本發(fā)明屬于糧情智能化監(jiān)測(cè)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于嵌入式處理器的以太網(wǎng)糧倉(cāng)多點(diǎn)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國(guó)是人口大國(guó)，糧食生產(chǎn)存儲(chǔ)總量以及對(duì)糧食的需求總量都是世界上最多的，因此對(duì)糧食進(jìn)行合理有效的存儲(chǔ)和監(jiān)測(cè)技術(shù)屬于關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的重要領(lǐng)域。目前由于技術(shù)和資金上的原因，國(guó)內(nèi)糧庫(kù)尤其是中小型糧庫(kù)在倉(cāng)儲(chǔ)管理過(guò)程中多數(shù)僅限于對(duì)糧食溫度和大氣濕度進(jìn)行采集，然后根據(jù)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行人工分析，并當(dāng)溫度或濕度數(shù)據(jù)超標(biāo)時(shí)依靠經(jīng)驗(yàn)采取相應(yīng)的處理措施。該過(guò)程繁瑣，效率低下，據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，由于管理不到位，對(duì)糧堆溫度檢測(cè)不及時(shí)或者不合理，每年造成的糧食損失率在7％-18％之間。

針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)提出了一些解決方案。例如，河北工業(yè)大學(xué)的李葉紫提出了一套數(shù)字化糧情監(jiān)控系統(tǒng)，其中通過(guò)利用基于RS485總線網(wǎng)絡(luò)的單片機(jī)采集多個(gè)溫度點(diǎn)和濕度點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，并通過(guò)IO口實(shí)現(xiàn)了3個(gè)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制，可完成監(jiān)控的基本要求；又如，張曉東等人提出了一套糧情監(jiān)控系統(tǒng)，其中通過(guò)將測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)或以太網(wǎng)發(fā)送到單片機(jī)，然后在上位機(jī)實(shí)現(xiàn)接收處理，等等。

然而，進(jìn)一步的研究表明，這類智能糧情監(jiān)控系統(tǒng)中通常采用PC機(jī)來(lái)完成監(jiān)控，而PC機(jī)配備的傳統(tǒng)串行接口是RS232或升級(jí)版的RS485，并采用基于CAN總線的通信協(xié)議在單片機(jī)與PC機(jī)之間執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸。在此情況下，基于485總線及CAN總線的糧情檢測(cè)與糧庫(kù)其它控制系統(tǒng)目前流行應(yīng)用的網(wǎng)口通訊往往并不兼容，會(huì)造成重復(fù)建設(shè)，成本高；另一方面，我國(guó)很多大中型的糧庫(kù)分布相對(duì)分散，難以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的監(jiān)控布局，許多糧庫(kù)的信息通常是相對(duì)封閉的，不同糧庫(kù)之間的信息共享有限，若對(duì)應(yīng)的糧情監(jiān)控系統(tǒng)仍多采用傳統(tǒng)的C/S結(jié)構(gòu)和請(qǐng)求應(yīng)答的通信方式，當(dāng)在客戶端提出請(qǐng)求之后，需要等待服務(wù)器端相應(yīng)結(jié)果，這樣不僅刷新響應(yīng)速度慢，而且不利于大范圍的糧情數(shù)據(jù)信息共享。相應(yīng)地，本領(lǐng)域亟需尋找更為完善的解決方案，以便更好地滿足糧倉(cāng)智能化監(jiān)測(cè)應(yīng)用需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種基于嵌入式處理器的以太網(wǎng)糧倉(cāng)多點(diǎn)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)，其中結(jié)合國(guó)內(nèi)糧倉(cāng)的分布及信息管理的特點(diǎn)，針對(duì)性對(duì)其整體構(gòu)造布局重新進(jìn)行了設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)其關(guān)鍵組件如微處理器、糧堆溫度檢測(cè)器、糧倉(cāng)溫濕度檢測(cè)器以及通訊接口元件等的具體結(jié)構(gòu)類型和設(shè)置方式等多個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)，相應(yīng)能夠在保留傳統(tǒng)單片機(jī)在糧情監(jiān)測(cè)上的優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，還能夠引入以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性，尤其是可提高單倉(cāng)、單庫(kù)甚至全網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)路糧情終端的數(shù)據(jù)采集和傳輸速度，因而與現(xiàn)有技術(shù)相比更加適用于一體化糧情智能化監(jiān)測(cè)的應(yīng)用場(chǎng)合。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明，提供了一種基于嵌入式處理器的以太網(wǎng)糧倉(cāng)多點(diǎn)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括對(duì)應(yīng)于各個(gè)糧庫(kù)而獨(dú)立設(shè)置的糧情檢測(cè)終端單元和Web服務(wù)器，其特征在于：

所述糧情檢測(cè)終端單元的數(shù)量為多個(gè)且各自包括糧堆溫度傳感器、糧倉(cāng)溫濕度傳感器和嵌入式STM32處理器，其中該糧堆溫度傳感器分別埋置在共同構(gòu)成糧庫(kù)的各個(gè)糧倉(cāng)的每個(gè)糧堆中，由此用于對(duì)其溫度執(zhí)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；該糧倉(cāng)溫濕度傳感器設(shè)置在各個(gè)糧倉(cāng)的內(nèi)部?jī)?chǔ)糧空間中，且用于對(duì)該內(nèi)部?jī)?chǔ)糧空間的溫濕度一并執(zhí)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；該嵌入式STM32處理器與所述糧堆溫度傳感器和糧倉(cāng)溫濕度傳感器均信號(hào)相連，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路從這些傳感器采集檢測(cè)數(shù)據(jù)，然后經(jīng)由以太網(wǎng)接口與所述Web服務(wù)器之間執(zhí)行讀寫操作，由此實(shí)現(xiàn)各個(gè)糧庫(kù)內(nèi)部的所述糧情檢測(cè)終端單元與所述Web服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)通信；

各個(gè)所述Web服務(wù)器除了通過(guò)以太網(wǎng)與所述糧情檢測(cè)終端單元彼此數(shù)據(jù)通信之外，還繼續(xù)通過(guò)因特網(wǎng)與其他糧庫(kù)的Web服務(wù)器執(zhí)行數(shù)據(jù)互聯(lián)，由此實(shí)現(xiàn)所有聯(lián)網(wǎng)糧庫(kù)之間的溫濕度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)過(guò)程。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地，各個(gè)糧庫(kù)的所述糧情檢測(cè)終端單元與所述Web服務(wù)器之間優(yōu)選采用TCP/IP協(xié)議執(zhí)行讀寫操作。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述糧堆溫度傳感器優(yōu)選為DALLAS公司生產(chǎn)的一線式溫度傳感器DS18B20，且其最大數(shù)量設(shè)定為512個(gè)。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述糧倉(cāng)溫濕度傳感器優(yōu)選為瑞士sensirion公司生產(chǎn)的SHT11溫濕度傳感器，且其最大數(shù)量為16個(gè)。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述糧情檢測(cè)終端單元優(yōu)選按照本機(jī)IP地址響應(yīng)指令，由此將所述Web服務(wù)器需要的檢測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)予以傳輸。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地，上述系統(tǒng)還配備有顯示單元，該顯示單元優(yōu)選采用Web瀏覽器的方式對(duì)各個(gè)聯(lián)網(wǎng)糧庫(kù)的溫濕度檢測(cè)數(shù)據(jù)予以顯示。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地，上述系統(tǒng)優(yōu)選采用B/S結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)建。

總體而言，通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要具備以下的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明通過(guò)采用嵌入式STM32處理器來(lái)作為各個(gè)糧庫(kù)的核心單元，并在此基礎(chǔ)上集合以太網(wǎng)接口來(lái)構(gòu)建呈現(xiàn)糧堆-單個(gè)糧倉(cāng)-單個(gè)糧庫(kù)-所有聯(lián)網(wǎng)糧庫(kù)的多層次實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)體系，相應(yīng)能夠充分利用嵌入式STM32處理器的結(jié)構(gòu)緊湊、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)采集及傳輸速度快且可靠的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)所有終端機(jī)與Web服務(wù)器之間的高速和高穩(wěn)定性數(shù)據(jù)傳輸，與傳統(tǒng)的RS485體系相比顯著提高組網(wǎng)便利性和可操作性，同時(shí)便于將現(xiàn)場(chǎng)糧情檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)與以太網(wǎng)構(gòu)成的信息管理相融合；

2、本發(fā)明還對(duì)其他關(guān)鍵組件如糧堆溫度檢測(cè)器、糧倉(cāng)溫濕度檢測(cè)器的設(shè)置方式作出了進(jìn)一步的改進(jìn)設(shè)計(jì)，相應(yīng)能夠使得聯(lián)接在檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的任一糧堆、糧倉(cāng)或糧庫(kù)的溫濕度數(shù)據(jù)均獲得實(shí)時(shí)、精確的監(jiān)測(cè)和查找，并形成單機(jī)超多點(diǎn)數(shù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，相應(yīng)與現(xiàn)有技術(shù)相比可獲得更為準(zhǔn)確、全面和可靠的檢測(cè)結(jié)果；

3、本發(fā)明中除了使用以太網(wǎng)代替原來(lái)的485總線通信形式之外，各個(gè)糧庫(kù)的Web服務(wù)器還采用了因特網(wǎng)來(lái)形成更大的糧情檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)，相應(yīng)可通過(guò)Web瀏覽器就可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)糧庫(kù)的各個(gè)糧倉(cāng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)展示；此外，按照本發(fā)明的上述系統(tǒng)整個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、便于組網(wǎng)，靈活性很高，可執(zhí)行局部的維護(hù)和升級(jí)，尤其是以太網(wǎng)接口的糧情終端與目前糧倉(cāng)智能通風(fēng)多用的PLC系統(tǒng)接口也能夠很好的兼容，因此在一體化建設(shè)時(shí)可用共用線路，大量節(jié)省成本，因而尤其適用于糧情智能化監(jiān)測(cè)或類似應(yīng)用場(chǎng)合。

附圖說(shuō)明

圖1是按照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例所構(gòu)建的面向單個(gè)糧庫(kù)的溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)的主要構(gòu)造示意圖；

圖2示范性顯示了按照本發(fā)明的一體化糧情檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)原理圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

圖1是按照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例所構(gòu)建的面向單個(gè)糧庫(kù)的溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)的主要構(gòu)造示意圖，圖2示范性顯示了按照本發(fā)明的一體化糧情檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)原理圖。如圖1和圖2中所示，該溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)主要包括通過(guò)以太網(wǎng)彼此信號(hào)聯(lián)接的糧情檢測(cè)終端單元和Web服務(wù)器等，下面對(duì)這些組件逐一進(jìn)行具體說(shuō)明。

所述糧情檢測(cè)終端單元對(duì)應(yīng)于各個(gè)糧庫(kù)的每個(gè)糧倉(cāng)而設(shè)置，各自包括糧堆溫度傳感器、糧倉(cāng)溫濕度傳感器和嵌入式STM32處理器。更具體而言，該糧堆溫度傳感器的數(shù)量為多個(gè)，它們分別埋置在共同構(gòu)成糧庫(kù)的各個(gè)糧倉(cāng)的每個(gè)糧堆中，由此用于對(duì)其溫度執(zhí)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；例如，該糧堆溫度傳感器可采用DALLAS公司生產(chǎn)的一線式溫度傳感器DS18B20(最多可有512個(gè))。該糧倉(cāng)溫濕度傳感器設(shè)置在各個(gè)糧倉(cāng)的內(nèi)部?jī)?chǔ)糧空間中，且用于對(duì)該內(nèi)部?jī)?chǔ)糧空間的溫濕度一并執(zhí)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，例如可采用瑞士sensirion公司生產(chǎn)的SHT11溫濕度傳感器(最多可有16個(gè))。

作為本發(fā)明的關(guān)鍵改進(jìn)之一，該嵌入式STM32處理器與所述糧堆溫度傳感器和糧倉(cāng)溫濕度傳感器均信號(hào)相連，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路從這些傳感器采集檢測(cè)數(shù)據(jù)，然后經(jīng)由以太網(wǎng)接口與所述Web服務(wù)器之間執(zhí)行讀寫操作，由此實(shí)現(xiàn)各個(gè)糧庫(kù)內(nèi)部的所述糧情檢測(cè)終端單元與所述Web服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)通信。以此方式，能夠?qū)Ω髯约Z倉(cāng)內(nèi)放置的多個(gè)傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，而且這些終端機(jī)由于通過(guò)以太網(wǎng)連接到Web服務(wù)器(檢測(cè)主機(jī))組網(wǎng)，由此可利用以太網(wǎng)完成數(shù)據(jù)的高速和可靠傳輸。更具體地，嵌入式STM32處理器通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路采集到的數(shù)據(jù)譬如通過(guò)由DP83848按TCP/IP協(xié)議與Web服務(wù)器之間進(jìn)行讀寫操作，這樣不僅設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)采集及傳輸速度快，成本低，更重要的是能夠傳輸可靠從而實(shí)現(xiàn)糧情檢測(cè)終端機(jī)與Web服務(wù)器間的高速、高穩(wěn)定性數(shù)據(jù)傳輸。

此外，各個(gè)所述Web服務(wù)器除了通過(guò)以太網(wǎng)與所述糧情檢測(cè)終端單元彼此數(shù)據(jù)通信之外，還繼續(xù)通過(guò)因特網(wǎng)與其他糧庫(kù)的Web服務(wù)器執(zhí)行數(shù)據(jù)互聯(lián)，由此實(shí)現(xiàn)所有聯(lián)網(wǎng)糧庫(kù)之間的溫濕度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)過(guò)程。換而言之，各個(gè)糧庫(kù)的Web服務(wù)器又可以相互通過(guò)Internet連接在一起，形成一個(gè)大的糧情檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)，只要連接在該網(wǎng)絡(luò)之內(nèi)，就能夠譬如采用任一Web瀏覽器的方式來(lái)對(duì)任一糧庫(kù)、任一糧倉(cāng)的糧情數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽和查閱，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了單機(jī)超多點(diǎn)數(shù)的糧情數(shù)據(jù)采集，并用以太網(wǎng)代替了原有的485總線通信形式，實(shí)現(xiàn)了糧情數(shù)據(jù)的高速、可靠傳輸。

下面將具體解釋說(shuō)明按照本發(fā)明的檢測(cè)系統(tǒng)的工作過(guò)程。

糧情檢測(cè)終端單元可自動(dòng)區(qū)分系統(tǒng)上位機(jī)經(jīng)以太網(wǎng)發(fā)來(lái)的命令信息，并執(zhí)行不同動(dòng)作。更具體地，如果接收的是數(shù)據(jù)檢測(cè)命令，嵌入式處理器STM32會(huì)通過(guò)傳感器驅(qū)動(dòng)電路，獲取傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)，并通過(guò)以太網(wǎng)模塊傳遞給Web服務(wù)器，Web服務(wù)器根據(jù)顯示及控制需要再進(jìn)行相關(guān)動(dòng)作。

綜上，按照本發(fā)明的上述系統(tǒng)整個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、便于組網(wǎng)，靈活性很高，可執(zhí)行局部的維護(hù)和升級(jí)，尤其是以太網(wǎng)接口的糧情終端與目前糧倉(cāng)智能通風(fēng)多用的PLC系統(tǒng)接口也能夠很好的兼容，因此在一體化建設(shè)時(shí)可用共用線路，大量節(jié)省成本，因而尤其適用于糧情智能化監(jiān)測(cè)或類似應(yīng)用場(chǎng)合。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。