管壁转动的动力装置，使外管壁可以做到开环转动控制。转轴采样装置采样过程如下：管底步进电机通过齿轮和滑道带动外管壁转动，由于外管壁上的滤网与伸出采样口的进粮通道处于同水平位置，故当滤网通过转动掠过采样口部分时，粮食堆的粮食会在压强的作用下被压入滤网，经由进粮通道进入取样室当中。为避免一次性进入过多的粮食样本，可以通过对滤网的选择和改变管底步进电机转动的速度和掠过的次数进行调节。转轴步进电机、采样口及滤网位置如图1所示。(2)取样测量装置取样测量装置由取样室7、管顶步进电机6和取样室内的多种传感器组成，负责对样本的环境参数进行检测和样品取出。测量传感器有18b20精确温度传感器、DHT11温湿度传感器和MQ4(瓦斯)、MQ7(一氧化碳CO)气体传感器。在已经有了DHT11温湿度传感器之后，又加入18b20温度传感器对温度进行单独测量是因为，DHT11的温度检测范围最高只达到50℃，并且响应不够迅速，当粮仓内发生火灾等应急事故时，需要能够迅速反应并且工作温度相对更高的18b20来对温度进行检测，以达到对火灾有更迅速的反应，能够及时报警，提高了系统的安全灵敏度。当粮食样本进入取样室之后，多种传感器将从样本中测得的环境参数传输给核心控制器，同时由管顶步进电机6拉动取样室7上升，将采样样品取出。(3)环境控制装置所述环境控制装置设置在粮仓里，由轴流风机组成，由核心控制器控制其工作，用于降低环境湿度和温度；本技术步进可以对粮食内部环境参数进行检测，还能够做到轻度管控。环境控制装置由轴流风机组成。众所周知，粮食存储的环境以低温干燥为佳，本技术通过轴流风机的作用，同时降低环境温度和湿度。做到对环境温湿度的轻度管控。(4)核心控制器所述核心控制系统位于外管顶部内侧，ZigBee无线传输网络及显示及报警装置位于核心控制器旁。核心控制器主要通过对各执行机构的控制和多种传感器的使用以及对ZigBee传输网络的应用来完成采样、取样、测量和信息传输等功能。核心控制器以飞思卡尔公司的MK60DN512ZVLQ10单片机为处理器，配合其他外围设备基本电路和电器驱动电路模块对其他装置进行控制。(5)ZigBee无线传输网络ZigBee是一种先进的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术。依据802.15.4标准，可在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信，组成无线传感器网络，通信效率非常之高。本项目依托ZigBee无线网络技术，实现各个下位机和终控机之间的高效通信。保证近距离数据的实时传输，远距离的远程控制。(6)显示及报警装置本技术显示部分采用OLED显示屏对环境参数进行实时显示，报警部分采用声光报警器进行现场本地报警，并同时采用ZigBee无线传输模块进行PC端上位机软件报警，以及用GSM短信模块进行远程短信报警。有机发光二极管(OrganicLight-EmittingDiode,OLED)又称为有机电激光显示，OLED显示技术具有自发光、广视角、几乎无穷高的对比度、较低耗电、极高反应速度等优点。但是，在价格(较大显示面板)、寿命、分辨率暂无法与液晶显示器匹敌。TC35i是德国SIEMENS(西门子)公司的一款双频900/1800MHZ高度集成的GSM模块。它易于集成，便于开发。在远程监控和无线公话以及无线POS终端等领域得到了很多应用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能粮仓监控系统，包括转轴采样装置、取样测量装置、环境控制装置、核心控制器、ZigBee无线传输网络和显示及报警装置；其特征在于：所述转轴采样装置由内、外管、采样室、管底步进电机、管顶步进电机构成；所述外管(1)设置在底座滑道(3)上，外管(1)底部设置有管底步进电机(4)，外管(1)底部管壁内侧设置一圈锥形齿轮(8)，锥形齿轮(8)与管底步进电机(4)咬合，当管底步进电机(4)工作时，锥形齿轮(8)带动整个外管(1)延滑道(3)转动；外管壁中部设置滤网(2)，在内管中部与滤网(2)相同水平位置的管壁上设置采样口(9)，采样口(9)通过进粮通道(5)与采样室(7)相连；进粮通道(5)在采样口(9)处伸出一段，与外管壁接触但不影响外管壁转动；管顶步进电机(6)设置在外管(1)顶部内侧，钢索(10)与管顶步进电机(6)为滑轮连接，钢索(10)底端与采样室(7)固连；当管顶步进电机(6)工作时，会通过钢索(10)将采样室(7)拉拽至顶部；所述取样测量装置由温度传感器、温湿度传感器、瓦斯和一氧化碳气体传感器构成，传感器设置在采样室(7)内，采集的信号传输到核心控制器；所述环境控制装置设置在粮仓里，由轴流风机组成，由核心控制器控制其工作，用于降低环境湿度和温度；所述核心控制系统位于外管顶部内侧，ZigBee无线传输网络及显示及报警装置位于核心控制器旁，其中ZigBee无线传输网络与控制器双向连接，显示及报警装置与核心控制器单向连接。...

【技术特征摘要】
1.一种智能粮仓监控系统，包括转轴采样装置、取样测量装置、环境控制装置、核心控制器、ZigBee无线传输网络和显示及报警装置；其特征在于：所述转轴采样装置由内、外管、采样室、管底步进电机、管顶步进电机构成；所述外管(1)设置在底座滑道(3)上，外管(1)底部设置有管底步进电机(4)，外管(1)底部管壁内侧设置一圈锥形齿轮(8)，锥形齿轮(8)与管底步进电机(4)咬合，当管底步进电机(4)工作时，锥形齿轮(8)带动整个外管(1)延滑道(3)转动；外管壁中部设置滤网(2)，在内管中部与滤网(2)相同水平位置的管壁上设置采样口(9)，采样口(9)通过进粮通道(5)与采样室(7)相连；进粮通道(5)在采样口(9)处伸出一段，与外管壁接触但不影响外管壁转动；管顶步进电机(6)设置在外管(1)顶部内侧，钢索(10)与管顶步进电机(6)为滑轮连接，钢索(10)底端与采样室(7)固连；当管...

【专利技术属性】
技术研发人员：任丽莉，康冰，韩塞北，车玉涵，闫冬梅，黄煜纯，宋严，狄婧，张喆原，
申请(专利权)人：长春师范大学，
类型：新型
国别省市：吉林,22