智能化测温系统在粮食仓库中的应用

【摘要】本文阐述了智能化温度测量系统在粮食仓库中的应用情况。介绍粮仓温度测量方法以及相应的智能控制问题，以解决现代粮食仓库容量大而造成温度难以精确测量的难题，保证粮食在适宜的温度下储藏，避免温度过高造成粮食变质发霉等实际问题。 【关键词】智能化温度测量温度传感器 一、背景

一般来说，粮食存放在粮仓中，大型的粮仓可存放数以万计的粮食，而且这些粮食存放的时间有长有短。为了保证存放在粮仓中的粮食不致腐烂变质，就必须使粮仓内的温度保持在一定的范围之内。为了达到以上的要求，必不可少的就需要使用既稳定又精确的粮情智能测控管理系统。

粮情智能测控系统是通过计算机检测粮食储备库中粮食的基本温度情况，并结合其他粮情信息(如入仓时间、品种、仓型、天气状况等)进行综合分析。利用微机技术对粮仓进行监控，用户可方便地构造自己需要的数据采集系统，在任何时候把粮仓现场的信息实时地传到控制室，管理人员不需要深入现场，就可查看历史数据，优化现场作业，提高生产效率，增强了国家粮食储备安全水平，以获得实时粮仓管理，实现自动化、智能化。 二、目的和意义

科学储粮是粮食生产的一个重要环节，若管理不当，粮食发霉或生虫会造成极大浪费。粮库管理中最重要的问题是监测粮堆中的温

度变化。粮库一般由几十个甚至上百个水泥或钢板构成的圆型仓组成，仓高20-30m。现在，我国在粮仓建设上已经实现规范化，但是监测手段一直未能实现同步现代化。我国许多储备粮库每年都因测控设备的不完善而导致部分粮食霉变，许多大型储备粮库的测控设备仍需高价进口，因此国家准备在未来的几年内对全国所有的粮库进行翻新和改造工作，要求规范粮库管理，实现粮库管理现代化。 影响储粮安全的最主要因素是粮堆内的温度，这就要求能有一种有效的、低成本的仪表来实现监测控制功能，使得管理人员能够方便有效地进行监控操作。如果用单片机作为前沿机对现场进行数据采集，通过对采集的数据进行分析(温度设定，实时温度显示，报警电路)。

利用单片机技术对粮仓进行检控，用户可以方便地构造自己所需要的数据采集系统，在任何时候把粮仓现场的信息实时地传到控制室，管理人员不进入现场就可以按照所需的温度要求对粮仓内的温度情况进行控制，提高了生产效率，增强了粮仓内存储安全，获得了粮仓的实时管理，实现自动化，智能化。微机测量是微机设计的第一步，是微机测量技术的现场部分，即测量粮仓中的温度，并使用单片机对测量的数据进行处理并对粮仓内的温度进行控制。 三、国内外技术发展趋势

粮情检测技术是科学保粮的关键技术之一。随着电子技术、计算机应用技术的进步和发展，计算机的应用范围日益扩大，计算机被应用于粮情监控系统。初期，以铜电阻，热敏电阻作为传感器件，

通过检测电阻的变化来反映粮食温度的变化，为粮食保管提供参考依据。但此工作靠人工测量，效率低，准确性差。在粮食部门各级领导的关怀和粮食行业科技主管部门的大力支持下，在粮食行业内、外广大科技工作者近30年的共同努力下，粮情检测技术不断完善、提高、并日趋成熟，逐步形成了样式繁多的粮情检测系统，为安全、科学储粮起到了积极作用。

目前国内已有数十家企业生产粮情监控系统产品，品种繁多，系统结构各异，但其基本功能无外乎粮仓内外温湿度检测、粮食内部温度检测及分析、通风机械的控制等几项，鉴于粮食储藏的特殊性，系统功能的重点放在了储粮内部温度的检测和分析上。粮情监控系统可以根据采用的温度传感器的不同进行如下分类：

1 热敏电阻式。以温度变化导致阻值的变化为工作原理的热敏电阻，因其具有成本低、体积小、简单、可靠、响应速度快、容易使用等特点，成为国内粮情检测系统中采用最多的温度传感器。热敏电阻的电阻温度系数较高，室温通常也较高，因此其自身发热较小，信号调节较为简单。但热敏电阻也存在缺点，如：是互换性差、温度与输出阻值之间呈非线性关系。

2 数字温度传感器式。数字式温度传感器的种类也不少，但用于粮情测控系统的温度传感器主要是dallas的dsl8x20系列温度传感器，其温度检测范围为－55℃～+125~c，检测精度为±0.5℃。dsl8x20采用1一wiretm接口，封装形式有pr一35和ssop一16两种，粮情测控系统中采用的是pr一35封装。dsl8x20采用9个

位表示测温点的温度值，每个dsl8x20内部都设置有一个单一的序列号，因此可以使多个dsl8×20共存于同一根数据传输线上。ds18×20内部分为4个部分：(1)位序列号；(2)保存临时数据的8字节片内ram；(3)保存永久数据的2字节eeprom；(4)温度传感器。 采用数字式温度传感器粮情测控系统的结构与采用热敏电阻粮情测控系统的结构大致相同，只是用测控单元替代了智能分机、扩充接线器替代了温度分线器。测控单元与智能分机的区别在于没有用于将温度信号数字化的a／d转换电路，取而代之的是1一wiretm总线与上层通信总线之间的通信转换电路，如果系统选用了数字式湿度传感器则测控单元将完全由数字电路组成，而智能分机是由数字电路和模拟电路两部分构成的，这将使测控单元的电路设计更为容易。

采用ds18×20温度传感器的粮情测控系统的测温电缆与热敏电阻测温电缆大不相同，该测温电缆最多只需3根导线即可连接多个ds18×20温度传感器。最为简洁的结构是利用ds18×20可以通过数据线供电的特点，在测温电缆中只放置两根平行的细钢丝绳即可连接多个ds18×20温度传感器，这样不仅使测温电缆的制造简便、成本下降，而且提高了测温电缆的抗拉强度、便于温度传感器的更换。正是这些特点使得采用ds18×20温度传感器的粮情测控系统更适用于高大粮仓(诸如浅圆仓、立筒仓)的应用环境，可以解决高大粮仓在不需重新安装测温电缆的情况下更换测温电缆内部的温度传感器以及改变温度传感器相对位置。由于这种温度传感器的价

格比热敏电阻高出许多，所以ds18×20温度传感器粮情测控系统在房式仓中应用时不如热敏电阻粮情测控系统更具有性能价格比的优势。

3.光纤传感器式。光纤温度传感器是近几年发展的新技术，也是工业中用的最多的光纤传感器之一。目前研究的光纤温度传感器主要有辐射式温度传感器、半导体吸收式温度传感器、光纤热色传感器等。光纤温度传感器的精度更高，但成本较贵。