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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的糧情綜合 檢測(cè)系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用為典型特征，研究和開發(fā)了新一代的糧情檢測(cè)系統(tǒng)，大量微型無線糧情傳感器被自由地散布在糧堆內(nèi)，自主采集周圍的糧情參數(shù)，通過無線自組網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)逐步傳輸?shù)街行墓?jié)點(diǎn), 再將其傳輸?shù)较到y(tǒng)上位主機(jī)的數(shù)據(jù)管理軟件平臺(tái)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、顯示、分析、判斷，控制相應(yīng)保糧設(shè)備的運(yùn)行的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)糧倉內(nèi)環(huán)境參數(shù)的檢測(cè)。
- 詳細(xì)介紹：
- 目前國內(nèi)計(jì)算機(jī)糧情測(cè)控系統(tǒng)中，糧倉內(nèi)檢測(cè)到的溫濕度數(shù)據(jù)都是通過有線方式傳輸?shù)胶笈_(tái)進(jìn)行處理應(yīng)用。實(shí)際使用中，每一個(gè)傳感器由一根電纜連接到數(shù)據(jù)采集器上，幾百根電纜形成了一個(gè)巨型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這種傳輸可歸結(jié)存在以下缺點(diǎn)：（１）布線繁瑣、施工復(fù)雜;（２）傳輸受限、極為不便;（３）不易擴(kuò)充、難于維護(hù);（４）控制傳輸、另布電纜。鑒于此，在糧倉糧情檢測(cè)系統(tǒng)中采用無線傳輸技術(shù)勢(shì)在必行。 隨著電子設(shè)備智能化和網(wǎng)絡(luò)化程度的不斷提高，單片機(jī)已經(jīng)不能滿足使用要求，ARM單片機(jī)以其體積小、功耗低、集成度和性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)在各領(lǐng)域均得到了廣泛的應(yīng)用。在現(xiàn)有的糧情檢測(cè)系統(tǒng)中采用ARM技術(shù)，使其在各方面都超越傳統(tǒng)的糧情檢測(cè)系統(tǒng)，其主要有以下特點(diǎn)： （１）強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力； （２）先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)； （３）引入實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)； 本作品以嵌入式處理器和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用為典型特征，研究和開發(fā)新一代的糧情檢測(cè)系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，大量微型無線糧情傳感器被自由地散布在糧堆內(nèi)，自主采集周圍的糧情參數(shù)，通過無線自組網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)逐步傳輸?shù)街行墓?jié)點(diǎn), 再將其傳輸?shù)较到y(tǒng)上位主機(jī)的數(shù)據(jù)管理軟件平臺(tái)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、顯示、分析、判斷，控制相應(yīng)保糧設(shè)備的運(yùn)行。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計(jì)目的 目前國內(nèi)計(jì)算機(jī)糧情測(cè)控系統(tǒng)中，糧倉內(nèi)檢測(cè)到的溫、濕度數(shù)據(jù)都是通過有線方式傳輸?shù)胶笈_(tái)進(jìn)行處理應(yīng)用，而大中型糧倉的糧情檢測(cè)系統(tǒng)出現(xiàn)布線煩瑣、功耗偏高、施工復(fù)雜、難于維護(hù)、傳輸受限、無法遠(yuǎn)傳等疑難問題，從而引發(fā)了對(duì)糧情數(shù)據(jù)傳輸模式新的思考。為了解決以上困難，現(xiàn)采用多波段、超低功耗無線檢測(cè)系統(tǒng)，既解決了倉內(nèi)無線傳輸問題，又克服了無線系統(tǒng)易受干擾的缺點(diǎn)，同時(shí)還大大降低了功耗，從而使該系統(tǒng)在現(xiàn)代糧情系統(tǒng)檢測(cè)中能夠得到普遍應(yīng)用。 基本思路 整個(gè)系統(tǒng)由若干無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)、測(cè)控分機(jī)、測(cè)控主機(jī)和PC機(jī)四部分組成。 （１）無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)按一定布點(diǎn)規(guī)則分布于倉庫內(nèi)，執(zhí)行溫濕度數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理和傳輸?shù)裙ぷ鳎? （２）測(cè)控分機(jī)由無線收發(fā)模塊CC1100和無線收發(fā)模塊KYL-1020L組成； （３）測(cè)控主機(jī)由無線收發(fā)模塊KYL-1020L及報(bào)警裝置組成，通過外接MAX232轉(zhuǎn)換電路，與PC機(jī)進(jìn)行串口通信。測(cè)控主機(jī)通過無線通訊方式與各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)及命令的傳送； （４）PC機(jī)給測(cè)控主機(jī)發(fā)送功能命令并對(duì)采集的每個(gè)節(jié)點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析、顯示和打印。 創(chuàng)新點(diǎn) （１）由原來的有線傳輸變?yōu)楸痉桨傅臒o線傳輸，大大降低了成本，解決了糧倉內(nèi)部溫、濕度數(shù)據(jù)的無線傳輸問題； （２）提出一種多倉多波段無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)方案，研究和組建了多倉多波段無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，克服了無線系統(tǒng)易受干擾的缺點(diǎn)； （３）針對(duì)在倉儲(chǔ)行業(yè)應(yīng)用的特點(diǎn)，研究和實(shí)現(xiàn)了糧倉無線檢測(cè)系統(tǒng)的超低功耗技術(shù)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 科學(xué)性 本項(xiàng)目將電子技術(shù)領(lǐng)域的新技術(shù)多波段、超低功耗無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于糧情檢測(cè)行業(yè)，并且通過對(duì)SCI、EI和CA等文庫進(jìn)行詳細(xì)查詢，掌握了大量的資料，證實(shí)了開發(fā)基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的糧情綜合檢測(cè)系統(tǒng)是可行的，具有較大的應(yīng)用和推廣價(jià)值。在此基礎(chǔ)上，制定了研究方案，走產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的開發(fā)道路。并且解決了目前糧倉檢測(cè)中存在的問題： （1） 布線繁瑣、施工復(fù)雜：一根電纜只能傳輸一路溫濕度數(shù)據(jù)，施工量大，施工周期長； （2） 傳輸受限、極為不便：標(biāo)準(zhǔn)傳輸距離為300米，無法實(shí)現(xiàn)長距離傳輸； （3） 環(huán)境影響、易受干擾：各種波的傳播，外界因素的突變等都會(huì)干擾信號(hào)； （4） 控制傳輸需要另外布電纜：無法實(shí)現(xiàn)雙向傳輸，需單布RS485控制電纜，使原本復(fù)雜的系統(tǒng)更加繁瑣。 先進(jìn)性 針對(duì)目前我國倉儲(chǔ)行業(yè)糧情檢測(cè)系統(tǒng)存在的不足，；研究和組建多倉多波段無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，克服了無線系統(tǒng)易受干擾的缺點(diǎn)；針對(duì)在倉儲(chǔ)行業(yè)應(yīng)用的特點(diǎn)，研究和實(shí)現(xiàn)了糧倉無線檢測(cè)系統(tǒng)的超低功耗技術(shù)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2011.02.02，獲批實(shí)用新型專利一項(xiàng)。
作品所處階段
- 本研究成果已獲得一項(xiàng)實(shí)用新型專利，該系統(tǒng)已經(jīng)在兩家公司進(jìn)行試用，目前該系統(tǒng)運(yùn)行良好。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 部分技術(shù)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實(shí)物現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 作品技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì) 以嵌入式CPU為核心，結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和無線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了糧倉溫、濕度的測(cè)試及倉庫內(nèi)外的無線通信與管理，同時(shí)完成了數(shù)據(jù)的分析、處理、顯示與網(wǎng)絡(luò)通信功能，具有安裝方便、檢測(cè)實(shí)時(shí)性強(qiáng)、系統(tǒng)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。 應(yīng)用領(lǐng)域 （１）該系統(tǒng)適合于各種糧庫糧倉的溫度濕度采集及控制，依據(jù)系統(tǒng)的大小進(jìn)行定制，使系統(tǒng)符合各種糧庫糧倉的實(shí)際需要，同時(shí)本系統(tǒng)也適合于其他相類似場(chǎng)合；針對(duì)用戶為國家各種大、中、小型糧倉及其他倉庫之用。 （２）通過相關(guān)部件調(diào)整也可廣泛應(yīng)用于包括生產(chǎn)、物流、檔案及廢物管理等多種與倉庫相關(guān)需收集和處理環(huán)境數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域。 市場(chǎng)分析與經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè) 多波段、超低功耗無線糧情檢測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)在中儲(chǔ)糧的大型糧倉進(jìn)行了安裝、調(diào)試與應(yīng)用，運(yùn)行良好，革新了傳統(tǒng)的有線糧情檢測(cè)系統(tǒng)的一些不足，完成了全無線通信、低功耗重要功能，具有安裝移動(dòng)方便等特點(diǎn)。本項(xiàng)目完成后，可提供一套新的無線糧情檢測(cè)系統(tǒng)，可形成年產(chǎn)500套系統(tǒng)的批量生產(chǎn)能力，每年可上交利稅30萬元以上。
同類課題研究水平概述
- 無線糧情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在國外研究的比較少。國內(nèi)有關(guān)文獻(xiàn)提出了基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)方案并且詳細(xì)介紹了無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)；提出了一種基于IEEE802．15．4標(biāo)準(zhǔn)物理層基礎(chǔ)上的無線糧情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的解決方案，設(shè)計(jì)并開發(fā)了基于MCl3192和MC9S08GTl6芯片的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，并設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；還有文獻(xiàn)提出了一種基于ZigBee協(xié)議的用于糧情監(jiān)控的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)方案，并設(shè)計(jì)和開發(fā)出了相應(yīng)的無線傳感器節(jié)點(diǎn)。但是大部分系統(tǒng)都出在無線通信距離進(jìn)、功耗大、抗干擾能力差等缺點(diǎn)。 本作品研究的多波段（80個(gè)波段）、超低功耗無線糧情檢測(cè)系，系統(tǒng)中充分考慮了多波段抗干擾問題，使不同的倉庫之間避免相互影響，有效解決了抗干擾問題，提高了系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性；系統(tǒng)中考慮低功耗問題，采用低功耗措施、合適的休眠工作模式、高性能鋰電池的采用，使系統(tǒng)工作時(shí)間長，減少了維護(hù)的麻煩。
