[发明专利]棉垛温湿度数据自动采集和监测设备及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种棉垛温湿度数据自动采集和监测设备及其方法，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。 

背景技术

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。 

发明内容

本发明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、可大大节约成本的棉垛温湿度数据自动采集和监测设备及其方法。

本发明公开了一种： 

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MCUⅠ4、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MCUⅡ10、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MCUⅡ10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MCUⅠ4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MCUⅠ4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MCUⅡ10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MCUⅡ10相接，无线数据接收模块的微处理器MCUⅡ10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；