粮仓粮库分布式光纤温度监测管理系统

设

计

方

案

*部分：概述

（1）粮食仓储概述

    我国现有14亿人口，粮食储藏好坏是关系到人民健康、市场供给、国家稳定的大事。随着人口增长迅速、耕地逐年减少、人类对社会物质生活的需求愈来愈高。粮食的利用与保护得到社会的更加重视，人类必须杜绝粮食浪费与霉烂现象发生，珍惜粮食。

    我国是世界上大粮食生产和消费国。据统计，我国粮食收获后在脱粒、晾晒、贮存、运输等过程中的损失高达15％，远远超过粮农组织规定的5％，在这些损失中因未达到安全水分造成霉变、发芽等损失的粮食又占到5％。

    粮食在储藏期间，如果水分超标，粮堆内部的水分就表现出向表面及粮粒间隙中的空气缓慢游离的趋势，因粮食水分从不流动的空气中逸出比较困难，它在粮粒间聚集，当湿度达到饱和点时即开始凝结，随之产生发酵和局部温度升高现象，这又促使粮粒释放出水分和加速相应的发酵过程。当环境温度升高，粮食中带有的粉尘、杂质、特别是有机物杂质加速了上述过程，严重威胁到安全储粮，导致粮食腐烂。

    因此粮仓粮库环境应保持通风、干燥，内外整洁有序。粮库中应采取防鼠、防蝇、防虫、

防盗等设施，杜绝有害虫类的滋生。

（2）粮仓粮库温度监测系统应用背景

     建国以来，经过六十多年的发展，我国粮食仓储技术得到了长足发展，在某些领域已经达到*水平，但就整体而言，我国粮食仓储技术与发达国家相比，仍与一定的差距。目前，大部分粮仓库仍为人工监控管理，如降仓温通风是仓房日常管理中，尤其是低温储粮管理中的一项操作较为频繁、辛苦的工作，经常需要在半夜开机：由于粮食呼吸，储粮稳定性较差，保管员需不断翻动粮面，通风降温散湿，因此国家需要投入大量人力。粮情，粮仓温度靠人工监测，保管员需要频繁巡查，工作强度大，并且监测结果不精确。

（3）粮情测控系统的意义
　　粮食是国家的战略商品，也是人们生存的物质基础，粮食的存储安全十分重要。为了尽可能地减少粮食存储过程中因发热、霉变等原因造成的损失，需要对存储粮食内的多种物理量进行实时检测，并根据所测数据对粮情状态加以判断，以便及时消除隐患。影响粮食存储安全的因素有多种，其中粮仓内粮食的温度是关键。为了减少粮食在存储过程由于其发生质变而引起的损失，保证粮食的质量和品质，就需要及时准确地掌握存储中的粮食的各种物理参数信息，总结分析其变化规律，预测出存储的粮食安全状况，判断是否可能发生霉变，实现科学化保粮。因此，利用智能化的粮情测控系统对影响粮食储存质量的因素进行分析和控制，成为粮仓现代化建设的必然选择。

第二部分:基于光纤测温技术的粮情测控系统

（1）分布式光纤测温技术特点
　　我公司研制出一种基于光纤测温技术的粮情测控系统，该系统采用光纤测温技术实现温度的采集，结合湿度、气体、虫情等信息全面分析粮情，发现异常时将进行报警或联动控制通风设备，实现对粮仓的实时全程监测与调控，为粮食的存放营造合适的条件，达到长期安全、有效保存粮食的效果。

（2）组成结构
　　本系统采用先进的光纤测温技术、数字通信技术、计算技术，将各监测点的温度进行统一采集与管理，通过温度监测软件进行分析处理。整个系统可分为硬件部分和软件部分，硬件部分主要包含光纤温度监测系统；而软件部分主要完成数据的分析、存储、显示，具有实时显示、实时曲线、历史曲线、数据自动记录存储、超限软件报警、生成报表、数据导出、支持远程WEB访问监测数据等功能。 此外，本系统既可以对单个粮仓进行监控，也可以多个粮仓组网，甚至将某个地区、省内的所以粮仓通过统一的监管平台进行统一监测，以起到统一管理、统一监控的一站总部式管理。 

系统结构图如下所示：

图1 基于光纤测温技术的粮情测控系统结构图

  （3）技术参数

     光纤测温主机参数:

    多模感温光缆技术参数:

（4）系统功能特点

◇粮库环境温度监测

     通过分布式光纤监测粮仓粮库内的环境温度，并能对数据进行采集、分析运算、控制、存储、发送等。    

◇数据存储功能

     具有大容量数据存储功能，现场可显示、查询监测数据和设备工作参数。

◇设备联动控制功能

      降温、散湿、通风是仓房日常管理中的一项操作较为频繁、辛苦的工作，经常需要在半夜开机，由于粮食呼吸，储粮稳定性较差，保管员需不断翻动粮面，通风降温散湿。实现仓窗、制冷、制热、通风等设备自动开关，对提高工作效率、降低劳动强度意义重大。

     --上位机控制平台可根据粮库环境的要求，对已设置的温湿度数学模型进行分析，自动计算和控制加热、制冷、降湿、通风等设备状态，也可根据人工设定的数值定时控制设备或根据需要进行人工开启。

◇防火自动报警功能

    可提供现场声光报警，监测系统报警，并通过电话语音拨号报警或发送报警短信通知相关人员。

◇现场报警功能

    用户可设定某些参数指标的上限和下限，根据温湿度实测值与人工设定的超限值进行对比分析，若实测值超过设定的范围，则通过屏幕显示报警或现场声光报警。

◇远程传输和网络管理功能

    可联网远程传输现场监测到的各种信息，上级部门可随时调用、检查粮库环境的各项数据、报表，提供集中式系统管理及数据检索功能，可与其它信息系统共享数据，支持TCP/IP协议。

（5）对比优势
　　传统的粮库测温系统通过测温电缆实现温度数据的采集，存在着布设困难、故障率高、难以维护等缺陷，会发生由缆线引入雷击、熏蒸损坏连接节点等问题。光纤测温技术的应用可解决上述不足，主要表现在：
　　1、测温光纤抗电磁干扰能力强、本征防雷防爆；测温电缆易受电磁干扰、雷击、瞬间脉冲电流等的影响；
　　2、测温光纤耐气体腐蚀性强；测温电缆接线端头采用铜线，熏蒸气体对铜有*的腐蚀性，易造成线路虚断，数据丢失；
　　3、测温光纤本征无源，可以做到电不进仓，有利于粮食储藏安全；测温电缆为有源部件，对粮食储藏有安全隐患；
　　4、测温光纤分布式测温、精度高、测温点多、每0.5米一个测温点，有利于粮堆温度场的监测；测温电缆准分布式、测温点少、每2米一个测温点，2米间隔内的粮温无法测量；
　　因此，光纤测温与电缆测温项目相比具有本征安全、防雷防爆、耐腐蚀性强、精度高、连续性好等优点。

第三部分总结

　　基于光纤测温技术的粮情测控系统可以很好的解决粮食储藏中的主要因素，能及时的对每个仓内粮食质量的变化情况进行检测、能实时对监测数据进行分析和预测、能对异常情况做出报警、能满足各个粮库自身的管理。

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