(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210594844.8 (22)申请日 2022.05.27 (71)申请人 上海电机学院 地址 200240 上海市闵行区江川路690号 (72)发明人 贺建丽　曾祥绪　计春雷　 (74)专利代理 机构 上海科盛知识产权代理有限 公司 312 25 专利代理师 彭瑶 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) G01N 27/22(2006.01) H04W 84/18(2009.01) (54)发明名称 一种用于粮库的智能通风多粮情检测的传 感器网络 (57)摘要 本发明涉及一种用于粮库的智能通风多粮 情检测的传感器网络， 包括： 上位机： 控制下位机 工作， 接收下位机发送的数据， 对数据进行处理、 显示、 校正及存储； 下位机， 接收上位机指令， 对 粮库数据进行采集； 无线通信模块， 实现数据无 线传输； 下位机包括传感器模块， 传感器模块包 括湿度测量模块和温度测量模块， 湿度测量模块 采用平板式结构电容， 平板式结构电容的极板设 于同一平面， 电场线呈椭圆形， 电场线由驱动电 极指向接地电极； 当周围环境稳定时， 将粮库的 被测谷物置于平面电极形成的电场中， 湿度测量 模块通过测量时间获取被测谷物的电容。 与现有 技术相比， 本发明具有应用方便简捷， 能够实现 温湿度的共同检测等优点。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 115096355 A 2022.09.23 CN 115096355 A 1.一种用于粮库的智能通风多粮情检测的传感器网络， 其特征在于， 该传感器网络为 模块化网络， 包括： 上位机： 控制下位机工作， 接收下位机发送的数据， 对数据进行处理、 显示、 校正及存 储； 下位机， 用以接收上位机指令， 对粮库数据进行采集； 无线通信模块， 用以实现数据无线传输； 所述下位机包括传感器模块， 所述传感器模块包括湿度测量模块和温度测量模块， 所 述湿度测 量模块采用平板式结构电容， 所述平板式结构电容的极板设于同一平面， 电场线 呈椭圆形， 电场线由驱动电极指向接地电极； 当周围环境稳定时， 将粮库的被测谷物置于平面电极形成的 电场中， 湿度测量模块通 过测量时间获取被测谷物的电容。 2.根据权利要求1所述的用于粮库的智能通风多粮情检测的传感器网络， 其特征在于， 湿度测量模块 通过测量时间获取被测谷物的电容的计算式为： t＝RC*ln[(V1‑V0)÷(V1‑Vt)] 式中， V0为电容上的初始电压值； V1为电容最终可充到或放到的电压值； Vt为t时刻电容 上的电压值； C为平板式结构电容的电容 值， R为电阻值。 3.根据权利要求1所述的用于粮库的智能通风多粮情检测的传感器网络， 其特征在于， 所述下位机还 包括能量供应模块。 4.根据权利要求1所述的用于粮库的智能通风多粮情检测的传感器网络， 其特征在于， 所述上位机包括处 理器模块和显示模块。 5.根据权利要求1所述的用于粮库的智能通风多粮情检测的传感器网络， 其特征在于， 所述温度测量模块采用温度传感器。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115096355 A 2一种用于粮库的智能通风多粮情检测的传感器网 络 技术领域 [0001]本发明涉及 粮食仓库自动化管理技术领域， 尤其是涉及 一种用于粮库的智能通风 多粮情检测的传感器网络 。 背景技术 [0002]机械通风技术是一种实现 “绿色储粮 ”、“生态储粮 ”的关键技术， 受天气影响， 粮仓 保管人员无法及时准确掌握 “三温两湿 ”即粮温、 仓温、 仓湿、 气温、 气湿及仓顶部温度等影 响通风条件的实时数据， 往往需要通过个人经验判断是否通风及通风时间长短； 时常造成 低效、 无效乃至有害通风等结果。 粮食储藏系统是一个各种非生物与生物因素相互作用的 生态系统， 其中粮食的温度与水分是影响安全储粮的最关键因子， 机械通风的本质就是调 节粮堆的温度、 湿度、 水分。 常见测量 粮食水分的检测方法有直接检测法和间接检测法。 [0003]直接检测法包括电烘箱法、 红外线加热法、 微波加热法、 蒸馏法等。 电烘箱法属于 直接检测法， 其使用电烘箱对被测样品进行加热烘干， 通过测量样品加热前后的重量变化 来得到被测样品的真实水分含量。 红外加热干燥法是利用红外辐 射加热被测样品， 使其快 速失去水分， 从而达到水分检测的目的。 微波加热法是利用微波炉的磁控管所产生的 915MHz或2 450MHz的超高频率微波快速振 荡粮食中的水分子， 使分子 之间相互碰撞和摩 擦， 从而去除粮食中的水分来达到粮食水分测量的目的。 蒸馏法是一种较为常用的化学测水方 法， 它利用甲苯、 二甲苯这些与水不相溶的溶剂组成沸点较低的二元共沸体系， 将 被测样品 粉末与溶剂混合 放入蒸馏瓶中， 对其进行加热， 蒸馏出样品中的水分。 [0004]间接检测法包括电测法、 红外射线法、 微波法、 中子法、 核磁共振法、 摩擦阻力法 等， 其中电测法主要包括电导率法、 电容法。 电阻式水分仪的设计原理是根据 物质的直流电 阻或电导 随其含水量的不同而变化， 利用了物质电阻值的变化来检测其含水率。 电容法是 根据不同含水率下的物质其介电常数不同的原理来实现对其含水率的检测。 红外线法是依 据比尔‑朗伯定理， 根据不同含水率的物质， 对特定波长辐射的吸收能量也不同， 通过对发 射和反射的两路红外光的密度大小进行测量， 来间接得出被测物质的含水率。 微波法的原 理是利用水对微波能量的吸收和反射， 从而引起微波信号的相位和幅值变化来进 行水分检 测的。 中子法的原理是利用中子源发射的快中子和谷物中的氢原子核进行碰撞， 进而散射 并损失能量， 缓慢后变为热中子， 形成以中子源为中心的热中子 云球， 该球半径和谷物中氢 原子的数量有关。 根据氢原子和热中子的密度关系， 可以得出氢原子的数量。 而 氢原子是水 的组成部分， 这样便可以推算出谷物的水分含量。 摩擦阻力法的原理是根据粮食的动态摩 擦阻力和其含水率具有一定的线性关系， 粮食的含水率越高， 其摩擦阻力也越大。 [0005]然而， 应用电烘箱法检测含水率时， 需要预留样品以及粉碎样品， 还需要较长的烘 干时间。 红外加热干燥法、 微波加热法无法进行在线测量。 采用蒸馏方法时蒸馏瓶壁容易附 着蒸馏出来的水分， 使 水分不能被完全测量到， 所以使用此方法时会存在一定的误差。 可以 看出来间接法的检测精度一般很高， 可以用作标准来与其它检测方法作对比， 但很费时， 检 测周期一般较长， 短则需要几个小时， 长则需要十几个小时的测量时间。 实时性差， 不能满说　明　书 1/5 页 3 CN 115096355 A 3