粮情测控系统

无线测温系统说明书系统参数：电源：AC220V(i15)，50Hz；工作环境温度：4085；工作环境湿度：0-99RH；系统使用寿命：10a检测范围：测温范围-20C85，测湿范围10-99RH；检测误差：温度误差05，湿度误差3RH，通讯速率：2400BPS(可选)31 技术特点1、全无线测温：从测温电缆到计算机采用全无线通讯。2、数字化。所有温度、湿度测试单元均采用数字化芯片植入测温电缆，每个测量点作为一个独立的PC监控站，各有一个独立的代码，以现场总线方式构成一个数字采集通讯和控制网络。3、多功能集成化扩展。每个检测单元都预设多功能检测接口，可以同时包含粮食温度、湿度、霉变和虫害传感器，集成在一个数字化电子芯片上，实现综合多功能检测。4、智能化。该系统能依据测得的粮食温湿度、仓内粮面以上空气的温湿度和仓外空气的温湿度自动进行对比分析，实现自动超温、超湿、霉变和虫害报警，自动判断通风熏蒸条件，准确及时把握通风时机、选择通风方式、决策通风时间；避免盲目通风和盲目熏蒸造成不必要的粮食品质损害，浪费能源和污染环境。5、系统标准化。系统软硬件接口在数字化基础上实现标准化，可以按照国家或行业制定的统一技术标准生产硬件设备，并在统一的软件信息平台上编制测控软件，使软件系统结构形式统一具有开放性，便于技术进步和网络化管理。(5)网络化管理。未来的粮情测控系统在数字化、多功能集成、自动调控和统一的软硬件接口的基础上实现网络化管理。整个系统将形成局域网和广域网，实现数据远程传输分级管理，各级管理部门都能及时查询所属库点的粮情状况，最高管理机关能通过下属各级管理部门的局域网及时获得全国各级粮库的粮情信息以进行行业监管。(6)稳定可靠性。由于系统采用了全数字通讯方式，避免了信号干扰，提高了测量精度，同时完全取消了从测温点到测温主机之间的分线器接线环节，也就减少了故障点，提高了系统工作的稳定性和可靠性。(7)安全防护措施。系统采用测温电缆自供电模式，完全避免直击雷、感应雷及电网多次高次谐波产生的浪涌电压和电磁脉冲的损害；测温电缆上端的无线采集模块和下端封头采用2级注塑密封，仓内没有任何连接线缆和接口，高等级粉尘防爆、防熏蒸，保障系统安全运行以降低故障率，延长设备使用寿命。粮情测控系统现状 目前粮情测控系统已具备粮食温湿度检测、超温报警、自动生成各种报表、自动存储历史数据并据此自动生成粮温变化曲线等众多功能。尽管如此，粮情测控系统依然存在很多不足和待改进之处。(1)由于整个系统为模拟信号传输方式，抗干扰能力差、工作不稳定、系统精度较低。(2)仓内分线器的密封多采用流动性差的热熔胶，对分线器内线路板和电子元器件密封不严，以至于使用一段时间后特别是采取熏蒸措施后分线器会腐蚀。(3)仓内通讯电缆普遍采用铜芯镀锡线，但安装时接线端头密封处理不严受到熏蒸气体腐蚀，导致分机与分线器的通讯异常。(4)分机、分线器金属外壳和通讯电缆的屏蔽层相互间未能连成良好电气通路，且防雷接地电阻大多达不到4Q的要求，防雷击效果不好；由于系统内大多未采取SPD浪涌保护器，来自电网的高次谐波也经常击毁电子器件。(5)测温电缆内传感器与镀锡导线的焊接在电缆制造过程中有些受伤，后在运输、安装和使用过程中随着电缆的卷曲、盘绕和摆动被折断，形成个别传感器无信号；立筒仓和浅圆仓内的测温电缆还经常由于出粮时产生的摩擦力而拉脱皮或拉断。(6)测控软件的设计也有缺陷，对软件的主要功能和性能指标未作具体或量化的要求，对软件接口未作全面的定义。导致目前人多数系统应用软件功能不统一，系统的使用与操作不规范。(7)由于从事生产粮情测控系统的厂家很多，行业内又无相关的产品标准，导致产品型号规格各异、软硬件接口不统一、系统功能参差不齐等混乱局面，对分期建设又有不同的两个厂家中标的储备库造成管理困难、重复建设和资源浪费。2 系统完善对策 笔者经大量调查研究，提出以下系统改进建议：(1)制定产品行业标准，明确传感器精确等级、电缆内传感器布置间距、电缆强度标准、系统硬件和软件接口标准，系统软件结构和功能等。把粮情检测设备等同于一般的计算机外设，做到各厂家统一标准互联互通。(2)制定粮情测控系统安装和验收规范，对测温电缆安装使用过程中的弯曲度、能承受的外界拉力和压力作出规定，避免电缆内部导线拉断；对测温电缆与分线器和通讯电缆与分机分线器的连接方式、导线富余度及密封材料、措施等作出明确规定，以防止因导线连接不当造成通讯不畅或断线，避免密封达不到要求致使分线器内元件和导线被腐蚀。(3)系统设备外壳采用金属外壳，所有室外电缆均采用铠装屏蔽电缆埋地敷设，测温主机、分线器、分机金属外壳和穿线钢管、电缆屏蔽层等外露可导电部分连成良好电气通路，并在分机处与电气设备保护接地和防雷接地做等电位连接后接地，不论系统是否通电工作，接地系统均保持良好通路。增强系统抗雷电感应和其它电磁干扰的能力，确保系统工作稳定性。(4)系统主机、分机和分线器内三级均安装SPD浪涌保护装置，过滤因雷击或来自电网的电磁脉冲的侵害，保护电子器件的安全。(5)仓内电缆端头、电缆出入分线器盒接口处及分线器与室外分机之间连接处均采用流动性好的硅胶密封，防止熏蒸气体的腐蚀。(6)软件功能应具备基本的本地检测、远程检测、定时检测和实时检测功能；软机应具有误差自动校正和故障自诊断功能，防止传感器断线或信号阻断时显示错误温度数据，以防误导仓储管理人员。系统架构1系统概况1.1粮情检测 对粮仓中的粮食各部位温度、粮仓内空间温度和湿度、粮仓外环境温度和湿度等基本粮情参数进行检测。包括以下检测方式：实时检测、定时检测、本地检测和远程检测。1.2粮情数据显示 可以用户认为某种直观的方式对粮仓中粮食各部位温度值进行显示，包括以下显示方式： 三维图形方式：以连续变化的图形颜色表示温度值高低 三维数字方式:以数字及其变化的颜色表示温度值高低 表格方式：以通用的表格形式显示温度数据 曲线方式：以“三温三湿”复合曲线显示各温度和湿度测点或层面在一段时间（年、季度、月等）内的变化轨迹。 1.3数据存储与检索 存储：对用户每天检测的粮情数据进行自动保存和备份。 检索：用户可以查询任何一个检测日期的数据。 1.4智能粮情分析与报警 通过对检测结果的分析，分析判断粮仓内的粮食是否处于正常状态（正常、可能虫害或霉变）。 对粮仓中的粮食各温度测点的温度值和升温趋势进行分析报警，并给出报警点的具体位置。 1.5 系统诊断与维护 诊断检测主机：对检测主机的连接状态、工作状态进行诊断。 诊断检测分机：对检测分机的连接状态、工作状态进行诊断。 远程诊断与维护：通过远程软件对粮情检测系统的硬件部分进行诊断，对其软件部分进行诊断和维护。 1.6 数据共享与远程传输 共享：该应用软件的数据库结构严格遵循粮情检测系统的数据库结构中规定的统一格式，因此可以很方便地与其它数据库管理软件实现数据的共享。 远程传输：系统通过服务器/客户端模式，运用TCP/IP协议实现任意两地间安全可靠的数据传输，为上级粮食管理部门进行数据的自动汇总及统计分析提供方便。 2系统主要组成设备 2.1中心计算机 中心计算机通过标准工业接口RS232和检测主机相连。该计算机可以是单台计算机,也可以是粮库计算机局域网上的某一台计算机。这样既可以在直接与检测系统相连的计算机上,也可以在粮库计算机局域网上的某台计算机上操作使用粮情检测系统。 2.2主机 主机放在微机室或总控室内,通过标准工业现场总线协议RS485与现场的若干台分机相连,进行分机与微机间数据或指令的上传下达。 功能: 主机是把计算机所发出的命令下达给分机,把分机发出的检测数据进行上传的通讯服务装置.主机通过光电隔离的标准工业接口RS232与计算机进行通讯,通过光电隔离的并有防雷保护的标准工业接口RS485与分机通讯。 结构形式:外置型； 与计算机隔离方式:光电隔离并带防雷保护； 防雷措施；断电时物理隔离、通电电子防雷保护； 接地：单独接地，且接地电阻小于10欧姆； 外形尺寸（长宽厚）：200毫米180毫米134毫米； 容量：125台分机。 2.3分机 连接若干分支盒，温湿度传感器等设备。它接收主机指令，逐点采集粮堆各点温度并把这些数据上传给检测主机。 功能：检测粮食温度、仓内温度湿度、仓外温度湿度扩充检测粮食水分等。 壳体材料：优质冷轧钢板，厚度0.8mm，表面静电喷塑处理； 防雷措施：断电时物理隔离、通电电子防雷保护； 外型尺寸（长宽厚）：270毫米134毫米205毫米； 容量：5000个数字测温点。 2.4数字式测温电缆 温度传感器：采用美国DALLAS公司生产的优质高性能数字式温度传感器DS18B20。 线芯数量：与测温点数量无关，为二芯或三芯。 2.5平方仓数字测温电缆 导体材料：0.3mm2镀锡铜线 绝缘材料：聚氯乙烯（PVC） 护套材料：聚氯乙烯 护套外径：7.50.2mm 抗拉钢丝：1根70.5 抗拉强度：250公斤 结构特点：直接与测控分机相连，直接拔插。 2.6浅圆仓或立筒仓数字测温电缆 导体材料：0.31mm2镀锡铜线 绝缘材料：聚氯乙烯（PVC） 护套材料：聚乙烯 护套外径：190.6mm（30米）、220.6mm（30米） 抗拉钢丝：22根70.5（30米）、40根70.5（30米） 抗拉强度：250公斤（30米=、8000公斤（30米） 2.7温湿度传感器 功能：接收粮情测控分机指令，直接输出数字化的仓房外环境温湿度和仓房内上部空间温湿度数据传送到分机进行处理。 特点：采用数字湿度传感器AM2302，测试精度可以达到 ，专用于恶劣环境下的湿度检测。 2.8仓内通讯电缆 型号：RVVP50.3 聚氯乙烯护套聚氯乙烯绝缘屏蔽电缆 外封装材料/厚度：聚氯乙烯/0.6mm 导体材料：铜导线及屏蔽层全采用镀锡处理（镀锡线） 2.9 仓外通讯电缆 型号：RVVP（21.0+20.5）聚氯乙烯护套及绝缘屏蔽铠装电缆。 护套材料/厚度：PVC-S1/厚度为1.2mm 2.10相比模拟式测温系统之优点 测温精度高（系统误差0.5），测温范围宽；测温一致性好，不受温度传感器连线长度影响；抗电磁干扰