基于WSN微波检测仓储粮食含水率的多粮仓监控系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于WSN微波检测仓储粮食含水率的多粮仓监控系统，包括微波发射装置、微波接收装置、无线传输装置和检测控制装置，微波发射装置用于对粮食发射微波信号，微波信号经过粮食后并反射，微波接收装置用于接收粮食反射的微波信号，无线传输装置与微波接收装置信号连接，无线传输装置用于将微波接收装置的微波信号转换为数据信号，无线传输装置还用于输出数据信号，检测控制装置与无线传输装置信号连接，检测控制装置用于接收无线传输装置输出的数据信号，并对数据信号进行检测分析。该多粮仓监控系统能够实现更准确的粮食含水率的检测。率的检测。率的检测。

【技术实现步骤摘要】
基于WSN微波检测仓储粮食含水率的多粮仓监控系统


[0001]本专利技术涉及微波应用
，特别涉及一种基于WSN微波检测仓储粮食含水率的多粮仓监控系统。

技术介绍

[0002]在保证民生需求的前提下，我们将多余的粮食储存在大型粮仓，以备不时之需。在储存过程中，粮食内部含水率的变化导致了粮食损失。因此，对粮仓内粮食含水率的准确检测对于粮食的储存有重大意义。现有的粮食含水率的检测方法有直接法、电容法和电阻法，但上述方法对粮食含水量的检测结果并不准确。储粮仓由于其特殊储存条件需要对粮食进行熏蒸，因此粮仓内要尽量减少有线设备的布置，以免造成损失破坏。传统的有线监测控制系统采用包裹法对线路进行保护，虽然有线监控系统具有相对较大的系统可控范围，但是增加了沿程阻抗，信号在传送过程中会有衰减，造成一定误差，从而影响粮食含水率的检测准确性。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要提供一种基于WSN微波检测仓储粮食含水率的多粮仓监控系统，以解决现有技术中对粮食含水率检测结果不准确的技术问题。
[0004]本专利技术提供的一种基于WSN微波检测仓储粮食含水率的多粮仓监控系统，包括：
[0005]微波发射装置，所述微波发射装置用于对所述粮食发射微波信号，所述微波信号经过所述粮食后并反射；
[0006]微波接收装置，所述微波接收装置用于接收所述粮食反射的微波信号；
[0007]无线传输装置，所述无线传输装置与所述微波接收装置信号连接，所述无线传输装置用于将所述微波接收装置的所述微波信号转换为数据信号，所述无线传输装置还用于输出数据信号；及
[0008]检测控制装置，所述检测控制装置与所述无线传输装置信号连接，所述检测控制装置用于接收所述无线传输装置输出的数据信号，并对所述数据信号进行检测分析。
[0009]进一步地，所述微波发射装置包括微波源和微波发射天线，所述微波源与所述微波发射天线信号连接，所述微波源用于产生微波信号，所述微波发射天线用于将所述微波源产生的微波信号发射至所述粮食。
[0010]进一步地，所述微波发射装置还包括隔离器，所述隔离器与所述微波源信号连接，所述隔离器用于将所述微波源产生的所述微波信号进行单向传播。
[0011]进一步地，所述微波发射装置还包括衰弱器，所述衰弱器与所述微波源信号连接，所述衰弱器用于调整所述微波源产生的所述微波信号的发射频率。
[0012]进一步地，所述多粮仓监控系统还包括温度数据采集终端，所述温度数据采集终端与所述无线传输装置信号连接，所述温度数据采集终端用于采集所述粮食的温度数据，并将所述温度数据传输至所述无线传输装置，所述无线传输装置还用于接收所述温度数
据，并将所述温度数据输出至所述检测控制装置。
[0013]进一步地，所述无线传输装置包括选频放大器和单片机，所述选频放大器分别与所述微波接收装置和所述单片机信号连接，所述单片机与所述检测控制装置信号连接，所述选频放大器用于接收所述粮食反射的微波信号，并将所述微波信号转换为电压信号，且将所述电压信号传输至所述单片机，所述单片机用于接收所述电压信号，并将所述电压信号转换为数据信号。
[0014]进一步地，所述选频放大器包括微波检波单元和调零放大电路，所述微波检波单元分别与微波接收装置和调零放大电路信号连接，所述调零放大电路与所述单片机信号连接，所述微波检波单元用于对微波接收装置的所述微波信号进行解调，以降低所述微波信号的频率，所述调零放大电路将微波检波单元输出的微波信号转换为电压信号。
[0015]进一步地，所述无线传输装置还包括ZigBee模块和ZigBee
‑
GPRS网关，所述ZigBee模块分别与所述单片机和所述ZigBee
‑
GPRS网关信号连接，所述ZigBee
‑
GPRS网关与所述检测控制装置信号连接。
[0016]进一步地，所述微波发射装置、所述微波接收装置、所述单片机和所述ZigBee模块设置为多个，多个所述微波发射装置、所述微波接收装置、所述单片机和所述ZigBee模块一一对应设置。
[0017]进一步地，检测控制装置包括数据控制中心和PC显示终端，所述数据控制中心分别与所述无线传输装置和所述PC显示终端信号连接，所述数据控制中心用于接收所述无线传输装置输出的数据信号，并对所述数据信号进行检测分析，所述PC显示终端用于显示所述数据信号中心检测分析的数据信号。
[0018]本专利技术提供的一种基于WSN微波检测仓储粮食含水率的多粮仓监控系统，包括微波发射装置、微波接收装置、无线传输装置和检测控制装置，微波发射装置对粮食发射微波信号，微波接收装置接收粮食反射的微波信号，无线传输装置将微波接收装置的微波信号转换为数据信号，检测控制装置对无线传输装置输出的数据信号进行检测分析。粮食中的水分子在微波的作用下会产生极化现象，含水率越多与粮食接触的微波的能量损耗就会越多。含水率与微波能量损耗之间的关系能够用一定的函数关系来表示。所以可以将微波与粮仓粮食接触产生的电压信号，经过信号转换再通过函数关系转化为粮食的含水率数值，从而可以精确检测出粮食的含水率。该多粮仓监控系统依托WSN对信号进行传输，从而避免现有技术中有线监测控制系统采用包裹法对线路进行保护，增加了沿程阻抗，造成误差的问题。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术实施例中多粮仓监控系统的结构示意图；
[0021]图2为本专利技术实施例中微波发射天线、微波接收天线和无线传输装置的结构示意图。
[0022]主要元件：
[0023]100、微波发射装置；110、微波源；120、微波发射天线；130、隔离器；140、衰弱器；200、微波接收天线；300、无线传输装置；310、选频放大器；320、单片机；330、ZigBee模块；340、ZigBee
‑
GPRS网关；400、检测控制装置；410、数据控制中心；420、PC显示终端；500、粮食含水率数据采集终端；510、温度数据采集终端。600、微波收发喇叭；610、混频器；700、粮食。
[0024]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于WSN微波检测仓储粮食含水率的多粮仓监控系统，其特征在于，包括：微波发射装置，所述微波发射装置用于对所述粮食发射微波信号，所述微波信号经过所述粮食后并反射；微波接收装置，所述微波接收装置用于接收所述粮食反射的微波信号；无线传输装置，所述无线传输装置与所述微波接收装置信号连接，所述无线传输装置用于将所述微波接收装置的所述微波信号转换为数据信号，所述无线传输装置还用于输出数据信号；及检测控制装置，所述检测控制装置与所述无线传输装置信号连接，所述检测控制装置用于接收所述无线传输装置输出的数据信号，并对所述数据信号进行检测分析。2.根据权利要求1所述的多粮仓监控系统，其特征在于，所述微波发射装置包括微波源和微波发射天线，所述微波源与所述微波发射天线信号连接，所述微波源用于产生微波信号，所述微波发射天线用于将所述微波源产生的微波信号发射至所述粮食。3.根据权利要求2所述的多粮仓监控系统，其特征在于，所述微波发射装置还包括隔离器，所述隔离器与所述微波源信号连接，所述隔离器用于将所述微波源产生的所述微波信号进行单向传播。4.根据权利要求2所述的多粮仓监控系统，其特征在于，所述微波发射装置还包括衰弱器，所述衰弱器与所述微波源信号连接，所述衰弱器用于调整所述微波源产生的所述微波信号的发射频率。5.根据权利要求1所述的多粮仓监控系统，其特征在于，所述多粮仓监控系统还包括温度数据采集终端，所述温度数据采集终端与所述无线传输装置信号连接，所述温度数据采集终端用于采集所述粮食的温度数据，并将所述温度数据传输至所述无线传输装置，所述无线传输装置还用于接收所述温度数据，并将所述温度数据输出至所述检测控制装置。6.根据权利要求1所述的多粮仓监控系统，其特征在于，所述无线传输装置包括选频放大器和单片机，...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾兆林，王星丹，孙艳军，魏启明，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：