郭紀(jì)良

（山東商務(wù)職業(yè)學(xué)院 山東 煙臺 264000）

0 引言

目前狀況下，信息化正在全面融入各個領(lǐng)域，進而在根本上改進原有的技術(shù)模式，各個行業(yè)的日常生產(chǎn)以及民眾生活都不能欠缺網(wǎng)絡(luò)化作為輔助。從基本特征來講，糧食倉儲應(yīng)當(dāng)被置于首要性的位置，這是由于其與國計民生之間具備內(nèi)在性的聯(lián)系。然而實質(zhì)上，在儲藏糧食以及運輸糧食的整個過程中，存在較大可能將會表現(xiàn)為糧食蟲害、霉變以及過度發(fā)熱等不良狀態(tài)[3]。受到上述現(xiàn)狀帶來的影響，有關(guān)部門亟待健全當(dāng)前階段的糧食運輸以及糧食存儲監(jiān)管，因地制宜做好全方位的糧情監(jiān)控。通過引進無線傳感器的措施，應(yīng)當(dāng)能夠突顯更高層次的監(jiān)控實效性，同時也便于推行實時性的糧情監(jiān)控。如果察覺到某些潛在性的異常狀態(tài)，那么對此就要著手予以處理，以此來避免較大范圍的糧食損失[4]。

1 糧情監(jiān)測適用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的重要意義

1.1 微機監(jiān)控的缺陷性

進入新時期后，建立于現(xiàn)代化手段之上的糧情監(jiān)測正在獲得突顯的改進，上述現(xiàn)狀在根本上符合了糧倉現(xiàn)代化的宗旨與目標(biāo)。受到此種現(xiàn)狀的影響，有關(guān)部門如果單純沿用傳統(tǒng)模式的儲糧技術(shù)以及運輸監(jiān)控技術(shù)，則很難保障其符合當(dāng)前現(xiàn)有的總體監(jiān)控趨勢。截至目前，微機監(jiān)控在當(dāng)前現(xiàn)有的糧情監(jiān)控中仍然占據(jù)了主導(dǎo)性的位置，此種監(jiān)控模式通常來講都要借助電纜來實現(xiàn)糧情信號的全面?zhèn)鬏敗Ｈ欢鴮嵸|(zhì)上，微機監(jiān)控適用于監(jiān)測糧情的措施并沒有真正達到健全，其中仍然涉及到繁雜的測溫點布線，因而很難配置靈活性更強的傳感測溫模式。在此種狀態(tài)下，通常也很難致力于優(yōu)化節(jié)能控制[5]。

與此同時，微機監(jiān)控應(yīng)當(dāng)包含繁雜性較強的測溫節(jié)點，對于上述節(jié)點無法對其妥善實現(xiàn)相應(yīng)的密封處理。如果布置了較長的測溫線路，那么電源線附帶的電磁干擾就會變得尤為明顯。此外，某些線路還會被腐蝕或者受到突然性的機械損壞，進而增加了調(diào)試與安裝的難度。因此可見，有關(guān)部門亟待著手改造當(dāng)前現(xiàn)有的監(jiān)控模式，確保其符合最優(yōu)化的測溫目標(biāo)。

1.2 運用無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的獨特優(yōu)勢

近些年以來，傳感器技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及其他多樣化的信息技術(shù)都在致力于全面改進。因此在當(dāng)前階段的糧情監(jiān)測中，整體趨勢應(yīng)當(dāng)包含數(shù)字化以及智能化，進而全面優(yōu)化了無線傳輸以及傳感器監(jiān)控的新型技術(shù)模式。在無線網(wǎng)絡(luò)的配合下，對于現(xiàn)有的糧情監(jiān)控就可以著手建成覆蓋面更廣的智慧糧庫與數(shù)字化糧庫，此種趨勢在根本上構(gòu)成了主導(dǎo)性的糧情監(jiān)控趨向。具體來講，無線傳感器的新型監(jiān)控措施體現(xiàn)為如下優(yōu)勢：

首先是網(wǎng)絡(luò)化。在未來的技術(shù)演進中，糧情監(jiān)測應(yīng)當(dāng)建立于統(tǒng)一平臺以及標(biāo)準(zhǔn)化接口的前提下，進而全面優(yōu)化了分層式的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管。通過運用網(wǎng)絡(luò)化的模式，針對各地糧倉現(xiàn)有的整體狀況就能予以全方位的了解，確保與之相應(yīng)的職責(zé)部門都能迅速予以感知。如果遇到多樣化的難題與隱患，那么也能給出及時性以及精確性的監(jiān)測處理，上述措施便于優(yōu)化監(jiān)測模式。

其次是智能化。糧情監(jiān)控的關(guān)鍵就在于實時性的糧情測定，其中涉及到倉內(nèi)溫度、糧倉濕度以及其他有關(guān)指標(biāo)。在智能化的全新監(jiān)測模式下，針對聯(lián)動控制應(yīng)當(dāng)著手進行優(yōu)化，在必要時還需適用相應(yīng)的輔助設(shè)施。與此同時，糧情監(jiān)測需要為其配備聯(lián)動性的自動報警裝置。如果察覺到外界濕度或者外溫的顯著改變或者糧食發(fā)生霉變，那么上述裝置將會給出自動性的警告。此外，智能化設(shè)施還應(yīng)當(dāng)包含熏蒸設(shè)施以及通風(fēng)控制。通過運用上述方式，就能杜絕潛在性的環(huán)境污染或者糧食浪費，保障了最根本的糧食品質(zhì)。

第三是數(shù)字化。近些年以來，傳感器技術(shù)正在著手實現(xiàn)全方位的優(yōu)化，其中典型就在于數(shù)字化手段的全面引進及其運用。在后期相關(guān)實踐中，針對數(shù)字化平臺應(yīng)當(dāng)予以多層次的優(yōu)化與改進，同時也要完善電子芯片以及傳感器等核心性的監(jiān)控設(shè)施。在推行綜合性糧情監(jiān)控的狀態(tài)下，適當(dāng)增添現(xiàn)有的監(jiān)控性能。除了上述措施之外，全數(shù)字通訊與監(jiān)控系統(tǒng)之間的相互結(jié)合在客觀上也有助于杜絕頻繁性的干擾信號，進而保證其符合更高水準(zhǔn)的監(jiān)控精度[6]。

2 當(dāng)前現(xiàn)有的研究狀況

從根本特征來講，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)有特定類型的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，進而實現(xiàn)了功耗較低而距離較短的新型無線通信。例如近些年以來，ZigBee及其相關(guān)技術(shù)正在著手實現(xiàn)多層次的優(yōu)化與改進。與傳統(tǒng)技術(shù)相比來講，ZigBee體現(xiàn)為更低的傳輸速率，因而在根源上有助于簡化當(dāng)前現(xiàn)有的傳輸模式。與此同時，上述技術(shù)還具備自組織的典型特性，尤其適用于遠程控制或者與之有關(guān)的自動化控制。因此經(jīng)過綜合分析可以得知，ZigBee整體上表現(xiàn)為低功耗以及低成本的顯著特征，同時也符合了組網(wǎng)通訊的根本思路[7]。

在當(dāng)前階段中，較多學(xué)者都在著手探究ZigBee涉及到的典型監(jiān)控技術(shù)。例如：學(xué)者通過不斷嘗試，現(xiàn)已搭建了專用于農(nóng)業(yè)監(jiān)控的精準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)體系，其中包含硬件以及軟件的新型監(jiān)控平臺。在種植葡萄園的當(dāng)前實踐中，適用上述技術(shù)手段有助于獲得精準(zhǔn)性較強的各項種植要素參數(shù)。通過運用室內(nèi)驗證的方式，針對整個葡萄園予以相應(yīng)的測試，進而歸納得出無線網(wǎng)絡(luò)自身具備的獨特監(jiān)測優(yōu)勢。這是因為，無線傳感網(wǎng)絡(luò)體現(xiàn)為遠距離監(jiān)測的顯著特征，其自身結(jié)構(gòu)更為緊湊并且簡單[8]。

除此以外，某些學(xué)者針對無線傳感網(wǎng)絡(luò)正在致力于拓寬其現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控范圍。在此過程中，技術(shù)人員致力于創(chuàng)建無線骨干網(wǎng)，確保其能夠覆蓋于特定的地理區(qū)域，針對農(nóng)業(yè)天氣能夠予以相對精確的測定。在監(jiān)控整個農(nóng)場的實踐中，對于實時性的霜凍狀態(tài)及其他狀況都能開展多層次的測定。然而實質(zhì)上，上述操作措施在客觀上不能缺少與之相適應(yīng)的軟硬件操作。在太陽能電池的輔助下，即便處在陰雨天的狀態(tài)下也能順利完成整個農(nóng)場的監(jiān)控。因此可見，無線傳感器相比來講更加適合用來監(jiān)控規(guī)模較大的農(nóng)情，在這其中體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化以及精確化的獨特優(yōu)勢。

3 總體性的系統(tǒng)設(shè)計

3.1 設(shè)計傳感網(wǎng)絡(luò)的基本原則

對于當(dāng)前現(xiàn)有的有線傳輸模式應(yīng)當(dāng)予以全面的取代，確保將其替換為無線組網(wǎng)的全新網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控模式。對于整個無線系統(tǒng)來講，應(yīng)當(dāng)確保其符合即插即用的狀態(tài)，對此不必再去配置相應(yīng)的傳感器或者埋設(shè)電纜。在自動識別節(jié)點的同時，系統(tǒng)設(shè)有RFID的全新監(jiān)控手段，在此前提下密切連接了多層次的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部節(jié)點。無線系統(tǒng)相比來講更加易于自動查詢、自動搜索以及自動識別身份，同時也便于實時性的系統(tǒng)維護以及系統(tǒng)安裝。

因此可以得知，RFID技術(shù)設(shè)有功耗更低的內(nèi)置芯片，同時也顯著優(yōu)化了系統(tǒng)相應(yīng)的無線節(jié)點。在此基礎(chǔ)上，低功耗系統(tǒng)設(shè)有與之相應(yīng)的喚醒機制以及睡眠模式，進而協(xié)助減少綜合性的系統(tǒng)能耗。針對整個無線系統(tǒng)如果能夠妥善予以保護，那么至少能保證其持續(xù)三年以上的正常運轉(zhuǎn)。由于無線網(wǎng)絡(luò)體現(xiàn)為顯著的運行優(yōu)勢，因此正在受到糧情監(jiān)測有關(guān)部門的青睞。目前的狀況下，有關(guān)部門正在致力于優(yōu)化整體性的糧食倉儲水準(zhǔn)，而上述過程不能欠缺信息化裝備為其提供必需的支撐[9]。

3.2 關(guān)于拓撲結(jié)構(gòu)

糧情監(jiān)測應(yīng)當(dāng)適用特定類型的拓撲結(jié)構(gòu)，據(jù)此才能展開多層次的糧情監(jiān)控。從拓撲結(jié)構(gòu)視角來看，針對糧情監(jiān)測應(yīng)當(dāng)為其布置必要的傳感器以及無線網(wǎng)絡(luò)，憑借無線傳輸?shù)耐緩絹韺崿F(xiàn)與之相應(yīng)的整體網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。具體而言，拓撲結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)包含子系統(tǒng)的后臺管理、無線網(wǎng)絡(luò)、傳感器節(jié)點及其有關(guān)部件。在上述拓撲結(jié)構(gòu)中，無線采集器設(shè)有智能化的構(gòu)件，而傳感器節(jié)點相比來講涉及到更低比例的功耗，這是由于其配置了無線收發(fā)器。

因此可見，在智能節(jié)點的配合下，針對與之有關(guān)的各類糧情信息都能予以實時性的收集，然后再去將其傳輸至其他分層中心。作為子系統(tǒng)來講，其價值在于銜接網(wǎng)絡(luò)中心以及與之相應(yīng)的節(jié)點。通過運用智能性的方式，上述網(wǎng)絡(luò)就能具備監(jiān)測糧情、分析與統(tǒng)計、打印相關(guān)報表等多層次的價值。

3.3 細化的系統(tǒng)構(gòu)成

糧情監(jiān)測在根本上應(yīng)當(dāng)依賴于糧倉系統(tǒng)，其中涉及到遠程性的用戶監(jiān)控、監(jiān)控室的收發(fā)器、后臺管理及其相關(guān)裝置。因此可見，糧情監(jiān)測不能缺少智能式的糧倉系統(tǒng)為其提供輔助，具體來講涉及到如下細化的系統(tǒng)構(gòu)架：

首先是監(jiān)控室的收發(fā)器。糧情監(jiān)控室本身包含多層次的糧倉節(jié)點，對此應(yīng)當(dāng)配置實時性的收發(fā)器裝置。在安裝收發(fā)器的前提下，借助有線網(wǎng)絡(luò)來銜接后臺的糧倉管理，進而發(fā)送與之相應(yīng)的監(jiān)控數(shù)據(jù)。因此可以得知，針對監(jiān)控室應(yīng)當(dāng)為其配置必要的收發(fā)裝置，據(jù)此實現(xiàn)整個后臺流程的輔助，確保智能糧倉可以收到實時性的糧情信息。

其次是遠程性的控制。遠程用戶控制，指的是借助網(wǎng)絡(luò)化以及遠程化的模式來輔助糧倉管理。在某個時間段，監(jiān)控室如果能夠給出相應(yīng)的指令，那么智能糧倉應(yīng)當(dāng)可以辨別現(xiàn)有的溫濕度以及其他參數(shù)。通過辨別上述的參數(shù)，再去將其傳輸至相應(yīng)的收集裝置。通過開展模塊通信，就能擺脫糧情監(jiān)控傳統(tǒng)模式帶來的約束性。

第三是后臺的糧倉管理。在遠程監(jiān)控的模式下，對于整體性的后臺管理就能夠著手加以完善。具體在操作時，后臺管理設(shè)有多層次的指令發(fā)布模式，因此有助于開展糧情監(jiān)控并且獲取相應(yīng)的數(shù)值。遇到特殊狀況時，如果糧倉與控制臺相隔較遠，那么還需借助收發(fā)模塊來輔助遠程的控制臺通訊[10]。

4 糧情監(jiān)測的具體運用

4.1 實現(xiàn)信息交互

相比來講，無線傳感器設(shè)有相對更短距離以及更小的功耗總量。在傳輸速率相對較低時，通過設(shè)置組網(wǎng)傳輸應(yīng)當(dāng)能夠優(yōu)化信息交互的現(xiàn)有模式。因此可見，糧情監(jiān)測通常來講都會涉及信息交互，其中的交互模式覆蓋于較廣的監(jiān)控區(qū)域。無線傳感器應(yīng)當(dāng)配備相應(yīng)的匯聚節(jié)點，在匯聚糧情信息的同時還要將其傳輸至特定區(qū)域。在多頻率糧情監(jiān)控的狀態(tài)下，對于潛在性的糧情信號干擾就能予以徹底杜絕。

4.2 布置信息采集點以及信息轉(zhuǎn)發(fā)點

在特定的糧倉范圍內(nèi)應(yīng)當(dāng)布置必需的轉(zhuǎn)發(fā)點或者采集點。每隔特定時間段，接收點應(yīng)當(dāng)能夠收集實時性的糧情數(shù)據(jù)，對此實現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)處理。在無線發(fā)送的狀態(tài)下，針對糧情監(jiān)控有必要布置特定的轉(zhuǎn)發(fā)點，然后再去選擇特定的路徑來處理監(jiān)控信息。例如：對于立面的糧倉傳感器可以將其設(shè)計成5層，確保糧面與糧倉頂層至少相隔半米。此外，在糧倉頂部可以視情況布置必要的接收信息點，具體來講可以放置兩個或者更多的接收點，以便于接收多層次的糧情傳感信息。

4.3 設(shè)計低功耗的模式

與傳統(tǒng)監(jiān)控模式相比，傳感器網(wǎng)絡(luò)本身具備無線的特征，與此同時也設(shè)有相對更低的網(wǎng)絡(luò)功耗。這主要是因為，無線網(wǎng)絡(luò)體現(xiàn)為更高層次的智能特性，針對各個流程涉及到的能耗都能予以顯著降低，憑借無線的糧倉內(nèi)部傳感器就能著手實現(xiàn)上述最根本的節(jié)能宗旨以及節(jié)能目標(biāo)。此外，系統(tǒng)還設(shè)有功耗相對較低的內(nèi)置芯片。如果有必要降低綜合性的能耗，那么借助喚醒機制就能有序調(diào)控系統(tǒng)現(xiàn)有的睡眠狀態(tài)，針對傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)能夠做好經(jīng)常性的系統(tǒng)查看以及系統(tǒng)檢修[11]。

5 結(jié)論

經(jīng)過綜合分析可知，糧情監(jiān)測系統(tǒng)本身包含了復(fù)雜度較高的系統(tǒng)構(gòu)架，其中關(guān)鍵落實于系統(tǒng)組成、糧情監(jiān)測的基本流程、模塊設(shè)計以及拓撲構(gòu)架的全面優(yōu)化等。相比來看，針對糧情監(jiān)測如果能夠適用無線傳感器的手段與措施，那么有助于優(yōu)化整體性的監(jiān)測流程。糧情監(jiān)測應(yīng)當(dāng)致力于保證其應(yīng)有的可靠性以及精確性，對于當(dāng)前現(xiàn)有的監(jiān)測功耗予以顯著降低。截至目前，糧情監(jiān)測適用的無線傳感器模式正在逐步實現(xiàn)完善，然而整體上并沒有真正達到健全。未來在糧情監(jiān)測的相關(guān)實踐中，技術(shù)人員還需著手歸納經(jīng)驗，運用多樣化的手段與舉措來健全現(xiàn)有的監(jiān)測模式，實現(xiàn)全面的糧情監(jiān)控[12]。

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