粮仓仓储量远程监测系统设计
本文关键词:粮仓仓储量远程监测系统设计 出处:《西南交通大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】:粮食是人类赖以生存的物质基础,充足的粮食储备是维持社会稳定和保障国家安全的必备条件。随着农业技术的发展,我国粮食产量得到大幅提升,然而粮食储备管理水平却存在很大提升空间。特别是在粮食储量监测方面,自动化水平较低。针对目前粮仓仓储量监测技术存在的问题,并结合当前国家大力提倡的“互联网+”的思想,本文设计了一套粮仓仓储量远程监测系统。本系统主要解决了两个方面的问题:一是粮仓仓储量检测问题,二是仓储量信息的远程监测问题。本文为实现粮仓仓储量检测设计了一种新型压力传感器。通过改进传感器的弹性应变体结构和封装形式,使其能够将粮食散料的分布式载荷转化成集中载荷进行测量。传感器的安装形式是埋设式。将几支传感器简单地埋设在粮仓底部,不需要安装任何称重托盘或者其它设备,便可测得粮仓仓储量数据。因此该粮仓仓储量检测方案具有设备精简、安装方便、成本低廉的特点。粮仓仓储量信息远程监测是基于ZigBee无线通信网络和嵌入式Web服务器实现的。ZigBee无线通信网络负责将采集到的各个粮仓的仓储量信息传输到嵌入式Web服务器,Web服务器与因特网连接,负责接受用户的远程访问。硬件上,ZigBee芯片采用德州仪器的CC2530,分别设计了ZigBee核心板以及功能底板,底板上预留了多个传感器信息采集接口。嵌入式Web服务器的CPU采用意法半导体公司的STM32F107VC,外接DP83848CVV网卡芯片实现与因特网的连接。Web服务器跟ZigBee协调器采用串口通信。软件上,基于Z-Stack协议栈进行了ZigBee无线通信网络程序设计,实现了无线网络的组建、传感器数据采集与发送、设备状态控制指令的接收和执行等工作。在STM32F107VC芯片上移植了RT_Thread操作系统进行任务的调度和资源管理。使用操作系统自带的轻量级LwIP协议栈创建了嵌入式Web服务器,用以接收并处理网络请求。本设计采用了B/S模式,因此制作了一个动态网页作为人机交互界面,并存储在Web服务器中。用户可以通过浏览网页的形式操作该系统。最后对系统进行了调试,通过浏览网页的形式访问嵌入式Web服务器。在网页上可以查询粮仓仓储量信息,也可以控制粮仓基地的设备运行状态,从而初步验证了该设计方案的可行性。
[Abstract]:Grain is the material basis for human survival, and sufficient grain reserve is a necessary condition for maintaining social stability and ensuring national security. With the development of agricultural technology, the grain output of our country has been greatly improved, but the level of grain reserve management has been greatly improved. Especially in the monitoring of grain reserves, the level of automation is low. At present, granary reserves monitoring technology problems, combined with the current national advocate "Internet plus" thought, this paper designs a remote monitoring system of granary storage volume. The system mainly solves two problems: one is the storage detection problem in the granary, and the two is the remote monitoring of the warehouse reserves information. In this paper, a new type of pressure sensor is designed for the storage detection of the granary. By improving the elastic strain structure and encapsulation form of the sensor, the distributed load of grain material can be transformed into a concentrated load to be measured. The installation form of the sensor is embedded. If several sensors are simply buried in the bottom of the granary, no weighing pallet or other equipment should be installed, and the storage data of the granary can be measured. Therefore, the storage detection scheme of the granary has the characteristics of simplification of equipment, convenient installation and low cost. The storage information remote monitoring of the granary is based on the ZigBee wireless communication network and embedded Web server. The ZigBee wireless communication network is responsible for transmitting the warehousing information collected from various granaries to the embedded Web server. The Web server is connected with the Internet, and is responsible for receiving remote access of users. On the hardware, the ZigBee chip uses TI's CC2530, and designs the ZigBee core board and the function floor respectively. There are several sensor information collection interfaces on the bottom board. The CPU of the embedded Web server uses the STM32F107VC of the Italian semiconductor company, and the external DP83848CVV network card chip is connected to the Internet. The Web server uses serial communication with the ZigBee coordinator. Based on Z-Stack protocol stack, ZigBee wireless communication network program is designed, and wireless network is set up, sensor data collection and transmission, equipment state control instruction receive and execute. The RT_Thread operating system is transplanted on the STM32F107VC chip for task scheduling and resource management. A lightweight LwIP protocol stack with an operating system is used to create an embedded Web server for receiving and processing network requests. The design uses the B/S mode, so a dynamic web page is made as a human-computer interface and stored in the Web server. The user can operate the system by browsing the web. Finally, the system is debugged, and the embedded Web server is accessed by browsing the web page. The storage information of the granary can be inquired on the web page, and the equipment operation state of the barn base can be controlled, thus the feasibility of the design scheme is preliminarily verified.
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TP274
【参考文献】
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,本文编号:1338646
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