智慧粮仓监测系统解决方案

一、概述

粮食储备是每个国家战略物资中最为重要的一项储备；而随着现代化农业的快速发展以及国家经济发展的需要，我国粮食产量和储备量长期处于世界前列。传统的粮仓由于修建年代久远，可能存在着设施落后，实时监控不到位的现象，导致粮仓容易出现存储温度、湿度、虫害等问题的发生。智慧粮仓是在现有规模化粮仓中，进行改造升级，通过加入多区域温、湿度、空气成分等多类传感器以及视频监控等设施，对粮仓内部以及粮食内部各个区域进行实时监测；另一方面，管理者根据储粮种类、季节气候等多个维度的变化，对粮仓内部进行周期性或应变性的翻拌、熏蒸、加氮、除虫等操作，保障储粮的安全性。

二、系统组成

根据应用场景以及实际方案实施的架构，将智慧粮仓设计为三层结构，由下至上分别为：网络感知/控制层、业务和数据处理层以及应用层；根据实际粮仓规模以及存放区域等特点，可将各层级的结构部署进行灵活配置，以适应实际应用场景的需求。

基础设备层：本层为系统提供感知、控制、显示等功能，承担着对于粮库内部温湿度等多种环境数据的监测，通过各类传感器的多种数据上报，应用层可实时获取粮仓内部的环境信息，并通过控制器控制制氮机、翻拌设施等装置，对存粮进行物理干预，达到安全储存的目的。

网络层：通过有线网络、4G/5G/NB/LORA/ZigBee等多种网络覆盖形式 ，将传感器以及控制器装置部署于粮仓内外，通过综合控制柜与云端以及终端应用层进行交互

平台层：通过云端综合数据处理平台，可将感知层的汇报数据与策略层的控制命令进行实时的整合和转发，最终实现策略层到感知层的实时交互。同时，通过感知层的数据积累，平台还可以根据不同的场景以及实时粮情数据，结合大数据分析结果实现应急状态预警、辅助策略等智能化场景工作。

应用层：基于本方案架构中底层数据的采集、传输、整合，终端策略层可为粮仓管理提供粮仓环境信息和粮情的实时数据，同时，根据不同的环境数据信息，粮仓管理者可通过远程控制，实现对粮仓内部环境的动态调整和人为干预，进一步保障储粮的可靠存储；另一方面，得益于移动终端的飞速发展，手机、平板等移动智能设备也可作为信息平台的监测、操作端口，为智慧粮仓的多场景管理提供了有力支撑。

三、系统功能

■实时在线监测：上位管理主机可选用物联网感知应用平台或者是为客户专门定制的操作监测平台。能够实现检测、查询、运算、建模、统计、控制、存储、分析、报警等多项功能。现场控制监测点的数量由粮仓的面积和数量决定。主要由数字温湿度变送器、数据采集仪、通讯转换器、通讯线缆、配电控制柜及安装附件组成。所有监测点的温湿度测量值最终转换为数字信号，被传送到上位管理主机。通过配套的数据管理软件对数据进行分析、处理、存储、打印等。

■环境监测：

系统实时自动监测每个仓库中粮食温度、湿度、霉变、氮气、压力等情况，构建不同的智能控制系统，实现低温生态储粮、降低储粮能耗和安全生产事故，并通过相应的自动气调系统，实现智能调节。

■出入库管理：

系统综合使用RFID、传感器、智能图像识别等技术，建立快速登记系统、自动扦样系统、快速化验系统、自动称重系统、出入仓确认系统，自动采集粮仓作业数据，保证粮仓出入库数量信息的准确性。

■智能安防：

系统对进入库区的人员车辆进行管理，借助库区视频监控系统，远程对入库人员车辆进行监管，同时，通过视频监控、人工巡查、门禁管理和消防检查等方式来保障库区和粮食的安全。

■智能通风：

系统根据仓内外温湿度传感器检测的结果，远程自动控制风机、仓窗、离心风机、谷物冷却机、水源热泵等设备，进行排积热通风、降温通风、降水通风，有效降低通风能耗及成本，提高通风效率和准确度。

■智能气调：

通过对粮情变化情况的智能分析，结合粮食储备过程中的质量检测情况，通过氮气储粮等方式控制粮情变化，改善粮食储备的生态环境，减少虫害的产生和减缓粮食质量的变化，以更稳定的方式进行粮食储藏。

■虫情监测：

基于虫害传感器以及智能图像视频分析技术，自动实时监控仓储粮食虫情数量、种类等。从而对整个粮仓的害虫分布以及害虫未来的发展趋势进行准确的预测并提出准确的防治措施或建议，减少因虫害造成粮食损失，确保储粮安全。

■智能烘干：

系统通过传感器检测到热风温度、进出粮的水分和温度、烘干塔排粮速度，根据不同粮食品种的烘干控制模型，对变频器发出信号，控制排粮轮的转速从而控制排粮速度，控制出粮的水分含量，降低烘干能耗。智能控制系统系统包含控制智能通风控制、智能空调控温控制、智能氮气气调控制、智能环流熏蒸控制、照明控制能功能，使控制流程集中到一个平台中，方便各点控制。

■智能告警：

智慧报警系统通过软件中设置的点位阈值进行判断，可通过大屏上的动画、声音等方式报警，响应迅速，安全可靠。日志查看系统智慧粮仓系统中包含完整的系统日志，包括温湿度走势、报警日志、出入库日志、气体浓度走势、巡检日志、能耗分析、数据导入导出等功能，灵活配置监控对象的报警上限、下限等报警事件，通过声光、手机、短信、电话、微信等多种形式通知负责人及时处理;为粮仓管理报表需求提供有力支持。

■远程参数：

在电脑、手机、Pad、大屏，可以随时查询环境、设备、报警等数据，支持大屏、LED等可视化展现;

■数据管理：

历史数据自动存储在云平台上，并生成以日、周、月、年等节点的历史曲线趋势图，动态展现环境变化情况，可导出监测数据、报警历史;

四、系统特点

低功耗：选择免布线方案时，低功耗意味着更长的待机时间;

系统灵活：可根据实际情况进行灵活配置。

成套设备：自有品牌的传感器、采集器、网络传输模块，保证了系统的一致性、稳定性;

系统容易使用：图形化设计，简洁美观，人人会看会用;

易维护：易拆卸，可方便地移到新场所，立即投入使用;

五、系统价值

智慧粮仓方案以智慧粮仓综合控制系统作为应用端核心，粮食行业信息化发展的战略机遇，优化信息资源配置，提升企业现代化治理能力，逐步实现仓库管理信息化、仓储智能化、流程标准化、决策科学化，以主动适应粮食局的智能化储粮管理要求，将加快推进粮食流通信息化建设进程，有利于提高粮食宏观调控决策水平，有利于粮食局及时准确地把握涉粮信息，随时跟踪监测粮食流通发展态势，为领导正确决策提供科学依据， 提升面向企业和公众涉粮信息服务能力和水平。有效地增强工作透明度，加强粮食流通工作横向和纵向的立体业务协作程度，使信息沟通更加通畅，使形成粮食流通工作的有机整体，推进粮食流通管理体制不断创新。因此，智慧粮仓的建设对发挥储备粮在粮食安全中的作用具有十分重要的社会意义。