基于阿里云的智慧粮仓监测系统的设计与实现

本课题主要研究运用物联网和云计算技术,实时远程获取粮仓各项环境指标,通过网络传输到阿里云上,实现对粮食储藏的信息化监测。通过对开封市粮食储藏环境的调研,针对开封市粮食储藏过程中人工逐点测量效率低、准确性差等弊端,为减少粮食储藏过程中的损失,设计了一种基于阿里云的智慧粮仓监测系统。实践证明,该系统可对粮食储藏过程中的环境因素进行实时、连续的跟踪与监测,有效降低劳动强度和生产成本,减少虫害发生,提升储粮品质。     

基于无线传感器网络和LabVIEW的粮仓监控系统设计

鉴于粮食储备安全的重要性,提出了一种基于无线传感器网络和LabVIEW的粮仓监控系统设计方案。该系统采用无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)对粮仓环境进行监测,遵循Zigbee协议将传感器采集的数据以无线方式传输给网关节点;网关节点通过串口将数据传给监控中心;监控中心采用LabVIEW完成数据的实时显示、分析、存储,以及对异常情况的报警,系统实现了对粮仓的智能监控。     

立柱式粮仓监控系统的设计——基于ZigBee无线传感器网络

通过对现有粮仓粮食监测系统的实地考察和分析,设计出基于ZigBee无线传感器网络技术的立柱式粮仓监控系统结构.系统将无线通信技术与立柱式通风系统相结合,通过对粮仓内部各个小区域的温度与湿度等多个参数的实时采集,使用Labview搭建可视化监控管理软件,实时显示各参数情况和对超标参数报警,从而实现了对仓内粮情的实时监测,进一步实现对智能化、高效的通风系统的远程控制,具有较强的实用性.     

基于紫蜂技术无线传感网络的粮仓检测系统设计

设计了用芯片CC2430和数字温湿度传感器构成的粮库温湿度无线监控系统,该系统完成了对温湿度的数据采集与处理,实现了信息的无线传输,能够实时检测粮仓温湿度,最终实现了粮食储藏管理的自动化和科学化.     

基于LabVIEW的谷物干燥机自动控制系统的设计

基于虚拟仪器设计理论,采用以STC89C51单片机为核心的数据自动采集系统对粮仓内粮食的温湿度进行实时采集,然后通过无线模块nRF905将采集到的数据发送到测控主机,测控主机进行相应的处理后最终到达上位机。上位机计算机管理系统利用LabVIEW软件对数据进行获取、显示、存储,处理等功能。用户根据实时显示的数据,对粮仓及粮食进行相应处理,以实现安全储粮的目的。     

基于LabVIEW的粮仓监控系统研究

针对我国粮食储藏过程中人工逐点测量效率低、准确性差等弊端,为减少粮食储藏过程中的损失,提出了一种基于虚拟仪器技术软件开发平台LabVIEW的粮仓自动监控系统.该系统采用主从式工作方式,上位机采用PC机,下位机采用STC89C52单片机,实现了对温度、湿度、防盗的数据采集、记录、存储和实时显示,并对超量的参数进行报警,最终降低了劳动强度,保证了粮食的品质和质量.     

基于以太网的粮仓温度监测系统设计

粮食储藏时的温度参数直接影响着储藏效果,准确检测出粮仓内部各位置的温度是实现对其理想控制的基础.为实现对多点温度数据的自动监测,设计了以PC机为核心的多路数据采集和处理系统.该系统采用单一采集中心和多个智能采集节点的分布式结构,节点与中心采用基于TCP协议的以太网进行通信,采集中心通过运行在Matlab环境下编制的监测程序不断收集、处理和显示各智能节点传回的温度数据,提高了数据采集的效率和稳定性.     

基于CAN总线粮仓测控系统的研究与设计

根据目前粮仓测控系统的情况,提出了基于CAN总线粮仓测控系统的方法.上位机采用PCI总线工业控制计算机利用组态软件开发界面,下位机带CAN总线的单片机作为智能测控节点测控每个粮仓,利用单总线数字温度传感器芯片DS18B20温度测量.研究表明:该测控系统具有通用性优良、适宜于远距离通讯、线路少且维修方便、精度高且抗干扰能力强和价格低廉的特点,应用范围比较广泛,能够满足实时测控的要求.     

基于WSN和模糊策略的粮情监控系统设计

针对粮仓中温湿度等被控对象的大滞后及大惯性特点,设计一种基于无线传感器网络的粮情监控系统,采用星型拓扑结构组网,通过在监测区域部署传感器网络节点,将监测数据汇集到中央监控系统,实现统一的数据管理和网络路由监测功能。该系统能够实时监测粮仓中温湿度变化及进行模糊控制,使其获得最佳预期值,实现粮情的自动化控制。试验证明,该系统稳定性好,数据传输可靠性高,通过增加数据采集频率,减少了数据丢包率,该系统使用灵活,适用于不便直接连线粮情监控场合应用。     

基于ZigBee的播种行表层土壤坚实度采集系统 *

针对目前播种行表层土壤坚实度的获取需人工二次进地测量、实时性差等问题,设计了基于Zig Bee技术的播种行表层土壤坚实度采集系统。该系统利用传感器测量镇压轮轮辐伸缩量,建立了镇压轮轮辐伸缩量与土壤坚实度之间的数学模型;选用CC2530主控芯片实现模块控制、数据无线传输的功能。子节点主控芯片CC2530与传感器相连,将传感器的测量数据发送给主节点;主节点接收子节点和车速传感器数据;根据数学模型实现土壤坚实度的测量。为评估系统性能,进行田间试验,结果表明:通过对比系统得到的土壤坚实度与人工测量坚实度,发现二者之间的相对误差平均值为6.3%,相对误差最大值为13.3%。该系统能够实现播种行表层土壤坚实度信息的实时采集和无线传输,可为镇压力的实时调整提供技术支撑。     

分布式粮仓粮情管理系统的研究

国有大型粮库由于分布广、储量大,因而人工管理难度大。为了充分发挥计算机的强大管理功能,利用Delphi语言和数据库技术进行了粮库管理系统的设计。该管理软件能接收数据采集系统的粮情数据并进行粮情数据的管理,同时能够完成粮库的日常管理工作,将管理人员从繁琐的工作中解脱出来。     

阵列式压电晶体谷物损失传感器有限元分析与试验

为了提高谷粒损失检测的精确度与可靠性,提出了构建压电晶体矢量传感器阵列的方案,实现参数多点实时测量。采用有限单元法对谷草撞击动力学模型进行了分析;利用ANSYS软件,根据谷粒损失传感器敏感元件的实际尺寸进行建模,计算、仿真敏感元件的振动模态,求解敏感元件谐振频率;通过分析敏感元件低阶模态的动态应变分布,确定了矢量传感器阵列中压电晶体的位置和数量,优化了阵列结构。在试验台架上进行了谷草撞击试验,使用动态信号分析仪对敏感元件的低阶振型与应变分布进行了试验测试。试验结果与理论分析结果一致,表明优化的阵列结构可用于压电晶体矢量传感器阵列的理论设计和参数修正。     

基于CFD-DEM的稻谷通风阻力数值模拟与试验

为探究稻谷通风中谷层阻力的变化规律,基于离散元理论,构建了2个品种稻谷颗粒的数值模型,采用CFD-DEM耦合模拟了垂直圆管约束中的稻谷颗粒群在不同风速及谷层深度下通风阻力的变化规律。结果表明:在表观风速一定时,谷层阻力随谷层深度的增加而非线性增加(R20.99);当谷层深度一定时,谷层阻力随表观风速的变化关系可表达为二次多项式形式(R20.98);不同品种的稻谷在相同条件下谷层阻力变化趋势相同,数值不同,长粒型较短粒型谷粒通风阻力小。通过搭建试验装置,对模拟结果进行了试验验证,成对t检验(α=0.01)结果表明差异不显著,数值模拟与试验结果吻合,证明应用CFD-DEM方法数值模拟稻谷通风阻力是可行的,获得的拟合方程可用于谷仓通风阻力计算,指导就仓干燥系统管网设计及风机的选配。     

自主转送式杂粮含水率快速测定仪设计与试验

针对杂粮含水率检测设备不配套和无法快速准确测定多种杂粮含水率的问题,参考国际干燥箱法测定标准,基于TRIZ理论创新设计了一种自主转送式杂粮含水率快速检测装置,实现物料盘在圆柱凸轮轨道上有序可靠的运行,并完成多工位转送机构、自动称量系统和闪烘机构等关键部件的仿真设计与装配验证。应用PLC耦合自主控制技术,实现定量入料、闪烘测量和快速除料3种工序切换,通过精准模块化运算,实时获得准确的杂粮含水率。采用二次正交旋转组合设计的方法,构建表征杂粮含水率检测精度和检测行程时间的协同评价定量模型,优化了闪烘温度、物料粒度和物料质量的参数组合,提升了该装置的运行效能与检测精准性。研究表明,该含水率检测仪的重复性和再现性可靠,检测相对偏差在0.2%以内,测量准确,自动化程度高,可为多样性杂粮含水率快速测定仪的广泛应用提供技术支持。     

基于ARM的联合收割机谷物产量计量系统的研究

以联合收割机谷物产量计量为研究对象,利用压力测产传感器,采用S5PV210微处理器,设计了一套基于ARM的联合收割机谷物产量计量系统,实现了谷物产量的实时计量。田间动态试验结果表明:联合收割机谷物产量计量系统误差范围为3.93%～3. 91%,控制在4%以内,误差波动较小,准确率较高,能够达到设计要求,符合联合收割机的实际测产要求。     

谷物休止角圆盘式快速测试仪结构优化与试验

为了优化谷物休止角圆盘式快速测试仪的结构,降低其系统误差,进一步提高测试精度与系统的可靠性,通过更换不同直径的试验圆盘,分析测试数据的变异情况及其稳定性,确定了最佳圆盘直径为28cm;通过分析谷物锥形状,并考虑到原始公式的沿用,提出探针的位置应在径向距圆周边缘10cm处。     

基于CAN总线与以太网的粮情测控系统

为满足粮食储备企业管控一体化的需求,实现粮情远程监控,提出了基于CAN与以太网的粮情测控系统的解决方案。同时,进行了测控分机与通信分机的软硬件设计,完成了测控服务器的软件设计。系统通过了调试并应用于粮食储备企业中。应用结果表明,该系统工作可靠,达到了设计要求。     

基于模糊理论的联合收获机底盘可靠性分析与评价

针对谷物联合收获机可靠性影响因素复杂,考核指标、评估方法多及难以开展定量化评估的问题,将谷物联合收获机可靠性评估试验中得到的多个指标,结合可能影响谷物联合收获机可靠性的人为和环境因素,采用模糊理论,对谷物联合收获机的可靠性进行综合评价,为客观地评价谷物联合收获机的可靠性提供依据。基于样本等级区间抽样和可拓理论的模糊理论可靠性评价方法,构建了联合收获机底盘可靠性评价模型。该模型能够有效解决谷物联合收获机可靠性评价问题,特别在进行可靠性对比时,模糊综合评价将可以解决多个单因素指标所无法解决的综合指标技术难题。     

小区测产系统设计

设计了一种快速、便捷的小区测产系统,包括结构设计和软件控制两部分。系统结构部分采用旋转桶与铜箔相结合成测量桶的方式,软件控制部分采用STM32F103RCT6单片机为控制核心。所设计的含水率测量装置采用电容式水分传感器,将两片薄铜箔作为测量电极分别镶嵌到测量桶桶身和中轴预留的槽间隙中,电容式水分传感器与卸料桶相结合,既能实现测产系统含水率的测量,又能将粮箱中样品作物卸出,是一种新型的电容式水分传感器结构。所设计的测产系统能够“一键式”完成对物料样品质量、水分、容重、单位产量数据的采集和存贮,可以多次测量物料水分等信息,并通过USB接口和蓝牙实现信息的导出方便信息的获取和整理,实现了育种的高效、快捷,提高了工作效率。     

基于近红外光电效应的联合收获机谷物厚度测量方法

谷物在刮板升运器中的堆积状态是影响光电式流量测量精度的重要因素。为了提高联合收获机容积式谷物流量传感器的测量精度,开展了基于近红外光电效应的谷物厚度测量方法及其传感器的研究。通过激光发射器生成850～980 nm的近红外光,采用硅光电池接收透射谷物的红外光线,根据光强的变化获取谷物的厚度。设计了以T型反馈网络为核心的I/V转换处理电路,根据试验测量的输出电压与谷物厚度的变化关系,拟合建立了Gaussian函数方程,分析了激光发射器功率、红外线波长对不同品种水稻厚度测量性能的影响。结果表明:当红外线波长为940 nm时,回归方程的拟合精度最高,水稻厚度测量误差小于0. 5 mm;随着激光发射器功率的增加,水稻厚度测量量程随之增大,当功率为500 m W时,谷物厚度的有效测量距离约为50 mm;红外线的穿透能力随着波长的增加而增强,随着籽粒含水率的降低而减弱。提出的谷物厚度测量方法可以提高容积式谷物流量测量精度。