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基于 TI chipcon CC110E 芯片开发的无线传输模块及应用
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
一、 模块概述:
1. 微发射功率:最大 10dbm(10mW)的发射功率,用户可以在-30dbm~+10dbm 之
间自定义发射功率,便于用户根据自己的要求来确定通信距离和工作电流消耗。
2. 无线传输模块是应用 TI chipcon 公司的 CC110E 芯片开发的,完全覆盖全球
ISM 频段工作频率,符合全球 ISM 频段通信
标准
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,无需申请频点。载频频率
300-348MHz,387-464MHz,470-510MHz,779-928MHz,950-960MHz,2400-2483MHz
范围内,用户可选。
3. 高速率。
微功率无线通信模块最高通信速率可达 600Kbps。
4. SPI 用户数据接口方式。
SPI 数据接口,带上电源接口,用户只需 8根线连接
5. 支持远程无线唤醒功能。
支持远程无线唤醒功能,无线通信模块唤醒以后,还可以唤醒用户设备,将整个
系统功耗降到最低,是无线三表抄表系统的最理想选择。
6. 低工作电压,功耗低,自动休眠唤醒功能。
2.0--+3.6V DC 工作电压,接收电流<20mA,发射电流<30mA,休眠无线唤醒工作
电流<1uA。
7. 高可靠性,微型尺寸、重量轻。
采用单片射频集成电路及高性能单片处理器,外围电路少,可靠性高,故障率低,
体积更加小巧,更适合于嵌入式装配。
8. 无铅环保工艺。符合欧美产品出口标准;
二、 具体参数
调制方式 FSK/GFSK/GMSK
工作频率 300-348MHz,387-464MHz,470-510MHz,779-928MHz,950-960MHz,
2400-2483MHz 频点用户订货时说明可选
发射功率 -30~10dBm,(2.4Ghz 最大为 1dBm) 用户可编程控制;
最大接收灵敏度-110dBm
发射电流 ≤30mA
接收电流 ≤20mA
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无线唤醒电流 ≤1uA
传输数据速率 最大 600kbps 用户可编程
接口类型 SPI
工作电压 2.0~3.6VDC
工作温度 -40℃~85℃
工作湿度 10%~90%相对湿度,无冷凝
储存温度 -65℃~150℃
外形尺寸 15mm×15mm×4.7mm(不含天线)
三、 使用方法
1.管脚定义
1 VCC
2 GND
3 SI
4 SCLK
5 SO
6 GDO2
7 GDO0
8 CSN
2. 软件配置
参考例程或直接在 IAR 中导入相应文件。
应用:
无线水表、燃气表、电表抄表;
烟雾传感器,安防报警系统;
城市路灯,交通等无线控制;
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无线模块应用系统方案
一.点对点双向无线自动抄表系统方案
手抄器直接抄取表具数据和控制表具阀门。当抄表人员抄表时,抄表器发出抄表信号直
接进行抄表,系统整体成本低,方案成熟,系统维护量少。
表具采用电池供电,表具端系统平均功耗<20uA,休眠时的电流为 3uA,发射电流<40mA,
锂电池供电系统稳定工作时间>8 年。
抄表器能够抄取的楼层高度一般为<11 层普通居民楼,特别适合目前我国的旧城改造项
目。
抄表人员携带无线抄表器,逐一将每栋楼的所有表具数据抄取完成后,将无线抄表器带
回用有线方式把所有数据导入计算机抄表管理系统。
本系统特别适用于旧楼改造项目,单位住房三表集抄,低楼层新建楼宇,城市建筑高层
有线走线困难,无线通信信号差的地方。
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二.无线吊秤,无线传输的电子秤解决方案
在无线吊秤或无线传输的电子秤上,被称物品重量经压力传感器转变成模拟量,又经信
号传输线到 A/D 转换器转换为计算机能识别的数字量,计算机运行计算后,将物件名称、
重量、价格等等在显示屏上显示出来,同时也可打印出单据。无线传输的电子秤可以不用
RS485 等有线装置与总部联系,直接经无线方式与总部联络,将每天的营业状况(包括营业
额、卖出物品)上传给总部;总部也可经无线方式下传各物品最新单价、优惠价、物品库存
量等信息给各分部的电子秤上。
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三.生产线数据采集解决方案
生产线数据采集:
系统以传感器为工具、控制为要领、追溯为目的将生产线设备、物料等制造要素以先进
的生产理念整合到软件平台之上,减少人为差错,提高产线数据录入的准确性,真实性以及
时效性,从而提高生产线的工作效率,并为产品及生产线的数据统计及查询提供准确而详细
的数据资料,实现企业对来自客户要求的快速响应。
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四.银行排队管理系统解决方案
排队流程管理系统以高科技的计算机技术手段来取代顾客排队,解决顾客排队的烦恼,
有效地提高银行服务质量;同时可以监控和预计顾客流量,实时掌握服务情况,提供有用管
理信息,优化资源组合。当顾客进入大厅,选择自己需要的服务类别,从号票打印机抽取一
张打印票号。票号上的号码就成了该顾客的排队代码,且这个号会自动根据服务类别及紧急
程度在机器内部形成队列,当某一工作人员服务完毕后只需按一下终端上的呼叫按钮,机器
内部的程序会自动将先来的顾客代码通过显示器和语音信息,来呼叫该顾客前来办理,这样
就形成了机器替人排队的整个过程。
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五.人工智能化无线集中抄表系统
随着电力企业的日益发展,科学技术已不断的渗透到我们工作的每一个环节,提高了我
们的工作效率,增加了公司的效益水平。集中抄表工程的实施,优化了电力系统的营销流程,
节省了劳动力、提高了工作效率,降低了低压线损率,实现了经济效益的最大化。
人工智能化无线集中抄表系统是采用微功率短距离无线通信技术,由通讯模块作为末端
实现,通信模块一般包含特定的数据传输
协议
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和自定的加密协议(奇偶校验、SIM 卡校验等
等),用户不用对无线通信原理和工作机制有较深的了解,只要依据命令字进行操作即可实
现基本的数据无线传输功能,因其功率小,开发简单快速而应用广泛,数据传输速度快、流
量都较小,适合搭建小型网络。在工业,民用领域使用较广。在我国,尤其在抄表行业应用
广泛。
1 系统结构
1.1 系统总体结构
人工智能化抄表系统的总体结构如图 1 所示。
人工智能化无线集中抄表系统
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
为四级网络,它由管理中心计算机、抄表器/中继站、
采集器、基表组成。
1.2 系统功能
1.2.1 抄表终端(采集器)
将电表的脉冲输出线连接到抄表终端(采集器)的采集端,采集器会自动
检测
工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训
电表发
出的脉冲信号并计量和存储电表的电量,每个采集器最多可以连接 16 个脉冲电表。每个电
表的地址码互不相同,同样,每个采集器也有一个自己的地址码。
采集器上连接有一块无线数传通讯模块,用于接收和发送数据。平时采集器处于休眠
状态,当收到指令时,采集器被唤醒并执行相应的操作。抄表终端(采集器)初始化须进行
有关参数的设定,如:电表的基数、常数、地址码、采集器地址、系统时间等。抄表终端(采
集器)内置时钟。
抄表终端(采集器)具备 16 路通断电控制输出(可选),通过控制磁保持继电器,以
实现对欠费用户的停送电控制。
抄表终端(采集器)预留 485 通讯接口,以实现与 485 电表之间的通讯。
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1.2.2 掌上无线抄表器(PDA)和中继站
无线抄表器主要用于抄表终端(采集器)的参数设置和抄取电表的数据信息,必要时对
欠费用户实行停送电控制。参数设置包括:采集器编号、表号、电表初值、脉冲常数、系统
时间、冻结时间等。
抄录电表的数据信息可以按不同的方式进行:第一,自动抄表。自动抄表又分两种:即
“按区域抄表”和“按采集器编号列表抄表”。按区域抄表可以直接选择采集器所在的区域
(一般为一个配变台区)进行抄取,可以把整个区域下的电表数据都一次性抄录下来(即:
一键抄表);按“采集器编号列表抄表”同样是直接选择采集器编号,然后抄取,每次只能
抄取到一个采集器下的所有电表信息。第二,选择抄表,是直接输入采集器编号或电表的表
号挨个进行抄取,一般用于漏抄情况;第三,手工录入,如果出现某个表的数据无法抄取,
可以直接输入表号并填写电表上的电量。最后把抄表器中抄取到的数据上传给数据中心进行
处理。
无线抄表 PDA 具备现场查询功能。
中继站用于接收、传递管理中心和采集器发来的信息。
1.2.3 抄表系统后台软件:
抄表系统后台软件对收集上来的电表数据进行分析处理,主要实现以下功能:
电费管理功能:电费结算、电量汇总、线损计算。
电表管理功能:开户、销户、换表。
查询功能:电量查询(按月、按年、按电表、按单位)等。
打印功能:各种表格打印(公布榜、台帐、各种查询、报警 等)。
异常数据分析报警功能:零用户汇总、异常用电户(即:用电量波动大)分析报警。
与供电公司 MIS 管理系统数据交换功能:收集上来的电表数据可以上传给供电公司 MIS
管理系统进行集中处理。
2 系统硬件设计和选型原则
2.1 无线收、发单元的电性能应满足 DL/T 533 的要求。采用微功率(短距离)无线电设备应符
合电信主管部门的规定。主要技术指标的实现:
发射功率:50mW
接收灵敏度:-118dbm
接收电流:≤20mA
发射电流:≤40mA
空旷距离:≥300m
供电方式:3.6v-5v(由采集器电源部份供电)
频率:免费频段 470MHZ
工作温度:-20--80 度
工作湿度:10%-90%无冷凝
抄表通道:16 或 4 通道两种
2.2 选型原则
系统硬件设计开发的技术要求、试验方法以及检验和使用验收规则执行国家行业标准:
DL/T 698-1999《低压电力用户集中抄表系统技术条件》。
3.人工智能化抄表系统在技术上技术特点:
3.1 与有线网络抄表系统相比,该系统无需布线,施工简单,组网成本低,对使用者要求不
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高,适合供电企业大范围推广。
3.2 与电力线载波抄表系统相比,他克服了电力线载波抄表系统通讯速度慢、不稳定、成本
高、容易瘫痪等缺陷。
3.3 采用了最新的无线通讯技术。无线通讯模块采用了挪威 TI 公司的 CC1120 短距离无线通
讯芯片,Chipcon 公司是一家集设计、生产、销售高性能标准射频集成电路一体的国际领先
半导体公司,该公司所设计的产品,主要应用于各种无线方案中,以满足客户对低成本、低功
耗、高集成度及高灵活性的迫切要求。
3.4 与蓝牙无线产品相比,该产品具有成本更低、功耗更低、协议更简单、软件开发更简易
等特点。
3.5 与 mis 系统的对接,解决了基层供电所电量数据上传的问题。供电所数据上传借用了供
电公司已经建成的局域网,无须二次投资、重复建网。
3.6 可以为各类供配电生产管理系统提供最基本的数据,为生产决策提供依据。
4.人工智能化无线集中抄表系统的可扩展性
“人工智能化无线集中抄表系统”可在原系统不做任何改动的情况下,升级为远程无线
集中抄表系统,在供电公司内部建立一个远程控制的数据采集、处理中心。办法很简单,即
在每个抄表台区内增加一个远程抄表中继站就解决问题。
通过 GPRS 无线局域网专网与中继站通讯,中继站通过微功率无线通讯技术抄录抄表终
端(采集器)内的实时数据,再经 GPRS 无线局域网传回供电公司数据处理中心,完成全
县范围内的实时电量的自动抄取。这是一种不需要人员到达现场就能完成抄读用户电量的远
程智能化管理系统。(该系统框图见第一章)
远程抄表中继站和现场抄表终端(采集器)内部内置时钟,通过设置全公司统一的抄表
时间和电量冻结时间,GPRS 远程无线集中抄表系统即能为为供电公司提供同一时间的电量
数据。
远程无线集中抄表系统具备现场抄表终端和中继站故障自检功能。
5.结束语
通过人工智能化抄表技术的开发应用,将有利于完善抄表管理模式;提高抄表管理的工
作效率;减少人为因素造成的电量抄收错误;有效降低管理线损;节约人工使用成本;提高
抄表过程中的安全性。
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六.无线远程半自动抄表系统
随着供水部门、供电部门、供气部门对“一户一表”工程改造的推进,以及对自动化的
要求,远程自动抄表系统已成为水、电、气自动化管理和智能化控制不可缺少的组成部分。
● 采用集中抄表系统的优势:
1: 杜绝人工抄表产生的误抄、漏抄、估抄等人为错误;
2: 提高工作效率,减轻劳动强度,减员增效;从数据采集到收费单的打印都自动完成;
3: 避免了人工抄表时间跨度大,无法抄录同一时间的数据,方便计算损耗;
4: 可以随时掌握各种表计的运行情况,便于水、电、气的统计、计算和运行分析。
●本系统由表端无线模块(无线表),无线接收器,手抄器,集中抄表 MIS 系统四部分组成。
定义
1.集中抄表系统特点:
首先,在无线远传采集终端中设定一个最小发送的数量和最小发送的间隔时间;
然后,无线远传采集终端采集表具脉冲或者直读数据自动计量,同时检查电源、防拆、
防剪、磁扰等表具数据。
第三,无线远传采集终端判断满足最小发送的数量时将计量数据和电源电量、防拆、
防剪、磁扰等数据无线发送到集中器中,如果在最小发送时间间隔内没有满足最小发送数
量的条件,则满足最小发送间隔时间时将计量数据和电源电量、防拆、防剪、磁扰等数据
无线发送到集中器中。
第四,手抄器将集中器中的无线远传采集终端数据抄取到手抄器中,然后将所有数据
导入管理中心电脑系统中。
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七.无线智能全自动抄表方案
随着供水部门、供电部门、供气部门对“一户一表”工程改造的推进,以及对自动化的
要求,远程自动抄表系统已成为水、电、气自动化管理和智能化控制不可缺少的组成部分。
● 采用集中抄表系统的优势:
1: 杜绝人工抄表产生的误抄、漏抄、估抄等人为错误;
2: 提高工作效率,减轻劳动强度,减员增效;从数据采集到收费单的打印都自动完成;
3: 避免了人工抄表时间跨度大,无法抄录同一时间的数据,方便计算损耗;
4: 可以随时掌握各种表计的运行情况,便于水、电、气的统计、计算和运行分析。
●本系统由表端无线模块(无线表),无线接收器,手抄器,集中抄表 MIS 系统四部分组成。
定义
1.集中抄表系统: 集中抄表系统是指由主站通过传输媒体(无线、有线、电力线载波等
信道或 IC 卡等介质)将多个表计用量的记录值(窗口值)的信息集中抄读的系统。
2.表端采集模块: 采集模块是指用于采集单个用户表计用量信息,并将它处理后通过信
道将数据传送到上一级设备(无线集中器)的专用模块。此模块自带数据采集功能,可以
采集双干簧管,自闭式开关,直读表等各种传感器的数据,根据传感器的特点,可以选择
定时或者定量的方式来发送数据。
1. 无线接收器
集中器是指收集各采集终端或采集模块(或多功能表计)的数据,并进行处理存储,同
时能和主站或手持单元进行数据交换的设备。采集器专门用来记录各种表的数据的设备,可
以通有线或无线,上传数据到手抄器
2.手抄器:用来抄表取表具中的数据并上传到电脑里。
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系统工作原理
无线智能自动抄表网络系统小区集中器到表端采用了无线通信进行传输,由装载有抄表
管理软件的计算机、小区集中器、楼栋集中器、各类无线表具、网络终端构成。
结算中心、自来水公司、电力公司、燃气公司可通过广域网、电话网、GPRS 公网、CDMA
公网获取抄表资料,实现远程管理。
表端上传的数据格式:单向模块发送:无线通讯起始符(S)+加密字(1Byte)+数据
属性(0xf0)+表类型(1Byte)+表号(5Byte)+用户表使用量整数(3Byte)+用户表使用
量小数(1Byte)+表状态 1(1Byte)+电池电压(1Byte)+计量脉冲(1Byte)+滤波值(1Byte)
+数据位置(0~29)+校验码(4Byte)(间隔 4S 连续发三遍)
其中表状态包括:正常、断线、表停、短路或磁扰。
电气参数:
工作电压:2.3-5V
发射功率:10 DBM
发射工作电流:≤30mA
睡眠电流:≤18UA
无线接收器:
特点:
1.对任意表具的数据都接收,
2.自带跳频功能,增加接收的带宽,同时接收灵敏都很高。
3:供电方式可以采用市电供电,或者采用太阳能电池供电
4:无线接收器自带备用锂电池,在停电的情况下可以使用 2 天,同时还有是芯片,时
间可以在掉电的情况下保存 2 年。
5:采集器可以接收 500 只表的数据
电气参数:
工作电压: 220V 交流电
无线接收灵敏度:-118DB
功耗:80 毫安
待机:50 毫安
系统的安装:
此系统的安装分两个部分:
① 表的安装:每个表具在出厂时,固定有一个电子表号和表具的编号,电子读数和表
具的机械读数,在安装后,表具的编号和机械读数是人工用眼睛看的,而电子表号和电子数
是用手抄器读取的。
用户编号:是运营公司根据居民用户的房屋位置进行编的号码,是为了一流管理
而编的,是有唯一性和规律性的。
表具编号:是表具在出厂时的编号,从外观可以看出。
电子编号:是采集部分在传送数据时所需的 ID 号,也是有唯一性。
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机械数:表具用眼睛可以读取的数据,是表的机械部分计量的数据。
电子数:电子部分通过各种传感器获取表的计量数,一般情况下应和机械数读数
要一致。
机械和电子数的差额:如果机械数和电子数的初始值不一样,必须在电脑软件进
行补偿,这样才能保证电子数和机械数的计量一致性。
在安装第一部分时,可以通过手抄器获取电子数和电子编号,填写上 面的表
格,安装所有的表具后把相关数据录入电脑,也叫基本数据。
在获取电子数据和电子表号时,可以用一个小磁铁靠近表具外侧,使专门为
了测试而装的一个干簧管吸合,表具就立即发送数据,这样接可以验证表具是否
好用,也同时能读取电子数和电子表号。
采集器的安装:
在安装在采集器时,一般与 5-6 层安装一个,如有抄取不到的地方,可以在
安装一个,在测试的过程中,可能有一个表的读数在几个采集器里面都有,这不
要担心,可以在手抄器里或后台电脑软件里进行处理,选取最近的数据(按时间
来区别),相同时间随便选一个数据即可,
系统的验收 本系统在安装后,在一个月可以进行多次检查,只要读取采集器
的数据即可,因为表具有定时发送数据的功能,这样可以核查计量和通讯的情况,
在一个月多次观察,如发现个别表具通信距离不够,可以在其周围再装一个采集
器即可,非常方便。
本系统安装非常方便可靠,已经有几万只的施工经验,是广大做远传表客户
的最佳选择。
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八.城市路灯监控解决方案
国内以往对城市路灯的控制是以时控为主的,即采用人工调节或经纬度定
时,在每个开关箱内放置一个时间控制器,使得该路段的路灯案设定的时间自行
开关灯。时间控制器分散控制的方法既不能根据天气变化及时调整开关灯时间,
也无法满足应急调度的要求,更不能及时反映路灯当前的运行状况,运行过程中
的故障只有等待巡查人员达到现场或者等市民电话反映后才能发现,因此难以做
到及时维修。
此外,由于目前盗窃电缆现场严重,没有有效的手段及时报警,某种程度
上也纵容了偷盗行为。
采用路灯无线照明监控系统后,在系统范围内的全夜灯、半夜灯和景观灯
的开和关均可实现光照度变化的动态自动控制,同时可以根据要求发出应急调度
命令,实现非常规调度控制。由于无线照明监控系统具有自动报警和巡测、选测
功能,调度人员可以在故障发生后的数秒内及时了解故障的地点和状态,路灯维
护人员可以立即到现场维修,从而保障了路灯的正常的运行。同时,由于无线照
明监控系统采用了线路电缆防盗告警装置,当线路因盗窃被切断时能及时向监控
室发出告警信号,反映报警点的准确位置,并以告警方式通知有关人员立即前往
查看,及时阻止盗窃事件的发生,能产生显著的经济效益和社会效益。
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无线照明监控系统由控制中心、区域控制器、路灯智能监控终端和线路防盗
装置四大部分组成。路灯与路灯之间可用带无线路由协议的微功率无线通信模块
作为通信通道。
系统组成定义
1:控制中心 控制中心有计算机软件,电脑,也可以加显示屏,通过计算机
来监控系统内各条路的路灯情况,同时也可以通过大显示屏来了解系统内路灯的
动态情况。
2:智能中继站 接受监控终端的数据,起到信息的传递作用,可以用带路
由协议的短距离无线模块和 gprs 组成,最终把信息传递到控制中心
3:路灯智能监控终端 控制终端对路灯进行控制,使系统的执行机构
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九.无线数传模块在粮仓无线监控系统中的应用
1、引言
粮食的安全存储是关系到国计民生的战略大事,科学保粮具有重要的社会意
义与经济价值。粮仓监控系统主要完成对粮食温度、湿度和气体浓度等参数的采
集、存储和向监控中心传送数据以及执行监控中心的指令等功能。传统的粮仓监
控系统中粮仓与监控中心大多采用 RS-485 等有线连接的数据通信方式,使得系
统抗干扰差、连线繁多、扩展困难;当一个节点出现问题时还会影响整个系统,
不利于粮仓的监控与管理。为此,本文给出了一种基于射频技术的粮库无线监控
系统。
2、监控系统的组成和设计
粮食在存储期间,由于环境、气候和通风条件等因素的变化,粮仓内的温度
或湿度会发生异常,这极易造成粮食的腐烂或发生虫害。同时粮仓中粮食储存质
量还受到粮仓中气体、微生物以及虫害等因素的影响。针对粮食存储的特殊性,
粮仓监控系统一般以粮仓和粮食的温度与湿度为主要检测参数,粮仓内气体成分
含量为辅助参数。
粮仓无线监控系统由粮仓粮情检测点、无线通信终端和监控中心等组成,其
系统结构示意图如图 1所示。
图 1. 系统结构示意图
粮仓无线监控系统主要具有数据采集与传送、数据分析与处理、数据存储
与检索、数据表格显示与打印输出、实时控制以及报警等功能。现场监测仪采集
粮仓粮情的相应参数, 如粮食温度、仓库温度、相对湿度、粮食水分、粮仓内二
氧化碳和硫化氢气体含量等,并定时或根据指令发送至监控中心;监控中心将收
到的采样数据以表格形式显示和存储,然后将其与设定的报警值相比较,若实测
值超出设定范围,则通过屏幕显示报警或语音报警,并打印记录。与此同时,监
控中心可向现场监测仪发出控制指令,监测仪根据指令控制空调器、吹风机、除
湿机等设备进行降温除湿,以保证粮食存储质量。监控中心也可以通过报警指令
来启动现场监测仪上的声光报警装置,通知粮库管理人员采取相应措施来确保粮
食存储安全。
粮仓无线监控系统各部分的主要组成如下:
(1). 现场监测仪。现场监测仪由温度传感器、湿度传感器、气体浓度传感
器等传
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感器和微控制器及控制信号输出模块等构成。
(2). 无线通信终端。无线通信终端可用无线数传模块,无线数传电台等产品完
成。
(3). 监控中心。PC 机、监控管理软件构成了监控中心的主体。