糧情測(cè)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介及發(fā)展

糧情測(cè)控系統(tǒng)/智慧糧庫(kù)系統(tǒng)摘 要：糧食儲(chǔ)藏對(duì)保證糧食安全和維護(hù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展具有重要作用，根據(jù)目前糧食儲(chǔ)藏的現(xiàn)狀，介紹了糧情測(cè)控系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理。同時(shí)闡述了國(guó)內(nèi)外糧情測(cè)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀，指出了我國(guó)糧情測(cè)控技術(shù)存在的問(wèn)題。 

　　關(guān)鍵詞：糧食儲(chǔ)藏；糧情測(cè)控系統(tǒng)；發(fā)展現(xiàn)狀；存在問(wèn)題 
　　糧情測(cè)控系統(tǒng)/智慧糧庫(kù)系統(tǒng)引 言 
　　糧食是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，是保證人民生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，同時(shí)也關(guān)系著國(guó)計(jì)民生和社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展。因此，建立健全且完善的國(guó)家糧食儲(chǔ)備體系對(duì)國(guó)家的穩(wěn)定發(fā)展具有重大戰(zhàn)略意義。保障我國(guó)糧食安全，對(duì)全面建設(shè)小康社會(huì)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化具有十分重要的意義。我國(guó)是人口大國(guó)，通過(guò)采取科學(xué)而有效的方法保證安全儲(chǔ)糧顯得尤其重要[1-2]。 
　　自從建國(guó)以來(lái)，從我國(guó)糧食儲(chǔ)藏的整體狀況看，并沒(méi)有得到有效的改善，仍然依靠傳統(tǒng)儲(chǔ)藏方式，甚至，部分糧庫(kù)還要依靠人工檢測(cè)，檢測(cè)周期無(wú)規(guī)律，無(wú)法保證測(cè)量精度，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理糧食的溫濕度、水分含量和蟲害密度超標(biāo)等現(xiàn)象，易引起糧食霉變，造成品質(zhì)下降，糧食損耗。為了把糧食倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中的損失降到低，保證糧食的質(zhì)量，我國(guó)建立了很多現(xiàn)代化倉(cāng)庫(kù)，并且通過(guò)現(xiàn)代科學(xué)方法保存糧食，大力推廣機(jī)械通風(fēng)、谷物冷卻、環(huán)流熏蒸、糧情測(cè)控等4項(xiàng)儲(chǔ)糧新技術(shù)。其中，糧情測(cè)控是實(shí)現(xiàn)科學(xué)保糧的關(guān)鍵，也是基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，其準(zhǔn)確性、可靠性直接關(guān)系到儲(chǔ)糧新技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，也關(guān)系到糧食儲(chǔ)備的安全[3-4]。 
　　1 糧情測(cè)控系統(tǒng)/智慧糧庫(kù)系統(tǒng) 糧情測(cè)控系統(tǒng)的基本原理 
　　糧情測(cè)控系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)、傳感器、通信等現(xiàn)代電子技術(shù)，采集糧情的各種物理參數(shù)（糧食的溫度、濕度、含水率、糧倉(cāng)溫度等），并且將采集的物理量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量或模擬量，同時(shí)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及判斷，對(duì)異常糧情提出處理建議和控制措施等裝置[5-6]。糧情測(cè)控系統(tǒng)的工作原理是利用預(yù)埋在糧堆內(nèi)部、以及環(huán)境中的多種不同功能的傳感器進(jìn)行檢測(cè)，采集各種糧情參數(shù)，如溫濕度、氣體含量、含水率、蟲害密度等，傳感器將這些收集的信號(hào)變化量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳送到信號(hào)處理電路，該電路將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)或者數(shù)字信號(hào)，通過(guò)一定的通訊方式傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，利用糧情信息軟件對(duì)接收到的各種信號(hào)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、顯示、分析、決策等操作，對(duì)異常糧情進(jìn)行報(bào)警提示，并根據(jù)預(yù)置糧情控制策略自動(dòng)控制通風(fēng)機(jī)、環(huán)流熏蒸機(jī)等保糧設(shè)備的運(yùn)行，以確保糧食安全。 
　　2 糧情測(cè)控系統(tǒng)/智慧糧庫(kù)系統(tǒng) 糧情測(cè)控系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成 
　　圖1即為常見(jiàn)糧情測(cè)控系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成，從圖中可知，糧情測(cè)控系統(tǒng)主要由糧情檢測(cè)、糧情分析以及糧情控制3部分構(gòu)成。其中，糧情檢測(cè)和糧情控制為糧情測(cè)控系統(tǒng)的硬件部分，而糧情分析則為糧情測(cè)控系統(tǒng)的軟件部分[7]。 
　　由糧情測(cè)控系統(tǒng)構(gòu)成可知，糧情測(cè)控系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)以下功能 [8]： 
　　2.1 檢測(cè)糧食儲(chǔ)藏的相關(guān)參數(shù) 
　　需要使用相應(yīng)的傳感器對(duì)糧食的溫濕度、氣體濃度、蟲害以及含水率具有準(zhǔn)確檢測(cè)功能，具備巡測(cè)、定時(shí)檢測(cè)、選擇檢測(cè)的功能等。 
　　2.2 數(shù)據(jù)分析功能 
　　需要將不同傳感器采集的各種數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)的顯示器等以數(shù)據(jù)、表格或圖形等形式顯示各項(xiàng)數(shù)據(jù)。并且能對(duì)檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到糧食溫度、濕度、含水率等的變化規(guī)律。 
　　2.3 控制執(zhí)行器啟停 
　　系統(tǒng)需要根據(jù)分析后的數(shù)據(jù)判斷糧情，控制風(fēng)機(jī)、冷卻等執(zhí)行器的啟停。如當(dāng)糧食水分過(guò)高時(shí)，可以打開風(fēng)機(jī)，待糧食水分降回安全水分時(shí)，關(guān)閉風(fēng)機(jī)。 
　　2.4 抗外界干擾功能 
　　由于系統(tǒng)可能置于室外等惡劣環(huán)境，需要系統(tǒng)能夠具有抗雷擊、大電流等能力，此外系統(tǒng)應(yīng)該還具備防塵、抗腐蝕能力、耐高低溫環(huán)境能力，系統(tǒng)各部分應(yīng)滿足對(duì)電子測(cè)量?jī)x器的各項(xiàng)要求。 
　　3  糧情測(cè)控系統(tǒng)/智慧糧庫(kù)系統(tǒng) 國(guó)外糧情測(cè)控系統(tǒng)發(fā)展 
　　在科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的時(shí)代，國(guó)外的糧情測(cè)控系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到了水平，采用的數(shù)字傳感器，它可以將溫度、濕度、檢測(cè)芯片、數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片、計(jì)算機(jī)接口芯片以及存儲(chǔ)芯片等集成到了1個(gè)芯片，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)溫、濕度指標(biāo)、報(bào)警、多路A/D轉(zhuǎn)換等多種功能。這種數(shù)字式傳感器可以直接輸出數(shù)字量，盡量避免了信號(hào)在長(zhǎng)距離傳輸過(guò)程中的噪聲干擾和信號(hào)減弱，提高了測(cè)量的準(zhǔn)確度。美國(guó)、加拿大、澳大利亞等為代表的產(chǎn)糧大國(guó)，他們的糧情測(cè)控技術(shù)己經(jīng)發(fā)展到了很成熟的地步，具有較高的測(cè)量速度和測(cè)量的精度。實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、多功能集成化、智能化、系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化管理和安全性[9]。 
　　4 糧情測(cè)控系統(tǒng)/智慧糧庫(kù)系統(tǒng) 國(guó)內(nèi)糧情測(cè)控系統(tǒng)發(fā)展 
　　20世紀(jì)80年代以前，由于電子技術(shù)不發(fā)達(dá)，當(dāng)時(shí)的糧庫(kù)情況檢測(cè)基本都通過(guò)人工完成，沒(méi)有現(xiàn)代化的糧情檢測(cè)設(shè)備如傳感器、控制器等，更談不上糧情測(cè)控系統(tǒng)，大部分采用糧庫(kù)溫度計(jì)、扦樣器等工具來(lái)進(jìn)行單一的糧情檢測(cè)，工作強(qiáng)度大，無(wú)法保證檢測(cè)的精度，即便存在隱患也不能被及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和解決，這些都會(huì)帶來(lái)很多不必要的損失。20世紀(jì)80年代以后，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，特別是電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，糧情測(cè)控技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為了科學(xué)保糧的重要手段。新型傳感器、單片機(jī)、多種通信方式等開始逐漸應(yīng)用于糧情測(cè)控領(lǐng)域，才出現(xiàn)了真正意義上的現(xiàn)代糧情測(cè)控系統(tǒng)。1981年，我國(guó)航天部下屬的科研單位研制除了一套糧情測(cè)控系統(tǒng)，安裝在中儲(chǔ)糧大連直屬糧庫(kù)，初步實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化儲(chǔ)糧。在國(guó)家的大力推廣下，到了20世紀(jì)90年代末，糧食高產(chǎn)導(dǎo)致對(duì)糧情測(cè)控系統(tǒng)的要求進(jìn)一步提高。在此背景下，出現(xiàn)了各種新的硬件設(shè)備，如熱敏電阻、PT100溫度傳感器、熱電阻溫度傳感器、濕度傳感器、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳感技術(shù)。 
　　糧情測(cè)控系統(tǒng)/智慧糧庫(kù)系統(tǒng) 盡管科技進(jìn)一步發(fā)展，國(guó)內(nèi)的糧情測(cè)控系統(tǒng)在逐步發(fā)展與完善，很大程度的提高了我國(guó)糧食儲(chǔ)備體系的現(xiàn)代化水平，減輕了人民的勞動(dòng)強(qiáng)度，但由于資金與技術(shù)的條件限制，仍有很多問(wèn)題存在[10]：系統(tǒng)兼容性差：國(guó)內(nèi)糧情測(cè)控系統(tǒng)產(chǎn)品生產(chǎn)廠家頗多，標(biāo)準(zhǔn)也良莠不齊，沒(méi)有統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使用不同廠家的糧情測(cè)控系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同，互不兼容，極易造成資金浪費(fèi)，不利于實(shí)際的使用與維修；系統(tǒng)抗干擾能力差、檢測(cè)精度低：國(guó)內(nèi)系統(tǒng)通訊主要以有線為主，在模擬信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程中，容易受電磁、工業(yè)等信號(hào)干擾，直接使系統(tǒng)的檢測(cè)精度下降。此外，糧倉(cāng)內(nèi)傳感器布置節(jié)點(diǎn)、引線長(zhǎng)且多，容易受到機(jī)械破壞，系統(tǒng)中的電子元件易受雷擊、靜電等干擾，引起較大的測(cè)量誤差甚至導(dǎo)致整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)崩潰[11]；系統(tǒng)檢測(cè)項(xiàng)目少、智能化水平低：我國(guó)目前的檢測(cè)系統(tǒng)主要對(duì)糧食的溫度、濕度進(jìn)行檢測(cè)，由于技術(shù)水平限制，導(dǎo)致糧食含水率、氣體濃度、害蟲密度等指標(biāo)都沒(méi)辦法檢測(cè)。測(cè)控系統(tǒng)的功能簡(jiǎn)單，智能化水平低，只有數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、存儲(chǔ)、顯示燈基本功能，不能綜合處理糧食含水率、氣體濃度、害蟲密度等綜合糧情測(cè)控指標(biāo)，無(wú)法預(yù)測(cè)糧情的變化趨勢(shì)和采取合理有效的自動(dòng)處理措施；系統(tǒng)元器件易損壞：測(cè)控系統(tǒng)中的通信電纜多是銅芯鍍錫線，安裝時(shí)接線端頭容易出現(xiàn)連線、漏接、斷線等情況。另外，糧庫(kù)中的環(huán)流熏中蒸劑與糧庫(kù)內(nèi)潮濕空氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，極易與金屬電子元器件反應(yīng)，導(dǎo)致線路及連接處造成損壞，致使線路接觸不良或形成導(dǎo)電液體，系統(tǒng)易出現(xiàn)短路、斷路或數(shù)值過(guò)高、過(guò)低等問(wèn)題，從而使系統(tǒng)測(cè)量的準(zhǔn)確度降低[12]。 　　5 糧情測(cè)控系統(tǒng)/智慧糧庫(kù)系統(tǒng) 結(jié)束語(yǔ) 
　　糧情測(cè)控系統(tǒng)/智慧糧庫(kù)系統(tǒng) 綜上所述，糧情測(cè)控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)科學(xué)保糧的關(guān)鍵技術(shù)之一，對(duì)保證我國(guó)糧食安全和國(guó)民穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重大意義。本文對(duì)糧情測(cè)控系統(tǒng)的組成和工作原理進(jìn)行介紹，并闡述了糧情測(cè)控系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r。通過(guò)國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r的闡述，指出了我國(guó)糧情測(cè)控系統(tǒng)發(fā)展中存在的問(wèn)題。我國(guó)應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)糧情測(cè)控系統(tǒng)的研究，提高測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展水平，進(jìn)一步健全和完善糧食儲(chǔ)備體系，保障國(guó)家糧食安全。 
　　糧情測(cè)控系統(tǒng)/智慧糧庫(kù)系統(tǒng) 參考文獻(xiàn) 
　　[1] 崔德權(quán). 糧情測(cè)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D].西安：西安工業(yè)大學(xué)，2012. 
　　[2] 張?jiān)陆?，譚軍.國(guó)內(nèi)糧情測(cè)控系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)，2009.35（04）：4-7. 
　　[3] 姜輝，甄彤，王鋒.基于ARM/ZigBee的遠(yuǎn)程糧情監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J].中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2015，36（02）：99-102. 
　　[4] 王梅，陳汲.淺析糧食倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)現(xiàn)狀及科學(xué)保糧發(fā)展趨勢(shì)[J].糧食儲(chǔ)藏，2010，6（1）：32-35. 
　　[5] 牛宇卿.基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線糧情監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].太原：太原理工大學(xué)，2011. 
　　[6] 程小麗，武傳欣，李建雅. 糧情測(cè)控系統(tǒng)的研究進(jìn)展[J].糧食加工，2013，38（02）：69-72. 
　　[7]*峰，李令奇. 基于CAN總線的分布式數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)[J]. 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2000，13（5）：34-38. 
　　[8] 王晶磊，肖雅斌，李增凱等.儲(chǔ)糧糧情測(cè)控系統(tǒng)的應(yīng)用效果研究[J].糧食與食品工業(yè)，2013，20（05）：68-70. 
　　[9] 孫瑤瑤.基于單片機(jī)糧倉(cāng)測(cè)控系統(tǒng)的研究[D].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007. 
　　[10] 易世孝，王豐富.糧情檢測(cè)系統(tǒng)存在的問(wèn)題及解決辦法[J].糧油倉(cāng)儲(chǔ)科技通訊，2002，6（4）：31-34. 
　　[11] 李建華.數(shù)字化糧情監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].河北省科學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，20（04）：224-227. 
　　[12] 糧食儲(chǔ)運(yùn)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室. 糧食儲(chǔ)藏四合一”升級(jí)新技術(shù)概述[J].糧油食品科，2014，22（6）：1-4. 
　　作者簡(jiǎn)介：息裕博（1989-），男，碩士研究生，吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)專業(yè)：農(nóng)業(yè)電氣化與自動(dòng)化，研究方向：智能化檢測(cè)與控制技術(shù)。

關(guān)鍵詞：糧倉(cāng)糧情測(cè)控系統(tǒng)/糧情測(cè)控系統(tǒng)/糧倉(cāng)糧情溫濕度測(cè)控系統(tǒng)/糧情溫濕度測(cè)控系統(tǒng)/糧庫(kù)倉(cāng)溫倉(cāng)濕/智慧糧庫(kù)/智慧糧庫(kù)建設(shè)方案/智慧糧庫(kù)系統(tǒng)/智慧糧庫(kù)系統(tǒng)介紹/智慧糧庫(kù)解決方案/糧食智能通風(fēng)系統(tǒng)/環(huán)流熏蒸/糧油貯備庫(kù)測(cè)溫系統(tǒng)/糧食儲(chǔ)備庫(kù)測(cè)溫系統(tǒng)