[发明专利]基于无线传感的固态发酵温湿度智能实时监测系统及方法

说明书

本发明属于发酵监测及无线传感技术领域，公开了一种基于无线传感的固态发酵温湿度智能实时监测系统及方法，系统包括：包括温湿度传感器、温度传感器、多个终端模块、路由器模块、协调器模块和无线监测系统主机，终端模块设置在发酵室内；温湿度传感器设置在发酵室内壁，温度传感器设置发酵罐内；温湿度传感器和温度传感器与AD转换电路连接，AD转换电路和射频收发模块与中央控制单元连接，终端模块、路由器模块、协调器模块之间建成ZigBee无线传感网络，协调器模块和无线监测系统主机通过串口连接。本发明以无线传感的方式组网实现了对发酵过程中发酵室和发酵罐实时的温湿度监测，无需布线，实现了高效性、智能性的监测，提高检测效率。

技术领域

本发明属于发酵监测及无线传感技术领域，具体涉及一种基于无线传感的固态发酵温湿度智能实时监测系统及方法。

背景技术

固态发酵是指在含有极少量甚至是不含自由水的情况下，相应的微生物在具有适当湿度的谷物类等农作物上发生代谢，从而对物料中的有机物进行分解的过程。微生物对其所处的环境因素要求十分苛刻，尤其是温度的变化，较小的温度变化可能会严重影响微生物的繁殖和代谢进程，因此对发酵过程的各项环境因素进行监测是十分有必要的。

传统的固态发酵法缺乏行之有效的高质量监测及控制发酵环境因素的手段，例如对温湿度的监测，微生物的新陈代谢以及他们的繁殖生长过程中，释放出大量的热量使得环境的温湿度产生一定的变化，而微生物又对所处环境的温湿度极其敏感，过高及过低的温度都会严重影响微生物与物料之间发生的生物反应，导致发酵存在缺陷，因此需对温湿度进行严格监测。而现在的大多数传统工厂获取发酵过程的信息的方式主要有两种：（1）有经验的工人通过触摸来判断温度是否达到需求；（2）使用温度计来获取发酵室内的温度信息。

显然上述两种方法所获取的温度信息是不准确的，而且也无法得到连续的温度变化情况，无法反应微生物的实时繁殖代谢状况，这就导致了工人们不能合理完善的安排固态发酵各阶段的进度。因此为了保证固态发酵的正常进行，对发酵过程的各项环境因素进行监测是十分有必要的。市面可见的改进装置（CN201410572750.6）是将测量器件进行封装，将管件插入发酵物中，进入盒体内的离线检测系统，且只能在现场依靠人工得到发酵状态参数。利用现有传感器技术，采用有线传输的方式（CN201510673561.2）进行发酵过程中的在线参数监测。基于上述情况我们提出了一种基于无线传感的固态发酵温湿度智能实时监测系统和方法，利用ZigBee技术实现固态发酵过程中参数的实时在线监测。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种基于无线传感的固态发酵温湿度智能实时监测系统及方法，以实现固态发酵温湿度智能实时监测。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于无线传感的固态发酵温湿度智能实时监测系统，包括温湿度传感器、温度传感器、多个终端模块、路由器模块、协调器模块和无线监测系统主机，所述终端模块设置在发酵室内，包括通用I/O接口、AD转换电路、射频收发模块、电源管理模块和中央控制单元；所述温湿度传感器设置在发酵室内壁，所述温度传感器设置发酵罐内；

所述温湿度传感器和温度传感器通过通用I/O接口与AD转换电路连接，所述AD转换电路和射频收发模块与中央控制单元连接，所述终端模块通过射频收发模块与路由器模块无线连接，路由器模块与协调器模块无线连接，终端模块、路由器模块、协调器模块分别作为终端节点、子节点和中心节点建成ZigBee无线传感网络，协调器模块和无线监测系统主机通过串口连接。

所述终端模块与发酵罐一一对应设置，所述路由器模块与所述发酵室一一对应设置。

所述终端模块还包括LCD屏幕，所述LCD屏幕与所述中央控制单元连接，用于显示终端模块采集的温度。

所述温湿度传感器为DHT11温湿度传感器，所述温度传感器为PT100温度传感器，每个发酵罐内设置三个温度传感器。