【文章內(nèi)容簡介】 6 設(shè)備管理系統(tǒng)設(shè)備管理系統(tǒng)可以對網(wǎng)關(guān)、采集節(jié)點(diǎn)、控制節(jié)點(diǎn)、設(shè)備參數(shù)等設(shè)備信息進(jìn)行綜合管理?？商峁┲庇^的頁面，方便用戶對設(shè)備信息進(jìn)行查找和管理。(1)網(wǎng)關(guān)管理管理網(wǎng)關(guān)的基本信息，包括網(wǎng)關(guān)基本信息的增加、刪除、修改、按條件查詢的功能。(2)采集節(jié)點(diǎn)管理管理采集節(jié)點(diǎn)的基本信息，包括采集節(jié)點(diǎn)基本信息的增加、刪除、修改、按條件查詢的功能。(3)控制節(jié)點(diǎn)管理管理控制節(jié)點(diǎn)的基本信息，包括控制節(jié)點(diǎn)基本信息的增加、刪除、修改、按條件查詢的功能。(4)設(shè)備參數(shù)管理管理設(shè)備參數(shù)的基本信息，包括設(shè)備參數(shù)基本信息的增加、刪除、修改、按條件查詢的功能。8專家服務(wù)系統(tǒng)專家服務(wù)系統(tǒng)提供專業(yè)的農(nóng)業(yè)病蟲害管理、農(nóng)機(jī)農(nóng)具管理等一系列可定制功能。病蟲害防治系統(tǒng)建立病蟲害防治數(shù)據(jù)庫，提供病蟲害預(yù)防與智能推理診斷服務(wù)。1 專家防治專家防治系統(tǒng)是結(jié)合農(nóng)業(yè)特點(diǎn)推出的一項(xiàng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)服務(wù)。它將信息技術(shù)和農(nóng)業(yè)技術(shù)相結(jié)合，解決農(nóng)業(yè)病蟲害的綜合防治等問題。專家防治系統(tǒng)在基層用戶需求的基礎(chǔ)上，運(yùn)用專家總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)作為分析判斷的基礎(chǔ)和原則，建立了高效、完善的蔬菜病蟲害防治知識(shí)庫。系統(tǒng)在為用戶詳細(xì)分析農(nóng)產(chǎn)品知識(shí)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，可以為用戶提出適合該領(lǐng)域的知識(shí)分類及各種建議。系統(tǒng)主要由農(nóng)產(chǎn)品管理、病害管理、蔬菜病害、無公害防治方案等幾大模塊構(gòu)成，集成了多種常見農(nóng)作物的病蟲害防治技術(shù)、農(nóng)資使用技術(shù)等?？蓪?shí)現(xiàn)多種農(nóng)作物病蟲害的文字、圖片文件等多種媒體方式的信息存儲(chǔ)、添加、刪除、修改和查詢。(2)專家在線系統(tǒng)提供專家在線服務(wù)，由農(nóng)業(yè)專家對用戶提出的問題進(jìn)行實(shí)時(shí)交流，幫助用戶解決農(nóng)業(yè)問題，指導(dǎo)農(nóng)機(jī)操作。服務(wù)內(nèi)容主要包括平衡施肥、控制水分、病蟲害綜合防治、延長保鮮期等多方面內(nèi)容。五糧食倉儲(chǔ)管理子系統(tǒng)隨著我國社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國儲(chǔ)糧科學(xué)技術(shù)研究事業(yè)發(fā)展較快，也取得了不少新成果、新技術(shù)，掌握了糧食在不同儲(chǔ)藏條件下的演變規(guī)律和理論根據(jù)，不同生態(tài)環(huán)境中蟲霉消長規(guī)律及防治方法；糧堆機(jī)械通風(fēng)、低溫及氣調(diào)技術(shù)已形成多形式的選型、定型的工藝設(shè)計(jì)與設(shè)施；我國已制訂出糧油儲(chǔ)藏技術(shù)規(guī)范；糧食儲(chǔ)藏的基礎(chǔ)研究也取得了新進(jìn)展，如不同溫度、水分、氣體成分對不同糧種在儲(chǔ)藏期的變化、陳化機(jī)理及品質(zhì)劣變指標(biāo)的研究成果，從而提出了儲(chǔ)藏保鮮可能性的限期。然而，同其它科學(xué)一樣，糧食倉儲(chǔ)研究也是無止境的，況且，我們在倉儲(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域里所做的努力還沒有完全滿足實(shí)際儲(chǔ)藏工作的需要。現(xiàn)階段，我國糧食倉儲(chǔ)管理的信息化水平較低，糧食系統(tǒng)的信息集成分析能力有限，近些年來，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，越來越多的新的信息技術(shù)被應(yīng)用到了糧食倉儲(chǔ)方面，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)便是其中之一，綜合這些因素，這就需要國家組建面向糧食行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)，加大糧食倉儲(chǔ)的信息化管理和智能化控制，提高我國糧食倉儲(chǔ)的信息化水平。本文將詳細(xì)的介紹糧食倉儲(chǔ)的過程，涉及影響糧食倉儲(chǔ)的多個(gè)方面，如糧倉的溫度、濕度、蟲害、氣密性以及防水防漏監(jiān)測等，分別講如何智能的控制這些因素，從而達(dá)到降低糧食倉儲(chǔ)損失的目的。糧食儲(chǔ)藏過程是由群體籽粒（種子）組成的生態(tài)體系來體現(xiàn)的，它本身是活的有機(jī)體，內(nèi)部不斷進(jìn)行著有生命的、生物化學(xué)的復(fù)雜變化，這種生命的、生理的、化學(xué)的現(xiàn)象必須加以定向控制，以保持它固有的品質(zhì)，同時(shí)還受環(huán)境條件的、物理的、物理化學(xué)的因子制約（如糧食及所處環(huán)境的水分、溫度、濕度及空氣組成等）。故糧食倉儲(chǔ)的過程是一種多學(xué)科的、采取自然調(diào)節(jié)或調(diào)控技術(shù)相配合的科學(xué)。所以，設(shè)計(jì)和運(yùn)用現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)進(jìn)行糧食儲(chǔ)藏是必須的，也是刻不容緩的。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，信息化逐漸應(yīng)用于各行各業(yè)，糧食倉儲(chǔ)行業(yè)也開始信息化，智能化，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是近些年來信息化產(chǎn)業(yè)的誕生物，所以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于糧食倉儲(chǔ)方面，也是一種智能倉儲(chǔ)的表現(xiàn)，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實(shí)時(shí)掌握糧食糧情數(shù)據(jù)，提高糧食倉儲(chǔ)管理水平。利用傳感器等信息感知設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測糧倉內(nèi)糧食的溫度、濕度，并實(shí)現(xiàn)對這些條件的自動(dòng)調(diào)節(jié)。利用壓力傳感器監(jiān)測糧倉內(nèi)糧食的總量變化，為合理控制庫存創(chuàng)造條件。本文按順序依次介紹物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在糧食倉儲(chǔ)上的應(yīng)用，糧食的組成，糧倉的分類，糧食的散落特性，影響糧食倉儲(chǔ)的因素以及糧食倉儲(chǔ)的發(fā)展趨勢這幾個(gè)大的模塊來寫，每個(gè)大的模塊下又分別包含不同小的部分，從而將整個(gè)糧食倉儲(chǔ)環(huán)節(jié)的智能化完整的展現(xiàn)出來。傳感器是構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)單元，是機(jī)器感知物質(zhì)世界的“感知器官”，是物聯(lián)網(wǎng)獲取物質(zhì)世界相關(guān)信息的主要來源點(diǎn)。具體的說，傳感器就是一種能夠?qū)崟r(shí)感知識(shí)別物體當(dāng)前信息的元器件。國家標(biāo)準(zhǔn)GB766_587對傳感器描述的定義是:“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成?！眰鞲衅魇悄軌驒z測物體信息的一種檢測裝置，并能將檢測到的信息按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信號(hào)或其他信號(hào)形式輸出，達(dá)到為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的處理、傳輸、分析提供原始信息的目的。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)，尤其是在自動(dòng)化行業(yè)中，單靠人們的自身感覺器官無法準(zhǔn)確采集和控制生產(chǎn)過程中的各個(gè)參數(shù)，而傳感器是獲取這些參數(shù)的途徑和手段，使設(shè)備工作在最佳狀態(tài)，產(chǎn)品達(dá)到更高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。同理在糧食倉儲(chǔ)過程中，如果依靠人工定期的清倉查庫來獲取糧情數(shù)據(jù)及糧食是否霉變等信息，將會(huì)耗費(fèi)大量的人力及財(cái)力，而采用傳感器能準(zhǔn)確地獲取糧倉內(nèi)的糧情數(shù)據(jù)，為倉管人員控制熏蒸通風(fēng)設(shè)備提供可靠的依據(jù)。傳感器技術(shù)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展，推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步方面發(fā)揮著極大的作用。如今，傳感器的應(yīng)用己經(jīng)遍及到工業(yè)生產(chǎn)、海洋探測、宇宙開發(fā)、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)等各個(gè)領(lǐng)域。同時(shí)隨著科技的不斷發(fā)展，傳感器也正向信息化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)的目的是實(shí)現(xiàn)信息共享和智能化控制?？刂萍夹g(shù)和控制方式的智能化將是物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)發(fā)展的主要方向。面向倉儲(chǔ)的糧情監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)是通過感知糧情數(shù)據(jù)，通過分析糧情數(shù)據(jù)的變化來智能控制熏蒸系統(tǒng)及通風(fēng)裝置等控制設(shè)備的啟動(dòng)和關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)糧倉糧食控制與管理的綜合化及一體化。：低溫儲(chǔ)藏使糧食的呼吸活動(dòng)大大減弱，可延緩糧食的陳化，保持糧食的新鮮度并降低儲(chǔ)糧自然減量損失。糧食在10℃時(shí)儲(chǔ)藏，由于呼吸產(chǎn)生的干物質(zhì)損失要比在20℃和30℃時(shí)儲(chǔ)藏分別少4倍和15倍。當(dāng)糧溫達(dá)到13℃時(shí)，害蟲的繁殖和活動(dòng)就基本停止，糧溫降至10℃時(shí)完全停止，因此低溫儲(chǔ)藏可以避免糧食遭受蟲害而造成的損失。DS18B20是美國DALLAS半導(dǎo)體公司繼DS1820之后最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，他能夠直接夠直接讀出被測溫度并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。，并且從DS18B20讀出的信息或?qū)懭隓S18B20的信息僅需要一根口線（單線接口）讀寫,溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的DS18B20供電，而無需額外電源。因而使用DS18B20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單，可靠性更高。他在測溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面較DS1820有了很大的改進(jìn)，給用戶帶來了更方便的使用和更令人滿意的效果。下面為該傳感器的一些主要特點(diǎn)：(1)獨(dú)特的單線接口方式：DS18B20與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊；(2)在使用中不需要任何外圍元件；(3)可用數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍：+~+；(4)測溫范圍：55~+125℃。℃；(5)通過編程可實(shí)現(xiàn)9~12位的數(shù)字讀數(shù)方式；(6)用戶可自設(shè)定非易失性的報(bào)警上下限值；(7)多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測溫；(8)負(fù)壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作；糧食在通常儲(chǔ)藏過程中，含水量一般在12%以下為安全狀態(tài)，不會(huì)產(chǎn)生溫度突變，一旦糧倉進(jìn)水、結(jié)露等使糧食的含水量達(dá)到20%以上時(shí)，由于糧粒受潮，胚芽萌發(fā)，新陳代謝加快而產(chǎn)生呼吸熱，使局部糧食溫度突然升高，必然引起糧食“發(fā)燒”和霉變，并可能形成連鎖反應(yīng)，從而造成不可挽回的損失?！?4%。測量空氣濕度的方式很多，其原理是根據(jù)某種物質(zhì)從其周圍的空氣吸收水分后引起的物理或化學(xué)性質(zhì)的變化，間接地獲得該物質(zhì)的吸水量及周圍空氣的濕度。電容式、電阻式和濕漲式濕敏原件分別是根據(jù)其高分子材料吸濕后的介電常數(shù)、電阻率和體積隨之發(fā)生變化而進(jìn)行濕度測量的。下面介紹HS1100/HS1101濕度傳感器及其應(yīng)用。濕度檢測采用HS1101型濕度傳感器，HS1101是HUMIREL公司生產(chǎn)的變?nèi)菔较鄬穸葌鞲衅?，HS1101 濕敏電容是基于獨(dú)特工藝設(shè)計(jì)的電容元件。下面為該傳感器的主要特點(diǎn)：(1)高精度：177。2%RH，極好的輸出線性；(2)寬量程：1—99%RH，寬工作溫度40—100℃；(3)濕度輸出受溫度影響小，常溫使用不需溫度補(bǔ)償；(4)響應(yīng)速度快：5秒；浸水或結(jié)露后迅速恢復(fù)10秒；(5)抗靜電，防灰塵，有效抵抗各種腐蝕性物質(zhì)；(6)長期穩(wěn)定性可靠性好：%RH/年；氣體濃度監(jiān)側(cè)試驗(yàn)研究小麥自身呼吸及昆蟲和霉菌活動(dòng)產(chǎn)生CO2氣體的特點(diǎn)。結(jié)果表明安全水分小麥呼吸水平較低，%。昆蟲活動(dòng)可顯著提高糧堆中的CO2氣體濃度；另外發(fā)現(xiàn)安全水分的糧食自身呼吸作用微弱，產(chǎn)生CO2氣體量很少，不僅在生長部位可檢測到CO2氣體濃度的顯著升高，其產(chǎn)生的CO2氣體還可以通過擴(kuò)散作用，快速向周邊傳導(dǎo)，可以在蟲霉活動(dòng)點(diǎn)以外的部位檢測到CO2氣體濃度的變化。因此，可以通過在糧堆中設(shè)置適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測點(diǎn)，準(zhǔn)確、靈敏地監(jiān)測糧堆中的蟲霉活動(dòng)。與糧堆側(cè)溫方法相比，當(dāng)模擬霉變點(diǎn)的溫度隨著霉菌的活動(dòng)升高16℃時(shí)，水平相距1 m和2m的部位未檢側(cè)到溫度的顯著變化(p)。因此，在糧倉中采用側(cè)定CO2氣體的方法監(jiān)側(cè)蟲霉活動(dòng)可顯著提高監(jiān)側(cè)靈敏度。紅外CO2傳感器利用非色散紅外（NDIR）原理對空氣中存在的CO2進(jìn)行探測，具有很好的選擇性，無氧氣依賴性，廣泛應(yīng)用于存在可燃性、爆炸性氣體的各種場合。英國Clairair公司高分辨率紅外CO2傳感器Prime2傳感器利用 NDIR技術(shù)檢測CO2氣體濃度。該傳感器內(nèi)部有一個(gè)紅外光源，一個(gè)雙元件紅外探測器，一個(gè)獨(dú)特的光波導(dǎo)讓氣體擴(kuò)散進(jìn)去，ARM7內(nèi)核微處理器，輸出電壓與電源極性無關(guān)。內(nèi)部的集成電路可以實(shí)現(xiàn)的功能如驅(qū)動(dòng)光器件，提取檢測信號(hào)，把信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為濃度，進(jìn)行溫度補(bǔ)償和量化輸出值等。在催化燃燒配置時(shí)，Prime2可以在滿足電源供電要求的條件下，不改變電路并完全替代催化燃燒傳感器。當(dāng)Prime2用于恒流催化燃燒電路時(shí)，外圍元件需要滿足電源要求。該傳感器的主要特點(diǎn)為：(1)工作不受供電極性影響；(2)線性電壓輸出或模擬催化燃燒電橋輸出；(3)工作電壓范圍 ；(4)工作電流典型值為 80mA；(5)最新的 MEMS 探測器技術(shù)；(6)量程：從05000ppmCO2到010%VolCO2；(7)全金屬結(jié)構(gòu)，絕緣外殼；(8)體積??；(9)靈活的電路訪問設(shè)置；(10)用戶可以通過硬件連接進(jìn)行標(biāo)定；(11)寬溫度工作范圍；(12)快速響應(yīng)；糧食是小麥、稻谷、玉米、谷子、大麥等禾谷類籽粒及薯類、豆類等的總稱。不同的糧食種類因?yàn)槭艿竭z傳特性、地理環(huán)境和栽培條件等眾多因素的影響，每一種糧食的形態(tài)特征也各不一樣，具有獨(dú)特的形態(tài)結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，既有共性，又有個(gè)性，這些都對糧油儲(chǔ)藏產(chǎn)生有利或不利的影響。從糧食倉儲(chǔ)的角度出發(fā)，糧食中包圍在胚和胚乳外部的種皮，形成了抵御不利儲(chǔ)藏環(huán)境的保護(hù)組織，對糧食儲(chǔ)藏是有利的。而糧粒的胚部則含有較多的營養(yǎng)成分和水分，生命活動(dòng)旺盛，最容易受到蟲霉感染。一般說來，胚越大，儲(chǔ)糧穩(wěn)定性越差，這是儲(chǔ)糧不利的一面。因此，各種糧食構(gòu)造不同，是導(dǎo)致各種糧食儲(chǔ)藏穩(wěn)定性差異的原因之一。下面介紹下糧粒和糧堆的概念：糧食顆粒堆聚而成的群體叫做糧堆。糧食儲(chǔ)藏研究的對象是糧食群體，而不是單一的糧食籽粒。據(jù)測定500克稻谷約20000粒、小麥15000粒、玉米1500——2000粒、蠶豆400——600粒、油菜籽170000——240000粒。通常糧倉裝糧50——250萬千克，形成數(shù)目相當(dāng)大的糧粒組成的糧食群體——糧堆。影響糧食儲(chǔ)藏穩(wěn)定性和糧食儲(chǔ)藏質(zhì)量的主要物理因素是糧食的散落性、自動(dòng)分級、孔隙度，對于各種蒸氣和氣體的吸收、吸附和解吸能力以及糧食的熱傳導(dǎo)、濕熱擴(kuò)散與熱容量等。在糧堆這個(gè)特定的環(huán)境中，這些基本物理因素直接影響儲(chǔ)糧穩(wěn)定性。二十世紀(jì)末，我國利用國債資金興建了大批以高大平房倉、淺圓倉和立筒倉為主要倉型的國家儲(chǔ)備糧庫，廣泛推廣應(yīng)用了糧情測控、環(huán)流熏蒸、機(jī)械通風(fēng)和谷物冷卻技術(shù)“四項(xiàng)儲(chǔ)糧新技術(shù)”，配備了環(huán)流熏蒸系統(tǒng)、糧情測控系統(tǒng)、谷物冷卻機(jī)、糧食烘干系統(tǒng)以及“四散”作業(yè)設(shè)施等一批先進(jìn)的糧食儲(chǔ)藏新技術(shù)設(shè)備。同時(shí)，根據(jù)新時(shí)期儲(chǔ)藏技術(shù)需求特點(diǎn)，相繼研發(fā)推廣了智能控制儲(chǔ)糧機(jī)械通風(fēng)技術(shù)，低劑量磷化氫環(huán)流熏蒸技術(shù)、智能糧情檢測分析技術(shù)和高效谷物冷卻技術(shù)，并將四項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了集成創(chuàng)新和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，制定發(fā)布了《糧油儲(chǔ)藏技術(shù)規(guī)范》、《糧食倉庫安全操作規(guī)程》等一批技術(shù)性規(guī)范和操作規(guī)程，大大提高了糧食儲(chǔ)藏裝備水平，提升了技術(shù)和設(shè)備的整體效能，有效解放和發(fā)展了生產(chǎn)力。下面介紹我國目前廣泛使用的糧倉種類。第一類是以蘇式倉為主體的老庫，這些庫目前占已命名的國家糧食儲(chǔ)備庫的40%。這些糧庫容量較大，可以存糧為1億斤，倉房類型主要是蘇式倉。近些年來己經(jīng)有一些對糧倉的吊頂進(jìn)行了改造、提升和加高。因?yàn)槭褂脮r(shí)間較長，有些糧庫的環(huán)境己經(jīng)很差，幾乎沒有機(jī)械化的設(shè)備與之配套，只能采用自然通風(fēng)手段對糧食進(jìn)行保管。由于糧倉沒有通風(fēng)設(shè)施，只能在糧庫的頂部開一些自然通風(fēng)口對糧庫室內(nèi)外的空氣進(jìn)行交換。這些糧庫普遍存在于經(jīng)濟(jì)條落后、電力供應(yīng)不足的地區(qū)，這種通風(fēng)方式只適合臨時(shí)性儲(chǔ)藏糧食的一些比較矮的倉體。對于一些倉體比較高的糧庫，自然通風(fēng)沒有辦法滿足糧食儲(chǔ)藏的要求。通常是把糧食晾曬到其水分達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)后再把糧食存入糧倉，如果發(fā)生糧溫過高，還得再把糧食出倉，進(jìn)行晾曬，等糧溫再次降至標(biāo)準(zhǔn)才能放入糧倉，這樣的管理方式相當(dāng)不方便，而且儲(chǔ)糧的經(jīng)濟(jì)效益很低。第二類庫為六十年代和七十年代建的庫，目前在我國己命名的國家糧食儲(chǔ)備庫中占約10%。這部分倉庫主要是簡易倉，倉庫類型包括房式倉、磚砌圓筒倉、地下庫以及山洞庫。雖然這些糧庫的機(jī)械通風(fēng)設(shè)施也比較少，但是對于長期儲(chǔ)藏糧食卻有著自身的優(yōu)勢，尤其是其中的地下庫