糧倉通風(fēng)智能控制技術(shù)研究與實現(xiàn)
發(fā)布時間:2022-12-06 20:35
糧倉機(jī)械通風(fēng)技術(shù)一直是安全儲糧的研究熱點(diǎn)。但大多數(shù)研究人員只是對小型試驗倉并且研究的儲糧環(huán)境相對簡單的條件下進(jìn)行研究的,不能很好的對糧倉生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行模擬研究。許多通風(fēng)參數(shù)的設(shè)置也是憑經(jīng)驗理論,這些傳統(tǒng)的方法不能滿足當(dāng)前安全、節(jié)能、高效的儲糧要求。本課題提出CFD技術(shù)模擬糧倉系統(tǒng)通風(fēng),對不同儲糧條件、不同通風(fēng)條件進(jìn)行模擬研究,對模擬結(jié)果分析對比,得出先進(jìn)的通風(fēng)模型,并研發(fā)智能通風(fēng)控制系統(tǒng)的上位機(jī)和下位機(jī),最后進(jìn)行測試試用。具體研究內(nèi)容如下: 利用CFD技術(shù)模擬了糧倉通風(fēng)過程中糧倉系統(tǒng)的溫度變化情況。在不同的通風(fēng)環(huán)境下,建立不同對通風(fēng)模型,對數(shù)值模擬結(jié)果和實驗結(jié)果進(jìn)行對比分析,得出科學(xué)先進(jìn)的通風(fēng)模型,進(jìn)而為智能通風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計提供可靠的理論支撐。 采用ARM處理器作為下位機(jī)的核心處理器,綜合無線通信和串口通信技術(shù),采集倉內(nèi)的溫度、水分和檢測風(fēng)機(jī)、風(fēng)扇、風(fēng)窗的開關(guān)信號并通過通信協(xié)議傳送給上位機(jī),下位機(jī)可以根據(jù)上位機(jī)請求來觸動驅(qū)動電路,控制風(fēng)機(jī)、風(fēng)扇、風(fēng)窗的開關(guān)。 基于C#和Sel2005,開發(fā)設(shè)計上位機(jī),完成上位機(jī)與下位機(jī)的通信,對系統(tǒng)整體性能進(jìn)行測試,實現(xiàn)智能通風(fēng)控制系...
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 選題背景及意義
1.2 國內(nèi)國外研究現(xiàn)狀
1.2.1 糧食儲存模型及通風(fēng)控制現(xiàn)狀
1.2.2 糧食儲存現(xiàn)狀分析
1.3 課題主要研究內(nèi)容和方法
1.3.1 研究內(nèi)容
1.3.2 研究方法
1.4 課題研究思路
2 糧倉通風(fēng) CFD 計算方法和理論基礎(chǔ)
2.1 計算機(jī)流體力學(xué)
2.2 CFD 模擬理論及計算方法
2.3 糧倉內(nèi)部物理特性和溫濕傳遞規(guī)律
2.4 本章小結(jié)
3 糧倉系統(tǒng)通風(fēng)模型研究
3.1 實驗方案和數(shù)據(jù)采集
3.1.1 糧倉系統(tǒng)概述
3.1.2 實驗環(huán)境和目的
3.1.3 數(shù)據(jù)采集方法
3.2 糧倉通風(fēng) CFD 模型建立
3.2.1 選擇計算區(qū)域及風(fēng)格劃分
3.2.2 通風(fēng)模型參數(shù)方程
3.2.3 邊界條件及數(shù)值模擬方法
3.3 CFD 數(shù)值模擬結(jié)果分析
3.3.1 糧倉溫度分布
3.3.2 糧倉速度場和壓力場分布
3.3.3 不同通風(fēng)條件對比分析
3.3.4 通風(fēng)模型數(shù)據(jù)擬合
3.3.5 試驗結(jié)果與模擬結(jié)果對比
3.4 本章小結(jié)
4 糧倉智能通風(fēng)控制系統(tǒng)研究與實現(xiàn)
4.1 系統(tǒng)主要器件選型
4.1.1 CPU 選型
4.1.2 溫濕度傳感器
4.2 ARMLPC2103 特性分析及程序設(shè)計
4.2.1 鎖相環(huán)(PLL)
4.2.2 存儲器加速模塊(MAM)
4.2.3 向量中斷控制器(VIC)
4.2.4 看門狗
4.2.5 A/D 轉(zhuǎn)換器
4.2.6 SPI 控制器
4.3 系統(tǒng)主要模塊設(shè)計
4.3.1 電源模塊設(shè)計
4.3.2 串口通信電路設(shè)計
4.4 驅(qū)動程序設(shè)計
4.4.1 驅(qū)動程序概述
4.4.2 AD 驅(qū)動程序
4.4.3 電機(jī)驅(qū)動程序
4.5 系統(tǒng)測試和結(jié)論
4.5.1 數(shù)據(jù)采集模塊的測試
4.5.2 電機(jī)控制輸出模塊的測試
4.5.3 通風(fēng)控制系統(tǒng)整體測試
4.6 本章小結(jié)
5 糧倉監(jiān)控管理平臺研究與實現(xiàn)
5.1 糧倉監(jiān)控管理平臺簡介
5.1.1 糧倉監(jiān)控管理平臺設(shè)計需求
5.1.2 管理平臺設(shè)計思路
5.2 糧情測控系統(tǒng)
5.2.1 串口設(shè)置
5.2.2 倉房設(shè)備設(shè)置
5.2.3 監(jiān)測控制功能
5.2.4 倉情數(shù)據(jù)分析
5.2.5 糧情數(shù)據(jù)庫
5.3 智能通風(fēng)系統(tǒng)
5.3.1 串口設(shè)置
5.3.2 通風(fēng)參數(shù)設(shè)置
5.3.3 風(fēng)網(wǎng)設(shè)置
5.3.4 智能通風(fēng)
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
個人簡歷 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]倉儲糧堆溫度場CFD模擬應(yīng)用研究[J]. 彭威,張忠杰,任廣躍,吳子丹. 糧油食品科技. 2011(06)
[2]糧食孔隙率測定方法探討[J]. 田曉紅,李光濤. 糧食加工. 2009(05)
[3]世界儲糧生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系的研究設(shè)想[J]. 靳祖訓(xùn). 糧食儲藏. 2009(04)
[4]我國地下糧倉應(yīng)用的現(xiàn)狀及前瞻[J]. 余漢華,王錄民,王振清,鄭培. 河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2008(06)
[5]儲糧保水降溫通風(fēng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 王遠(yuǎn)成,魏雷,劉偉,徐志,張斌. 中國糧油學(xué)報. 2008(05)
[6]低溫儲糧和保水通風(fēng)技術(shù)效果分析[J]. 白明杰,包國良,曹毅,王旭,胡冶冰,張明功,鄭剛,牛香山,劉長生. 糧食儲藏. 2008(04)
[7]基于S3C2410的串口設(shè)計及其在Linux下編程[J]. 楊永金. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報. 2008(24)
[8]溫室濕簾降溫系統(tǒng)原理與應(yīng)用[J]. 張敏,王助良,顏學(xué)升,吉恒松. 農(nóng)機(jī)化研究. 2008(04)
[9]淺圓倉谷冷前后水分變化分析[J]. 李林杰,王大枚,莊澤敏. 糧食儲藏. 2008(01)
[10]控溫儲糧現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 嚴(yán)忠軍,赫治安,陸耕林. 糧油倉儲科技通訊. 2008(01)
博士論文
[1]汽車轉(zhuǎn)向節(jié)鍛造智能設(shè)計系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D]. 程聯(lián)軍.山東大學(xué) 2008
[2]溫室氣候環(huán)境微機(jī)測控系統(tǒng)與控制方法的研究[D]. 余朝剛.浙江大學(xué) 2005
[3]環(huán)境因子對四種儲糧害蟲影響的研究[D]. 鄧永學(xué).西南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2001
碩士論文
[1]基于圖像識別的儲糧害蟲檢測專家系統(tǒng)的研究[D]. 梅雪.北京郵電大學(xué) 2009
[2]太陽能制冷低溫稻谷儲藏實驗研究[D]. 付劍波.上海交通大學(xué) 2007
[3]基于ARM9200的高精度嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計[D]. 張春龍.北京郵電大學(xué) 2006
[4]專家系統(tǒng)中推理機(jī)制的研究與應(yīng)用[D]. 王亞南.武漢理工大學(xué) 2006
[5]冬季供暖條件下連棟溫室夜間熱環(huán)境的CFD模擬[D]. 朱文見.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
[6]智能溫室環(huán)境溫濕度測控系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D]. 梁婧宇.太原理工大學(xué) 2005
[7]溫室溫濕度兩級優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)的研究[D]. 李善軍.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
本文編號:3711591
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 選題背景及意義
1.2 國內(nèi)國外研究現(xiàn)狀
1.2.1 糧食儲存模型及通風(fēng)控制現(xiàn)狀
1.2.2 糧食儲存現(xiàn)狀分析
1.3 課題主要研究內(nèi)容和方法
1.3.1 研究內(nèi)容
1.3.2 研究方法
1.4 課題研究思路
2 糧倉通風(fēng) CFD 計算方法和理論基礎(chǔ)
2.1 計算機(jī)流體力學(xué)
2.2 CFD 模擬理論及計算方法
2.3 糧倉內(nèi)部物理特性和溫濕傳遞規(guī)律
2.4 本章小結(jié)
3 糧倉系統(tǒng)通風(fēng)模型研究
3.1 實驗方案和數(shù)據(jù)采集
3.1.1 糧倉系統(tǒng)概述
3.1.2 實驗環(huán)境和目的
3.1.3 數(shù)據(jù)采集方法
3.2 糧倉通風(fēng) CFD 模型建立
3.2.1 選擇計算區(qū)域及風(fēng)格劃分
3.2.2 通風(fēng)模型參數(shù)方程
3.2.3 邊界條件及數(shù)值模擬方法
3.3 CFD 數(shù)值模擬結(jié)果分析
3.3.1 糧倉溫度分布
3.3.2 糧倉速度場和壓力場分布
3.3.3 不同通風(fēng)條件對比分析
3.3.4 通風(fēng)模型數(shù)據(jù)擬合
3.3.5 試驗結(jié)果與模擬結(jié)果對比
3.4 本章小結(jié)
4 糧倉智能通風(fēng)控制系統(tǒng)研究與實現(xiàn)
4.1 系統(tǒng)主要器件選型
4.1.1 CPU 選型
4.1.2 溫濕度傳感器
4.2 ARMLPC2103 特性分析及程序設(shè)計
4.2.1 鎖相環(huán)(PLL)
4.2.2 存儲器加速模塊(MAM)
4.2.3 向量中斷控制器(VIC)
4.2.4 看門狗
4.2.5 A/D 轉(zhuǎn)換器
4.2.6 SPI 控制器
4.3 系統(tǒng)主要模塊設(shè)計
4.3.1 電源模塊設(shè)計
4.3.2 串口通信電路設(shè)計
4.4 驅(qū)動程序設(shè)計
4.4.1 驅(qū)動程序概述
4.4.2 AD 驅(qū)動程序
4.4.3 電機(jī)驅(qū)動程序
4.5 系統(tǒng)測試和結(jié)論
4.5.1 數(shù)據(jù)采集模塊的測試
4.5.2 電機(jī)控制輸出模塊的測試
4.5.3 通風(fēng)控制系統(tǒng)整體測試
4.6 本章小結(jié)
5 糧倉監(jiān)控管理平臺研究與實現(xiàn)
5.1 糧倉監(jiān)控管理平臺簡介
5.1.1 糧倉監(jiān)控管理平臺設(shè)計需求
5.1.2 管理平臺設(shè)計思路
5.2 糧情測控系統(tǒng)
5.2.1 串口設(shè)置
5.2.2 倉房設(shè)備設(shè)置
5.2.3 監(jiān)測控制功能
5.2.4 倉情數(shù)據(jù)分析
5.2.5 糧情數(shù)據(jù)庫
5.3 智能通風(fēng)系統(tǒng)
5.3.1 串口設(shè)置
5.3.2 通風(fēng)參數(shù)設(shè)置
5.3.3 風(fēng)網(wǎng)設(shè)置
5.3.4 智能通風(fēng)
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
個人簡歷 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]倉儲糧堆溫度場CFD模擬應(yīng)用研究[J]. 彭威,張忠杰,任廣躍,吳子丹. 糧油食品科技. 2011(06)
[2]糧食孔隙率測定方法探討[J]. 田曉紅,李光濤. 糧食加工. 2009(05)
[3]世界儲糧生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系的研究設(shè)想[J]. 靳祖訓(xùn). 糧食儲藏. 2009(04)
[4]我國地下糧倉應(yīng)用的現(xiàn)狀及前瞻[J]. 余漢華,王錄民,王振清,鄭培. 河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2008(06)
[5]儲糧保水降溫通風(fēng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 王遠(yuǎn)成,魏雷,劉偉,徐志,張斌. 中國糧油學(xué)報. 2008(05)
[6]低溫儲糧和保水通風(fēng)技術(shù)效果分析[J]. 白明杰,包國良,曹毅,王旭,胡冶冰,張明功,鄭剛,牛香山,劉長生. 糧食儲藏. 2008(04)
[7]基于S3C2410的串口設(shè)計及其在Linux下編程[J]. 楊永金. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報. 2008(24)
[8]溫室濕簾降溫系統(tǒng)原理與應(yīng)用[J]. 張敏,王助良,顏學(xué)升,吉恒松. 農(nóng)機(jī)化研究. 2008(04)
[9]淺圓倉谷冷前后水分變化分析[J]. 李林杰,王大枚,莊澤敏. 糧食儲藏. 2008(01)
[10]控溫儲糧現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 嚴(yán)忠軍,赫治安,陸耕林. 糧油倉儲科技通訊. 2008(01)
博士論文
[1]汽車轉(zhuǎn)向節(jié)鍛造智能設(shè)計系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D]. 程聯(lián)軍.山東大學(xué) 2008
[2]溫室氣候環(huán)境微機(jī)測控系統(tǒng)與控制方法的研究[D]. 余朝剛.浙江大學(xué) 2005
[3]環(huán)境因子對四種儲糧害蟲影響的研究[D]. 鄧永學(xué).西南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2001
碩士論文
[1]基于圖像識別的儲糧害蟲檢測專家系統(tǒng)的研究[D]. 梅雪.北京郵電大學(xué) 2009
[2]太陽能制冷低溫稻谷儲藏實驗研究[D]. 付劍波.上海交通大學(xué) 2007
[3]基于ARM9200的高精度嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計[D]. 張春龍.北京郵電大學(xué) 2006
[4]專家系統(tǒng)中推理機(jī)制的研究與應(yīng)用[D]. 王亞南.武漢理工大學(xué) 2006
[5]冬季供暖條件下連棟溫室夜間熱環(huán)境的CFD模擬[D]. 朱文見.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
[6]智能溫室環(huán)境溫濕度測控系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D]. 梁婧宇.太原理工大學(xué) 2005
[7]溫室溫濕度兩級優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)的研究[D]. 李善軍.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
本文編號:3711591
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