基于无线射频识别技术的罗非鱼冷链物流温度监控系统

为了提高冷链物流过程中品质控制,以罗非鱼为例,分析了冷链物流中温度监测需求与温度数据传输的业务流程;基于无线射频识别(RFID)技术,利用Visual Studio2005和SQL server2005,结合编码技术开发了冷链物流温度监控系统,并将货架期模型嵌入到系统中,实现了对运输后水产品的货架期预测.系统运行结果表...     

模拟冷链温度波动对CdTe量子点荧光淬灭性能的影响

为了探索CdTe量子点在冷链储运过程中的荧光淬灭性能,分别研究了贮藏温度(25、4、-5和-20℃)、温度波动幅度(4℃波动至25℃和40℃)以及波动频率(每30min和60min波动)等因素对其的影响程度.研究结果表明,贮藏温度及时间对量子点荧光淬灭有显著影响(P＜0.05),贮藏温度越高,量子点荧光淬灭速度越快;冷链环境模拟试验发现冷链温度波动幅度越大、波动频率越高,量子点荧光淬灭速度越快,这与食品品质变化特点极其相似;且贮藏温度、温度波动幅度和频率对量子点HSV值有显著影响.研究结论表明,CdTe量子点在食品冷链储运监控方面具有一定的应用潜力.     

基于压缩感知的鲜食葡萄冷链物流监测方法

为了在冷链物流全程监测中,科学而高效地采集信息,该文应用压缩感知（compressed sensing,CS）技术,构建了面向鲜食葡萄冷链物流过程的监测方法,该方法根据感知数据特征构建了双正交小波变换稀疏矩阵,以更好的实现对传感数据的稀疏表示,根据冷链物流的特点构建了数据传输模型,以更好的完成数据的压缩采样传输。同时在模拟冷链条件下对方法系统进行了重构误差性能及节点能耗情况测试验证。结果表明,所提出的方法具有良好的压缩效果,数据的压缩比约为91%,能够通过对传感数据的压缩采样传输,实现数据的高精度重构,恒温下温湿度重构绝对误差分别为0.07℃和0.05%,变温下的则为0.15℃和0.006%。采样压缩采用传输后的汇聚节点电压衰减速率要低于直接传输方式,能有效的延长网络的生命周期。     

冷链专用蓄冷托盘设计与控温运输性能测试

目前蓄冷冷藏运输车普遍采用车体和蓄冷装置一体化设计,存在重心偏高、控温范围窄、蓄冷剂充注量与运输时间难以合理匹配等问题。基于此,该文设计并建造一款集标准托盘、蓄冷槽、蓄冷盒等装置于一体的冷链专用蓄冷托盘。蓄冷托盘适用于包括仓储、运输装备在内的全程冷链环境,该设备采用分体式设计,运用时利用夜间低谷电充冷,相变材料（Phase Change Material,PCM）种类和质量可根据运输货物实际情况灵活搭配。从而达到按需蓄冷、灵活控温、降低重心、节能降耗等多重目标。试验结果表明,使用水凝胶为PCM,质量为100、200、300 kg时,车厢控温时间可达1～3 d,基本满足中短途冷藏运输需要。同时,循环通风可将车内平均温度由9.3、6.9、6.7 ℃降至5.7、4.6、3.3 ℃。在车厢温度均匀性方面,无循环通风时,车厢温度场水平分层严重,截面间最高温差分别为2.8、2.8、3.2 ℃,截面内最大温差4.2、4.1、6.6 ℃;循环通风后,截面间和截面内最大温差分别降至0.4、0.4、0.5 ℃和0.8、0.9、0.7 ℃,降幅分别为85.7%、85.7%、84.4%和81.0%、78.0%、89.4%。与传统蓄冷冷藏车（300 kg PCM）相比,温度绝对不均匀度系数由2.5下降至1.2,下降52.0%;车厢重心高度由1.46 m下降至0.77 m,车厢重心下降47.3%。研究可为冷链节能低碳发展提供借鉴,为蓄冷冷藏运输装备拓展应用及优化设计提供参考。     

基于地面红外检测系统验证的灌区地表温度遥感反演

利用遥感数据的大尺度特性和地面实时监测数据进行区域灌溉管理,用精准化信息技术支撑农业信息化,是现代农业发展的方向和研究热点。该文根据田间在线实时监测数据和Land Sat8卫星遥感数据反演,探讨遥感反演地表温度与地面实测数据的吻合程度,为大范围、区域性干旱监测和灌溉管理提供技术支撑。结果表明,在下垫面植被均匀、土壤水分空间变异性较小的区域,利用Land Sat8遥感影像反演地表温度,可以很好地与地面作物冠层温度监测结果相吻合;监测点数据可以代表其附近5个像元的情况。利用覃志豪法和简单Sobrino法计算地表比辐射率来遥感反演地表温度,对不同的作物类型有不同的适宜性。2015年9 d遥感反演结果与地面监测数据对比可见,在解放闸灌域沙壕渠试验点的玉米地,简单的Sobrino法结果更好,R~2达到0.76,均方根误差、相对误差和符合度指数分别达到2.32℃、7.8%和0.92。葵花地覃志豪法结果为宜,R~2达到0.85,均方根误差、相对误差和符合度指数分别达到1.97℃、6.5%和0.94。春小麦地宜用Sobrino法。对于北京大兴的冬小麦-夏玉米轮作,这2种方法差别不大。地面监测点布设方案和合理数目、点面数据结合进行区域干旱判断和灌溉管理,以及地面监测系统的优化改进,是进一步研究的重点。     

冷链物流过程中温度和时间对冰鲜带鱼品质的影响

为了解冷链物流过程中水产品品质与温度-时间的关联性,该文以冰鲜带鱼为研究对象,对其冷链物流过程进行模拟试验,对冷链物流各环节温度进行实时监测,并对冰鲜带鱼物流过程中冰的融化情况进行考察。同时通过感官评分、K值、细菌总数、肠杆菌数、挥发性盐基氮（total volatile basic nitrogen, TVB-N）、三甲胺氮（trimethylamine nitrogen, TMA-N）、pH值及硫代巴比妥酸值（2-thiobarbituric acid,TBA）的检测,研究了冷链物流各环节冰鲜带鱼品质变化。结果表明,在20℃冷链断链流通条件下经搬运2 h及运输24 h后,泡沫箱内的碎冰融化较快,其融化成水的平均速度为56.54 mL/h,冰融化的体积约占总体积的25.79%;由于冰水浸泡,冰鲜带鱼感官品质下降较明显,腹部出现破裂,微生物数量急剧上升,达到5.64 lg (CFU/g),约是同期2℃冷链流通组带鱼的13倍。由于模拟冷链物流过程中的搬运、运输、配送3个环节的断链是在20℃环境下,断链流通中的冰鲜带鱼K值、TVB-N、TMA-N等反映带鱼新鲜程度的理化指标均高于同期2℃冷链流通下的带鱼,且在随后4℃铺冰上销售的货架期比2℃冷链流通带鱼短2～3 d。     

果园单轨运输机在轨状态感知系统研制

针对山地果园单轨运输机作业环境受限、定位精度较低等问题,该研究基于高频RFID(RadioFrequency Identification)混合测速定位方法,设计了一套果园单轨运输机在轨状态精准感知系统。感知系统以STM32F103RCT6芯片为主控单元,利用双RFID阅读器读取基准定位标签组的时间差,使用混合测速定位方法,实时计算运输机的作业状态信息;设计了移动端监测软件,通过LoRa通信模块远程获取运输机实时作业状态信息。试验结果表明,运输机在平地路况中运行稳定,感知系统计算的全程平均行驶速度为0.49 m/s,依据秒表记录计算的全程平均行驶速度为0.48 m/s,二者速度相差2%;基准定位标签组间距为3.42m时,运输机全程平均定位误差为6.18±0.60cm;基准定位标签组间距为6.84 m时,运输机全程平均定位误差为6.46±1.14 cm。该研究验证了基于高频RFID精准感知单轨运输机在轨状态的可行性,提升了运输机作业安全性和智能性,可为实现果园生产精准作业提供可靠数据支持。     

温度精细调控对哺乳仔猪局部供暖节能的影响

随着哺乳仔猪日龄增加,仔猪对温度的需求逐渐降低。为了探究精细调控保温灯温度对局部供暖的影响,以及仔猪对温度的需求,从而降低供暖能耗,该研究选择河北承德某猪场2个试验单元共48栏仔猪,分为四梯度温差2℃组（Ⅰ组）、四梯度温差1℃组（Ⅱ组）和两阶段功率组（对照组）,监测仔猪生长性能、行为和能耗。结果表明,在仔猪日龄为1～3、4～7、8～14和15～21 d时,Ⅰ组保温灯下的平均空气温度分别为30.5、28.1、27.6和26.1℃,Ⅱ组保温灯下的空气温度分别为29.7、27.9、27.2和26.9℃,对照组保温灯下的空气温度分别为31.4、27.3、27.7和27.8℃。3组之间哺乳仔猪平均日增质量差异不显著（P>0.05）,哺乳仔猪成活率分别为96.7%、96.8%、96.7%。与对照组相比,Ⅰ组和Ⅱ组节能率分别为16.7%和26.2%。从节能角度来说,设置四个温度梯度变温度精细调控保温灯较两阶段功率控制对仔猪局部供暖的效果更优。该研究为优化仔猪保温灯温度精细调控效果、提升猪场经济效益提供了一定的参考。     

温室内密闭小环境降温除湿效果及蒸腾水循环利用

为探索密闭小环境对其内部温湿度及蒸腾水循环利用的影响,该研究对温室内盆栽做全密闭处理,基于“温差”热交换原理,通过调控盆栽小环境内的温湿度,降温除湿的同时回收利用蒸腾水。结果表明,利用“水-气温差”对密闭盆栽进行降温除湿回收蒸腾水,降温除湿效果显著,正午12:30左右,相比密闭对照盆栽,温度降低3℃左右,相对湿度下降7%;其他时间降温除湿效果虽不及正午,但白天平均降温2.4℃,相对湿度平均下降5%,蒸腾水最终都回收到U型管中。而利用“地-气温差”进行热交换、利用气泵使水汽循环,对密闭盆栽进行降温除湿回收利用蒸腾水。试验过程中,夜晚的降温除湿效果不显著。白天气泵运行期间,地-气热交换处理盆栽相对于密闭对照盆栽温度平均下降2.5℃左右;相对湿度平均下降10%。正午时分,降温除湿效果最为显著,相比密闭对照盆栽气温降5℃以上,与温室内的温差只有1.5℃;此时湿度下降15%。降温后凝结而成的水珠在高速气流的带动下重复利用于盆栽。由此可见,利用水-气、 地-气温差对密闭盆栽小环境可实现降温、除湿并实现蒸腾水的回收利用。     

浅圆仓环壁通风降温系统的性能试验与风道设置优化

通风降温是实现粮食保质储藏的重要措施。以大直径浅圆仓为研究对象,建立了环壁分层通风快速降温实验系统,进行了不同工况的降温实验,研究在粮食初入仓阶段的降温过程中,影响粮堆内温度、水分均匀性的因素。结果表明:外界热环境对降温速度有明显影响,过渡季高温期工况和夏季工况下,降温速度分别为0.43和0.16℃/h,纵向层间温差分别为0.5和1.6℃,降温后粮堆平均温度为17.24和22.76℃,分别达到准低温储粮(20℃)和常温储粮(25℃)的范围。采用露点以上温度进行送风,降温过程粮堆内空气相对湿度较为稳定,波动幅度在5%以内。采用计算流体力学(computer fluent dynamic,CFD)方法对环壁风道的配置进行了模拟研究,模拟结果与实验结果的平均相对误差为6.43%,证实了模拟的合理性与准确性。模拟结果表明,环壁风道上移后,增强了上部粮堆的降温效果,提高了整体降温速度,改善了粮堆温度的均匀性。     

十水硫酸钠相变蓄冷保温箱保冷特性的试验研究

针对果蔬保鲜冷链物流中2~8℃的运输温区要求,为了保证运输中果蔬等农产品的品质,研发一种经济性较高,相变温度为6.4℃,相变潜热为141 J/g的硫酸钠水合盐体系,其成分为(75.5%Na2SO4·10H2O+3%硼砂+1.25%聚丙烯酸钠+16%NH4Cl+4%KCl+0.25%去离子水).相变材料封装于聚乙烯蓄冷板中,应用于发泡聚丙烯(expanded polypropylene)保温箱和真空绝热板(vacuum insulation panel)保温箱中,组成蓄冷式冷链运输装备.利用产品供应规范(good supply practice GSP)验证设备建立保温箱温度测试系统,得到箱内各点的升温曲线,通过平均保冷时间来评价保温箱的保冷效果,对比了保温箱载货与空载情况下箱内各点的温度变化.综合考虑保温箱内侧面布置、顶层布置等不同的摆放方式,聚丙烯发泡与真空绝热板不同保温箱体材质对保冷性能的影响.研究表明真空绝热板的保温效果优于发泡聚丙烯,可提高保冷时间13.31%;蓄冷剂在侧布形式下的保冷时间较侧布加顶布方式延长4.7%;在真空绝热板保温箱中分析了载货情况下的保冷性能较空载保冷时间减少0.77 h.研究结果为蓄冷保温箱在冷链物流中的进一步设计和优化提供支持,以及蓄冷技术在果蔬冷链物流中的应用提供参考.     

冷藏库内气体流场数值模拟与验证

计算流体力学(CFD)在各种与流体相关的领域内广泛应用,并取得了很好的效果。合理的气体流场才能保证均匀的温度场,这对冷藏库内货物的降温速率和贮藏质量起着至关重要的作用,而常规设计方法很难得到合理的气体流场。本研究以一个(长×宽×高)4.5 m×3.3 m×2.5 m的实验冷库为对象,建立了二维紊流数值计算模型,并采用了SIMPLE算法和交错网格技术进行了求解计算。实验验证表明模型与实际吻合较好。模拟研究揭示整个冷库的流场存在一个中心大回流区、流场主流贴附边界流动、流场在拐角处速度减小。在此基础上,还对可能影响冷藏库内气流组织的多个设计参数(冷风机出口风速,拐角挡板,货物等)进行了模拟研究,研究表明这些参数对冷藏库内流场和温度场都有巨大的影响,进一步说明CFD工具在冷藏库设计和优化设计过程中的重要作用和意义。     

冬小麦冻害遥感监测

冻害是冬小麦常见自然灾害之一,进行遥感监测具有重要经济意义。过去对作物冻害的遥感监测研究不多。冻害不但与气温有关,也与生育期有关。该文以整个山东省为样区,收集了全省76个气象台站的由1995年3月1日至4月30日逐日最低气温、最低地面温度资料,及此期间气象卫星NOAA-AVHRR的所有晴空数据,共21个时相。根据植被指数NDVI突变的特征,并考虑到作物的生育期,提出了实用的遥感冻害监测方法。这一方法可以及时监测冻害的发生与范围     

2007-2017年夏冬季上海市内外圈层土地覆盖与地表温度的定量关系

[目的]探究超大型城市地表温度对不同土地利用类型的响应特征,为城市建设和规划设计提供科学参考.[方法]以上海市为例,运用2007,2013,2017年夏冬季共6期Landsat系列多光谱及热红外影像数据,解译土地利用类型并反演地表温度,基于900m×900m网格分析了夏季和冬季上海市外环内外土地利用类型对地表温度影响特...     

低温胁迫下冬小麦叶片叶绿素含量的高光谱估算

利用一次寒潮降温过程,以苗期12个品种的冬小麦为研究对象,测定其低温逆境下叶片光谱反射率和SPAD(Soil and Plant Analyzer Development,SPAD)值。以2020年12月28日（最高/最低温为15℃/3℃）的观测值为胁迫前数据,12月31日（最高/最低温为1℃/−9℃）的观测值为低温胁迫后数据,分析低温胁迫前后小麦叶片原始光谱和SPAD值的变化规律。在多种光谱参数中,采用相关分析方法遴选出5个与SPAD值密切相关的特征变量,分别建立低温胁迫前、后以原始光谱数据、一阶光谱导数和三种植被指数为自变量的小麦叶片叶绿素含量反演模型,并进行交互验证,筛选出低温胁迫后小麦叶绿素含量的最优反演模型。结果表明：（1）与胁迫前相比,低温胁迫后小麦叶片SPAD整体呈上升趋势,光谱反射率在叶绿素吸收较好的可见光区域有所降低,叶片表现出受冻特征;（2）构建的低温胁迫前后两种混合模型,交互验证后精度较低,表明常温下小麦叶绿素含量估算模型并不适用于遭受低温胁迫后的小麦叶绿素估算,需单独建立低温胁迫后的估算模型;（3）利用光谱数据构建冬小麦低温胁迫下叶绿素含量反演混合模型中,以一阶光谱导数在694nm处建立的模型估算效果最优,拟合度（R2）为0.694,均方根误差（RMSE）为3.191,说明利用小麦叶片光谱特征波段建立低温胁迫下叶片叶绿素含量反演模型的方法是可行的。研究结果可为多品种冬小麦叶片叶绿素含量无损监测提供参考。     

冷库空气幕流场的非稳态数值模拟及验证

为了真实地研究冷库空气幕开启后冷库气流场和温度场的变化规律,该文建立了冷库三维模型,利用CFD模拟软件对试验冷库空气幕的流场进行了非稳态模拟,预测库门和空气幕开启60 s内冷库温度场和气流场的变化,并对温度场模拟结果进行了试验验证。模拟结果得出库门和空气幕开启后,空气幕射流的中心主流速度衰减慢,而两侧气流的速度衰减快,库外热空气从入口两侧和底部侵入库内;冷库内靠近冷风机一侧底部的温度上升较快;侵入的热空气改变了冷气流的流动轨迹,冷热空气存在压力差导致冷库中心处形成多个涡旋,从而破坏了库内均匀的气流组织。在今后的研究中可以通过数值模拟优化冷库空气幕的送风速度、喷口宽度等参数,从而提高冷库空气幕的隔离性能,维持库内控温要求。     

三维CFD模型预测热压作用下冷库门的冷风渗透率

以一个实际冷库为研究对象,研究在热压作用下冷库大门的冷风渗透速率.分别利用理论分析方法和几种经验公式对穿过冷库大门的冷风渗透率进行了计算分析.同时,通过建立在热压作用下的冷库内外气流流动的三维CFD数值模型,数值分析了在一定冷风机吹风速度时,冷库内和大门处的温度和速度场,以及穿过冷库大门的冷风渗透率.通过比较不同经验公式的计算值和CFD预测结果,表明利用Gosney,Fritzsche和Tamm修正公式与CFD技术所得结果偏差约为5%.