第 卷第 期 计算机应用与软件 年 月 粮情测控技术及其发展王立根 王贵甫（ 上海市计算技术研究所 上海 ）收稿日期： 。王立根， 高工， 主研领域： 计算机应用， 科研管理。摘 要 介绍了粮情测控系统及技术现状， 简要论述了传感器技术、 计算机技术、 通信技术及控制技术的发展及在粮情测控系统中的应用情况， 同时对粮情测控系统及技术的发展趋势进行了分析。相信随着科学技术的不断进步， 此项技术不断发展， 粮情测控技术必将向数字化、 多功能继承化、 自动调控、 数据通信无线化和远程传输方向发展； 而粮情测控产品的生产、 安装和验收也必将趋于模块化、 标准化和规范化。关键词 粮情测控 传感器 控制技术 现场总线 （ ， ， ） ， ， ， ； ， ， ， ， ， ， 引 言粮食是关系国计民生的特殊商品， 它关系到社会的发展和人民生活的安定。粮食在储存过程中， 粮情测控是基础， 而粮情测控技术是科学保粮的关键技术之一， 它是各项储粮技术运行状态的观察者和运行结果的真实反映者。粮情测控系统的准确性、 可靠性直接关系到储粮技术的运用和应用效果。 年， 国家粮食局为了贯彻落实 国家中长期科学和技术发展规划纲要 ， 提高粮食储藏技术的现代水平， 决定在“ 十一五” 期间组织实施“ 安全绿色储粮关键技术研究开发与示范”项目。项目研究内容涉及粮食收获后大规模干燥、 国家大型粮库现代化建设、 储粮粮情测控、 绿色储粮技术、 成品粮油储藏、 粮食品质快速检测、 创新平台建设和粮食科技发展战略等领域， 设立了八个课题， 课题之一就是网络化多功能粮情监控集成技术和系统研究开发。该课题研究内容涉及： 在线及网络化国家粮食储藏数量监测技术； 多功能粮情测控软件平台； 储粮粮情监测专用传感器研究与开发； 储粮粮堆温度变化规律与温度传感器布置模型研究等。本文就“ 粮情测控系统” 的构成、 相关技术及其发展作一介绍。 粮情测控系统的构成 系统组成粮情测控系统的基本组成如图 所示， 系统主要包括监视系统、 控制系统、 传感系统及完成各系统间通信的通信系统和完成谷物冷却、 机械通风、 环流熏蒸等作业的执行机构组成。图 粮情测控系统的基本组成图 是粮情测控系统的一个构成示例。该系统是计算机硬件和软件结合体， 它实现了计算机对仓储粮食的检测和预警。硬件部分主要由完成温湿度检测的温、 湿度传感器； 完成通风等功能执行器及其驱动控制器； 通信控制器、 打印机和计算机等设备组成。第 期 王立根等： 粮情测控技术及其发展 图 粮情测控系统示例 工作原理粮情测控系统的工作原理主要是利用埋在粮食内部的测温、 测湿电缆中不同高度的温度、 湿度传感器， 检测出不同区域中粮食温度、 湿度的变化， 由温度、 湿度传感器将变化量转换成为电信号传送到信号处理电路中， 由该电路将电信号的模拟量变成数字量进行保存。当主机通过通信控制器发出检测命令后， 分机将采集到的数据传送给主机。主机利用软件对数据进行分类处理， 以图表方式将粮仓内各点的温湿度按照其安装方位进行直观的显示， 同时主机对数据进行分析， 找出最高温湿度、 最低温湿度及平均温湿度， 并对超过报警温度的区域给出提示， 为机械通风提供依据。在上位机上运行粮情测控系统软件，对检测到的温湿度数据进行分析， 根据粮仓内外温湿度条件判断是否可以进行通风， 以及手动或自动控制通风等执行机构的启动和停止。 粮情测控系统的相关技术由图 和图 可以看到， 粮情测控系统采用的技术组成主要包括用于温度、 湿度、 气体等检测的传感器技术； 用于各子系统之间信息交换的通信技术； 实现各种监控分析业务的信息处理技术； 产生各种控制逻辑的自动控制技术以及实现调控功能的执行机构的驱动技术等。 传感器技术传感器技术是扩展人获取信息的感觉器官功能的技术， 它间接地使人感知信息的能力得到进一步的加强。粮情测控系统通常要用到的传感器主要包括温度传感器、 湿度传感器及气体传感器等。这些传感器技术都经历了从简单到复杂、 从模拟到数字的发展过程。从目前的情况看， 粮情测控系统中采用的温度传感器既有以热敏电阻为代表的模拟传感器， 也有以 的 系列为代表的数字式温度传感器， 当然， 还有选用其它温度传感器例如 结型温度传感器的粮情测控系统。热敏电阻的工作原理是温度变化导致阻值变化。因其具有成本低、 体积小、 简单、 可靠、 响应速度快、 容易使用等特点， 在多项温度测量应用中受到广泛欢迎， 同样也是国内粮情测控系统采用最多的温度传感器。热敏电阻的缺点是互换性差， 温度与输出阻值之间呈非线性关系。采用热敏电阻作为温度传感器的粮情测控系统的温度检测范围一般在 之间， 检测精度为 ， 完全满足粮情温度检测的需要。根据粮情测控系统结构的特点， 一般在单根测温电缆上置入 个热敏电阻， 特别适合房式仓储粮环境。以 的 系列为代表的数字式粮情测控系统的温度传感器主要是 系列温度传感器， 其温度检测范围为 ， 检测精度为 。采用 温度传感器的测温电缆与热敏电阻测温电缆的不同之处在于该测温电缆最多只需 根导线即可连接多个 温度传感器， 这样不仅使测温电缆的制造简便、 成本下降， 而且可以提高测温电缆的抗拉强度、 便于温度传感器的更换。 温度传感器的这些特点使得它更适用于高大粮仓（ 如浅圆仓、 立筒仓） 的应用环境。但由于这种温度传感器的价格比热敏电阻高出许多，所以 温度传感器粮情测控系统在房式仓中应用时不如热敏电阻粮情测控系统更具有性能价格比的优势。 通信技术与传感器技术类似， 粮情测控系统的通信技术也经历了从起初工作人员要拿温度计等到现场测量， 发展到后来利用通信线路将传感器数值传输到仓外， 再到后来随着总线通讯技术与设备的进一步发展， 采用总线技术将测量数据传输到远离现场的监控室。这是一个从简单到复杂、 从模拟到数字、 从有线到无线的发展过程。特别是计算机技术与现代通信技术的结合构成了信息技术的核心。从 年第一台计算机的诞生到计算机网络的普及应用， 计算机部分地代替了人的智能， 计算机网络提高了系统之间信息传递的速度， 使资源共享、 信息交流成为可能。 有线通信技术有线通信技术是以总线技术为基础， 包括 和 总线技术、 现场总线技术、 总线技术和 总线技术等。 是使用较为广泛的双向有补偿传输线标准， 应用时间较长， 软硬件实现较为容易， 因此是国内粮情测控系统采用较多的通信方式。但由于 总线技术不支持多主结构， 系统容量、 通信距离等方面具有很大的局限性， 所以 通信方式在现代化大型粮食储备库中的应用显得愈来愈力不从心。现场总线技术是一种互连现场自动化设备及其控制系统的双向数字通信协议， 是一个全新的总线技术， 代表着未来发展的方向。它的出现为自动化控制和仪器仪表工业带来了巨大的变革