糧倉糧庫分布式光纖溫度監(jiān)測管理系統(tǒng)

設(shè)

計(jì)

方

案

*部分：概述

（1）糧食倉儲概述

    我國現(xiàn)有14億人口，糧食儲藏好壞是關(guān)系到人民健康,、市場供給,、國家穩(wěn)定的大事。隨著人口增長迅速,、耕地逐年減少,、人類對社會物質(zhì)生活的需求愈來愈高,。糧食的利用與保護(hù)得到社會的更加重視，人類必須杜絕糧食浪費(fèi)與霉?fàn)€現(xiàn)象發(fā)生,，珍惜糧食。

    我國是世界上大糧食生產(chǎn)和消費(fèi)國,。據(jù)統(tǒng)計(jì),，我國糧食收獲后在脫粒、晾曬,、貯存,、運(yùn)輸?shù)冗^程中的損失高達(dá)15％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過糧農(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，因糧食水分從不流動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)加速了上述過程，嚴(yán)重威脅到安全儲糧,，導(dǎo)致糧食腐爛,。

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

防盜等設(shè)施，杜絕有害蟲類的滋生,。

（2）糧倉糧庫溫度監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用背景

     建國以來,，經(jīng)過六十多年的發(fā)展，我國糧食倉儲技術(shù)得到了長足發(fā)展,，在某些領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到*水平,，但就整體而言,，我國糧食倉儲技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比，仍與一定的差距,。目前,，大部分糧倉庫仍為人工監(jiān)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(xiàng)操作較為頻繁,、辛苦的工作，經(jīng)常需要在半夜開機(jī)：由于糧食呼吸,，儲糧穩(wěn)定性較差,，保管員需不斷翻動糧面，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(jiān)測,，保管員需要頻繁巡查,，工作強(qiáng)度大，并且監(jiān)測結(jié)果不精確,。

（3）糧情測控系統(tǒng)的意義
　　糧食是國家的戰(zhàn)略商品,，也是人們生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，糧食的存儲安全十分重要,。為了盡可能地減少糧食存儲過程中因發(fā)熱,、霉變等原因造成的損失，需要對存儲糧食內(nèi)的多種物理量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測,，并根據(jù)所測數(shù)據(jù)對糧情狀態(tài)加以判斷,，以便及時(shí)消除隱患。影響糧食存儲安全的因素有多種,，其中糧倉內(nèi)糧食的溫度是關(guān)鍵,。為了減少糧食在存儲過程由于其發(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)測出存儲的糧食安全狀況,，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控系統(tǒng)對影響糧食儲存質(zhì)量的因素進(jìn)行分析和控制,，成為糧倉現(xiàn)代化建設(shè)的必然選擇。

第二部分:基于光纖測溫技術(shù)的糧情測控系統(tǒng)

（1）分布式光纖測溫技術(shù)特點(diǎn)
　　我公司研制出一種基于光纖測溫技術(shù)的糧情測控系統(tǒng),，該系統(tǒng)采用光纖測溫技術(shù)實(shí)現(xiàn)溫度的采集,，結(jié)合濕度,、氣體、蟲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)動控制通風(fēng)設(shè)備,，實(shí)現(xiàn)對糧倉的實(shí)時(shí)全程監(jiān)測與調(diào)控，為糧食的存放營造合適的條件,，達(dá)到長期安全,、有效保存糧食的效果。

（2）組成結(jié)構(gòu)
　　本系統(tǒng)采用*光纖測溫技術(shù),、數(shù)字通信技術(shù)、計(jì)算技術(shù),，將各監(jiān)測點(diǎn)的溫度進(jìn)行統(tǒng)一采集與管理,，通過溫度監(jiān)測軟件進(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)測系統(tǒng),；而軟件部分主要完成數(shù)據(jù)的分析、存儲,、顯示,，具有實(shí)時(shí)顯示、實(shí)時(shí)曲線,、歷史曲線,、數(shù)據(jù)自動記錄存儲、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訪問監(jiān)測數(shù)據(jù)等功能,。 此外,，本系統(tǒng)既可以對單個(gè)糧倉進(jìn)行監(jiān)控，也可以多個(gè)糧倉組網(wǎng),，甚至將某個(gè)地區(qū),、省內(nèi)的所以糧倉通過統(tǒng)一的監(jiān)管平臺進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)測，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 基于光纖測溫技術(shù)的糧情測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

  （3）技術(shù)參數(shù)

     光纖測溫主機(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)

◇糧庫環(huán)境溫度監(jiān)測

     通過分布式光纖監(jiān)測糧倉糧庫內(nèi)的環(huán)境溫度,，并能對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,、分析運(yùn)算,、控制、存儲,、發(fā)送等,。    

◇數(shù)據(jù)存儲功能

     具有大容量數(shù)據(jù)存儲功能，現(xiàn)場可顯示,、查詢監(jiān)測數(shù)據(jù)和設(shè)備工作參數(shù),。

◇設(shè)備聯(lián)動控制功能

      降溫、散濕,、通風(fēng)是倉房日常管理中的一項(xiàng)操作較為頻繁,、辛苦的工作，經(jīng)常需要在半夜開機(jī),，由于糧食呼吸,，儲糧穩(wěn)定性較差，保管員需不斷翻動糧面,，通風(fēng)降溫散濕,。實(shí)現(xiàn)倉窗、制冷,、制熱,、通風(fēng)等設(shè)備自動開關(guān)，對提高工作效率,、降低勞動強(qiáng)度意義重大,。

     --上位機(jī)控制平臺可根據(jù)糧庫環(huán)境的要求，對已設(shè)置的溫濕度數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析,，自動計(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)行人工開啟。

◇防火自動報(bào)警功能

    可提供現(xiàn)場聲光報(bào)警,，監(jiān)測系統(tǒng)報(bào)警,，并通過電話語音撥號報(bào)警或發(fā)送報(bào)警短信通知相關(guān)人員。

◇現(xiàn)場報(bào)警功能

    用戶可設(shè)定某些參數(shù)指標(biāo)的上限和下限,，根據(jù)溫濕度實(shí)測值與人工設(shè)定的超限值進(jìn)行對比分析,，若實(shí)測值超過設(shè)定的范圍，則通過屏幕顯示報(bào)警或現(xiàn)場聲光報(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)場監(jiān)測到的各種信息,，上級部門可隨時(shí)調(diào)用、檢查糧庫環(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）對比優(yōu)勢
　　傳統(tǒng)的糧庫測溫系統(tǒng)通過測溫電纜實(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,，會發(fā)生由纜線引入雷擊、熏蒸損壞連接節(jié)點(diǎn)等問題,。光纖測溫技術(shù)的應(yīng)用可解決上述不足,，主要表現(xiàn)在：
　　1、測溫光纖抗電磁干擾能力強(qiáng),、本征防雷防爆,；測溫電纜易受電磁干擾、雷擊,、瞬間脈沖電流等的影響；
　　2,、測溫光纖耐氣體腐蝕性強(qiáng),；測溫電纜接線端頭采用銅線，熏蒸氣體對銅有*的腐蝕性,，易造成線路虛斷,，數(shù)據(jù)丟失；
　　3,、測溫光纖本征無源,，可以做到電不進(jìn)倉，有利于糧食儲藏安全,；測溫電纜為有源部件,，對糧食儲藏有安全隱患；
　　4,、測溫光纖分布式測溫,、精度高、測溫點(diǎn)多,、每0.5米一個(gè)測溫點(diǎn),，有利于糧堆溫度場的監(jiān)測；測溫電纜準(zhǔn)分布式,、測溫點(diǎn)少,、每2米一個(gè)測溫點(diǎn)，2米間隔內(nèi)的糧溫?zé)o法測量；
　　因此,，光纖測溫與電纜測溫項(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)

　　基于光纖測溫技術(shù)的糧情測控系統(tǒng)可以很好的解決糧食儲藏中的主要因素,，能及時(shí)的對每個(gè)倉內(nèi)糧食質(zhì)量的變化情況進(jìn)行檢測,、能實(shí)時(shí)對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和預(yù)測、能對異常情況做出報(bào)警,、能滿足各個(gè)糧庫自身的管理,。

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