棉垛温湿度数据自动采集和监测设备及其方法技术

本发明专利技术公开了一种棉垛温湿度数据自动采集和监测设备，包括控制主机（15），其特征在于还主要包括三大功能模块分别为：温湿度采集模块、无线数据发射模块、无线数据接收模块；另外公开了一种棉垛温湿度数据自动采集和监测方法，主要包括以下步骤：布置所需硬件装置、执行控制主程序、数据读取控制子程序、执行监控程序、执行查询程序及预警程序。本发明专利技术集成无线传感和计算机专家决策管理技术，对棉垛垛温、湿度变化情况的动态监控，便于管理人员决策管理，减少、防止棉花由于长期堆垛而产生霉变，减少采后损失，提高籽棉资源的使用价值，实现籽棉效益的最大化，在实际使用过程中可大大节约成本、方便实用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，尤其是一种主要用于自动采集棉垛内部温湿度数据信息，远程监测棉垛内部温湿度的变化的设备及其方法。
技术介绍
新疆是我国棉花生产的主要基地，棉花种植发展迅猛，产量约占全国总产量的 40%。棉花作为新疆的支柱产业，在新疆经济建设中具有重要的战略地位。近几年由于种植新品种、使用地膜覆盖和膜下滴灌等高产植棉技术，棉花亩产大幅提高，籽棉总产量的增长速度远远高于棉花加工厂加工能力的增长。使得每年都有大量的籽棉需要在籽棉货场堆放，等待加工，而且堆放时间呈逐年递增的趋势。尤其在实施机采棉技术后，其采摘周期短而加工周期延长，一般采摘周期在二十天左右，加工则需要两个多月的时间，这就意味着部分机采棉要在籽棉货场堆放将近两个月。按照《机采籽棉的验收与贮存规程(试行)》标准籽棉含水率8% -10%时，贮存期不超过30天；籽棉含水率10% -12%时，贮存期不超过 20天；籽棉含水率12% -14%时，贮存期不超过10天；籽棉含水率14% -15%时，贮存期少于3天。籽棉在存放期间的品质变化，与环境条件密切相关，其中温度和湿度是主要因素， 如果籽棉超时限堆放，就会因籽棉回潮率大、堆垛密实条件下生物活性加强产生发热，导致籽棉不同程度地出现发黄变质，影响籽棉的质量，垛内部温度上升，不同程度地出现发黄变质或自燃，严重影响生产安全，并造成巨大损失。目前，棉花加工厂在存储未加工籽棉时多数会采用露天堆垛存放，这种存储方式极容易造成棉垛内部温湿度变化而影响籽棉质量。在长期堆放中，需要实时监测棉垛内部温湿度变化，多数加工厂采用人工打孔采集棉垛内部温湿度的方式，这种监测方式用于采集温湿度变化数据信息极其困难，而且数据精确度不高；还有部分加工厂采用有线方式采集温湿度信息，这种方式需要铺设大量通信线路，甚至需要破坏场地挖设通信线路渠道，上述两种方式都会浪费大量人力、物力、财力，并且采集监测过程中的操作繁琐，很难保证决策管理的质量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够有效解决棉垛内部温湿度数据采集、监测不便利及数据精确度不高的问题，并且实用方便、可大大节约成本的。本专利技术公开了一种一种棉垛温湿度数据自动采集和监测设备，包括控制主机15，其特征在于还主要包括三大功能模块分别为(1)温湿度采集模块主要包括温湿度传感器2、微处理器MCU I 4、模拟信号放大器3;(2)无线数据发射模块主要包括无线数据发射芯片5、无线数据发射天线7、掉电备用电池6 ；(3)无线数据接收模块主要包括微处理器MCUII 10、时钟芯片11、数据存储芯片13、 电源管理芯片12、掉电备用电池6、无线数据接收芯片9及无线数据接收天线8，所述数据接收天线8与无线数据接收芯片9相连，所述微处理器MCU II 10通过通信端口与控制主机 15相连接；所述温湿度采集模块置于带透气孔的金属壳体内，所述的温湿度采集模块与无线数据发射模块通过数据线相连，所述无线数据接收模块与控制主机15通过通信端口相连接。所述的温湿度采集模块置于棉垛内，数量为三组，分别设置于棉垛的上层、中层、 下层三个不同方位，这三组温湿度采集模块均通过通信数据线相连。所述的温湿度采集模块中的温湿度传感器2采用数字温湿度传感器，每组温湿度采集模块外部都安装了采用钢质材料制作的三面带透气孔的外壳，所述温湿度传感器2的信号输出端通过模拟信号放大器3与微处理器MCU I 4相连接，无线数据发射芯片5的信号输入端与温湿度采集模块的微处理器MCU I 4相接，无线数据接收芯片9的输出端与无线数据接收模块的微处理器MCU II 10相接。所述的无线数据发射模块置于棉垛外，通过屏蔽线与置于棉垛内的温湿度采集模块相接，无线数据发射天线7由通信线与无线数据发射芯片5相接，所述的无线数据发射天线7的位置不固定，可以根据实际线路布置情况安放于不同位置。所述的时钟芯片11的信号输出端、电源管理芯片12的信号输出端都与无线数据接收模块的微处理器MCU II 10相接，无线数据接收模块的微处理器MCU II 10通过RS232/ USB端口 14与控制主机15相连接。所述屏蔽线为带有金属螺纹管防护的屏蔽线缆。一种棉垛温湿度数据自动采集和监测方法，其特征在于主要包括以下步骤(一)布置所需硬件装置(1)、存储有控制主程序的控制主机15；(2)置于待监测棉垛内的温湿度采集模块包括温湿度传感器2、微处理器MCUI 4、模拟信号放大器3 ；(3)置于待监测棉垛外的无线数据发射模块包括无线数据发射芯片5、无线数据发射天线7、掉电备用电池6;(4)无线数据接收模块主要包括微处理器MCUII 10、时钟芯片11、数据存储芯片13、 电源管理芯片12、掉电备用电池6、无线数据接收芯片9及无线数据接收天线8，所述数据接收天线8与无线数据接收芯片9相连，所述微处理器MCU II 10通过通信端口与控制主机 15相连接；所述温湿度采集模块置于带透气孔的金属壳体内，所述的温湿度采集模块与无线数据发射模块通过数据线相连，所述无线数据接收模块与控制主机15通过通信端口相连接；(二)、所述控制主机15内存储有控制主程序，微处理器MCUII内存储有控制子程序，控制过程主要包括以下步骤(1)执行主控程序系统初始化，设置温、湿度报警值，向无线数据接收模块发送读取温、湿度数据指令；(2)数据读取及控制温湿度传感器2响应无线数据接收模块的采集指令，对温湿度传感器2所处位置的棉垛监测点的温湿度信息进行实时采集，将采集到的温湿度信息经微处理器MCU I 4处理后传输到无线数据发射芯片5，通过无线数据发射天线7发送数据信号；通过无线数据接收天线8将数据传送到无线数据接收芯片9，微处理器MCU II 10分析处理所接收的棉垛温湿度信息数据并将信息数据传输到控制主机15 ；(3)执行监控程序图表显示时间、温湿度波形(4)执行查询程序显示查询历史结果；(5)如果所采集的温湿度数值达到或超过报警值，则执行预警程序。所述的(一)布置所需硬件装置中的温湿度采集模块置于棉垛内，数量为三组，分别设置于棉垛的上层、中层、下层三个不同方位，这三组温湿度采集模块均通过通信数据线相连。所述的温湿度采集模块中的温湿度传感器2采用数字温湿度传感器，每组温湿度采集模块外部都安装了采用钢质材料制作的三面带透气孔的外壳，所述温湿度传感器2的信号输出端通过模拟信号放大器3与微处理器MCU I 4相连接，无线数据发射芯片5的信号输入端与温湿度采集模块的微处理器MCU I 4相接，无线数据接收芯片9的输出端与无线数据接收模块的微处理器MCU II 10相接。所述的无线数据发射模块置于棉垛外，通过屏蔽线与置于棉垛内的温湿度采集模块相接，无线数据发射天线7由通信线与无线数据发射芯片5相接，所述的无线数据发射天线7的位置不固定。所述的时钟芯片11的信号输出端、电源管理芯片12的信号输出端都与无线数据接收模块的微处理器MCU II 10相接，无线数据接收模块的微处理器MCU II 10 通过RS232/USB端口 14与控制主机15相连接。本专利技术的工作原理本专利技术技术方案中主要由温湿度采集模块的温湿度传感器响应无线数据接收模块的采集指令，对温湿度传感器所处位置的棉垛监测点的温湿度信息进行实时采集，将采集到的温湿度信息经微本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：坎杂，张若宇，丛腾达，江英兰，王丽红，李景彬，李成松，郭文松，于洁，殷章桃，郭淑霞，安红磊，
申请(专利权)人：石河子大学，
类型：发明
国别省市：