前言

粮食储存的主要问题是如何随时掌握粮仓内 粮食的质量变化情况，保证入库粮食在较长时间 内不变质．在存储过程中，粮食主要受温度、湿度 及其他因素的影响，可能出现发热霉变、虫害孳生 等情况，根据官方数据，因上述等因素在存储阶段 损失的粮食约占总量的0．2％，农户家庭储粮的 损失率更高⋯．在4项储粮新技术中(谷物冷却、 循环通风、环流蒸熏，粮情测控)中，粮情测控是 基础，是粮食储藏成败的关键，为了减少粮食的损 失，保证粮食品质，就必须准确及时掌握储存过程 中各种物理因素尤其是温度和湿度的变化情况， 找出其变化的规律及影响，并执行及时可行的调 控策略．随着电子技术的发展，我国已有各个厂家 研制成功了品种多样、系统结构各异的粮情测控
系统，这些系统普遍采用485总线或CAN总线结 构，这种结构需要铺设专用线路，这样不但施工量 大而且线路出现故障时不易维修．也有利用电力 线或无线网络的测控系统，采用电力线载波的确 减少了铺设专用线路，减少了施工工作量，降低了 施工成本和系统成本¨1；但是一般电力线在建设 粮仓时已经铺设完毕，且大多埋于墙体内部，给施 工带来一定影响，同时还存在布点不够灵活的缺 点．单纯使用无线网络，只能完成数据的检测，无

收稿日期：2009句4一15 作者简介：刘杰(1971一)。男，河南尉氏人，讲师，主要从事单片机 及嵌入式技术应用的研究．
法针对粮情采取控制措施‘¨1．
针对上述问题，作者提出了一种基于电力线 载波和无线通讯相结合的新型粮情测控系统方 案．

1    系统组成及工作过程

1．1   系统组成
系统组成如图1所示．
图1   系统组成

整个系统由1台上位机、1台测控主机、若干 个测控分机(每个粮仓或廒间1台)、若干个温度 湿度采集器、测量传感器和风机控制器组成，其中 上位机和测控主机之间采用RS232通信，测控分 机与测控主机以及风机控制器之间采用电力线载 波方式进行通信和控制，采集器与测控分机之间采用无线方式进行通信，这样构成一个集粮情测
控，智能分析和通信控制为一体的，具有一定规模 的计算机测控系统．上位机和测控主机位于粮情 测控计算机中心．测控分机分别位于粮仓的分机
针对电力线应用加入了许多特别的信号处理手
段，利用sT7538组成的电力线载波通信网络接口
如图3所示．
 
箱中，它们利用现成的低压电力线和测控主机相 连，采用电力线载波方式进行通信，同时和同一粮 仓中的风机控制器，也利用低压电力线载波方式
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P1．1
P3．1
P3．0
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进行控制．每个粮仓中的采集器与本粮仓中的测 控分机通过无线模块进行通信，整个系统层次清 晰，结构紧凑．
1．2系统工作过程
系统上电初始化后，上位机根据人员的操作
 
或自动将命令发送给测控主机，测控主机通过电 力线向测控分机发出命令．上位机选用普通的PC 兼容机，其主要功能是存储所有被测定的历史数 据，处理测控主机收集上传来的数据并根据处理 结果通过测控主机向测控分机发送控制命令．采 集器接收测控分机的命令采集各测量点的温度和 湿度，转换成数字量，并向测控分机发回数据．测 控分机采用循环方式收集粮仓内的所有采集器的 温度湿度等数据、仓外空气的温度湿度数据，将这 些数据保存并进行简单的处理，根据简单处理的 结果控制风机的起停；同时通过电力线向测控主 机发回数据．测控主机把收集到的实时数据发送 给上位机，供上位机进行数据的分析．从而达到对 整个粮库系统的实时测控的目的．系统的状态如 图2所示．

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l上位机l     温湿度测        温湿度 LH1—旦一  量‘及处理         测量 l望蓑目雾薪吲采集器I

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图2   系统状态

测控主机采用单片机系统．采用AT89C205l 单片机．主要功能是接收上位机的命令，并将命令 发送给测控分机；接收测控分机的数据，将数据上 传给上位机．它和上位机的通信采用Rs-232通信 接口．该接口比较简单，同时已有成熟的软件．它 和测控分机的通信采用电力线载波方式．电力线 载波芯片采用sGs THOMsON公司的s17538p1， 该芯片是专门为电力线网络通信设计的，除了具 有一般电力线波芯片的信号调试解调功能外，还
图3  测控主机电力线载波接口

AT89c2051的P1．6、P1．7和P3．4分别于A、 B、c三相耦合保护控制信号相连．工作时，cPu 首先控制与A相电力线相连通，并向与A相线相 连的测控分机发送命令，接收A相测控分机的数
据；A相的数据收集完毕，发送给上位机；断开A
相，再依次控制连通B相和c相，接收B相和c
相的测控分机的数据． 测控分机也采用单片机系统，采用CC2430
MCu．CC2430出自NI公司旧1，是一款真正符合 IEEE802．15．4标准的片上ZigBee产品．该芯片 集成zigBee射频(RF)前端、内存和微控制器．它
使用一个8位Mcu(8051)，具有32／64／128 kB
可编程闪存和8  kB的RAM，还包含模／数转换器 (ADC)、几个定时器、AES一128安全协处理器、 看门狗定时器、32kHz晶振的休眠模式定时器、上 电复位电路、掉电检测电路等．cc2430还有21个
可编程的I／O口引脚，CC2430能够满足以zigBee 为基础的2．4 GHz ISM波段应用对低成本低功耗 的要求，休眠时的最低功耗电流为0．3斗A，正常
工作时电流损耗典型值为12．3    mA；在接收和发
射模式下，电流损耗均低于27     mA．通常，zi曲ee 的发射功率在0一+10 dBm，通信距离范围为10 m，可扩大到约1000 m．因为粮仓的空间相对不 大，应用基于zIGBEE技术用于粮情测控是能够 满足要求的．采用cc2430芯片组成的测控分机 利用专用电力线调制解调芯片通过低压电力线路 与测控主机连接．测控分机的主要功能有：①采集 空气的温湿度和收集粮仓内温湿度并存储；②通 过低压电力线载波和上位通信；③根据上位机命 令或粮仓内外的温湿度情况控制风机控制器动 作；④独立完成收集各个采集器的测量数值等，保(责任编辑：南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网）