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粮食是关系国计民生的重要战略物资，保障粮食安全关系到国民经济发展和社会的稳定。而粮食仓储是粮食流通领域中的一个重要环节，粮食中的霉变或者虫害会造成粮食的极大浪费，而粮食中的虫害和霉变都会导致粮食局部温度的升高，因此，储粮温度检测是判断储粮状态最富价值的手段。粮食是热的不良导体，储粮中局部温度高于周围粮食温度的某一区域我们称之为热点，及时发现热点对降低粮食损失具有重要意义。目前，国内外对储粮温度监测普遍采用的是接触式测温方法，为及时发现储粮中的热点并采取相应措施，温度采样点间距不应超过0.5m，而实际粮仓空间是相当大的，因此，这种要求对接触式储粮温度监测是不现实的。对储粮温度监测而言，高空间分辨率比高温度分辨率更有意义，非接触测量比接触式测量更为现实。尽管近年来红外测温在非接触式测温中应用范围越来越广泛，但是红外测温不能深入测量物体内部温度，因此，迫切需要一种新的测温方法来监测储粮内部温度。为此，本文提出基于超声波监测仓储粮堆的温度。本文采用超声波测温技术测量仓储粮堆内部温度，相对于目前国内外的接触式测量粮堆温度方法具有更准确、更快速、测量范围更广的优势，并且能深入测量谷物内部温度。目前，国内对超声波测温技术基本上局限于介质是空气，使用超声波监测谷物内部温度，国内外鲜有报道。因此采用超声波测温技术实现粮堆内部温度测量，既是对非接触仓储粮堆温度检测技术的一种有益探索，也是对声学法测温检测技术应用领域的拓展。 本课题主要研究内容如下： （1）超声波发射接收电路的设计和程序的编写 针对超声波飞行时间的空气温度场重建结构要求，设计一种低成本超声波发射接收电路，并完成超声波硬件电路原理图的绘制和硬件程序的编写。该硬件电路主要包括超声波发射电路、超声波接收电路、液晶显示、串口通信、单片机最小系统。单片机程序主要包括两个部分，主程序和中断服务程序，主程序完成单片机的初始化，和硬件电路的驱动，中断服务程序完成PC机和硬件的串口通信和液晶显示。 （2）上位机软件的编写与设计 以下位机串口发送上来的数据格式为基准，设计上位机软件。软件的设计主要包括软件界面的设计和主程序的编写。主程序设计主要包括：初始化串口参数的配置、设置串口参数、向下位机写指令、接收下位机数据、处理数据、完成绘图。软件界面的设置主要包括：各种控件参数设置、和界面的美化。同时制定合理的串口通信格式，防止数据采集过程中出现数据混乱。 （3）建立粮食中声速与温度间的关系 以气体中声波传播速度与温度之间的关系为基础，将声学测温拓展到粮食中，建立粮食温度与粮食声速间的关系。定义粮食孔隙影响因子?，分析影响?取值的影响因素，实验分别探索温度、密实度、频率等因素对声速的影响。 （4）推算各网格中心点温度 基于最小二乘算法，推算出各区域网格中心温度。此研究主要包括传感器的布置、建立声波传播路径的函数方程、求出各条声波路径声波飞渡时间TOF，最后算出各条路径中心区域温度分布情况。