[发明专利]一种粮库粮堆体积测量的装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于粮库粮堆测量技术领域，具体为一种粮库粮堆体积测量的装置及方法。

背景技术

随着当下的科学技术的日新月异，越来越多的智能设备运用到我们的日常生活和工作当中，来代替人类繁杂而琐碎的工作。根据国家号召“守住管好天下粮仓、协调推进新四化建设”，自动化设备和智能型设备越来越多的涌入粮仓建设当中，使国家政策落实到地。

现有的智慧粮库的建设主要是针对出入库系统、通风系统、制氮系统、温控系统等的集成管理，对粮库的容积和粮食的体积的管理并不多。但是粮食的体积可以综合反映出很多问题，比如粮食失窃导致体积减少、粮食受潮导致体积膨胀等。现有技术中对粮库的粮堆体积进行测量的装置和方法主要有以下两种：

1、一种平房仓粮堆体积测量装置(中国专利申请CN200920304913.7)，其包括平房仓1和粮堆3，平房仓1的粮堆3位于仓的下面，粮堆上表面呈不规则分布，超声波测距仪2按一定数量均匀分布在平房仓的上面，数量以平房仓的大小决定，每隔2-4平方米一个，超声波测距仪探头方向向下；每个超声波测距仪都与一个测量装置4电连接，由测量装置4测量出超声波测距仪的探头到它们粮堆上表面的距离，超声波测距仪再与测量装置电连接。

2、一种基于动态三维激光扫描的大型不规则散粮堆体积测量方法(中国专利申请CN201210224186.X)，首先在粮仓1顶部中间位置，沿宽度方向布置导轨5；导轨上设有步进电机控制的滑块4，激光雷达3扫描仪安装在滑块4上；滑块从粮仓顶部一端匀速移动至另一端，滑块带动激光雷达扫描仪完成整个散粮堆2表面的扫描；激光雷达3装置为一维扫描装置，实现线扫描并返回坐标数据；主控制电脑6用于给步进电机发射脉冲，对信号进行处理；主控制电脑6得到散粮堆表面的点云数据，根据用户对粮堆2测量所允许的误差值，确定用以计算体积的被扫描点的分布密度，根据客户提供粮食密度，计算散粮堆重量。其通过导轨移动式三维激光扫描空间形貌，生成附以坐标点云图阵，曲面拟合成不规则散粮堆形貌，进而给出其体积。

但是上述第1种测量粮堆体积的装置的测量误差比较大，得出的粮堆体积不准确，不能够很好地对粮堆的体积进行监管；第2种测量粮堆体积测量方法所采用的装置较为复杂，体积计算方式复杂导致监测成本较高，不利于推广使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粮库粮堆体积测量的装置，以解决现有技术中粮库粮堆体积监测不准确、计算方式复杂导致监测成本较高的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种粮库粮堆体积测量的装置，包括18个超声波测距探头、超声波控制电路、主控制板、粮库和粮堆，所述18个超声波测距探头包括第S超声波测距探头、第S+1超声波测距探头……和第S+N超声波测距探头，其中，N为小于等于17的正整数，所述粮库内放有粮堆，所述粮堆由规则部分Ⅰ和非规则部分Ⅱ组成，且规则部分Ⅰ设置在非规则部分Ⅱ的底部，所述第S超声波测距探头安装在粮库的后墙上，所述第S+1超声波测距探头安装在粮库的左墙上，所述第S+2超声波测距探头……和所述第S+17超声波测距探头布置在粮库的天花板上，所述超声波控制电路为18个，以第V个超声波控制电路、第V+1个超声波控制电路……和第V+M个超声波控制电路来表示，其中M为小于等于17的正整数，所述18个超声波测距探头与18个超声波控制电路一对一连接，所述18个超声波控制电路均与主控制板电连接。

其中，优选地，所述18个超声波测距探头内分别设置有超声波发射器和超声波接收器。

其中，优选地，所述18个超声波测距探头通过精密转台固定在粮库的后墙、左墙和天花板上。

其中，优选地，所述超声波测距探头可由红外测距传感器、激光测距仪或者雷达测距仪所代替。

其中，优选地，所述超声波控制电路内设置有超声波探头驱动电路、超声波返回信号处理电路、内置微处理器和控制通信电路，控制超声波测距探头发出超声波和接收超声波。

其中，优选地，所述主控制板内设置有超声波信号通信电路、微控制器、电源电路和通信电路，所述主控制板内还设置有报警电路，且报警电路与主控制板上的通信电路电连接。

本发明还提供另一种技术方案，以解决现有粮库粮堆体积计算方式复杂的问题，其另一技术方案如下：

一种粮库粮堆体积测量的方法，依据超声波测距方法，包括如下步骤：

步骤1：根据第S超声波测距探头和第S+1超声波测距探头分别测量粮库的长度和宽度，进而算出粮库的底面积；