糧倉(cāng)糧庫(kù)分布式光纖溫度監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)

設(shè)

計(jì)

方

案

*部分：概述

（1）糧食倉(cāng)儲(chǔ)概述

    我國(guó)現(xiàn)有14億人口,，糧食儲(chǔ)藏好壞是關(guān)系到人民健康、市場(chǎng)供給,、國(guó)家穩(wěn)定的大事,。隨著人口增長(zhǎng)迅速、耕地逐年減少,、人類(lèi)對(duì)社會(huì)物質(zhì)生活的需求愈來(lái)愈高,。糧食的利用與保護(hù)得到社會(huì)的更加重視，人類(lèi)必須杜絕糧食浪費(fèi)與霉?fàn)€現(xiàn)象發(fā)生,，珍惜糧食,。

    我國(guó)是世界上大糧食生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)。據(jù)統(tǒng)計(jì),，我國(guó)糧食收獲后在脫粒,、晾曬、貯存,、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中的損失高達(dá)15％,，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)糧農(nóng)組織規(guī)定的5％，在這些損失中因未達(dá)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(chǔ)藏期間，如果水分超標(biāo),，糧堆內(nèi)部的水分就表現(xiàn)出向表面及糧粒間隙中的空氣緩慢游離的趨勢(shì),，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(dāng)濕度達(dá)到飽和點(diǎn)時(shí)即開(kāi)始凝結(jié),，隨之產(chǎn)生發(fā)酵和局部溫度升高現(xiàn)象，這又促使糧粒釋放出水分和加速相應(yīng)的發(fā)酵過(guò)程,。當(dāng)環(huán)境溫度升高,，糧食中帶有的粉塵,、雜質(zhì)、特別是有機(jī)物雜質(zhì)加速了上述過(guò)程,，嚴(yán)重威脅到安全儲(chǔ)糧,，導(dǎo)致糧食腐爛。

    因此糧倉(cāng)糧庫(kù)環(huán)境應(yīng)保持通風(fēng),、干燥,，內(nèi)外整潔有序。糧庫(kù)中應(yīng)采取防鼠,、防蠅,、防蟲(chóng)、

防盜等設(shè)施,，杜絕有害蟲(chóng)類(lèi)的滋生,。

（2）糧倉(cāng)糧庫(kù)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用背景

     建國(guó)以來(lái)，經(jīng)過(guò)六十多年的發(fā)展,，我國(guó)糧食倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)得到了長(zhǎng)足發(fā)展,，在某些領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到*水平，但就整體而言,，我國(guó)糧食倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,，仍與一定的差距。目前,，大部分糧倉(cāng)庫(kù)仍為人工監(jiān)控管理,，如降倉(cāng)溫通風(fēng)是倉(cāng)房日常管理中，尤其是低溫儲(chǔ)糧管理中的一項(xiàng)操作較為頻繁,、辛苦的工作,，經(jīng)常需要在半夜開(kāi)機(jī)：由于糧食呼吸，儲(chǔ)糧穩(wěn)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(guó)家需要投入大量人力,。糧情,，糧倉(cāng)溫度靠人工監(jiān)測(cè)，保管員需要頻繁巡查,，工作強(qiáng)度大,，并且監(jiān)測(cè)結(jié)果不精確。

（3）糧情測(cè)控系統(tǒng)的意義
　　糧食是國(guó)家的戰(zhàn)略商品,，也是人們生存的物質(zhì)基礎(chǔ),，糧食的存儲(chǔ)安全十分重要。為了盡可能地減少糧食存儲(chǔ)過(guò)程中因發(fā)熱、霉變等原因造成的損失,，需要對(duì)存儲(chǔ)糧食內(nèi)的多種物理量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),，并根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)糧情狀態(tài)加以判斷，以便及時(shí)消除隱患,。影響糧食存儲(chǔ)安全的因素有多種,，其中糧倉(cāng)內(nèi)糧食的溫度是關(guān)鍵。為了減少糧食在存儲(chǔ)過(guò)程由于其發(fā)生質(zhì)變而引起的損失,，保證糧食的質(zhì)量和品質(zhì),，就需要及時(shí)準(zhǔn)確地掌握存儲(chǔ)中的糧食的各種物理參數(shù)信息，總結(jié)分析其變化規(guī)律,，預(yù)測(cè)出存儲(chǔ)的糧食安全狀況,，判斷是否可能發(fā)生霉變，實(shí)現(xiàn)科學(xué)化保糧,。因此,，利用智能化的糧情測(cè)控系統(tǒng)對(duì)影響糧食儲(chǔ)存質(zhì)量的因素進(jìn)行分析和控制，成為糧倉(cāng)現(xiàn)代化建設(shè)的必然選擇,。

第二部分:基于光纖測(cè)溫技術(shù)的糧情測(cè)控系統(tǒng)

（1）分布式光纖測(cè)溫技術(shù)特點(diǎn)
　　我公司研制出一種基于光纖測(cè)溫技術(shù)的糧情測(cè)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用光纖測(cè)溫技術(shù)實(shí)現(xiàn)溫度的采集,，結(jié)合濕度,、氣體、蟲(chóng)情等信息全面分析糧情,，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)將進(jìn)行報(bào)警或聯(lián)動(dòng)控制通風(fēng)設(shè)備,，實(shí)現(xiàn)對(duì)糧倉(cāng)的實(shí)時(shí)全程監(jiān)測(cè)與調(diào)控，為糧食的存放營(yíng)造合適的條件,，達(dá)到長(zhǎng)期安全,、有效保存糧食的效果。

（2）組成結(jié)構(gòu)
　　本系統(tǒng)采用*光纖測(cè)溫技術(shù),、數(shù)字通信技術(shù),、計(jì)算技術(shù)，將各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫度進(jìn)行統(tǒng)一采集與管理,，通過(guò)溫度監(jiān)測(cè)軟件進(jìn)行分析處理,。整個(gè)系統(tǒng)可分為硬件部分和軟件部分，硬件部分主要包含光纖溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng),；而軟件部分主要完成數(shù)據(jù)的分析,、存儲(chǔ)、顯示,，具有實(shí)時(shí)顯示,、實(shí)時(shí)曲線(xiàn)、歷史曲線(xiàn)、數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄存儲(chǔ),、超限軟件報(bào)警,、生成報(bào)表、數(shù)據(jù)導(dǎo)出,、支持遠(yuǎn)程WEB訪問(wèn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等功能,。 此外，本系統(tǒng)既可以對(duì)單個(gè)糧倉(cāng)進(jìn)行監(jiān)控,，也可以多個(gè)糧倉(cāng)組網(wǎng),，甚至將某個(gè)地區(qū)、省內(nèi)的所以糧倉(cāng)通過(guò)統(tǒng)一的監(jiān)管平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)測(cè),，以起到統(tǒng)一管理,、統(tǒng)一監(jiān)控的一站總部式管理。 

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下所示：

圖1 基于光纖測(cè)溫技術(shù)的糧情測(cè)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

  （3）技術(shù)參數(shù)

     光纖測(cè)溫主機(jī)參數(shù):

    多模感溫光纜技術(shù)參數(shù):

（4）系統(tǒng)功能特點(diǎn)

◇糧庫(kù)環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)

     通過(guò)分布式光纖監(jiān)測(cè)糧倉(cāng)糧庫(kù)內(nèi)的環(huán)境溫度,，并能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析運(yùn)算,、控制,、存儲(chǔ)、發(fā)送等,。    

◇數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能

     具有大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能,，現(xiàn)場(chǎng)可顯示、查詢(xún)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和設(shè)備工作參數(shù),。

◇設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制功能

      降溫,、散濕、通風(fēng)是倉(cāng)房日常管理中的一項(xiàng)操作較為頻繁,、辛苦的工作,，經(jīng)常需要在半夜開(kāi)機(jī)，由于糧食呼吸,，儲(chǔ)糧穩(wěn)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(xiàn)倉(cāng)窗,、制冷、制熱,、通風(fēng)等設(shè)備自動(dòng)開(kāi)關(guān),，對(duì)提高工作效率,、降低勞動(dòng)強(qiáng)度意義重大。

     --上位機(jī)控制平臺(tái)可根據(jù)糧庫(kù)環(huán)境的要求,，對(duì)已設(shè)置的溫濕度數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析,，自動(dòng)計(jì)算和控制加熱、制冷,、降濕,、通風(fēng)等設(shè)備狀態(tài)，也可根據(jù)人工設(shè)定的數(shù)值定時(shí)控制設(shè)備或根據(jù)需要進(jìn)行人工開(kāi)啟,。

◇防火自動(dòng)報(bào)警功能

    可提供現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警,，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)報(bào)警，并通過(guò)電話(huà)語(yǔ)音撥號(hào)報(bào)警或發(fā)送報(bào)警短信通知相關(guān)人員,。

◇現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警功能

    用戶(hù)可設(shè)定某些參數(shù)指標(biāo)的上限和下限,，根據(jù)溫濕度實(shí)測(cè)值與人工設(shè)定的超限值進(jìn)行對(duì)比分析，若實(shí)測(cè)值超過(guò)設(shè)定的范圍,，則通過(guò)屏幕顯示報(bào)警或現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警,。

◇遠(yuǎn)程傳輸和網(wǎng)絡(luò)管理功能

    可聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程傳輸現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)到的各種信息，上級(jí)部門(mén)可隨時(shí)調(diào)用,、檢查糧庫(kù)環(huán)境的各項(xiàng)數(shù)據(jù),、報(bào)表，提供集中式系統(tǒng)管理及數(shù)據(jù)檢索功能,，可與其它信息系統(tǒng)共享數(shù)據(jù),，支持TCP/IP協(xié)議。

（5）對(duì)比優(yōu)勢(shì)
　　傳統(tǒng)的糧庫(kù)測(cè)溫系統(tǒng)通過(guò)測(cè)溫電纜實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的采集,，存在著布設(shè)困難、故障率高,、難以維護(hù)等缺陷,，會(huì)發(fā)生由纜線(xiàn)引入雷擊、熏蒸損壞連接節(jié)點(diǎn)等問(wèn)題,。光纖測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用可解決上述不足,，主要表現(xiàn)在：
　　1、測(cè)溫光纖抗電磁干擾能力強(qiáng),、本征防雷防爆,；測(cè)溫電纜易受電磁干擾、雷擊,、瞬間脈沖電流等的影響,；
　　2、測(cè)溫光纖耐氣體腐蝕性強(qiáng),；測(cè)溫電纜接線(xiàn)端頭采用銅線(xiàn),，熏蒸氣體對(duì)銅有*的腐蝕性,，易造成線(xiàn)路虛斷，數(shù)據(jù)丟失,；
　　3,、測(cè)溫光纖本征無(wú)源，可以做到電不進(jìn)倉(cāng),，有利于糧食儲(chǔ)藏安全,；測(cè)溫電纜為有源部件，對(duì)糧食儲(chǔ)藏有安全隱患,；
　　4,、測(cè)溫光纖分布式測(cè)溫、精度高,、測(cè)溫點(diǎn)多,、每0.5米一個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，有利于糧堆溫度場(chǎng)的監(jiān)測(cè),；測(cè)溫電纜準(zhǔn)分布式,、測(cè)溫點(diǎn)少、每2米一個(gè)測(cè)溫點(diǎn),，2米間隔內(nèi)的糧溫?zé)o法測(cè)量,；
　　因此，光纖測(cè)溫與電纜測(cè)溫項(xiàng)目相比具有本征安全,、防雷防爆,、耐腐蝕性強(qiáng)、精度高,、連續(xù)性好等優(yōu)點(diǎn),。

第三部分總結(jié)

　　基于光纖測(cè)溫技術(shù)的糧情測(cè)控系統(tǒng)可以很好的解決糧食儲(chǔ)藏中的主要因素，能及時(shí)的對(duì)每個(gè)倉(cāng)內(nèi)糧食質(zhì)量的變化情況進(jìn)行檢測(cè),、能實(shí)時(shí)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè),、能對(duì)異常情況做出報(bào)警、能滿(mǎn)足各個(gè)糧庫(kù)自身的管理,。

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