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粮仓检测智能管理平台的研发及其关键技术

师亚祥  
【摘要】:粮食仓储是粮食流通过程中最重要的一环,实现粮仓管理智能化是发展建设现代化粮仓的重点,但目前我国粮食仓储过程中依赖人工和半自动的方式获取粮情信息,自动化水平不高。在分析粮仓检测系统的设计需求后,设计了粮库的粮情管理系统。整个系统由数据采集终端、无线传输系统和远程管理平台组成。(1)实现了基于Cortex-M3微控制器的粮仓信息数据采集系统,其功能包括粮食储量测量、温度测量、湿度测量等。以STM32F103作为主控芯片,设计了其电源电路、晶振电路、复位电路、通信电路等电路;根据粮食堆放的特点,采用激光测距和角度测量相结合的方法来采集粮食的堆放特征参数并对粮食储量进行计算,采用DS18B20温度传感器和DHT11湿度传感器对仓内信息进行采集;根据粮仓结构特征,给出一种温湿度传感器的布置方案;完成了该数据采集系统的硬件设计与制作,并编写了对应的软件;最后对数据采集终端进行了实验室调试。(2)设计了无线数据传输系统,根据粮仓群的分布特点,选择了ZigBee作为本系统的数据传输方式。分析ZigBee的工作特点,选定了基于CC2530芯片的ZigBee模块组建网型通信网络;设计ZigBee无线传输协议的帧格式和控制命令,完成整个数据传输系统的搭建;使用Winform开发现场计算机端的数据采集上位机,将粮库粮情信息存入数据库。(3)根据实际需求开发了远程管理平台,该管理平台具有数据显示、历史数据查询、粮食安全报警等功能。数据显示主要对当前仓内温湿度、粮食储量等数据进行显示,历史数据查询主要包括采集数据、分析结果及安全状态的查询,粮食安全报警功能主要用于评估温湿度是否超标、粮食储量等指标是否合理。本系统采用Visual Studio 2010软件开发工具实现了远程监控管理系统的开发,并结合云服务器技术,完成网站的部署。该系统根据粮仓特点实现了多种传感器的合理布置和有效的数据采集,并根据采集数据实现了粮情信息的管理,最后根据分析结果驱动相应设备对粮仓参数进行调整和控制,从而减轻了对人工的依赖,实现粮仓的远程智能化管理。


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