[发明专利]一种粮仓温湿度自动测试与报警系统

说明书

技术领域

本发明涉及的是环境测试技术领域。具体地说是一种粮仓温度和湿度的无线通信自动测试与报警系统。

背景技术

中国是一个农业大国，近年来我国粮食总产量将近5亿吨，其中有20%属于高水分粮食。以玉米为例，我国玉米产量较大，就黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古和河北等五省统计，年产达1亿吨左右，但是玉米水分较高，一般为25%一35%，有时达40%。我国粮食由于不能及时烘干到安全水分而造成的霉变和发芽损失是相当严重的。因此，减少损失，提高粮食烘干效率，降低烘干费用，从而降低粮食成本，以进一步扩大粮食的工业应用，同时提高粮食烘干后的品质以改善人民生活质量的要求变的日益紧迫。谷物烘干特别是玉米烘干，是我国粮食储藏中一个突出的问题。

粮食储藏是国家为防范战争、灾荒及其它突发性事件而采取的有效措施，因此，粮食的安全储藏具有重要意义。目前，我国地方及垦区的各种大型粮库都还存在着程度不同的粮食存储变质问题。根据国家粮食保护法规定，必须定期抽样检查粮库各点的粮食温度，以便及时采取相应的措施。但大部分粮库目前还是采取人工测温的方法，这不仅使粮库工作人员量增大，而且工作效率低，尤其是大型粮库的温度检测任务如不能及时彻底完成，则有可能会造成粮食大面积变质。据有关资料统计，我国每年因粮食变质而损失的粮食达数亿斤，直接造成的经济损失是惊人的。

过去的粮仓粮情检测采取对各仓粮食分区取样的人工方法，工作量大，可靠性差。近年来，随着计算机技术的发展和测量技术的提高，传统的人工查看粮温的方法已逐步被电子检温设备取代，小的粮仓储备一般采用小型测温仪检测粮温，大中型储粮设备已逐步配备微机测温系统。前一种方式多采用由操作者拨动手动开关逐点查看粮温的方法，有些也采用自动巡检方式并配备小型打印机记录粮温数据。后一种方式可在微机机房监测粮温情况，并利用微机对粮食进行分析对比。

合肥工业大学硕士学位论文《无线粮仓温度监控系统的设计》设计了一种无线粮仓的温度监控系统，但是不能对超限值进行报警，并且采集的信息不能全部储存到存储器中。

发明内容

该温湿度无线检测系统在系统构成上分为温湿度数据采集、温湿度数据处理及温湿度数据分析三部分，通过对现场多个采集点温湿度的实时采集与无线发送已达成对粮仓温湿度信息的全面检测，并数据集中器中进行储存信息，对于超出设定上下限的温湿度点进行声光报警。最终在上位机上实现对不同采集点的温湿度的精确曲线、列表展示。

该发明专利在软硬件及界面设计上进行了较为详细周全的分析与验证，其技术要点主要包括以下内容：

1．分别采用MTH01温湿度传感器实现对现场温湿度的监测

MTH01 是一款基于温度和相对湿度的传感器模块，包括一个SPI 接口（主模式）为直接的温度和湿度读出。数字输出是预先计算并无额外计算要求所必须的。改系统适用于两个传感器要素：NTC 型高精度温度传感器和电阻式相对湿度传感器来自日本。有一个非常独特的专利和相对湿度的计算算法，该系统通过良好的温度调节补偿机制可以保证准确相对湿度输出。如此高精度读湿度在整个温度范围都可以保证。同时通过在装置工艺上进行一系列技术优化与革新，在最大限度上削弱了环境干扰对温度采集的影响，这也使得温度采集精度进一步提升。

2. 采用由nRF905组成的无线发射模块实现温湿度信号的远距离无线发送

本发明设计的无线发射模块具有如下特点： (1) 433Mhz 开放ISM 频段免许可证使用 (2) 最高工作速率50kbps，高效GFSK调制，抗干扰能力强，特别适合工业控制场合 (3) 125 频道，满足多点通信和跳频通信需要 (4) 内置硬件CRC 检错和点对多点通信地址控制 (5) 低功耗1.9-3.6V 工作，待机模式下状态仅为2.5uA (6) 收发模式切换时间小于650us (7) 模块可软件设地址，只有收到本机地址时才会输出数据（提供中断指示)， (8) TX Mode: 在+10dBm情况下，电流为30mA; RX Mode: 12.2mA (9) 标准DIP间距接口，便于嵌入式应用。

3. 低功耗设计

由于粮仓大多处于野外，无法提供稳定的电源。因此本发明采用低功耗的MSP430芯片进行开发设计，系统供电采用可充电的锂电池，利用太阳能电池板为电池实时充电，保证系统的稳定。

4. 采用VC++设计上位机应用软件