粮仓内气体浓度及温湿度无线采集与传送系统设计.docVIP

 粮仓内气体浓度及温湿度无线采集与传 送系统设计 5 10 15 20 25 30  摘要：通过分析气调储粮的原理、作用以及气调仓中作业人员的安全问题，提出了粮仓内气 体浓度及温湿度无线采集与传送系统。针对粮仓坏境中，灰尘、温度、湿度等因素直接影响 到传感器的精度和使用寿命的问题，完成 O2、CO2 及温湿度传感器的选型。最后根据系统 的设计要求，完成了硬件和软件的设计与开发。 关键词：无线采集与传送；传感器；气调储粮 中图分类号：TP212.6 Design on gas concentration and temperature and humidity of granary wireless monitoring and transmission system Du Ping, Zhou Huiling (Automation School,Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876) Abstract: Through the analysis of the principle and effect of CA stored-grain, and warehouse workers in security issues, put forward the gas concentration and temperature and humidity of granary wireless monitoring and transmission system. Aiming at the granary environment, dust, temperature, humidity and other factors directly affect the accuracy and the service life of sensors， complete O2, CO2, temperature and humidity sensor selection. Finally, according to the design requirements of system, complete the hardware and software design and development. Keywords: wireless monitoring and transmission system; sensor; CA stored-grain 0 引言 长期以来，粮仓中害虫防治主要依赖于化学杀虫剂，由于化学杀虫剂具有污染环境，对 人畜有害以及害虫容易产生抗药性等缺点，各国都在寻找能够代替化学杀虫剂的害虫防治措 施。 正常空气的成分是 O2 20.95%，N278.09%，C02 0.03％，3%他惰性气体 0.93%。近年来， 国内外学者研究发现如果有目的改变粮堆内气体成分的比例，造成一个不利于虫、霉孳生的 环境，对安全储粮是有利的。实验证明，当 O2 浓度降到 2％以下，或 C02 浓度增加到 40％ 以上，或在高 N2 浓度下霉菌受到抑制，害虫也很快死亡，并能较好保持粮食品质，这种绿 色储粮技术被称为气调储粮技术，这种气调储粮技术具有广阔的应用前景 [1] 。 但是在充氮储粮过程中必须经常检测粮堆中的氮气浓度, 在充氮的环境中，虽说氮气对 35 40 人无毒，但氧含量低于 14%或者 C02 含量在 5%以上时，对人的生命即有危险。人如果进人 氧含量在 10％以下的大气中，就会失去知觉。在 10%～14%的氧浓度下，多数人尚不致失 去知觉，但对人的神经有所损害。这既增加了作业人员的工作量, 又对作业人员的健康产生 影响，同时对粮堆的密封性也有影响。针对这些问题本文提出了粮仓内气体浓度及温湿度无 线监测系统主要由气体采集、气体浓度测量、温湿度采集、数据传输和监控微机等部分组成， 通过对无线监控系统的开发，实现粮仓内气体浓度的无线、远程、可靠传输，使得作业人员 不进粮仓即可实时监测粮仓内粮情的变化，有利于科学储粮、绿色储粮、提高工作效率 -1- [2] 。  1 粮仓内气体浓度及温湿度无线采集与传送系统设计思路 粮仓内气体浓度无线监测核心是传感器节点，一般传感节点的结构图如图 1 所示 [3] 45 50  图 1 传感器节点的结构图 设计无线传感器节点时，在考虑满足气体浓度监测需求的同时，节能性是硬件和软件设 计上首要考虑解决的问题。无线传感器网络从源节点开始经过数跳传输将信息发送到目标节 点,节点的总能耗可概括为： 节点的总能耗=节点感知能耗+节点处理能耗+发送总能耗+接收总收耗 其中