糧庫環(huán)境監測系統

一、糧庫環(huán)境監測系統介紹

（1）糧食倉儲概述

    我國現有14億人口，糧食儲藏好壞是關(guān)系到人民健康、市場(chǎng)供給、國家穩定的大事。隨著(zhù)人口增長(cháng)迅速、耕地逐年減少、人類(lèi)對社會(huì )物質(zhì)生活的需求愈來(lái)愈高。糧食的利用與保護得到社會(huì )的更加重視，人類(lèi)必須杜絕糧食浪費與霉爛現象發(fā)生，珍惜糧食。

    我國是ZUI大糧食生產(chǎn)和消費國。據統計，我國糧食收獲后在脫粒、晾曬、貯存、運輸等過(guò)程中的損失高達15％，遠遠超過(guò)糧農組織規定的5％，在這些損失中因未達到安全水分造成霉變、發(fā)芽等損失的糧食又占到5％。 

    糧食在儲藏期間，如果水分超標，糧堆內部的水分就表現出向表面及糧粒間隙中的空氣緩慢游離的趨勢，因糧食水分從不流動(dòng)的空氣中逸出比較困難，它在糧粒間聚集，當濕度達到飽和點(diǎn)時(shí)即開(kāi)始凝結，隨之產(chǎn)生發(fā)酵和局部溫度升高現象，這又促使糧粒釋放出水分和加速相應的發(fā)酵過(guò)程。當環(huán)境溫度升高，糧食中帶有的粉塵、雜質(zhì)、特別是有機物雜質(zhì)加速了上述過(guò)程，嚴重威脅到安全儲糧，導致糧食腐爛。

    因此糧倉糧庫環(huán)境應保持通風(fēng)、干燥，內外整潔有序。糧庫中應采取防鼠、防蠅、防蟲(chóng)、防盜等設施，杜絕有害蟲(chóng)類(lèi)的滋生。 

（2）糧庫環(huán)境監測應用背景

     建國以來(lái)，經(jīng)過(guò)六十多年的發(fā)展，我國糧食倉儲技術(shù)得到了長(cháng)足發(fā)展，在某些領(lǐng)域已經(jīng)達到一定水平，但就整體而言，我國糧食倉儲技術(shù)與發(fā)達國家相比，仍與一定的差距。目前，大部分糧倉庫仍為人工監控管理，如降倉溫通風(fēng)是倉房日常管理中，尤其是低溫儲糧管理中的一項操作較為頻繁、辛苦的工作，經(jīng)常需要在半夜開(kāi)機：由于糧食呼吸，儲糧穩定性較差，保管員需不斷翻動(dòng)糧面，通風(fēng)降溫散濕，因此國家需要投入大量人力。糧情，糧倉溫度靠人工監測，保管員需要頻繁巡查，工作強度大，并且監測結果不準確。

（3）糧庫環(huán)境監測

     糧庫環(huán)境監測可以實(shí)時(shí)全面的掌握糧庫內的溫濕度變化，一旦發(fā)現異常及時(shí)做出正確處理，保證糧食長(cháng)期安全存儲。本系統采用世界上先進(jìn)的微電腦技術(shù)、PLC技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)，帶有LCD顯示和鍵盤(pán)操作，能夠自動(dòng)監測糧倉糧庫內的糧情、溫度、濕度，并能與糧倉糧庫內的加熱、制冷、除濕、通風(fēng)等設備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，控制加熱、制冷、除濕、通風(fēng)等設備進(jìn)行工作，也可根據人工設定的數值定時(shí)控制設備或根據需要進(jìn)行人工開(kāi)啟，使倉內糧溫、水分、倉內氣體的有效濃度與配比維持穩定狀態(tài)，保證糧食倉儲的安全。

二、糧庫環(huán)境監測系統主要組成部分

糧庫環(huán)境監測主要包括：上位管理主機、數據通訊部分、現場(chǎng)控制監測點(diǎn)、數據采集終端等。 

   ◇上位管理主機

     可選用物聯(lián)網(wǎng)感知應用平臺或者是為客戶(hù)專(zhuān)門(mén)定制的操作監測平臺。能夠實(shí)現監測、查詢(xún)、運算、統計、控制、存儲、分析等多項功能，并能與糧倉內設備聯(lián)動(dòng)，自動(dòng)計算和控制加熱、制冷、降濕、通風(fēng)等設備運行工作。

   ◇數據通訊部分

     可根據需要選擇有線(xiàn)傳輸與無(wú)線(xiàn)傳輸方式，對于倉內布線(xiàn)不方便的糧庫，可以采用無(wú)線(xiàn)通訊方式，利用GPRS/3G或Zigbee無(wú)線(xiàn)通訊。 

   ◇現場(chǎng)控制監測點(diǎn)

    現場(chǎng)控制監測點(diǎn)主要由數字溫濕度變送器、數據采集儀、通訊轉換器、配電控制柜及安裝附件組成。所有監測點(diǎn)的溫濕度測量值最終轉換為數字信號，被傳送到上位管理主機，通過(guò)配套的數據管理軟件對數據進(jìn)行分析、處理、存儲、打印等。

控制方式

   ◇自動(dòng)控制-----根據設定的參數，智能控制箱按照預先編制的程序自動(dòng)運行。

   ◇手動(dòng)控制-----根據需要，可以選擇現場(chǎng)手動(dòng)控制方式，啟動(dòng)各種模式。

   ◇集中監控-----監控中心室能夠實(shí)時(shí)顯示并自動(dòng)記錄糧倉糧庫內的監測數據以及外圍設備的工作狀態(tài)，遠程設定每臺控制箱的工作參數。

   ◇3G互聯(lián)網(wǎng)監控------通過(guò)安裝配套的物聯(lián)網(wǎng)監控軟件，或者視頻監控軟件，可以通過(guò)英特網(wǎng)實(shí)時(shí)了糧庫內的環(huán)境變化信息及設備的運行狀態(tài)等。

系統功能特點(diǎn)

（1）糧庫環(huán)境溫濕度監測

     通過(guò)溫濕度傳感器監測糧倉糧庫內的環(huán)境溫濕度，并能對數據進(jìn)行采集、分析運算、控制、存儲、發(fā)送等。     

（2）O2、CO2濃度監測

     糧食是生命的有機體，具有呼吸功能。為了解儲藏條件是否適宜，常需要了解糧食在儲藏期間的生理狀態(tài)，需要測定儲糧的呼吸系數。

       在糧倉內部署二氧化碳或氧氣濃度傳感器，實(shí)時(shí)監測糧庫中的氣體含量，當濃度超過(guò)系統設定的闕值范圍時(shí)，通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)將相關(guān)數據傳送到用戶(hù)監控終端，由相關(guān)工作人員做出相應調整。

（3）數據存儲功能

     具有大容量數據存儲功能，現場(chǎng)可顯示、查詢(xún)監測數據和設備工作參數。

（4）設備聯(lián)動(dòng)控制功能

     --降溫、散濕、通風(fēng)是倉房日常管理中的一項操作較為頻繁、辛苦的工作，經(jīng)常需要在半夜開(kāi)機，由于糧食呼吸，儲糧穩定性較差，保管員需不斷翻動(dòng)糧面，通風(fēng)降溫散濕。實(shí)現倉窗、制冷、制熱、通風(fēng)等設備自動(dòng)開(kāi)關(guān)，對提高工作效率、降低勞動(dòng)強度意義重大。

     --上位機控制平臺可根據糧庫環(huán)境的要求，對已設置的溫濕度數學(xué)模型進(jìn)行分析，自動(dòng)計算和控制加熱、制冷、降濕、通風(fēng)等設備狀態(tài)，也可根據人工設定的數值定時(shí)控制設備或根據需要進(jìn)行人工開(kāi)啟。 

（5）防火自動(dòng)bao警功能

    可提供現場(chǎng)聲光bao警，監測系統bao警，并通過(guò)電話(huà)語(yǔ)音撥號bao警或發(fā)送bao警短信通知相關(guān)人員。

（6）現場(chǎng)bao警功能

    用戶(hù)可設定某些參數指標的上限和下限，根據溫濕度實(shí)測值與人工設定的超限值進(jìn)行對比分析，若實(shí)測值超過(guò)設定的范圍。

（7）遠程傳輸和網(wǎng)絡(luò )管理功能

    可聯(lián)網(wǎng)遠程傳輸現場(chǎng)監測到的各種信息，上級部門(mén)可隨時(shí)調用、檢查糧庫環(huán)境的各項數據、報表，提供集中式系統管理及數據檢索功能，可與其它信息系統共享數據，支持TCP/IP協(xié)議。

監測軟件數據平臺

      我公司自主研發(fā)的糧倉糧庫溫濕度系統軟件，實(shí)時(shí)采集糧倉糧庫現場(chǎng)數據，經(jīng)傳感器數據模塊傳送至ZigBee節點(diǎn)或RS485節點(diǎn)上，然后通過(guò)光纖、GPRS/3G網(wǎng)絡(luò )傳輸到數據平臺，按照相關(guān)設定進(jìn)行分析運算、控制、存儲等功能，并進(jìn)一步與糧倉內設備（如通風(fēng)、制冷、制熱、熏殺等）聯(lián)動(dòng)完成相應控制。

（1）友好的用戶(hù)登陸管理界面

    規定用戶(hù)使用權限，不同用戶(hù)提供不同的操作權限，非用戶(hù)不能登陸系統，保證系統安全，操作簡(jiǎn)單而富有人性化。

（2）實(shí)時(shí)\歷史、曲線(xiàn)\報表數據分析

      系統將采集到的數據信息以實(shí)時(shí)曲線(xiàn)的方式顯示給用戶(hù)，并根據需要按照日、月、季、年參數變化曲線(xiàn)生成歷史報表。便于對糧倉糧庫的運轉情況進(jìn)行分析并做出改進(jìn)，提高糧食倉儲的效率與安全。 

（3）多種形式的bao警功能，適合不同場(chǎng)合需要

      工作人員根據糧倉糧庫內的具體情況，設置溫度、濕度等參數限值。在監測時(shí)，如發(fā)現有監測結果超出設定的閾值時(shí)，系統會(huì )自動(dòng)發(fā)出bao警提醒工作人員，bao警形式包括：聲光bao警、電話(huà)bao警、短信bao警、bao警等。

（4）遠程控制

     現場(chǎng)采集設備將采集到的數據通過(guò)有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)、GPRS/3G網(wǎng)絡(luò )傳輸到中控數據平臺，用戶(hù)從終端可以查看糧倉糧庫現場(chǎng)的實(shí)時(shí)數據。并使用遠程控制功能，通過(guò)繼電器或采集輸出模塊對糧倉糧庫內的相關(guān)設備進(jìn)行自動(dòng)化控制，如自動(dòng)通風(fēng)系統、自動(dòng)制冷制熱系統、自動(dòng)除濕系統等。

（5）監控終端

       監控終端通過(guò)可視化、多媒體的人機界面實(shí)現以下主要功能：

  ①糧倉內糧情、溫濕度、CO₂濃度全面顯示，可查詢(xún)，包括各種參數以及歷史數據等；

  ②向糧倉內監控終端發(fā)出調度命令、調整設備運轉狀況，確保糧倉內環(huán)境維持穩定狀態(tài)，保證糧食倉儲安全。