射频技术在粮仓无线监控系统中的应用

1. 引言

粮食的安全存储是关系到国计民生的战略大事，科学保粮具有重要的社会意义与经济价值。粮仓监控系统主要完成对粮食温度、湿度和气体浓度等参数的采集、存储和向监控中心传送数据以及执行监控中心的指令等功能。传统的粮仓监控系统中粮仓与监控中心大多采用RS-485等有线连接的数据通信方式，使得系统抗干扰差、连线繁多、扩展困难；当一个节点出现问题时还会影响整个系统，不利于粮仓的监控与管理。为此，本文给出了一种基于射频技术的粮库无线监控系统。

2．监控系统的组成和设计

粮食在存储期间，由于环境、气候和通风条件等因素的变化，粮仓内的温度或湿度会发生异常，这极易造成粮食的腐烂或发生虫害。同时粮仓中粮食储存质量还受到粮仓中气体、微生物以及虫害等因素的影响。针对粮食存储的特殊性，粮仓监控系统一般以粮仓和粮食的温度与湿度为主要检测参数，粮仓内气体成分含量为辅助参数。

粮仓无线监控系统由粮仓粮情检测点、无线通信终端和监控中心等组成，其系统结构示意图如图1所示。

图1. 系统结构示意图

粮仓无线监控系统主要具有数据采集与传送、数据分析与处理、数据存储与检索、数据表格显示与打印输出、实时控制以及报警等功能。现场监测仪采集粮仓粮情的相应参数, 如粮食温度、仓库温度、相对湿度、粮食水分、粮仓内二氧化碳和硫化氢气体含量等,并定时或根据指令发送至监控中心；监控中心将收到的采样数据以表格形式显示和存储，然后将其与设定的报警值相比较，若实测值超出设定范围，则通过屏幕显示报警或语音报警，并打印记录。与此同时，监控中心可向现场监测仪发出控制指令，监测仪根据指令控制空调器、吹风机、除湿机等设备进行降温除湿，以保证粮食存储质量。监控中心也可以通过报警指令来启动现场监测仪上的声光报警装置，通知粮库管理人员采取相应措施来确保粮食存储安全。

粮仓无线监控系统各部分的主要组成如下：

(1). 现场监测仪。现场监测仪由温度传感器、湿度传感器、气体浓度传感器等传感器和微控制器及控制信号输出模块等构成。

(2). 无线通信终端。无线通信终端由无线收发芯片和微控制器组成。

(3). 监控中心。PC机、监控管理软件构成了监控中心的主体。

3．无线通信终端的硬件和软件设计

3.1 无线通信终端的硬件设计