糧情測控係統簡介及發展

糧情測控係統簡介及發展

糧情測控係統/智慧糧庫係統摘 要：糧食儲(chu) 藏對保證糧食安全和維護國民經濟穩定發展具有重要作用，根據目前糧食儲(chu) 藏的現狀，介紹了糧情測控係統的構成及工作原理。同時闡述了國內(nei) 外糧情測控係統的現狀，指出了我國糧情測控技術存在的問題。 

　　關(guan) 鍵詞：糧食儲(chu) 藏；糧情測控係統；發展現狀；存在問題 
　　糧情測控係統/智慧糧庫係統引 言 
　　糧食是國民經濟的基礎，是保證人民生存和發展的物質基礎，同時也關(guan) 係著國計民生和社會(hui) 的穩定發展。因此，建立健全且完善的國家糧食儲(chu) 備體(ti) 係對國家的穩定發展具有重大戰略意義(yi) 。保障我國糧食安全，對全麵建設小康社會(hui) ，實現農(nong) 業(ye) 現代化具有十分重要的意義(yi) 。我國是人口大國，通過采取科學而有效的方法保證安全儲(chu) 糧顯得尤其重要[1-2]。 
　　自從(cong) 建國以來，從(cong) 我國糧食儲(chu) 藏的整體(ti) 狀況看，並沒有得到有效的改善，仍然依靠傳(chuan) 統儲(chu) 藏方式，甚至，部分糧庫還要依靠人工檢測，檢測周期無規律，無法保證測量精度，不能及時發現和處理糧食的溫濕度、水分含量和蟲害密度超標等現象，易引起糧食黴變，造成品質下降，糧食損耗。為(wei) 了把糧食倉(cang) 儲(chu) 過程中的損失降到低，保證糧食的質量，我國建立了很多現代化倉(cang) 庫，並且通過現代科學方法保存糧食，大力推廣機械通風、穀物冷卻、環流熏蒸、糧情測控等4項儲(chu) 糧新技術。其中，糧情測控是實現科學保糧的關(guan) 鍵，也是基礎環節，其準確性、可靠性直接關(guan) 係到儲(chu) 糧新技術的實現，也關(guan) 係到糧食儲(chu) 備的安全[3-4]。 
　　1 糧情測控係統/智慧糧庫係統 糧情測控係統的基本原理 
　　糧情測控係統是利用計算機、傳(chuan) 感器、通信等現代電子技術，采集糧情的各種物理參數（糧食的溫度、濕度、含水率、糧倉(cang) 溫度等），並且將采集的物理量轉化為(wei) 數字量或模擬量，同時對檢測數據進行處理及判斷，對異常糧情提出處理建議和控製措施等裝置[5-6]。糧情測控係統的工作原理是利用預埋在糧堆內(nei) 部、以及環境中的多種不同功能的傳(chuan) 感器進行檢測，采集各種糧情參數，如溫濕度、氣體(ti) 含量、含水率、蟲害密度等，傳(chuan) 感器將這些收集的信號變化量轉換為(wei) 電信號傳(chuan) 送到信號處理電路，該電路將電信號轉換為(wei) 模擬信號或者數字信號，通過一定的通訊方式傳(chuan) 輸到上位機，利用糧情信息軟件對接收到的各種信號自動進行數據的存儲(chu) 、顯示、分析、決(jue) 策等操作，對異常糧情進行報警提示，並根據預置糧情控製策略自動控製通風機、環流熏蒸機等保糧設備的運行，以確保糧食安全。 
　　2 糧情測控係統/智慧糧庫係統 糧情測控係統的係統構成 
　　圖1即為(wei) 常見糧情測控係統的係統構成，從(cong) 圖中可知，糧情測控係統主要由糧情檢測、糧情分析以及糧情控製3部分構成。其中，糧情檢測和糧情控製為(wei) 糧情測控係統的硬件部分，而糧情分析則為(wei) 糧情測控係統的軟件部分[7]。 
　　由糧情測控係統構成可知，糧情測控係統需要實現以下功能 [8]： 
　　2.1 檢測糧食儲(chu) 藏的相關(guan) 參數 
　　需要使用相應的傳(chuan) 感器對糧食的溫濕度、氣體(ti) 濃度、蟲害以及含水率具有準確檢測功能，具備巡測、定時檢測、選擇檢測的功能等。 
　　2.2 數據分析功能 
　　需要將不同傳(chuan) 感器采集的各種數據通過計算機的顯示器等以數據、表格或圖形等形式顯示各項數據。並且能對檢測的數據進行分析，得到糧食溫度、濕度、含水率等的變化規律。 
　　2.3 控製執行器啟停 
　　係統需要根據分析後的數據判斷糧情，控製風機、冷卻等執行器的啟停。如當糧食水分過高時，可以打開風機，待糧食水分降回安全水分時，關(guan) 閉風機。 
　　2.4 抗外界幹擾功能 
　　由於(yu) 係統可能置於(yu) 室外等惡劣環境，需要係統能夠具有抗雷擊、大電流等能力，此外係統應該還具備防塵、抗腐蝕能力、耐高低溫環境能力，係統各部分應滿足對電子測量儀(yi) 器的各項要求。 
　　3  糧情測控係統/智慧糧庫係統 國外糧情測控係統發展 
　　在科學技術迅速發展的時代，國外的糧情測控係統已經達到了水平，采用的數字傳(chuan) 感器，它可以將溫度、濕度、檢測芯片、數據信號轉換芯片、計算機接口芯片以及存儲(chu) 芯片等集成到了1個(ge) 芯片，實現檢測溫、濕度指標、報警、多路A/D轉換等多種功能。這種數字式傳(chuan) 感器可以直接輸出數字量，盡量避免了信號在長距離傳(chuan) 輸過程中的噪聲幹擾和信號減弱，提高了測量的準確度。美國、加拿大、澳大利亞(ya) 等為(wei) 代表的產(chan) 糧大國，他們(men) 的糧情測控技術己經發展到了很成熟的地步，具有較高的測量速度和測量的精度。實現了數字化、多功能集成化、智能化、係統標準化、網絡化管理和安全性[9]。 
　　4 糧情測控係統/智慧糧庫係統 國內(nei) 糧情測控係統發展 
　　20世紀80年代以前，由於(yu) 電子技術不發達，當時的糧庫情況檢測基本都通過人工完成，沒有現代化的糧情檢測設備如傳(chuan) 感器、控製器等，更談不上糧情測控係統，大部分采用糧庫溫度計、扡樣器等工具來進行單一的糧情檢測，工作強度大，無法保證檢測的精度，即便存在隱患也不能被及時的發現和解決(jue) ，這些都會(hui) 帶來很多不必要的損失。20世紀80年代以後，現代科學技術發展迅速，特別是電子技術和計算機技術的發展，糧情測控技術已經發展成為(wei) 了科學保糧的重要手段。新型傳(chuan) 感器、單片機、多種通信方式等開始逐漸應用於(yu) 糧情測控領域，才出現了真正意義(yi) 上的現代糧情測控係統。1981年，我國航天部下屬的科研單位研製除了一套糧情測控係統，安裝在中儲(chu) 糧大連直屬糧庫，初步實現了自動化儲(chu) 糧。在國家的大力推廣下，到了20世紀90年代末，糧食高產(chan) 導致對糧情測控係統的要求進一步提高。在此背景下，出現了各種新的硬件設備，如熱敏電阻、PT100溫度傳(chuan) 感器、熱電阻溫度傳(chuan) 感器、濕度傳(chuan) 感器、無線網絡傳(chuan) 感技術。 
　　糧情測控係統/智慧糧庫係統 盡管科技進一步發展，國內(nei) 的糧情測控係統在逐步發展與(yu) 完善，很大程度的提高了我國糧食儲(chu) 備體(ti) 係的現代化水平，減輕了人民的勞動強度，但由於(yu) 資金與(yu) 技術的條件限製，仍有很多問題存在[10]：係統兼容性差：國內(nei) 糧情測控係統產(chan) 品生產(chan) 廠家頗多，標準也良莠不齊，沒有統一的行業(ye) 標準，使用不同廠家的糧情測控係統，係統結構不同，互不兼容，極易造成資金浪費，不利於(yu) 實際的使用與(yu) 維修；係統抗幹擾能力差、檢測精度低：國內(nei) 係統通訊主要以有線為(wei) 主，在模擬信號傳(chuan) 輸的過程中，容易受電磁、工業(ye) 等信號幹擾，直接使係統的檢測精度下降。此外，糧倉(cang) 內(nei) 傳(chuan) 感器布置節點、引線長且多，容易受到機械破壞，係統中的電子元件易受雷擊、靜電等幹擾，引起較大的測量誤差甚至導致整個(ge) 測控係統崩潰[11]；係統檢測項目少、智能化水平低：我國目前的檢測係統主要對糧食的溫度、濕度進行檢測，由於(yu) 技術水平限製，導致糧食含水率、氣體(ti) 濃度、害蟲密度等指標都沒辦法檢測。測控係統的功能簡單，智能化水平低，隻有數據監測、存儲(chu) 、顯示燈基本功能，不能綜合處理糧食含水率、氣體(ti) 濃度、害蟲密度等綜合糧情測控指標，無法預測糧情的變化趨勢和采取合理有效的自動處理措施；係統元器件易損壞：測控係統中的通信電纜多是銅芯鍍錫線，安裝時接線端頭容易出現連線、漏接、斷線等情況。另外，糧庫中的環流熏中蒸劑與(yu) 糧庫內(nei) 潮濕空氣發生化學反應後，極易與(yu) 金屬電子元器件反應，導致線路及連接處造成損壞，致使線路接觸不良或形成導電液體(ti) ，係統易出現短路、斷路或數值過高、過低等問題，從(cong) 而使係統測量的準確度降低[12]。 　　5 糧情測控係統/智慧糧庫係統 結束語 
　　糧情測控係統/智慧糧庫係統 綜上所述，糧情測控係統是實現科學保糧的關(guan) 鍵技術之一，對保證我國糧食安全和國民穩定經濟的發展具有重大意義(yi) 。本文對糧情測控係統的組成和工作原理進行介紹，並闡述了糧情測控係統的國內(nei) 外的發展狀況。通過國內(nei) 外發展狀況的闡述，指出了我國糧情測控係統發展中存在的問題。我國應該加強對糧情測控係統的研究，提高測控係統的發展水平，進一步健全和完善糧食儲(chu) 備體(ti) 係，保障國家糧食安全。 
　　糧情測控係統/智慧糧庫係統 參考文獻 
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　　作者簡介：息裕博（1989-），男，碩士研究生，吉林農(nong) 業(ye) 大學專(zhuan) 業(ye) ：農(nong) 業(ye) 電氣化與(yu) 自動化，研究方向：智能化檢測與(yu) 控製技術。

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