糧情測控系統溫濕度監測子系統方案說明

 糧情測控系統

一、糧情測控系統的現狀及未來發展的趨勢

經過二十多年來的科學技術發展，國內大多數的糧庫都已經實現了計算機糧情測控系統的應用，取得了一定的效益。但就具體的應用情況來看，或多或少地存在以下幾方面的不足：一是監測對象往往比較單一，比如有的只有溫度或濕度監測；二是監測的自動化程度低，沒有建立一個完善的自動監測數學模型；三是檢測數據的利用率不高，未能很好地提供決策模型；四是測控系統的關鍵硬件平臺由于大多為*生產，直接導致使用率低下、維護不便、升級不易。

隨著糧庫信息化建設需求的不斷深入，信息化理念的進一步普及和深入理解，筆者認為，未來的糧情測控系統需具備以下幾個特點：

1．具有完善的糧情數據分析決策數學模型。

2．測控系統的運行除手動控制外，應根據決策模型建立完善的自動化運行模型。

3．在糧情信息的監控方式上，應包括局域網/因特網的實時狀態查詢和設備監控。

4．測控系統的硬件實施平臺應采用通用的模塊化硬件進行集成，克服目前存在的使用、維護和升級方面的不足。

5．測控系統的軟件平臺應充分考慮數據庫接口的通用性，系統的可升級性。

    本文旨在根據筆者自身的實踐，結合糧情溫濕度監測的具體實現，就如何實現測控系統軟硬件的模塊化提出一種新的解決方案，希望能夠為糧庫的信息化建設提供一種新的思路。

二、測控系統的硬件集成

    在測控網絡中，下位機與計算機的通信方式主要有以下3種：RS-232、RS-422和RS-485。其中RS-232由于傳輸距離短(15m)和易受外界電氣干擾的缺點已逐漸在遠程測控系統中淘汰，RS-422和RS-485由于采用差動式傳輸信號模式，傳輸距離可達1200m并有效降低噪聲干擾，在遠距離數據通信方面得到了廣泛的應用。在實際應用中，RS-485由于驅動數目可達32個而成為遠程測控網絡的通信協議。所以，在糧庫進行測控系統的硬件選擇時，應盡可能地選擇符合RS-485協議標準的模塊產品。

    從糧庫的實際應用來看，目前需檢測的對象參數主要有溫度、濕度、水份等，如果是氣調庫則還有CO2濃度、壓力、流量等參數需監測，這些參數可統稱為模擬量參數。目前糧庫需控制的對象參數主要有風機閥門，如果是氣調庫則還有各種輸氣管道的控制閥門和加溫/降溫的控制閥門等，這些需進行I/O控制的參數可統稱為數字量參數。與這些參數相對應的模塊也可分為模擬量輸入/輸出模塊，數字量輸入/輸出模塊，另外還有記數/頻率輸入模塊、緩沖模塊（即中繼器）、通信轉換模塊、設備轉換模塊、嵌入式控制模塊和無線傳輸模塊等。

    下面結合市場上常見模塊和相關傳感器就糧情測控系統中的溫濕度監測子系統做一個詳細的集成方案說明。

1  濕度監測系統原理

 測溫/測濕的傳感器將溫度、濕度數據轉換為電壓/電流信號，計算機通過模擬量輸入模塊讀取傳感器傳回的電壓/電流值，然后根據一定的算法還原出溫度、濕度數據。

2 硬件選型

市場上的測溫/測濕傳感器型號眾多，模擬量輸入模塊也有比較多的選擇，如北京鴻鷗成運儀器設備有限公司www.bjhocy。。ｃｏｍ 的。 不過結合糧庫的實際（一般不具備專業的軟件開發人才），筆者建議在實際選擇時可考慮相關廠家已經經過二次開發的組合式模塊來集成。這樣糧庫自己利用組態軟件即可構建一個溫濕度監測系統?？梢詫崿F以下：

1.雙CPU技術，可有效保證高速測溫的可靠性；

2.使用符合GB12476.1-90及IEC61241-1-1防爆標準的機殼，可直接在現場使用，密閉性好、防熏蒸腐蝕，而且帶有過壓、過流、濾波、隔離、雷擊保護電路；

3.采用開放的通訊協議，可方便地與其他廠家的設備連接，構成完整的應用系統，并支持多種組態軟件；

    通常糧庫內測溫、濕點數都少于500點，所以一個廒間使用一個LTM-8303即可滿足要求，每個LTM-8303可連接8條測溫電纜，每條測溫電纜可以接64個溫度/濕度傳感器。實際布線中，為了提高LTM-8303模塊和測溫電纜的利用率，可以使用中繼器延長測溫電纜的長度以降低成本。整個系統多可以接128個LTM-8301。整個RS485網絡通過雙絞線進行連接。另外需注意的是一般世面上的PC機均無RS-485串口，所以應在計算機的RS-232串口上接一個通信轉換模塊來進行通信模式的轉換。

三、糧情測控系統的軟件開發

測控軟件的開發工具有多種，如LabView、LabWindows/CVI、Visual Basic(VB)、Visual C++(VC)及各種組態軟件等。其中VB、VC強大，對于構建一個大型自動化測控系統無疑是游刃有余的，尤其是測控系統與糧庫自身的出入庫等MIS系統相結合時更是有優勢。組態軟件則面向普通用戶，不需掌握太多的編程語言技術（甚至不需要編程）就能很好地完成一個復雜測控系統所要求。但LabView和組態軟件都存在支持硬件少的缺點。所以本文不予以討論，這里筆者給出用VB進行測控系統開發時計算機與模塊進行串口通訊的關鍵點。

 VB主要采用MSComm控件來進行串口通訊，MSComm控件提供了兩種處理通信的方式：一種為事件驅動方式，當串口發生事件或錯誤時，MSComm控件會觸發OnComm事件，程序可以在此事件中進行相應的處理；另一種為查詢方式，在用戶程序中設計定時或不定時查詢MSComm控件的某些屬性是否發生變化，從而進行相應處理。在糧庫的測控系統中經常是2種方式結合起來用，比如在讀取下位機返回數據時，如果已知返回數據的長度時可采用事件驅動方式，如果返回數據為不定長時多采用查詢方式。

四、體會

本文僅對糧情測控系統中的其中一個子系統---溫濕度監控系統的實現過程進行探討。對于大型的國家糧食儲備庫來說，CO2氣調系統、糧食水份檢測系統、糧庫局域網/因特網實時監控系統、糧庫出入庫管理系統和糧庫網上信息發布系統等都是逐步推廣應用的糧食信息化系統，市場上也已有了成熟的實施方案的實施案例。本文旨在拋磚引玉，如果對相關的技術問題感興趣，歡迎與筆者。

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