農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與糧食倉(cāng)儲(chǔ)一體化管理

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與糧食倉(cāng)儲(chǔ)一體化管理

目錄一項(xiàng)目背景 9二研究目的 10三研究意義 113.1案例設(shè)想 113.2GIS在系統(tǒng)中應(yīng)用的意義 113.3物聯(lián)網(wǎng)在糧食生產(chǎn)中的意義 113.4大數(shù)據(jù)和云計(jì)算應(yīng)用的意義 12四農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理子系統(tǒng) 134.1概述 134.2系統(tǒng)建立意義 134.3國(guó)內(nèi)外同類技術(shù) 144.4先進(jìn)性及解決的關(guān)鍵問(wèn)題 144.5應(yīng)用推廣前景 154.6系統(tǒng)總體架構(gòu) 164.7系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?164.8系統(tǒng)功能介紹 174.8.1系統(tǒng)組成 174.8.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 17五糧食倉(cāng)儲(chǔ)管理子系統(tǒng) 215.1糧食倉(cāng)儲(chǔ)總論 215.2智能倉(cāng)儲(chǔ) 215.2.1傳感器的定義及作用 225.2.2幾種在糧食倉(cāng)儲(chǔ)中常用的傳感器： 225.3糧食的構(gòu)造 245.4糧倉(cāng)的分類 245.5糧食的流散特性 265.5.1散落性 265.5.2自動(dòng)分級(jí) 275.6糧食倉(cāng)儲(chǔ)的影響因素 295.6.1溫度因素對(duì)糧食倉(cāng)儲(chǔ)的影響 295.6.2濕度因素對(duì)糧食倉(cāng)儲(chǔ)的影響 305.6.3蟲(chóng)害因素對(duì)糧食倉(cāng)儲(chǔ)的影響 305.6.4氣密性因素對(duì)糧食倉(cāng)儲(chǔ)的影響 31六發(fā)展現(xiàn)狀 326.1糧食生產(chǎn)方面 326.1.1智能化培育控制。 326.1.2農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全 326.1.3信息監(jiān)測(cè) 326.2倉(cāng)儲(chǔ)方面 326.2.1儲(chǔ)藏技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)性研究的新進(jìn)展 326.2.2糧食整理技術(shù)的新進(jìn)展 336.3農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的發(fā)展 33七涉及概念與采用技術(shù) 357.1地理信息系統(tǒng) 357.2物聯(lián)網(wǎng) 357.2.1定義 357.2.2關(guān)鍵技術(shù) 357.2.3“物”的涵義 357.2.4技術(shù)及架構(gòu) 367.3大數(shù)據(jù) 367.3.1定義 367.3.2農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的特征 367.3.3大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù) 377.3.4基于大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘和分析功能 387.4云計(jì)算 407.4.1定義 407.4.2特點(diǎn)： 407.5專家系統(tǒng) 417.5.1定義 417.5.2構(gòu)造 417.6智能決策支持系統(tǒng) 427.6.1定義 427.6.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 427.6.3農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的概念 437.6.4農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域 43八系統(tǒng)功能 448.1農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與糧食倉(cāng)儲(chǔ)一體化管理總體架構(gòu)圖 448.2農(nóng)業(yè)生產(chǎn)子系統(tǒng) 458.2.1基于GIS的農(nóng)田劃定 458.2.2基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè) 458.2.3生產(chǎn)用地的管理監(jiān)測(cè) 468.2.4生產(chǎn)過(guò)程跟蹤和監(jiān)控 468.2.5農(nóng)產(chǎn)品收獲和質(zhì)量檢測(cè) 478.2倉(cāng)儲(chǔ)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 488.2.1智慧倉(cāng)儲(chǔ) 488.2.2基于GIS的糧食調(diào)配 488.2.3倉(cāng)儲(chǔ)監(jiān)測(cè) 498.2.3.1糧食儲(chǔ)藏專家系統(tǒng)介紹 508.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 518.4大數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng) 51九前景展望 52參考文獻(xiàn)： 54

一項(xiàng)目背景現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，智能科技的概念也應(yīng)運(yùn)而生，隨著人們對(duì)生活品質(zhì)的要求逐漸提高，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)配置已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們的需求，因此，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)控制正慢慢地走進(jìn)人們的生活中來(lái)。這種新型的智能農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng)是在已有的基礎(chǔ)上，把快捷，安全的農(nóng)業(yè)工作很好的融進(jìn)人性化的高科技管理模式，不僅可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備和設(shè)備之間的控制，還可以實(shí)現(xiàn)人為的遠(yuǎn)程控制，通訊功能，其最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)設(shè)備，安防設(shè)備以及通信設(shè)備通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接到智能控制系統(tǒng)中，由控制系統(tǒng)對(duì)農(nóng)業(yè)設(shè)備和安防等設(shè)備進(jìn)行異地監(jiān)視和控制，為人們營(yíng)造出更美好的生活環(huán)境。基于物聯(lián)網(wǎng)和智能農(nóng)業(yè)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中的光線，溫度,濕度等因素的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過(guò)通信模塊和管理系統(tǒng)作出相應(yīng)的控制，以提升環(huán)境的安全性、舒適性、便利性。我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，是世界上最大的產(chǎn)糧國(guó)家，平均糧食產(chǎn)量穩(wěn)定在4.6億噸左右，其中糧食作物產(chǎn)值占農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的70%。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，糧食、油料及油脂儲(chǔ)備任務(wù)與日俱增，但糧食產(chǎn)后損失嚴(yán)重，僅糧食倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)中蟲(chóng)、霉及品質(zhì)劣變、損耗，每年達(dá)數(shù)百萬(wàn)噸，據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織對(duì)20個(gè)國(guó)家的調(diào)查，世界平均每年的儲(chǔ)糧損失占產(chǎn)量總數(shù)的10%——18%，不發(fā)達(dá)國(guó)家甚至高達(dá)30%，由此可見(jiàn)，搞好糧、油儲(chǔ)藏，減少產(chǎn)后損失已是世界性引人關(guān)注的問(wèn)題，因此糧食安全倉(cāng)儲(chǔ)與糧食生產(chǎn)放到同等的地位也許并不過(guò)分?！懊褚允碁樘臁?，糧食倉(cāng)儲(chǔ)受到政府和人民的重視力度越來(lái)越大，因?yàn)樗P(guān)系到軍需民食、食品、工業(yè)原料、備戰(zhàn)、救災(zāi)等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面。無(wú)論是在熱帶國(guó)家還是在寒帶國(guó)家，也不論發(fā)達(dá)國(guó)家或是不發(fā)達(dá)國(guó)家，全世界每個(gè)生產(chǎn)糧食的農(nóng)民、糧商或政府都在將部分甚至全部糧食儲(chǔ)藏起來(lái)，然后送到下一階段的經(jīng)營(yíng)管理者那里。因此糧食儲(chǔ)藏是將糧食從生產(chǎn)者運(yùn)送給加工者，再將糧食加工產(chǎn)品從加工者運(yùn)送給消費(fèi)者的復(fù)雜供銷(xiāo)流轉(zhuǎn)過(guò)程中重復(fù)出現(xiàn)的一個(gè)中間環(huán)節(jié)，在整個(gè)流通領(lǐng)域中，包括糧食的收打、清理、干燥、裝卸、儲(chǔ)藏、加工、運(yùn)輸、銷(xiāo)售的全過(guò)程，到處都會(huì)發(fā)生著量與質(zhì)的變化。糧食倉(cāng)儲(chǔ)這門(mén)應(yīng)用科學(xué)旨在關(guān)切和改進(jìn)這一中間狀態(tài)的品質(zhì)控制問(wèn)題，從而減少收獲后的損失至最低限度。在這個(gè)新工業(yè)革命興起的時(shí)代，物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新概念的興起造就了一大批的智能管理與分析系統(tǒng)，尤其是物聯(lián)網(wǎng)在各個(gè)行業(yè)的全面應(yīng)用使得生活發(fā)生了巨大的變化。物聯(lián)網(wǎng)是通信網(wǎng)絡(luò)的延伸，他能夠使我們的社會(huì)更加自動(dòng)化，減低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率；能夠更加及時(shí)的獲取信息，借助通信網(wǎng)絡(luò)，隨時(shí)獲取遠(yuǎn)端的信息；能夠讓我們的生活更加便利；能夠讓生產(chǎn)更加安全，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，便于實(shí)現(xiàn)安全的監(jiān)管和監(jiān)控；能夠整體提高社會(huì)的信息化程度。總體來(lái)說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)將在提升信息傳送效率、改善民生、提高生產(chǎn)率、降低管理成本等社會(huì)各方面發(fā)揮重要的作用。信息技術(shù)的快速發(fā)展，使信息應(yīng)用范圍得以不斷延伸。

二研究目的本文旨在建立一個(gè)融合糧食生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)、物流全過(guò)程管理并對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析從而輔助決策的一體化系統(tǒng)。在糧食生產(chǎn)方面，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在了從生產(chǎn)到銷(xiāo)售的各個(gè)環(huán)節(jié)，從生長(zhǎng)信息監(jiān)測(cè)、智能化培育控制到農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測(cè)都應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。系統(tǒng)將各個(gè)傳感器采集到的信息匯集到一個(gè)監(jiān)測(cè)平臺(tái)上，管理人員可以通過(guò)管理系統(tǒng)顯示的信息對(duì)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控和管理。倉(cāng)儲(chǔ)方面同樣如此，在糧食倉(cāng)儲(chǔ)階段，糧倉(cāng)里同樣布滿了各種類別的傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空氣溫度、濕度等各項(xiàng)指標(biāo)。而在物流調(diào)度方面，智能物流的概念也早已被提出并實(shí)施，各種識(shí)別設(shè)備都已經(jīng)成功應(yīng)用且產(chǎn)業(yè)趨于成熟。但是就目前的情況來(lái)看，各個(gè)系統(tǒng)都是獨(dú)立的，數(shù)據(jù)并沒(méi)有交互，只在系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)用?，F(xiàn)在是一個(gè)數(shù)據(jù)的時(shí)代，谷歌公司成為一個(gè)無(wú)法超越的存在，其多年來(lái)積累的大量數(shù)據(jù)是一筆寶貴的財(cái)富，是其短時(shí)間內(nèi)領(lǐng)先的重要原因。站在一個(gè)更高的層面上，將多個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)整合，基于大數(shù)據(jù)分析，挖掘出隱藏的信息，對(duì)未來(lái)某段時(shí)間的調(diào)配未雨綢繆，正是本項(xiàng)目研究的目的所在。

三研究意義3.1案例設(shè)想設(shè)想一個(gè)案例：在全國(guó)范圍內(nèi)，各個(gè)地區(qū)的土質(zhì)是不同的，適合生長(zhǎng)的作物也就不同。一大片相同土質(zhì)土地的土壤肥力也是不均勻分布的，自然也會(huì)造成作物成熟階段產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量的不均勻。如果提前將土質(zhì)信息采集，基于GIS進(jìn)行種植品種分析，可以得到各個(gè)地區(qū)最適合種植的作物品種。在作物生長(zhǎng)過(guò)程中利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)專家系統(tǒng)分析，可以估算出產(chǎn)量分布。根據(jù)糧食的作用（比如食用、釀酒、工業(yè)利用等），與工廠和糧倉(cāng)位置疊加分析，可以得到糧食的最佳存儲(chǔ)糧倉(cāng)，當(dāng)然也可以作為工廠選址的一項(xiàng)輔助參考。對(duì)已存在的糧倉(cāng)的存糧信息和其位置信息分析，在應(yīng)急調(diào)度中可以分析出最快、最合適的調(diào)度方案。3.2GIS在系統(tǒng)中應(yīng)用的意義隨著我國(guó)對(duì)糧食安全的重視，對(duì)土地資源如何有效持久利用的探索，對(duì)基本農(nóng)田合理布局嚴(yán)格保護(hù)的政策引導(dǎo)，建立基于GIS的基本農(nóng)田劃定有著極其重要的研究意義。依據(jù)地理信息系統(tǒng)(GIS)的永久性基本農(nóng)田劃定，以第二次土地調(diào)查和農(nóng)用地分等定級(jí)的工作技術(shù)成果為依托結(jié)合耕地保護(hù)的實(shí)際工作，運(yùn)用先進(jìn)的空間分析技術(shù)將各耕地地塊的各項(xiàng)評(píng)價(jià)因素進(jìn)行緩沖區(qū)分析、疊加分析、距離量算;并將空間矢量信息轉(zhuǎn)換成柵格信息輸出，對(duì)促進(jìn)空間信息數(shù)據(jù)的融合和工作成果可視化具有積極意義。有助于實(shí)現(xiàn)永久性基本農(nóng)田空間屬性信息的快速查詢和更新，以及其空間布局的動(dòng)態(tài)變化的演變。為未來(lái)研究基本農(nóng)田數(shù)量和質(zhì)量上的動(dòng)態(tài)平衡和具體的調(diào)控工作提供了有效的技術(shù)支撐。農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的，以遙感技術(shù)、地理信息技術(shù)、全球定位技術(shù)、人工智能技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為支撐而建成的，集農(nóng)業(yè)信息采集、發(fā)布、預(yù)告、決策為一體，建立農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)。以Internet為平臺(tái)、以GIS和Web技術(shù)為手段，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)和管理的信息化起到一定的推動(dòng)作用。它可指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，推動(dòng)農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)豐收，為“三農(nóng)”服務(wù)，為社會(huì)貢獻(xiàn)。3.3物聯(lián)網(wǎng)在糧食生產(chǎn)中的意義（1）降低生產(chǎn)能耗，提高生產(chǎn)效率。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用和推廣，使糧食行業(yè)實(shí)現(xiàn)了精細(xì)化、遠(yuǎn)程化、虛擬化、自動(dòng)化，對(duì)加強(qiáng)糧食生產(chǎn)的安全管理，促進(jìn)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。利用物聯(lián)網(wǎng)可以搜集、監(jiān)測(cè)和分析農(nóng)作物的相關(guān)信息，為糧食生產(chǎn)者、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)流通部門(mén)以及政府管理部門(mén)提供及時(shí)、有效、準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)，使其及時(shí)采取相應(yīng)對(duì)策。如利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和其他智能控制系統(tǒng)對(duì)農(nóng)田、溫室的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)、精確地獲得農(nóng)作物的信息，幫助生產(chǎn)者及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)而準(zhǔn)確鎖定發(fā)生問(wèn)題的位置，并根據(jù)相關(guān)參數(shù)的變化適時(shí)調(diào)控基礎(chǔ)設(shè)施，使作物處于良好的生長(zhǎng)環(huán)境中，減少資源的浪費(fèi)并降低污染。（2）提升農(nóng)產(chǎn)品附加值，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)型升級(jí)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的推廣應(yīng)用將會(huì)為我國(guó)農(nóng)業(yè)科技化發(fā)展提供一個(gè)全新的平臺(tái)，也將推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)的改造升級(jí)。通過(guò)建設(shè)農(nóng)業(yè)環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，完成多種環(huán)境參數(shù)的采集和環(huán)境控制，能為糧食生產(chǎn)全過(guò)程提供智能化服務(wù)，并有效提高農(nóng)業(yè)集約化生產(chǎn)的程度，進(jìn)而提升農(nóng)產(chǎn)品的附加值和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的規(guī)?；c精細(xì)化的協(xié)調(diào)，有利于增強(qiáng)農(nóng)業(yè)的生態(tài)功能。對(duì)于規(guī)?；r(nóng)產(chǎn)品可以進(jìn)行精細(xì)化培育，精細(xì)化培育又能夠規(guī)?；归_(kāi)，在提高產(chǎn)量的同時(shí)又保持了多樣性，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)的生態(tài)功能。利用物聯(lián)網(wǎng)在不同的地域建設(shè)新的生產(chǎn)、加工和倉(cāng)儲(chǔ)基地，推進(jìn)了農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)化。應(yīng)用智能系統(tǒng)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理多種類、大規(guī)模農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)，讓農(nóng)田實(shí)現(xiàn)了超市型連鎖的模式。這樣的一個(gè)一體化管理系統(tǒng)，從糧食生產(chǎn)之前開(kāi)始，利用各項(xiàng)技術(shù)虛擬出最后倉(cāng)儲(chǔ)后的情況，對(duì)于大范圍宏觀上的調(diào)控有一個(gè)先知先覺(jué)的作用。國(guó)家正處于一個(gè)高速發(fā)展期，各個(gè)行業(yè)都在努力利用資源、創(chuàng)造資源。針對(duì)于糧食行業(yè)來(lái)說(shuō)，利用系統(tǒng)提前對(duì)生產(chǎn)后的各項(xiàng)措施提前規(guī)劃安排，可以為社會(huì)提供更高效安全的糧食管理，創(chuàng)造更多的價(jià)值。3.4大數(shù)據(jù)和云計(jì)算應(yīng)用的意義農(nóng)業(yè)是大數(shù)據(jù)理念、技術(shù)和方法在農(nóng)業(yè)的實(shí)踐。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)涉及到耕地、播種、施肥、殺蟲(chóng)、收割、存儲(chǔ)、育種等各環(huán)節(jié)，是跨行業(yè)、跨專業(yè)、跨業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)分析與挖掘，以及數(shù)據(jù)可視化。國(guó)內(nèi)第一個(gè)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的研究和應(yīng)用推廣機(jī)構(gòu)"農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟"于2013年6月18日在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)正式成立，標(biāo)志著國(guó)內(nèi)大數(shù)據(jù)技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用又有了實(shí)質(zhì)性突破。大數(shù)據(jù)之“大”，并不在于其表面的“大容量”，而在于其潛在的“大價(jià)值”。當(dāng)今社會(huì)，數(shù)據(jù)已經(jīng)成為和自然資源、人力資源一樣重要的戰(zhàn)略資源。如何利用數(shù)據(jù)資源發(fā)掘知識(shí)、提升效益、促進(jìn)創(chuàng)新，使其為國(guó)家治理、企業(yè)決策乃至個(gè)人生活服務(wù)，是大數(shù)據(jù)技術(shù)的追求目標(biāo)?，F(xiàn)在一些國(guó)家已經(jīng)把更多地占有數(shù)據(jù)，科學(xué)地分析提煉數(shù)據(jù)，視為爭(zhēng)奪今后發(fā)展制高點(diǎn)的重要機(jī)遇。

四農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理子系統(tǒng)4.1概述.智能農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是通過(guò)光照、溫度、濕度等無(wú)線傳感器，對(duì)農(nóng)作物溫室內(nèi)的溫度，濕度信號(hào)以及光照、土壤溫度、土壤含水量、CO濃度、葉面濕度、露點(diǎn)溫度等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，自動(dòng)開(kāi)啟或者關(guān)閉指定設(shè)備(如遠(yuǎn)程控制澆灌、開(kāi)關(guān)卷簾等)。同時(shí)在溫室現(xiàn)場(chǎng)布置攝像頭等監(jiān)控設(shè)備，實(shí)時(shí)采集視頻信號(hào)。用戶通過(guò)電腦或智能手機(jī)，隨時(shí)隨地觀察現(xiàn)場(chǎng)情況、查看現(xiàn)場(chǎng)溫濕度等數(shù)據(jù)和控制遠(yuǎn)程智能調(diào)節(jié)指定設(shè)備。現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)，為農(nóng)業(yè)綜合生態(tài)信息自動(dòng)監(jiān)測(cè)、對(duì)環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)控制和智能化管理提供科學(xué)依據(jù)。前端設(shè)備支持多種傳感器接口，同時(shí)支持音頻、視頻功能，可以有效的為農(nóng)業(yè)專家提供第一手的現(xiàn)場(chǎng)專業(yè)數(shù)據(jù)。4.2系統(tǒng)建立意義作為糧食大國(guó)，我國(guó)農(nóng)業(yè)總產(chǎn)量中科技進(jìn)步的貢獻(xiàn)率由1972—1980年的27％提升到1981—1985年的30％～40％，2010年農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步貢獻(xiàn)率達(dá)到52%。在知識(shí)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的今天，科學(xué)技術(shù)作為第一生產(chǎn)力在中國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)中將發(fā)揮越來(lái)越大的作用?，F(xiàn)階段我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展正處于從傳統(tǒng)向現(xiàn)代化大農(nóng)業(yè)過(guò)渡的進(jìn)程當(dāng)中，急需用現(xiàn)代物質(zhì)條件進(jìn)行裝備，用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)行改造，用現(xiàn)代經(jīng)營(yíng)形式去推進(jìn)，用現(xiàn)代發(fā)展理念引領(lǐng)。因此，物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息科學(xué)技術(shù)的重要組成部分，它的快速發(fā)展，將會(huì)為我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展與世界同步提供一個(gè)國(guó)際領(lǐng)先的全新的平臺(tái)，也必將為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造升級(jí)起到巨大的推動(dòng)作用。鑒于我國(guó)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)正處于起步階段，結(jié)合在農(nóng)業(yè)和農(nóng)村信息化領(lǐng)域已經(jīng)有了的初步應(yīng)用，如智能化培育控制、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和遙感系統(tǒng)等。如何將這些初步的成果進(jìn)一步融合、規(guī)范化、系統(tǒng)化。是我們現(xiàn)階段建設(shè)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的目標(biāo)和方向。使農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)不同的階段，都可以用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)提高工作效率。在種植和培育階段，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)分析實(shí)時(shí)的土壤信息，來(lái)選擇合適的農(nóng)作物；在農(nóng)產(chǎn)品的收獲階段，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)廉價(jià)的信息采集，從而在種植收獲階段進(jìn)行更精準(zhǔn)的測(cè)算。由此可見(jiàn)，物聯(lián)網(wǎng)科技的發(fā)展也必將深刻影響智能農(nóng)業(yè)的未來(lái)。農(nóng)機(jī)企業(yè)要抓住物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的重大歷史機(jī)遇，在“感知中國(guó)”的宏偉戰(zhàn)略目標(biāo)的推動(dòng)下，全方位的推進(jìn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)，積極探索物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)應(yīng)用的結(jié)合點(diǎn)，加快我國(guó)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的前進(jìn)步伐。智能農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng)可以定義為一個(gè)過(guò)程或者一個(gè)系統(tǒng)。利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、綜合布線技術(shù)、將與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有關(guān)的各種子系統(tǒng)，有機(jī)地結(jié)合在一起，通過(guò)統(tǒng)籌管理，讓工作更加舒適、安全、有效。與普通農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相比，智能農(nóng)業(yè)可以提供方便快捷的生產(chǎn)環(huán)境其網(wǎng)絡(luò)化功能可以提供遙控溫濕度采集,防盜報(bào)警,電話遠(yuǎn)程控制,可編程定時(shí)控制及計(jì)算機(jī)控制等多種功能和手段。與普通農(nóng)業(yè)相比，智能農(nóng)業(yè)不僅提供舒適宜人且高品位的生活空間，實(shí)現(xiàn)更智能的農(nóng)業(yè)安防系統(tǒng);物聯(lián)網(wǎng)中的無(wú)線傳感器應(yīng)用對(duì)智能防災(zāi)，燈光控制，以及聯(lián)網(wǎng)都提供了一種很好的解決辦法。而且使用GPRS通信模塊，可以將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的突發(fā)事件信息告知戶主，并且進(jìn)行智能報(bào)警。這樣就極大降低了意外災(zāi)難的損失。使生活更加舒適、便利和安全。因智能農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng)布線簡(jiǎn)單、功能靈活，擴(kuò)展容易而被人們廣泛接受和應(yīng)用。4.3國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)充分利用物聯(lián)網(wǎng)信息管理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)已成為當(dāng)今各個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家農(nóng)業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)之一。以歐美為代表的世界發(fā)達(dá)國(guó)家，在農(nóng)業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、農(nóng)業(yè)信息技術(shù)開(kāi)發(fā)、農(nóng)業(yè)信息資源利用等方面，全方位推進(jìn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展步伐，利用“5S”技術(shù)（GPS、RS、GIS、ES、DSS）環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、氣象與病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)等，對(duì)農(nóng)作物生產(chǎn)進(jìn)行精細(xì)化管理和調(diào)控，有力地出盡了農(nóng)業(yè)整體水平的提高。上個(gè)世紀(jì)90年代，在我國(guó)隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟和普及后，計(jì)算機(jī)物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)始進(jìn)入農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，從事農(nóng)業(yè)人員甚至普通農(nóng)民，既可以隨時(shí)隨地及時(shí)快捷的獲得各項(xiàng)科技信息、管理信息、市場(chǎng)供求信息、氣象與土壤信息、作物與病蟲(chóng)害信息等等。物聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的結(jié)合，正在改變農(nóng)業(yè)高度分散、生產(chǎn)規(guī)模小、時(shí)空變異大、量化與規(guī)?；潭炔?、穩(wěn)定性和可控程度低等行業(yè)弱點(diǎn)。隨著物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用和普及，目前初步形成可應(yīng)用于各類農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)和診斷的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)和產(chǎn)品，已經(jīng)在設(shè)施農(nóng)業(yè)、農(nóng)田作物、野外臺(tái)站、工廠化養(yǎng)殖等領(lǐng)域示范應(yīng)用。如果不斷擴(kuò)大應(yīng)用范圍。進(jìn)一步完善相關(guān)技術(shù)，即可形成農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)。應(yīng)用該研究成果可針對(duì)大規(guī)模農(nóng)業(yè)園區(qū)、設(shè)施農(nóng)業(yè)和野外農(nóng)田，離散部署無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)，組建無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，對(duì)作物生長(zhǎng)環(huán)境、農(nóng)業(yè)氣象要素，如空氣溫濕度、土壤溫濕度、光照強(qiáng)度等進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)采集，并通過(guò)GPRS／CDMM3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸至遠(yuǎn)程中心服務(wù)器，中心服務(wù)器接收存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，結(jié)合對(duì)應(yīng)的診斷知識(shí)模型對(duì)數(shù)據(jù)解析處理，以達(dá)到分布式監(jiān)測(cè)，集中式管理。真正的使“運(yùn)籌帷幄決勝千里”的農(nóng)業(yè)管理調(diào)控理念夢(mèng)想成真。4.4先進(jìn)性及解決的關(guān)鍵問(wèn)題通過(guò)采用傳感器、視頻監(jiān)控、建立農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)與設(shè)施信息庫(kù)、狀態(tài)庫(kù)、調(diào)度服務(wù)庫(kù)及智能分析平臺(tái)等手段提高投入資源的附加值、減少資源損耗，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)競(jìng)爭(zhēng)力。(1)在現(xiàn)代化溫室栽培領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)精確地呵護(hù)著果蔬和作物的秧苗。在這個(gè)過(guò)程中，溫度傳感器、濕度傳感器、PH值傳感器、光傳感器、離子傳感器、生物傳感器、CO2傳感器等設(shè)備，檢測(cè)環(huán)境中的溫度、相對(duì)濕度、PH值、光照強(qiáng)度、土壤養(yǎng)分、CO2濃度等物理量參數(shù)，通過(guò)各種儀器儀表實(shí)時(shí)顯示或作為自動(dòng)控制的參變量參與到自動(dòng)控制中，保證農(nóng)作物有一個(gè)良好的、適宜的生長(zhǎng)環(huán)境，從而達(dá)到增加作物產(chǎn)量、改善品質(zhì)、調(diào)節(jié)生長(zhǎng)周期、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。(2)在節(jié)水灌溉方面，無(wú)線傳感網(wǎng)自動(dòng)灌溉系統(tǒng)利用傳感器感應(yīng)土壤的水分，并在設(shè)定條件下與接收器通信，控制灌溉系統(tǒng)的閥門(mén)打開(kāi)、關(guān)閉，從而達(dá)到自動(dòng)節(jié)水灌溉的目的，構(gòu)建高效、低能耗、低投入、多功能的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉平臺(tái)?？稍跍厥?、庭院花園綠地、高速公路中央隔離帶、農(nóng)田井用灌溉區(qū)等區(qū)域，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)與生態(tài)節(jié)水技術(shù)的定量化、規(guī)范化、模式化、集成化，促進(jìn)節(jié)水農(nóng)業(yè)的快速和健康發(fā)展。(3)在農(nóng)田、果園等大規(guī)模生產(chǎn)方面，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)把農(nóng)業(yè)小環(huán)境的溫度、濕度、光照、降雨量等，土壤的有機(jī)質(zhì)含量、溫濕度、重金屬含量、PH值等，以及植物生長(zhǎng)特征等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)獲取傳輸并利用，對(duì)于科學(xué)施肥、灌溉作業(yè)來(lái)說(shuō)具有非常重要的意義。(4)在果蔬和糧食的儲(chǔ)藏中，溫度傳感器發(fā)揮著巨大的作用，制冷機(jī)根據(jù)冷庫(kù)內(nèi)溫度傳感器的實(shí)時(shí)參數(shù)值，實(shí)施自動(dòng)控制并且保持該溫度的相對(duì)穩(wěn)定。氣調(diào)庫(kù)相比于冷藏庫(kù)將成為更先進(jìn)的貯藏保鮮方法，除了溫度之外，氣調(diào)庫(kù)內(nèi)的相對(duì)濕度(RH)、O2濃度、CO2濃度、乙烯(C2H4)濃度等均有相應(yīng)的控制指標(biāo)?？刂葡到y(tǒng)采集氣調(diào)庫(kù)內(nèi)各種物理量參數(shù)，通過(guò)各種儀器儀表適時(shí)顯示或作為自動(dòng)控制的參變量參與到自動(dòng)控制中，保證有一個(gè)適宜的貯藏保鮮環(huán)境。(5)在生鮮農(nóng)產(chǎn)品流通方面，需要對(duì)儲(chǔ)運(yùn)環(huán)境的溫度和農(nóng)產(chǎn)品的水分進(jìn)行控制，環(huán)境溫度過(guò)高可能會(huì)發(fā)生大批農(nóng)產(chǎn)品的腐爛，水分不足品質(zhì)會(huì)受到影響，在這個(gè)環(huán)節(jié)如果借助物聯(lián)網(wǎng)的幫助，將能大大提高農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)钠焚|(zhì)。(6)在作物的生長(zhǎng)過(guò)程中還可以利用形狀傳感器、顏色傳感器、重量傳感器等來(lái)監(jiān)測(cè)物的外形、顏色、大小等,用來(lái)確定物的成熟程度，以便適時(shí)采摘和收獲；可以利用二氧化碳傳感器進(jìn)行植物生長(zhǎng)的人工環(huán)境的監(jiān)控，以促進(jìn)光合作用的進(jìn)行。(7)在動(dòng)物飼養(yǎng)中也有傳感器應(yīng)用，如有可用來(lái)測(cè)定畜、禽肉鮮度的傳感器。它可以高精度地測(cè)定出雞、魚(yú)、肉等食品變質(zhì)時(shí)發(fā)出的臭味成分二甲基胺(DMA)的濃度，利用這種傳感器可以準(zhǔn)確地掌握肉類的鮮度，防止腐敗變質(zhì)。也有用來(lái)檢測(cè)雞蛋質(zhì)量的傳感器。4.5應(yīng)用推廣前景物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，既能改變粗放的農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)管理方式，也能提高動(dòng)植物疫情疫病防控能力，確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中，澆水、施肥、打藥，農(nóng)民全憑經(jīng)驗(yàn)、靠感覺(jué)。如今，在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)中，看到的卻是另一番景象：瓜果蔬菜該不該澆水？施肥、打藥，怎樣保持精確的濃度？溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度，如何實(shí)行按需供給？一系列作物在不同生長(zhǎng)周期曾被“模糊”處理的問(wèn)題，都有信息化智能監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)定量“精確”把關(guān)，農(nóng)民只需按個(gè)開(kāi)關(guān)，做個(gè)選擇，或是完全聽(tīng)“指令”，就能種好菜、養(yǎng)好花。此前我國(guó)出臺(tái)的多項(xiàng)利好政策也大大的促進(jìn)了農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化的發(fā)展，成為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的強(qiáng)大后盾?，F(xiàn)如今，我國(guó)很多農(nóng)村的通訊網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)條件已經(jīng)成熟，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用會(huì)為之帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。近年來(lái)，隨著智能農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，智能感知芯片、移動(dòng)嵌入式系統(tǒng)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用逐步拓寬。在監(jiān)視農(nóng)作物灌溉情況、土壤空氣變更、畜禽的環(huán)境狀況以及大面積的地表檢測(cè)，收集溫度、濕度、風(fēng)力、大氣、降雨量，有關(guān)土地的濕度、氮濃縮量和土壤pH值等方面，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在發(fā)揮出越來(lái)越大的作用，從而實(shí)現(xiàn)科學(xué)監(jiān)測(cè)，科學(xué)種植，幫助農(nóng)民抗災(zāi)、減災(zāi)，提高農(nóng)業(yè)綜合效益，促進(jìn)了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中，人們獲取農(nóng)田信息的方式很有限，主要是通過(guò)人工測(cè)量，獲取過(guò)程需要消耗大量的人力，而通過(guò)使用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以有效降低人力消耗和對(duì)農(nóng)田環(huán)境的影響，獲取精確的作物環(huán)境和作物信息。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，大量的傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成了一張張功能各異的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)各種傳感器采集信息，可以幫助農(nóng)民及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并且準(zhǔn)確地捕捉發(fā)生問(wèn)題的位置。這樣一來(lái)，農(nóng)業(yè)逐漸地從以人力為中心、依賴于孤立機(jī)械的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)向以信息和軟件為中心的生產(chǎn)模式，從而大量使用各種自動(dòng)化、智能化、遠(yuǎn)程控制的生產(chǎn)設(shè)備，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變。4.6系統(tǒng)總體架構(gòu)系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)安全保障體系與物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范體系兩大體系貫穿系統(tǒng)多個(gè)層面的架構(gòu)模式，即接入層、中間層、共享層、支撐層、應(yīng)用層、展現(xiàn)層，共六個(gè)層面。ZigBee協(xié)議棧定義了四層，分別是物理層、媒體訪問(wèn)控制層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層。物理層和媒體訪問(wèn)控制層由IEEE802.15.4-2003定義，上層的網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層由Zigbee聯(lián)盟定義。應(yīng)用層分別包括ZDO（Zigbee設(shè)備對(duì)象），APS（應(yīng)用支持子層）和AF（應(yīng)用框架）組成。Zigbee協(xié)議棧每一層負(fù)責(zé)完成所規(guī)定的任務(wù)，并且向上層提供服務(wù)，各層之間的接口通過(guò)所定義的邏輯鏈路來(lái)提供服務(wù)。4.7系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)方面采取了多種制式。在遠(yuǎn)程通訊可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選擇3G或GSM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，近距離傳輸采取ZigBee模式，保證了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在整個(gè)系統(tǒng)的建設(shè)期間，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和硬件選型是十分關(guān)鍵的，它涉及到系統(tǒng)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性，是系統(tǒng)實(shí)施成功的首要條件。1.物理層物理層由半雙工的無(wú)線收發(fā)器及其接口組成，主要作用是激活和關(guān)閉射頻收發(fā)器；檢測(cè)信道的能量；顯示收到數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì)量；空閑信道評(píng)估；選擇信道頻率；數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送。2.媒體訪問(wèn)控制層媒體訪問(wèn)控制（MAC）層建立了一條節(jié)點(diǎn)和與其相鄰的節(jié)點(diǎn)之間可靠的數(shù)據(jù)傳輸鏈路，共享傳輸媒體，提高通信效率。在協(xié)調(diào)器的MAC層，可以產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)，同步網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)；支持ZigBee設(shè)備的關(guān)聯(lián)和取消關(guān)聯(lián)；支持設(shè)備加密；在信道訪問(wèn)方面，采用CSMA/CA信道退避算法，減少了碰撞概率；確保時(shí)隙分配（GTS）；支持信標(biāo)使能和非信標(biāo)使能兩種數(shù)據(jù)傳輸模式，為兩個(gè)對(duì)等的MAC實(shí)體提供可靠連接。3.網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的建立和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)連接，主要功能包括設(shè)備連接和斷開(kāi)網(wǎng)絡(luò)時(shí)所采用的機(jī)制，以及在幀信息傳輸過(guò)程中所采用的安全性機(jī)制。此外，還包括設(shè)備的路由發(fā)現(xiàn)和路由維護(hù)和轉(zhuǎn)交。并且，網(wǎng)絡(luò)層完成對(duì)一跳(one—hop)鄰居設(shè)備的發(fā)現(xiàn)和相關(guān)結(jié)點(diǎn)信息的存儲(chǔ)。一個(gè)ZigBee協(xié)調(diào)器創(chuàng)建一個(gè)新網(wǎng)絡(luò)，為新加入的設(shè)備分配短地址等。并且，網(wǎng)絡(luò)層還提供一些必要的函數(shù)，確保ZigBee的MAC層正常工作，并且為應(yīng)用層提供合適的服務(wù)接口。網(wǎng)絡(luò)層要求能夠很好地完成在IEEE802．15．4標(biāo)準(zhǔn)中MAC子層所定義的功能，同時(shí)，又要為應(yīng)用層提供適當(dāng)?shù)姆?wù)接口。為了與應(yīng)用層進(jìn)行更好的通信，網(wǎng)絡(luò)層中定義了兩種服務(wù)實(shí)體來(lái)實(shí)現(xiàn)必要的功能。這兩個(gè)服務(wù)實(shí)體是數(shù)據(jù)服務(wù)實(shí)體(NLDE)和管理服務(wù)實(shí)體(NLME)。網(wǎng)絡(luò)層的NLDE通過(guò)數(shù)據(jù)服務(wù)實(shí)體服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)(NLDE—SAP)來(lái)提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，NLME通過(guò)管理服務(wù)實(shí)體服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)(NLME—SAP)來(lái)提供管理服務(wù)。NLME可以利用NLDE來(lái)激活它的管理工作，它還具有對(duì)網(wǎng)絡(luò)層信息數(shù)據(jù)庫(kù)(NIB)進(jìn)行維護(hù)的功能。在這個(gè)圖中直觀地給出了網(wǎng)絡(luò)層所提供的實(shí)體和服務(wù)接口等。NLDE提供的數(shù)據(jù)服務(wù)允許在處于同一應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)或多個(gè)設(shè)備之間傳輸應(yīng)用協(xié)議數(shù)據(jù)單元(APDU)。NLDE提供的服務(wù)有：產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(NPDU)和選擇通信路由。選擇通信路由，在通信中，NLDE要發(fā)送一個(gè)NPDU到一個(gè)合適的設(shè)備，這個(gè)設(shè)備可能是通信的終點(diǎn)也可能只是通信鏈路中的一個(gè)點(diǎn)。NLME需提供一個(gè)管理服務(wù)以允許一個(gè)應(yīng)用來(lái)與協(xié)議棧操作進(jìn)行交互。NLME需要提供以下服務(wù)：①配置一個(gè)新的設(shè)備(configuringanewdevice)。具有充分配置所需操作棧的能力。配置選項(xiàng)包括：ZigBee協(xié)調(diào)器的開(kāi)始操作，加入一個(gè)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)等。4.應(yīng)用層應(yīng)用層包括三部分：應(yīng)用支持子層（APS）、ZigBee設(shè)備對(duì)象（ZDO）和應(yīng)用框架（AF）。應(yīng)用支持子層的任務(wù)是提取網(wǎng)絡(luò)層的信息并將信息發(fā)送到運(yùn)行在節(jié)點(diǎn)上的不同應(yīng)用端點(diǎn)。應(yīng)用支持子層維護(hù)了一個(gè)綁定表，可以定義、增加或移除組信息；完成64位長(zhǎng)地址（IEEE地址）與16位短地址（網(wǎng)絡(luò)地址）一對(duì)一映射；實(shí)現(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)的分割與重組；應(yīng)用支持子層連接網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，是它們之間的接口。這個(gè)接口由兩個(gè)服務(wù)實(shí)體提供：APS數(shù)據(jù)實(shí)體（APSDE）和APS管理實(shí)體（APSME）。APS數(shù)據(jù)實(shí)體為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，它會(huì)拆分和重組大于最大荷載量的數(shù)據(jù)包。APS管理實(shí)體提供安全服務(wù)，節(jié)點(diǎn)綁定，建立和移除組地址，負(fù)責(zé)64位IEEE地址與16位網(wǎng)絡(luò)地址的地址映射[4]。ZigBee設(shè)備對(duì)象負(fù)責(zé)設(shè)備的所有管理工作，包括設(shè)定該設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的角色（協(xié)調(diào)器、路由器或終端設(shè)備），發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，確定這些設(shè)備能提供的功能，發(fā)起或響應(yīng)綁定請(qǐng)求，完成設(shè)備之間建立安全的關(guān)聯(lián)等。用戶在開(kāi)發(fā)ZigBee產(chǎn)品時(shí)，需要在ZigBee協(xié)議棧的AF上附加應(yīng)用端點(diǎn)，調(diào)用ZDO功能以發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的其他設(shè)備和服務(wù)，管理綁定、安全和其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)置。ZDO是一個(gè)特殊的應(yīng)用對(duì)象，它駐留在每一個(gè)ZigBee節(jié)點(diǎn)上，其端點(diǎn)編號(hào)固定為0。AF應(yīng)用框架是應(yīng)用層與APS層的接口。它負(fù)責(zé)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，并為接收到的數(shù)據(jù)尋找相應(yīng)的目的端點(diǎn)。4.8系統(tǒng)功能介紹4.8.1系統(tǒng)組成由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、無(wú)線傳輸系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和專家系統(tǒng)組成。4.8.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)溫室內(nèi)部光照、溫度、濕度和土壤含水量等傳感器采集的數(shù)據(jù)以及視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的采集和管理?？蔀橛脩粼陔娔X與手機(jī)終端上實(shí)時(shí)、直觀的展示采集到的數(shù)據(jù)。用戶可以在平臺(tái)上查看自己的數(shù)據(jù)，包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、歷史數(shù)據(jù)管理，以及為用戶提供自定義打印報(bào)表、提供各種匯總統(tǒng)計(jì)圖形、對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)備份等服務(wù)，從而方便的得到數(shù)據(jù)信息，輔助決策。(1)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)主要為各類傳感器采集的數(shù)據(jù)和視屏監(jiān)控采集的現(xiàn)場(chǎng)視頻數(shù)據(jù)。溫度包括空氣溫度、淺層土壤溫度(土下2cm)、深層土壤溫度(土下5cm)；濕度主要包括空氣的濕度、淺層土壤含水量(土下2cm)、深層土壤含水量(土下5cm)。傳感器采集數(shù)據(jù)的上傳采用ZigBee無(wú)線傳輸模式，ZigBee發(fā)送模塊將傳感器的采集數(shù)據(jù)傳送到zigBee節(jié)點(diǎn)上。用戶可以在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上或通過(guò)手機(jī)終端等查看現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)，并且在界面上可顯示實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)的曲線圖。系統(tǒng)監(jiān)測(cè)參數(shù)多樣化，可根據(jù)客戶現(xiàn)場(chǎng)情況自由定制。(2)歷史數(shù)據(jù)管理歷史數(shù)據(jù)管理是將采集到的數(shù)值通過(guò)直觀的形式向用戶展示時(shí)間分布狀況和空間分布狀況，提供日?qǐng)?bào)、月報(bào)等歷史報(bào)表。用戶可隨時(shí)隨地通過(guò)電腦和手機(jī)等終端查看現(xiàn)場(chǎng)采集的歷史數(shù)據(jù)，并且支持條件查詢歷史數(shù)據(jù)，并生成曲線、餅圖等。錯(cuò)誤報(bào)警允許用戶制定自定義的數(shù)據(jù)范圍，超出范圍的錯(cuò)誤情況會(huì)在系統(tǒng)中進(jìn)行標(biāo)注，以達(dá)到報(bào)警的目的。(3)數(shù)據(jù)備份該系統(tǒng)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和信息處理。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，形成知識(shí)庫(kù)，以備隨時(shí)進(jìn)行處理和查詢。數(shù)據(jù)備份支持將備份的數(shù)據(jù)以電子表格的方式下載到用戶本機(jī)。3視頻監(jiān)控系統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用高精度攝像機(jī)對(duì)農(nóng)田或大棚等進(jìn)行視頻監(jiān)控，系統(tǒng)的清晰度和穩(wěn)定性等參數(shù)均符合國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。(1)實(shí)時(shí)視頻監(jiān)測(cè)對(duì)園區(qū)內(nèi)的農(nóng)田、果園、花卉等進(jìn)行在線實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控。用戶隨時(shí)隨地通過(guò)3G手機(jī)或電腦可以觀看到溫室內(nèi)的實(shí)際影像，對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)進(jìn)程進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。定時(shí)圖像監(jiān)測(cè)(2)定時(shí)圖像監(jiān)測(cè)對(duì)園區(qū)內(nèi)的農(nóng)田、果園、花卉等進(jìn)行定時(shí)的圖像監(jiān)測(cè)，時(shí)間可由用戶自行定制，平臺(tái)提供可查詢列表，方便用戶隨時(shí)查詢不同時(shí)間段的圖片信息。4智能預(yù)警系統(tǒng)當(dāng)采集數(shù)據(jù)超過(guò)系統(tǒng)預(yù)先設(shè)置的限制時(shí)，將開(kāi)啟系統(tǒng)報(bào)警功能，并發(fā)送短信告知相關(guān)管理人員，便于對(duì)農(nóng)作物生產(chǎn)的管理。(1)報(bào)警設(shè)置當(dāng)采集設(shè)備采集到的溫度，濕度等基本參數(shù)超過(guò)預(yù)先設(shè)置的限制時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)將提供數(shù)據(jù)報(bào)警，并且在報(bào)警的同時(shí)發(fā)送短信息給相關(guān)管理人員。告警數(shù)據(jù)的上下限數(shù)值均可在平臺(tái)上由用戶自行設(shè)定，系統(tǒng)也可以提供專家閾值設(shè)定建議，為用戶提供參考。(2)超限記錄系統(tǒng)會(huì)對(duì)歷史告警信息進(jìn)行存儲(chǔ)，形成告警知識(shí)庫(kù)，方便用戶查詢歷史報(bào)警記錄。5設(shè)備遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)備遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)主要由控制設(shè)備和相應(yīng)的繼電器控制電路組成，通過(guò)繼電器可以自由控制各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)備，包括噴淋、滴灌等噴水系統(tǒng)和卷簾、風(fēng)機(jī)等空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)等。用戶可通過(guò)電腦和手機(jī)終端對(duì)設(shè)備直接操控，完成日常工作。(1)風(fēng)機(jī)控制用戶從遠(yuǎn)程登入系統(tǒng)可根據(jù)條件查詢風(fēng)機(jī)，在選定風(fēng)機(jī)后可觀察風(fēng)機(jī)的工作情況，給風(fēng)機(jī)下達(dá)控制命令。風(fēng)機(jī)控制有送風(fēng)、停止、風(fēng)速控制（可調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速）、自動(dòng)化（按照設(shè)備管理模塊的設(shè)備參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)）等功能，用戶操作功能鍵可通過(guò)GSM或NET向下位機(jī)（PLC）發(fā)送命令，PLC接收命令轉(zhuǎn)成指令下發(fā)給自動(dòng)化風(fēng)機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作風(fēng)機(jī)的功能。(2)灌溉控制用戶從遠(yuǎn)程登入系統(tǒng)可根據(jù)條件查詢給水器，選定給水器后可觀察給水器的工作情況，向給水器下達(dá)控制命令。灌溉控制有送水、停止、水流控制（可調(diào)節(jié)每秒出水量）、自動(dòng)化（按照設(shè)備管理模塊的設(shè)備參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)）等功能，用戶操作功能鍵可通過(guò)GSM或NET向下位機(jī)（PLC）發(fā)送命令，PLC接收命令轉(zhuǎn)成指令下發(fā)給自動(dòng)化給水器，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作給水器的功能。(3)卷簾控制用戶從遠(yuǎn)程登入系統(tǒng)可根據(jù)條件查詢卷簾，選定卷簾后可觀察它的工作情況，給卷簾下達(dá)控制命令。卷簾控制有展開(kāi)、關(guān)閉、角度控制（可調(diào)節(jié)展開(kāi)大?。?、自動(dòng)化（按照設(shè)備管理模塊的設(shè)備參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)）等功能，用戶操作功能鍵可通過(guò)GSM或NET向下位機(jī)（PLC）發(fā)送命令，PLC接收命令轉(zhuǎn)成指令下發(fā)給卷簾，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作卷簾的功能。6設(shè)備管理系統(tǒng)設(shè)備管理系統(tǒng)可以對(duì)網(wǎng)關(guān)、采集節(jié)點(diǎn)、控制節(jié)點(diǎn)、設(shè)備參數(shù)等設(shè)備信息進(jìn)行綜合管理。可提供直觀的頁(yè)面，方便用戶對(duì)設(shè)備信息進(jìn)行查找和管理。(1)網(wǎng)關(guān)管理管理網(wǎng)關(guān)的基本信息，包括網(wǎng)關(guān)基本信息的增加、刪除、修改、按條件查詢的功能。(2)采集節(jié)點(diǎn)管理管理采集節(jié)點(diǎn)的基本信息，包括采集節(jié)點(diǎn)基本信息的增加、刪除、修改、按條件查詢的功能。(3)控制節(jié)點(diǎn)管理管理控制節(jié)點(diǎn)的基本信息，包括控制節(jié)點(diǎn)基本信息的增加、刪除、修改、按條件查詢的功能。(4)設(shè)備參數(shù)管理管理設(shè)備參數(shù)的基本信息，包括設(shè)備參數(shù)基本信息的增加、刪除、修改、按條件查詢的功能。8專家服務(wù)系統(tǒng)專家服務(wù)系統(tǒng)提供專業(yè)的農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)害管理、農(nóng)機(jī)農(nóng)具管理等一系列可定制功能。病蟲(chóng)害防治系統(tǒng)建立病蟲(chóng)害防治數(shù)據(jù)庫(kù)，提供病蟲(chóng)害預(yù)防與智能推理診斷服務(wù)。1專家防治專家防治系統(tǒng)是結(jié)合農(nóng)業(yè)特點(diǎn)推出的一項(xiàng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)服務(wù)。它將信息技術(shù)和農(nóng)業(yè)技術(shù)相結(jié)合，解決農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)害的綜合防治等問(wèn)題。專家防治系統(tǒng)在基層用戶需求的基礎(chǔ)上，運(yùn)用專家總結(jié)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)作為分析判斷的基礎(chǔ)和原則，建立了高效、完善的蔬菜病蟲(chóng)害防治知識(shí)庫(kù)。系統(tǒng)在為用戶詳細(xì)分析農(nóng)產(chǎn)品知識(shí)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，可以為用戶提出適合該領(lǐng)域的知識(shí)分類及各種建議。系統(tǒng)主要由農(nóng)產(chǎn)品管理、病害管理、蔬菜病害、無(wú)公害防治方案等幾大模塊構(gòu)成，集成了多種常見(jiàn)農(nóng)作物的病蟲(chóng)害防治技術(shù)、農(nóng)資使用技術(shù)等?？蓪?shí)現(xiàn)多種農(nóng)作物病蟲(chóng)害的文字、圖片文件等多種媒體方式的信息存儲(chǔ)、添加、刪除、修改和查詢。(2)專家在線系統(tǒng)提供專家在線服務(wù)，由農(nóng)業(yè)專家對(duì)用戶提出的問(wèn)題進(jìn)行實(shí)時(shí)交流，幫助用戶解決農(nóng)業(yè)問(wèn)題，指導(dǎo)農(nóng)機(jī)操作。服務(wù)內(nèi)容主要包括平衡施肥、控制水分、病蟲(chóng)害綜合防治、延長(zhǎng)保鮮期等多方面內(nèi)容。

五糧食倉(cāng)儲(chǔ)管理子系統(tǒng)5.1糧食倉(cāng)儲(chǔ)總論隨著我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)儲(chǔ)糧科學(xué)技術(shù)研究事業(yè)發(fā)展較快，也取得了不少新成果、新技術(shù)，掌握了糧食在不同儲(chǔ)藏條件下的演變規(guī)律和理論根據(jù)，不同生態(tài)環(huán)境中蟲(chóng)霉消長(zhǎng)規(guī)律及防治方法；糧堆機(jī)械通風(fēng)、低溫及氣調(diào)技術(shù)已形成多形式的選型、定型的工藝設(shè)計(jì)與設(shè)施；我國(guó)已制訂出糧油儲(chǔ)藏技術(shù)規(guī)范；糧食儲(chǔ)藏的基礎(chǔ)研究也取得了新進(jìn)展，如不同溫度、水分、氣體成分對(duì)不同糧種在儲(chǔ)藏期的變化、陳化機(jī)理及品質(zhì)劣變指標(biāo)的研究成果，從而提出了儲(chǔ)藏保鮮可能性的限期。然而，同其它科學(xué)一樣，糧食倉(cāng)儲(chǔ)研究也是無(wú)止境的，況且，我們?cè)趥}(cāng)儲(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域里所做的努力還沒(méi)有完全滿足實(shí)際儲(chǔ)藏工作的需要?，F(xiàn)階段，我國(guó)糧食倉(cāng)儲(chǔ)管理的信息化水平較低，糧食系統(tǒng)的信息集成分析能力有限，近些年來(lái)，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的新的信息技術(shù)被應(yīng)用到了糧食倉(cāng)儲(chǔ)方面，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)便是其中之一，綜合這些因素，這就需要國(guó)家組建面向糧食行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)，加大糧食倉(cāng)儲(chǔ)的信息化管理和智能化控制，提高我國(guó)糧食倉(cāng)儲(chǔ)的信息化水平。本文將詳細(xì)的介紹糧食倉(cāng)儲(chǔ)的過(guò)程，涉及影響糧食倉(cāng)儲(chǔ)的多個(gè)方面，如糧倉(cāng)的溫度、濕度、蟲(chóng)害、氣密性以及防水防漏監(jiān)測(cè)等，分別講如何智能的控制這些因素，從而達(dá)到降低糧食倉(cāng)儲(chǔ)損失的目的。糧食儲(chǔ)藏過(guò)程是由群體籽粒（種子）組成的生態(tài)體系來(lái)體現(xiàn)的，它本身是活的有機(jī)體，內(nèi)部不斷進(jìn)行著有生命的、生物化學(xué)的復(fù)雜變化，這種生命的、生理的、化學(xué)的現(xiàn)象必須加以定向控制，以保持它固有的品質(zhì)，同時(shí)還受環(huán)境條件的、物理的、物理化學(xué)的因子制約（如糧食及所處環(huán)境的水分、溫度、濕度及空氣組成等）。故糧食倉(cāng)儲(chǔ)的過(guò)程是一種多學(xué)科的、采取自然調(diào)節(jié)或調(diào)控技術(shù)相配合的科學(xué)。所以，設(shè)計(jì)和運(yùn)用現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)進(jìn)行糧食儲(chǔ)藏是必須的，也是刻不容緩的。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，信息化逐漸應(yīng)用于各行各業(yè)，糧食倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)也開(kāi)始信息化，智能化，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是近些年來(lái)信息化產(chǎn)業(yè)的誕生物，所以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于糧食倉(cāng)儲(chǔ)方面，也是一種智能倉(cāng)儲(chǔ)的表現(xiàn)，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實(shí)時(shí)掌握糧食糧情數(shù)據(jù)，提高糧食倉(cāng)儲(chǔ)管理水平。利用傳感器等信息感知設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)糧倉(cāng)內(nèi)糧食的溫度、濕度，并實(shí)現(xiàn)對(duì)這些條件的自動(dòng)調(diào)節(jié);利用壓力傳感器監(jiān)測(cè)糧倉(cāng)內(nèi)糧食的總量變化，為合理控制庫(kù)存創(chuàng)造條件。本文按順序依次介紹物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在糧食倉(cāng)儲(chǔ)上的應(yīng)用，糧食的組成，糧倉(cāng)的分類，糧食的散落特性，影響糧食倉(cāng)儲(chǔ)的因素以及糧食倉(cāng)儲(chǔ)的發(fā)展趨勢(shì)這幾個(gè)大的模塊來(lái)寫(xiě)，每個(gè)大的模塊下又分別包含不同小的部分，從而將整個(gè)糧食倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)的智能化完整的展現(xiàn)出來(lái)。5.2智能倉(cāng)儲(chǔ)傳感器是構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)單元，是機(jī)器感知物質(zhì)世界的“感知器官”，是物聯(lián)網(wǎng)獲取物質(zhì)世界相關(guān)信息的主要來(lái)源點(diǎn)。具體的說(shuō)，傳感器就是一種能夠?qū)崟r(shí)感知識(shí)別物體當(dāng)前信息的元器件。5.2.1傳感器的定義及作用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB766_5-87對(duì)傳感器描述的定義是:“能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成?！眰鞲衅魇悄軌驒z測(cè)物體信息的一種檢測(cè)裝置，并能將檢測(cè)到的信息按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信號(hào)或其他信號(hào)形式輸出，達(dá)到為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的處理、傳輸、分析提供原始信息的目的。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)，尤其是在自動(dòng)化行業(yè)中，單靠人們的自身感覺(jué)器官無(wú)法準(zhǔn)確采集和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)參數(shù)，而傳感器是獲取這些參數(shù)的途徑和手段，使設(shè)備工作在最佳狀態(tài)，產(chǎn)品達(dá)到更高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。同理在糧食倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中，如果依靠人工定期的清倉(cāng)查庫(kù)來(lái)獲取糧情數(shù)據(jù)及糧食是否霉變等信息，將會(huì)耗費(fèi)大量的人力及財(cái)力，而采用傳感器能準(zhǔn)確地獲取糧倉(cāng)內(nèi)的糧情數(shù)據(jù)，為倉(cāng)管人員控制熏蒸通風(fēng)設(shè)備提供可靠的依據(jù)。傳感器技術(shù)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展，推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步方面發(fā)揮著極大的作用。如今，傳感器的應(yīng)用己經(jīng)遍及到工業(yè)生產(chǎn)、海洋探測(cè)、宇宙開(kāi)發(fā)、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)等各個(gè)領(lǐng)域。同時(shí)隨著科技的不斷發(fā)展，傳感器也正向信息化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)的目的是實(shí)現(xiàn)信息共享和智能化控制?？刂萍夹g(shù)和控制方式的智能化將是物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)發(fā)展的主要方向。面向倉(cāng)儲(chǔ)的糧情監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)感知糧情數(shù)據(jù)，通過(guò)分析糧情數(shù)據(jù)的變化來(lái)智能控制熏蒸系統(tǒng)及通風(fēng)裝置等控制設(shè)備的啟動(dòng)和關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)糧倉(cāng)糧食控制與管理的綜合化及一體化。5.2.2幾種在糧食倉(cāng)儲(chǔ)中常用的傳感器：1.溫度傳感器低溫儲(chǔ)藏使糧食的呼吸活動(dòng)大大減弱，可延緩糧食的陳化，保持糧食的新鮮度并降低儲(chǔ)糧自然減量損失。糧食在10℃時(shí)儲(chǔ)藏，由于呼吸產(chǎn)生的干物質(zhì)損失要比在20℃和30℃時(shí)儲(chǔ)藏分別少4倍和15倍。當(dāng)糧溫達(dá)到13℃時(shí)，害蟲(chóng)的繁殖和活動(dòng)就基本停止，糧溫降至10℃時(shí)完全停止，因此低溫儲(chǔ)藏可以避免糧食遭受蟲(chóng)害而造成的損失。DS18B20是美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司繼DS1820之后最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，他能夠直接夠直接讀出被測(cè)溫度并且可根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式?？梢苑謩e在93.75ms和750ms內(nèi)完成9位和12位的數(shù)字量，并且從DS18B20讀出的信息或?qū)懭隓S18B20的信息僅需要一根口線（單線接口）讀寫(xiě),溫度變換功率來(lái)源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的DS18B20供電，而無(wú)需額外電源。因而使用DS18B20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡(jiǎn)單，可靠性更高。他在測(cè)溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面較DS1820有了很大的改進(jìn)，給用戶帶來(lái)了更方便的使用和更令人滿意的效果。下面為該傳感器的一些主要特點(diǎn)：(1)獨(dú)特的單線接口方式：DS18B20與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊；(2)在使用中不需要任何外圍元件；(3)可用數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍：+3.0~+5.5V；(4)測(cè)溫范圍：-55~+125℃。固有測(cè)溫分辨率為0.5℃；(5)通過(guò)編程可實(shí)現(xiàn)9~12位的數(shù)字讀數(shù)方式；(6)用戶可自設(shè)定非易失性的報(bào)警上下限值；(7)多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫；(8)負(fù)壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作；2.濕度傳感器糧食在通常儲(chǔ)藏過(guò)程中，含水量一般在12%以下為安全狀態(tài)，不會(huì)產(chǎn)生溫度突變，一旦糧倉(cāng)進(jìn)水、結(jié)露等使糧食的含水量達(dá)到20%以上時(shí)，由于糧粒受潮，胚芽萌發(fā)，新陳代謝加快而產(chǎn)生呼吸熱，使局部糧食溫度突然升高，必然引起糧食“發(fā)燒”和霉變，并可能形成連鎖反應(yīng)，從而造成不可挽回的損失。常溫下稻谷儲(chǔ)藏的安全水分是13.5～14%。測(cè)量空氣濕度的方式很多，其原理是根據(jù)某種物質(zhì)從其周?chē)目諝馕账趾笠鸬奈锢砘蚧瘜W(xué)性質(zhì)的變化，間接地獲得該物質(zhì)的吸水量及周?chē)諝獾臐穸取ｋ娙菔?、電阻式和濕漲式濕敏原件分別是根據(jù)其高分子材料吸濕后的介電常數(shù)、電阻率和體積隨之發(fā)生變化而進(jìn)行濕度測(cè)量的。下面介紹HS1100/HS1101濕度傳感器及其應(yīng)用。濕度檢測(cè)采用HS1101型濕度傳感器，HS1101是HUMIREL公司生產(chǎn)的變?nèi)菔较鄬?duì)濕度傳感器，HS1101濕敏電容是基于獨(dú)特工藝設(shè)計(jì)的電容元件。下面為該傳感器的主要特點(diǎn)：(1)高精度：±2%RH，極好的輸出線性；(2)寬量程：1—99%RH，寬工作溫度-40—100℃；(3)濕度輸出受溫度影響小，常溫使用不需溫度補(bǔ)償；(4)響應(yīng)速度快：5秒；浸水或結(jié)露后迅速恢復(fù)10秒；(5)抗靜電，防灰塵，有效抵抗各種腐蝕性物質(zhì)；(6)長(zhǎng)期穩(wěn)定性可靠性好：0.5%RH/年；3.氣體檢測(cè)傳感器氣體濃度監(jiān)側(cè)試驗(yàn)研究小麥自身呼吸及昆蟲(chóng)和霉菌活動(dòng)產(chǎn)生CO2氣體的特點(diǎn)。結(jié)果表明安全水分小麥呼吸水平較低，6個(gè)月中檢側(cè)的CO2濃度最高值僅為0.06%。昆蟲(chóng)活動(dòng)可顯著提高糧堆中的CO2氣體濃度；另外發(fā)現(xiàn)安全水分的糧食自身呼吸作用微弱，產(chǎn)生CO2氣體量很少，不會(huì)影響蟲(chóng)霉活動(dòng)的監(jiān)測(cè).當(dāng)糧堆中有昆蟲(chóng)或霉菌進(jìn)行生長(zhǎng)活動(dòng)時(shí)，不僅在生長(zhǎng)部位可檢測(cè)到CO2氣體濃度的顯著升高，其產(chǎn)生的CO2氣體還可以通過(guò)擴(kuò)散作用，快速向周邊傳導(dǎo)，可以在蟲(chóng)霉活動(dòng)點(diǎn)以外的部位檢測(cè)到CO2氣體濃度的變化。因此，可以通過(guò)在糧堆中設(shè)置適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測(cè)點(diǎn)，準(zhǔn)確、靈敏地監(jiān)測(cè)糧堆中的蟲(chóng)霉活動(dòng)。與糧堆側(cè)溫方法相比，當(dāng)模擬霉變點(diǎn)的溫度隨著霉菌的活動(dòng)升高16℃時(shí)，水平相距1m和2m的部位未檢側(cè)到溫度的顯著變化(p>0.05)。因此，在糧倉(cāng)中采用側(cè)定CO2氣體的方法監(jiān)側(cè)蟲(chóng)霉活動(dòng)可顯著提高監(jiān)側(cè)靈敏度。紅外CO2傳感器利用非色散紅外（NDIR）原理對(duì)空氣中存在的CO2進(jìn)行探測(cè)，具有很好的選擇性，無(wú)氧氣依賴性，廣泛應(yīng)用于存在可燃性、爆炸性氣體的各種場(chǎng)合。英國(guó)Clairair公司高分辨率紅外CO2傳感器Prime2傳感器利用NDIR技術(shù)檢測(cè)CO2氣體濃度。該傳感器內(nèi)部有一個(gè)紅外光源，一個(gè)雙元件紅外探測(cè)器，一個(gè)獨(dú)特的光波導(dǎo)讓氣體擴(kuò)散進(jìn)去，ARM7內(nèi)核微處理器，輸出電壓與電源極性無(wú)關(guān)。內(nèi)部的集成電路可以實(shí)現(xiàn)的功能如驅(qū)動(dòng)光器件，提取檢測(cè)信號(hào)，把信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為濃度，進(jìn)行溫度補(bǔ)償和量化輸出值等。在催化燃燒配置時(shí)，Prime2可以在滿足電源供電要求的條件下，不改變電路并完全替代催化燃燒傳感器。當(dāng)Prime2用于恒流催化燃燒電路時(shí)，外圍元件需要滿足電源要求。該傳感器的主要特點(diǎn)為：(1)工作不受供電極性影響；(2)線性電壓輸出或模擬催化燃燒電橋輸出；(3)工作電壓范圍3.0V-5.0V；(4)工作電流典型值為80mA；(5)最新的MEMS探測(cè)器技術(shù)；(6)量程：從0-5000ppmCO2到0-10%VolCO2；(7)全金屬結(jié)構(gòu)，絕緣外殼；(8)體積??；(9)靈活的電路訪問(wèn)設(shè)置；(10)用戶可以通過(guò)硬件連接進(jìn)行標(biāo)定；(11)寬溫度工作范圍；(12)快速響應(yīng)；5.3糧食的構(gòu)造糧食是小麥、稻谷、玉米、谷子、大麥等禾谷類籽粒及薯類、豆類等的總稱。不同的糧食種類因?yàn)槭艿竭z傳特性、地理環(huán)境和栽培條件等眾多因素的影響，每一種糧食的形態(tài)特征也各不一樣，具有獨(dú)特的形態(tài)結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，既有共性，又有個(gè)性，這些都對(duì)糧油儲(chǔ)藏產(chǎn)生有利或不利的影響。從糧食倉(cāng)儲(chǔ)的角度出發(fā)，糧食中包圍在胚和胚乳外部的種皮，形成了抵御不利儲(chǔ)藏環(huán)境的保護(hù)組織，對(duì)糧食儲(chǔ)藏是有利的。而糧粒的胚部則含有較多的營(yíng)養(yǎng)成分和水分，生命活動(dòng)旺盛，最容易受到蟲(chóng)霉感染。一般說(shuō)來(lái)，胚越大，儲(chǔ)糧穩(wěn)定性越差，這是儲(chǔ)糧不利的一面。因此，各種糧食構(gòu)造不同，是導(dǎo)致各種糧食儲(chǔ)藏穩(wěn)定性差異的原因之一。下面介紹下糧粒和糧堆的概念：糧食顆粒堆聚而成的群體叫做糧堆。糧食儲(chǔ)藏研究的對(duì)象是糧食群體，而不是單一的糧食籽粒。據(jù)測(cè)定500克稻谷約20000粒、小麥15000粒、玉米1500——2000粒、蠶豆400——600粒、油菜籽170000——240000粒。通常糧倉(cāng)裝糧50——250萬(wàn)千克，形成數(shù)目相當(dāng)大的糧粒組成的糧食群體——糧堆。影響糧食儲(chǔ)藏穩(wěn)定性和糧食儲(chǔ)藏質(zhì)量的主要物理因素是糧食的散落性、自動(dòng)分級(jí)、孔隙度，對(duì)于各種蒸氣和氣體的吸收、吸附和解吸能力以及糧食的熱傳導(dǎo)、濕熱擴(kuò)散與熱容量等。在糧堆這個(gè)特定的環(huán)境中，這些基本物理因素直接影響儲(chǔ)糧穩(wěn)定性。5.4糧倉(cāng)的分類二十世紀(jì)末，我國(guó)利用國(guó)債資金興建了大批以高大平房倉(cāng)、淺圓倉(cāng)和立筒倉(cāng)為主要倉(cāng)型的國(guó)家儲(chǔ)備糧庫(kù)，廣泛推廣應(yīng)用了糧情測(cè)控、環(huán)流熏蒸、機(jī)械通風(fēng)和谷物冷卻技術(shù)“四項(xiàng)儲(chǔ)糧新技術(shù)”，配備了環(huán)流熏蒸系統(tǒng)、糧情測(cè)控系統(tǒng)、谷物冷卻機(jī)、糧食烘干系統(tǒng)以及“四散”作業(yè)設(shè)施等一批先進(jìn)的糧食儲(chǔ)藏新技術(shù)設(shè)備。同時(shí)，根據(jù)新時(shí)期儲(chǔ)藏技術(shù)需求特點(diǎn)，相繼研發(fā)推廣了智能控制儲(chǔ)糧機(jī)械通風(fēng)技術(shù)，低劑量磷化氫環(huán)流熏蒸技術(shù)、智能糧情檢測(cè)分析技術(shù)和高效谷物冷卻技術(shù)，并將四項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了集成創(chuàng)新和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，制定發(fā)布了《糧油儲(chǔ)藏技術(shù)規(guī)范》、《糧食倉(cāng)庫(kù)安全操作規(guī)程》等一批技術(shù)性規(guī)范和操作規(guī)程，大大提高了糧食儲(chǔ)藏裝備水平，提升了技術(shù)和設(shè)備的整體效能，有效解放和發(fā)展了生產(chǎn)力。下面介紹我國(guó)目前廣泛使用的糧倉(cāng)種類。第一類是以蘇式倉(cāng)為主體的老庫(kù)，這些庫(kù)目前占已命名的國(guó)家糧食儲(chǔ)備庫(kù)的40%。這些糧庫(kù)容量較大，可以存糧為1億斤，倉(cāng)房類型主要是蘇式倉(cāng)。近些年來(lái)己經(jīng)有一些對(duì)糧倉(cāng)的吊頂進(jìn)行了改造、提升和加高。因?yàn)槭褂脮r(shí)間較長(zhǎng)，有些糧庫(kù)的環(huán)境己經(jīng)很差，幾乎沒(méi)有機(jī)械化的設(shè)備與之配套，只能采用自然通風(fēng)手段對(duì)糧食進(jìn)行保管。由于糧倉(cāng)沒(méi)有通風(fēng)設(shè)施，只能在糧庫(kù)的頂部開(kāi)一些自然通風(fēng)口對(duì)糧庫(kù)室內(nèi)外的空氣進(jìn)行交換。這些糧庫(kù)普遍存在于經(jīng)濟(jì)條落后、電力供應(yīng)不足的地區(qū)，這種通風(fēng)方式只適合臨時(shí)性儲(chǔ)藏糧食的一些比較矮的倉(cāng)體。對(duì)于一些倉(cāng)體比較高的糧庫(kù)，自然通風(fēng)沒(méi)有辦法滿足糧食儲(chǔ)藏的要求。通常是把糧食晾曬到其水分達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)后再把糧食存入糧倉(cāng)，如果發(fā)生糧溫過(guò)高，還得再把糧食出倉(cāng)，進(jìn)行晾曬，等糧溫再次降至標(biāo)準(zhǔn)才能放入糧倉(cāng)，這樣的管理方式相當(dāng)不方便，而且儲(chǔ)糧的經(jīng)濟(jì)效益很低。第二類庫(kù)為六十年代和七十年代建的庫(kù)，目前在我國(guó)己命名的國(guó)家糧食儲(chǔ)備庫(kù)中占約10%。這部分倉(cāng)庫(kù)主要是簡(jiǎn)易倉(cāng)，倉(cāng)庫(kù)類型包括房式倉(cāng)、磚砌圓筒倉(cāng)、地下庫(kù)以及山洞庫(kù)。雖然這些糧庫(kù)的機(jī)械通風(fēng)設(shè)施也比較少，但是對(duì)于長(zhǎng)期儲(chǔ)藏糧食卻有著自身的優(yōu)勢(shì)，尤其是其中的地下庫(kù)和山洞庫(kù)，得益于常年較低的溫度，糧食放入進(jìn)去，呼吸作用緩慢，對(duì)其品質(zhì)的影響很小，因此節(jié)省了不少的保管費(fèi)用。這些糧庫(kù)目前主要采用的通風(fēng)形式是機(jī)械臥式通風(fēng)，該通風(fēng)方式用于方型倉(cāng)和圓型倉(cāng)的設(shè)計(jì)中。而實(shí)際上，這種通風(fēng)方式只對(duì)方型倉(cāng)體較為實(shí)用，因?yàn)榉叫蛡}(cāng)屬于低矮面積大的倉(cāng)型，正好符合臥式通風(fēng)的設(shè)計(jì)，而對(duì)于圓型倉(cāng)，由于倉(cāng)體很高，從外界通入的新風(fēng)只能對(duì)糧庫(kù)最地下的糧堆起到效果，對(duì)于一個(gè)儲(chǔ)存量較大的圓型糧庫(kù)，糧堆密度較大，位于中部及中部以上的糧堆幾乎沒(méi)有得到通風(fēng)效果。第三類庫(kù)建于八九十年代初期，目前在我國(guó)儲(chǔ)備糧倉(cāng)中占35%左右。這些糧庫(kù)主要有高大房式倉(cāng)、樓房倉(cāng)、鋼筋混凝土立筒庫(kù)，這些倉(cāng)庫(kù)整體條件好，庫(kù)存量比較大，配備的機(jī)械設(shè)備也較齊全。由于糧庫(kù)較大，糧堆較高，即使配備有地上籠和地下槽通風(fēng)系統(tǒng)「35]，倉(cāng)庫(kù)仍然存在通風(fēng)不均勻、作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)、能源消耗比較大等缺點(diǎn)，熏蒸殺蟲(chóng)作業(yè)也有很多問(wèn)題。由于糧倉(cāng)的密封性不佳、磷化氫損失較多(特別是糧面沒(méi)有覆蓋薄膜，PH3從倉(cāng)頂部泄漏較多)，維持一定的有效濃度比較困難(如普遍認(rèn)為“防治難’，、“谷蠢殺不死”等)，因此糧堆內(nèi)蟲(chóng)害、發(fā)熱、潮濕、霉變、結(jié)塊、變質(zhì)問(wèn)題比較普遍。第四類庫(kù)是現(xiàn)代糧倉(cāng)。我國(guó)近些年來(lái)加快了糧庫(kù)的建設(shè)步伐，一些按照統(tǒng)一高房倉(cāng)標(biāo)準(zhǔn)修建的新型國(guó)家糧食儲(chǔ)備倉(cāng)不斷涌現(xiàn)，主要包括高大房式倉(cāng)、立筒倉(cāng)以及大直徑淺圓倉(cāng)。一般倉(cāng)房的條件要求高，設(shè)計(jì)合理，機(jī)械化配置齊全。高大房式倉(cāng)倉(cāng)頂采用拱板屋蓋，具有整體性能好、跨度大、自重輕、隔熱好和節(jié)省投資等優(yōu)點(diǎn)，拱板的現(xiàn)澆技術(shù)代替預(yù)制的使用，再加上配備優(yōu)質(zhì)的放水材料進(jìn)一步提高了效果。風(fēng)道形式可以采用地上籠通風(fēng)道或地槽通風(fēng)道，一般由庫(kù)區(qū)具體情況選擇，但是地槽通風(fēng)關(guān)系到地下水的防水問(wèn)題，因此普遍采用的是倒“U”形地上籠通風(fēng)道。地籠與風(fēng)機(jī)靠空氣分配器來(lái)連接，為了不漏糧，空氣分配箱與墻壁采用對(duì)接方式，與橫向主管采用插接方式，管道之間采用搭接方式來(lái)避免螺栓固定拆卸不方便。立筒庫(kù)的特點(diǎn)是造價(jià)比較高，占地少，機(jī)械化設(shè)施齊全，密閉性能極佳。筒倉(cāng)單倉(cāng)整體設(shè)一個(gè)通風(fēng)單元，整倉(cāng)設(shè)兩風(fēng)道，一條風(fēng)道接1臺(tái)式離心風(fēng)機(jī)，可移動(dòng)，安置于倉(cāng)外進(jìn)行通風(fēng)。屋頂安置3臺(tái)式軸流風(fēng)機(jī)，并設(shè)有1個(gè)自然排風(fēng)口。風(fēng)機(jī)在運(yùn)行的時(shí)候，軸流風(fēng)機(jī)同時(shí)進(jìn)行排風(fēng)。當(dāng)了為排走糧面上層的空氣積熱，開(kāi)啟軸流風(fēng)機(jī)并打開(kāi)自然排風(fēng)口進(jìn)行排氣。風(fēng)機(jī)也采用移動(dòng)式，這樣可以節(jié)省初投資。立筒倉(cāng)的風(fēng)道形式同樣為倒“U”形地上籠風(fēng)道系統(tǒng)，風(fēng)道設(shè)置距倉(cāng)體層底板2.lm標(biāo)高的位置，地籠靠靜壓箱連接風(fēng)機(jī)接管。前部風(fēng)道的1/3開(kāi)孔率為25%,中部風(fēng)道的1/3開(kāi)孔率為30%，后部風(fēng)道的1/3留35%的開(kāi)孔率，風(fēng)道形狀呈魚(yú)鱗狀或者為橋式送風(fēng)孔，風(fēng)孔的最大尺寸保證糧食的不泄漏為標(biāo)準(zhǔn)。淺圓倉(cāng)采用的通風(fēng)形式為地槽式，風(fēng)道呈放射形、梳形或者環(huán)形，一般采用放射形，能夠均勻地分布風(fēng)量。倉(cāng)體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土，風(fēng)道是變截面的，設(shè)計(jì)要求為能夠承載水泥蓋板、分配器和上部糧堆所產(chǎn)生的壓力。為了人員可以搬動(dòng)，通風(fēng)孔板一般制造成分段形式，各段長(zhǎng)約為lm。空氣分配器采用2mm的沖孔金屬板，其開(kāi)孔率一般在30%-35%。5.5糧食的流散特性5.5.1散落性糧食在自然形成糧堆時(shí)，向四面流動(dòng)成為一個(gè)圓錐體的性質(zhì)稱為糧食的散落性。糧食的顆粒大小、成熟度的差異、雜質(zhì)數(shù)量的多少等都和散落性密切相關(guān)。糧食散落性的好壞通常用靜止角表示。靜止角是指糧食由高點(diǎn)落下，自然形成圓錐體的斜面與底面水平線之間的夾角。靜止角與散落性成反比，即散落性好，靜止角??；散落性差，靜止角大。糧粒的大小、形狀、表面光滑成度、容量、雜質(zhì)含量都對(duì)糧食的散落性有影響。粒大、飽滿、圓型粒狀、比重大、表面光滑、雜質(zhì)少的糧食散落性好，反之則散落性差。不同糧食之間，外觀特征明顯不同，因此，具有不同的散落特性。此外，糧食中含雜量增加，其散落性會(huì)降低，糧食水分含量增加散落性也降低。這是由于糧食水分增加，使糧食表面粘滯，糧粒間的摩擦力增大的結(jié)果。當(dāng)糧食發(fā)熱霉變后，散落性會(huì)完全喪失，形成結(jié)頂。

糧食散落性的另一量度是自流角。自流角是糧粒在不同材料斜面上，開(kāi)始移動(dòng)的角度，即糧粒下滑的極限角度。自流角是一個(gè)相對(duì)的值，它既與糧粒的物理特性有關(guān)，又與測(cè)試時(shí)用的材料有關(guān)。同種糧食在不同的材料上測(cè)定的自流角不同，不同種糧食在相同的材料上自流角也不相同。糧食的自流角是糧堆的外摩擦角。自流角表示的是某種糧食在某種材料上的滑動(dòng)性能。自流角愈大，滑動(dòng)性能愈差；自流角愈小，滑動(dòng)性能越好。糧食的散落性在糧食儲(chǔ)藏、裝卸運(yùn)輸機(jī)械及儲(chǔ)藏設(shè)施的設(shè)計(jì)中都是一個(gè)重要因素。儲(chǔ)藏期間散落性的變化，可在一定程度上反映糧食的穩(wěn)定性。安全儲(chǔ)藏的糧食總是具有良好的散落性。如果糧食出汗、返潮，水分增大，霉菌滋生，就會(huì)使散落性降低；嚴(yán)重的發(fā)熱結(jié)塊會(huì)形成90度角的直壁狀，完全喪失散落性。散落性好的糧食，在運(yùn)輸過(guò)程中容易流散，對(duì)于裝車(chē)、裝船、入倉(cāng)出庫(kù)操作較方便，可節(jié)省勞力與時(shí)間。但是散落性較大的糧食對(duì)裝糧容器的側(cè)壓力也大。裝糧時(shí)對(duì)散落性大的糧食就要降低堆裝高度，對(duì)散落性較小的糧食則可酌情增加高度。散落性是確定自流設(shè)備的理論依據(jù)。當(dāng)使用輸送機(jī)送糧食時(shí)，輸送機(jī)皮帶和水平面的夾角應(yīng)小于自流角和靜止角；當(dāng)安裝淌篩和自流管時(shí)，淌篩面、自流管面和水平面的夾角應(yīng)大于自流角和靜止角，這樣才能保證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。5.5.2自動(dòng)分級(jí)一般說(shuō)來(lái)，任何一批糧食，都是非均質(zhì)的聚集體。糧粒有飽滿的、癟瘦的、完整的、破碎的，形態(tài)多種多樣。雜質(zhì)也輕重不同，大小不一。在散落時(shí)彼此受到的摩擦力和重力不同，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也不同。因此糧食在震動(dòng)、移動(dòng)或入庫(kù)時(shí)，同類型、同質(zhì)量的糧粒和雜質(zhì)就集中在糧堆的某一部分，引起糧堆組成成分的重新分布，這種現(xiàn)象稱為自動(dòng)分級(jí)。例如，小麥在形成糧堆時(shí)的自動(dòng)分級(jí)現(xiàn)象，從頂部到底部各個(gè)部位的組分呈現(xiàn)出有規(guī)律的分布：破碎粒、輕浮夾雜物、雜草種子在底部比頂部多

自動(dòng)分級(jí)現(xiàn)象的發(fā)生與糧食輸送移動(dòng)時(shí)的作業(yè)方式、倉(cāng)庫(kù)類型密切相關(guān)。作業(yè)方式不同，自動(dòng)分級(jí)狀況也不相同；倉(cāng)房不同，自動(dòng)分級(jí)現(xiàn)象也不相同。按其作業(yè)方式、倉(cāng)房類型和糧堆形成的條件可大體分為四種情況：（一）自然流散成糧堆糧食自高點(diǎn)自然流散成糧堆時(shí)，糧粒與糧粒之間、糧粒與雜質(zhì)之間以及雜質(zhì)與雜質(zhì)之間受到的重力、摩擦力不同，同時(shí)落下時(shí)受到的氣流浮力也不相同。這些差異相互作用的結(jié)果使較重的雜質(zhì)落在圓錐體的中心部位，而較輕的、破碎的糧粒及雜草種子就沿著斜面下滑至圓錐體的底部。因此，隨著圓錐體的不斷擴(kuò)大，雜質(zhì)就在圓錐糧堆的底部不斷積累，最終形成基底雜質(zhì)區(qū)。（二）房式倉(cāng)入糧房式倉(cāng)糧食入庫(kù)一般有輸送機(jī)進(jìn)糧和人工入糧兩種。輸送機(jī)進(jìn)糧又分移動(dòng)式和固定式。若移動(dòng)式入庫(kù)，一般是輸送機(jī)頭先從倉(cāng)山墻處開(kāi)始，隨入糧逐步由內(nèi)向外退移。因此，飽滿的糧粒和沉重的雜質(zhì)多匯集于機(jī)頭落下的糧堆中央部位；沿輸送機(jī)兩側(cè)的糧食含有較多的癟粒和較輕的雜質(zhì)，形成帶狀的雜質(zhì)區(qū)；在皮帶輸送機(jī)下形成糠殼雜質(zhì)區(qū)。若固定式入庫(kù)，糧食入庫(kù)就有多個(gè)卸糧點(diǎn)，那么像自然流成堆一樣，在一個(gè)倉(cāng)房?jī)?nèi)部形成多個(gè)圓窩狀雜質(zhì)區(qū)，即每個(gè)卸糧點(diǎn)有一個(gè)基底狀雜質(zhì)區(qū)。房式倉(cāng)人工入糧時(shí)，由于倒糧點(diǎn)分散，邊倒邊勻，自動(dòng)分級(jí)就不明顯，雜質(zhì)組合比較均勻。（三）立筒倉(cāng)進(jìn)糧立筒倉(cāng)因筒身較高，糧粒從高處落下，下落的糧食流動(dòng)會(huì)帶動(dòng)空氣運(yùn)動(dòng)，在倉(cāng)內(nèi)形成一個(gè)渦旋氣流（圖1-4），渦旋氣流的運(yùn)動(dòng)，將糧面細(xì)小的、較輕的雜質(zhì)吹向筒壁。隨著糧面在倉(cāng)筒內(nèi)逐漸升高，靠近筒壁處形成環(huán)狀輕型雜質(zhì)區(qū)。而沉重的雜質(zhì)多集中在落點(diǎn)處，形成一個(gè)柱狀重型雜質(zhì)區(qū)。出倉(cāng)時(shí)正好相反，比較飽滿和比重大的糧粒首先流出，靠近倉(cāng)壁的癟小籽粒和輕浮雜質(zhì)后流出。所以糧食品質(zhì)也因出倉(cāng)的先后不同而差異。按自動(dòng)分級(jí)形成的原因，自動(dòng)分級(jí)又可歸納為重力分級(jí)、浮力分級(jí)和氣流分級(jí)。重力分級(jí)的情況明顯地發(fā)生在有震動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程中。如散裝糧食長(zhǎng)途運(yùn)輸后，大而輕的物料就會(huì)浮在最上面，細(xì)而重的物料就會(huì)沉到底部，而較細(xì)、較輕、較重的物料分于兩者之間，從而形成了分層現(xiàn)象。浮力分級(jí)是說(shuō)明糧粒下落過(guò)程受力不同而造成自動(dòng)分級(jí)的。糧粒g由高點(diǎn)下落，會(huì)受到空氣的阻礙作用，空氣對(duì)糧粒產(chǎn)生浮力p（見(jiàn)圖1-5）。當(dāng)P>g時(shí)，糧粒飄浮走；P<g時(shí)，糧粒下落；P=g時(shí)，糧粒懸浮。顯然，當(dāng)氣流的浮力一定時(shí)，重的糧粒下落速度較快，輕的糧粒下落較慢。而輕的雜質(zhì)在慢慢的下落過(guò)程中，由于物體重力、受力方向的改變也隨時(shí)變化，使較輕的雜質(zhì)飄移落點(diǎn)，從而形成分級(jí)現(xiàn)象。氣流分級(jí)通常發(fā)生在露天堆糧的過(guò)程中。當(dāng)輸送機(jī)在風(fēng)天卸糧時(shí)，在下風(fēng)處就會(huì)聚集較多的輕雜質(zhì)，從而形成自動(dòng)分級(jí)現(xiàn)象。這種情況在皮帶輸送機(jī)、揚(yáng)場(chǎng)機(jī)的作業(yè)中都會(huì)發(fā)生。自動(dòng)分級(jí)現(xiàn)象使糧堆組分重新分配，這對(duì)安全儲(chǔ)糧十分不利。雜質(zhì)較多的部位，往往水分較高，孔隙度較小，蟲(chóng)霉易滋生，是極易發(fā)熱霉變的部位，如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)還能蔓延危及整堆糧食。因此，對(duì)自動(dòng)分級(jí)嚴(yán)重的地方，要多設(shè)檢測(cè)層點(diǎn)，密切注意糧情變化。自動(dòng)分級(jí)中灰塵集中的部位，孔隙度小，吸附性大，在熏蒸害蟲(chóng)時(shí)，藥劑滲透困難，影響殺蟲(chóng)效果。同時(shí)，在通風(fēng)降水降溫過(guò)程中，也因空氣的阻力加大，使風(fēng)