基于Intranet的储粮测控与粮情分析推理系统的设计与实现

智慧粮库管理系统设计方案智慧粮库管理系统是一种应用于粮食仓储业的管理系统，通过运用物联网技术和人工智能算法，对粮食仓库进行实时监控和数据分析，提高粮食仓储管理的效率和精度。

以下是一个智慧粮库管理系统的设计方案。

系统架构智慧粮库管理系统的核心思想是通过传感器、通信设备、云平台和管理终端四个模块构建完整的系统架构。

1. 传感器模块：该模块包含一系列传感器，用于检测粮食仓库中的温度、湿度、氧气浓度、CO2浓度等参数。

传感器将检测到的数据传输给通信设备模块。

2. 通信设备模块：该模块负责接收传感器模块传来的数据，并通过无线网络或有线网络将数据发送到云平台。

通信设备还可以将云平台下达的指令传输给传感器模块，实现对粮食仓库的远程控制。

3. 云平台模块：该模块是系统的核心，用于接收、存储和处理来自通信设备模块的数据。

云平台使用大数据和人工智能算法对数据进行分析，生成粮食仓库的实时监控报表、统计分析报告等。

同时，云平台还将相关信息反馈给管理终端模块，供管理员查看和操作。

4. 管理终端模块：该模块为系统的用户接口，通过电脑、手机或平板等设备，管理员可以查看粮食仓库的实时状态、历史数据和分析报告。

管理员还可以通过管理终端对仓库进行远程控制，例如调整温湿度、设定报警阈值等。

功能设计智慧粮库管理系统应具备以下功能：1. 实时监控：系统能够实时监测粮食仓库中的温度、湿度、氧气浓度、CO2浓度等参数，及时发现异常情况。

2. 数据分析：系统能够对传感器采集的数据进行统计分析，生成粮食仓库的实时监控报表、统计分析报告等，供管理员参考和决策。

3. 远程报警：系统能够自动监测粮食仓库的状态，一旦发现超过预设阈值的异常情况，会自动发送报警信息给管理员，并能够实现远程操作，及时处理异常情况。

4. 远程控制：管理员可以通过管理终端对粮食仓库进行远程控制，例如调整温湿度、开关灯光等。

5. 数据备份和恢复：系统应当定期对数据进行备份，以防止数据丢失，同时也能够提供数据恢复功能，方便管理员对历史数据进行查看和分析。

. . .目录第1章绪论11.1背景11.2设计的目的和意义11.3相关领域国外技术和发展趋势2第2章粮仓多点测温系统硬件设计42.2硬件总体方案设计与论证42.2.1方案设计42.2.2方案论证52.3软件总体方案设计5第3章单片机AT89S52介绍73.1单片机AT89S52基本知识73.2单片机AT89S52产品特点73.3单片机AT89S52的使用83.4单片机AT89S52的特性93.5 AT89S52引脚功能与封装9第4章粮仓多点测温系统硬件设计144.1 温度传感器的选则144.1.1 传感器的选择原则144.1.2 温度传感器的选择144.1.3 温度上限值的设定原理154.2 DS18B20与单片机接口电路设计164.2.1 DS18B20简介164.2.2 DS18B20 的性能特点174.2.3 DS18B20的外形和部结构184.2.4 DS18B20与单片机接口电路设计214.3 1602LCD液晶显示屏234.3.1 LCD1602主要技术参数234.3.2 LCD1602的引脚说明234.3.3控制指令说明244.3.4 LCD液晶显示屏与单片机接口电路设计25. . .4.4 键盘电路设计264.5 报警电路设计27第5章粮仓多点测温系统软件设计29 5.1 温度处理子程序设计295.2 按键处理子程序设计295.3 系统温度阈值设定子程序设计29 5.4 温度显示子程序设计295.5显示数据刷新程序子程序设计29第6章系统软硬件的调试356.1 系统仿真356.2 系统硬件调试356.3 系统软件调试36总结38参考文献40致42附录Ⅰ程序清单43附录Ⅱ系统原理图55第1章绪论1.1背景“国以民为本，民以食为天”，“兵马未动，粮草先行”，这些都充分说明粮食对国家的重要性。

从理论上讲国家掌握的粮食越多越好，但从现代经济学的角度看，国家只要能控制住一定数量的可以灵活支配、质量良好的粮食，既可达到“备战备荒”、宏观调控的目的，又可节省资金用于发展经济。

0 前言粮食是一个国家生存的根本，为了防备战争、灾荒及其它突发性事件，粮食的安全储藏具有重要意义。

根据国家粮食保护法规，必须定期抽样检查粮仓各点的粮食温度与湿度，以便及时采取相应的措施，防止粮食的变质。

但大部分粮仓目前还是采取人工测温的方法，这不仅使粮仓工作人员工作量增大，且工作效率低，尤其是大型粮仓的温度检测任务如不能及时彻底完成，则有可能会造成粮食大面积变质。

据有关资料统计，目前，我国各个地方及垦区的各种大型粮仓都还存在着程度不同的粮食储存变质问题。

我国每年因粮食变质而损失的粮食达数亿斤，直接造成的经济损失是惊人的[1]。

对粮仓粮食安全储藏的主要参数是粮仓的温度和湿度，这两者之间又是互相关联的。

粮食在正常储藏过程中，含水量一般在12%以下是安全状态，不会产生温度突变，一旦粮仓进水、结露等使粮食的含水量达到20%以上时，由于粮食受潮，胚芽萌发，新陈代谢加快而产生呼吸热，使局部粮食温度突然升高，必然引起粮食“发烧”和“霉变”，并可能形成连锁反应，从而造成不可挽回的损失[2]。

此次设计的是粮仓温湿度实时检测控制系统，是对一个粮仓的温湿度进行控制，以保证粮仓储粮的安全。

粮仓温湿度控制系统是以AT89S52单片机为核心构成控制系统。

本课题完成了整个系统的硬件设计，提出了一种可以应用于中小型粮仓的温湿度控制系统。

1单片机粮仓的发展概况1.1研究的背景与意义农业是国民经济的基础，粮食是基础的基础。

近年来，随着农业科学技术的不断进步，农业生产持续而稳定地增产。

农户生产粮食数量也日益增多，绝大部分农民不仅解决了温饱问题，而且有了更多的粮食。

我国粮食年产量和常年储存量均居世界首位。

中央粮食储备有较为完善的仓储设施和技术保障，在保证国家粮食安全方面发挥着重要作用。

但是，我国还有一半以上的粮食储存在农民手中，这些粮食的储藏安全是国家粮食安全的重要组成部分。

长期以来由于种种原因，忽视了农户粮食储藏技术的研究与推广，农户粮食的储藏技术非常落后，给国家和人民造成了巨大的损失。

粮库信息化管理系统的研究与实现摘要本文对粮情测控系统从发展过程、使用现状、前景展望等方面进行阐述，着重分析了粮情测控系统在使用中存在的问题以及解决的方法；并阐述粮库综合管理中计算机系统的具体化应用，包括仓内作业监视系统、进出库管理系统等。

关键词信息化管理粮情测控1 概述近年来，国务院决定在全国各地分期分批地建成千亿斤储备粮库。

这是分析了目前国内和国际形势、从本国国情出发提出的一项具有战略意义的举措，是关系国计民生的大事，是直接关系到13亿人口吃饭的大事，具有增强国力、抵御自然灾害的现实意义。

随着电子信息技术不断向各行业渗透，传统行业如粮食系统也逐步走向信息化管理轨道。

新建中央储备库均采用粮情测控系统等“四新”技术，也建立了电脑网络和一些应用管理软件，信息化程度较高。

进入新世纪，世界已处在网络化、信息化时代，特别是我国加入WTO后，粮食交易的国际化也提到日程上，这势必对粮库管理乃至粮情测控系统提出更高更多的要求，不仅在本地，还要在异地（上级粮管部门）也能及时地了解各地粮库的粮情。

具体地说，要能看到各地粮库的粮仓内有无粮食，在多少粮食，储粮是否安全（包括粮温、仓内湿度、通风等是否正常）等一系列粮情。

所有这些都对新世纪的粮情测控系统提出了具体的要求。

2 粮情测控系统近几年来，在国家投资新建的粮库中，都配备了粮情电子检测分析控制系统，它的使用大大降低了保管员的劳动强度，提高了保粮的技术含量和水平。

粮情测控系统是保证储粮安全的主要设备之一。

形象地说，粮情测控系统是粮库管理人员看好粮食的眼睛，是保证储粮质量安全不可缺少的设备。

粮库配备非常先进的储粮设施，意在提高国家粮食储备的科技含量，使储备粮管理科学化、信息化。

2.1 粮情测控系统的特点粮情测控系统由粮情测控硬件和粮情测控软件两部分组成。

其构成如图一。

粮情测控系统的工作原理主要是利用传感器将各种被测量（如温度、湿度、水分、气体浓度等）转换成电子模拟信号，用计算机将模拟信号转换为数字信号（即A/D转换），从而进行识别、处理、运算，数字信号经过粮情测控软件的处理，最后形成直观的温度、湿度、水分、气体浓度等数据。

粮仓智能监控系统的设计与实现徐海刚;段朝伟【摘要】In order to better solve the granary storage security ,system used the nRF905 as the wire‐less RF transceiver and a digital sensor ST H71 as the detection devices to design a automatic monitoring system based on a low power single chip ATmega16 .The test results show that system has achieved the expected effect :temperature can effectively be controlled under 20℃ ,humidity can be controlled under 65% ,labor saving is nearly 60% .T he project has a certain reference value in improving the reliability and safety of granary monitoring system ,and also reducing the laborcosts .%为了使粮仓存储更安全，系统以NRF905为无线射频收发器，数字传感器ST H71为检测器件，结合低功耗单片机Atmega16设计开发了一种无线粮仓自动监控系统。

测试结果表明，该系统达到了预期效果，温度能有效地控制在20℃以下，湿度可以控制在65％以下，节省人工近60％。

该方案可以提高粮仓监控系统的可靠性、安全性，降低人工成本。

【期刊名称】《河南机电高等专科学校学报》【年(卷),期】2015(023)006【总页数】3页(P4-6)【关键词】监控系统;N RF905;温湿度;粮仓【作者】徐海刚;段朝伟【作者单位】河南机电高等专科学校自动控制系，河南新乡453000;河南机电高等专科学校自动控制系，河南新乡453000【正文语种】中文【中图分类】TP29中国是一个人口和农业大国，粮食安全存储问题的解决日益紧迫。

基于云控制的粮库测控系统上位机设计针对当前粮食受到环境影响而发生霉变，变质的问题，以及现有粮库测控系统控制节点少、功能单一、不能进行远程控制等问题。

系统采用Delphi开发语言，以ARM处理器为主控制器，利用多个霍尼韦尔传感器采集数据，结合超远距离无线传输技术和云技术，实现粮情监测、通风控制、大范围储粮管理等功能，从而提高粮库管理的信息化、智能化。

标签：粮情检测；Delphi；霍尼韦尔；云技术一前言近年来，国家粮食局和全国各地区单位积极探索以数字粮库为主要内容的粮食行业信息化建设，全国粮食行业提高了政府宏观调控能力和安全保障水平，为全面推进粮食行业信息化发展奠定了基础。

但是，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，为此需要大量的人力物力进行维持，并且依靠人工监测也会出现监测结果不准的结果1。

本系统充分利用ARM处理器的I/O口，部署到单个仓房内的单分机最大可实现64路输入和64路控制输出，可以有效管理每个仓房内的所有设备；系统信号传输采用SX1278超远距离无线串口模块，可实现10KM无障碍信号传输，能满足当前国内规模粮库的通信需要。

二总体结构（一）总体设计方案根据每个仓房存储物的不同以及不同的存储温度要求，运用“分布控制、集中管理”的原理，系统由客户端，云控制系统，通信系统，终端设备四部分组成。

下位机完成温湿度数据的采集并通过网络模块将数据发送到服务器端；云主机需要进行初始化并处理大量从分布式传感器采集到的信息并做出有效决策；客户端负责实时监测和控制，以保持上位机与下位机的通信。

总体结构方框图如图1所示：基于B/S架构的传统网络控制系统可能会出现丢失或者延迟等不可获知的变化干扰，在实时控制方面有时候难以达到用户的需求。

基于云控制的粮库测控系统是在原有网络控制系统的基础上结合云计算技术的优势以及深度学习等智能算法的智能控制系统。