[发明专利]一种利用分布式压力传感器监测粮仓库存的方法

说明书

本发明是一种利用分布式压力传感器监测粮仓库存的方法，属于粮食重量监测领域。本发明通过将分布式压力传感器按照网格空间划分布置在粮仓的底面及侧面，对粮仓底部压力进行监测，进而算出网格压强、温度和湿度，依据所建立的检测模型计算粮仓重量，通过计算粮仓使用时底面、侧面网格的压力、温度和湿度，与粮仓满载标定的均值之比实时反映粮仓的安全状况。本发明所建立的监测方法是根据精准确认每个单位空间粮食的重量来确保粮食安全，所建立模型具有精度高，对传感器性能要求低，适应性强。本发明的监测方法适应于多种粮仓结构类型的储粮数量监测，具有巨大的应用价值，为保障国家粮食数量安全提供了新的技术手段。

技术领域

本发明涉及一种利用分布式压力传感器监测粮仓库存的方法。具体地说是采用一种利用分布式压力传感器，通过监测粮仓内的压力数据，可以实现无人工监管、精确监管，属于粮食重量监测领域。

背景技术

粮食安全包括数量安全和质量安全。粮食数量在线检测技术与系统研究应用是国家粮食数量安全的重要保障技术，开展这方面的研究与应用事关国家粮食安全，具有重要的意义，并将产生巨大的社会经济效益。由于粮食在国家安全中的重要地位，要求粮堆数量在线检测准确、快速和可靠。同时由于粮食数量巨大，价格低，要求粮堆数量在线检测设备成本低、简单方便。因此检测的高精度与检测系统的低成本是粮仓数量在线检测方法开发必需解决的关键问题。

本发明通过将分布式压力传感器按照网格空间划分布置在粮仓的底面及侧面，光纤光缆光栅温湿度传感器对粮仓内主要监测点湿度进行监测，对主要监测点温度进行高精度监测；光纤光缆光栅压力传感器对粮仓底部压力进行监测。光纤光缆光栅温湿度传感器和光纤光缆光栅压力传感器组成传感器网络，并通过光纤光缆光栅波长解调进行信号解调。光缆具体安装方式需要结合粮仓具体构造确定。算出网格压强、温度和湿度，依据所建立的检测模型计算粮仓重量，通过计算粮仓使用时底面、侧面网格的压力、温度和湿度，与粮仓满载标定的均值之比实时反映粮仓的安全状况。本发明所建立的监测方法是根据精准确认每个单位空间粮食的重量来确保粮食安全，所建立模型具有精度高，对传感器性能要求低，适应性强，便于远程在线进行实时监测和粮仓状态监测等特点，空间传感器的空间位置及数量及分布间距可以根据需求任意调整。本发明的监测方法适应于多种粮仓结构类型的储粮数量监测，具有巨大的应用价值，为保障国家粮食数量安全提供了新的技术手段。

发明内容

本发明提供了一种利用分布式压力传感器和网格划分的方式监测粮仓内粮食的单位质量来确定库存的方法。

本发明为实现上述目的，提供了一种利用分布式压力传感器监测粮仓库存的方法，该检测方法包括以下步骤：

步骤一：在粮仓底面、侧面以及储粮空间内部布置传感器，并将传感器进行网格式排布。

步骤二：依据步骤一中传感器的布置方式，建立基于高斯核函数的粮仓质量监测模型，模型中，

光纤光栅温湿度传感器所用的模型公式为，

其中，e–蒸汽压，单位是帕斯卡，即Pa，

Rw–水的气体常数，取值461.52J/（kg* K），

T–温度，单位是开尔文，即K，

m–在空气中溶解的水的质量，单位是千克，即kg，

V–空气的体积，单位是立方米，即m³；

测温光缆所用模型公式为，

PV=nRT

其中，–理想气体的压强，（Pa）

V–理想气体的体积，（m³）

n–气体物质的量，（mol）

T–理想气体的热力学温度，（K）

R–理想气体常数； R=8.314（J·mol^-1·K^-1）

光纤光栅压力传感器所用的模型公式为，

p=G=mg