基于自适应温度控制的智能咖啡烘焙系统研究
发布时间：2021-10-10 22:09
咖啡烘焙是咖啡精加工过程中的重要环节,但目前烘焙机的智能化程度不高,需要烘焙师人为控制来完成咖啡烘焙,咖啡豆的烘焙质量与烘焙师的经验与技术有很大关系,烘焙口感一致性很差。而且,在传统的烘焙过程中,缺乏有效的人机交互手段与烘焙关键参数信息存储机制,烘焙师对信息的管理分散,效率低下。针对以上问题,本文以咖啡烘焙机为研究对象,设计了一套基于物联网技术的智能咖啡烘焙系统,利用服务器存储技术,将咖啡豆烘焙温度信息与烘焙参数设置保存至云平台进行统一化管理,同时分析了烘焙效果的影响因素,设计了基于烘焙温度调控的烘焙策略。开发了Android应用程序辅助烘焙师进行烘焙操作,增强了烘焙师的信息管理能力与烘焙控制能力。本文比较了传统PID算法对温度控制的利弊,根据咖啡烘焙的温度变化特点,设计了基于模糊理论的PID温度控制方案,通过模糊理论实现对PID参数的自适应变化,通过PID控制律与量化因子获得控制量,进而控制烘焙过程温度变化。经过测试,基于模糊PID的温度控制方法对烘焙温度调节效果很好,超调量较小,温度变化规律与标准温度变化曲线较为吻合,烘焙口感一致性得到了保证。针对局域网环境中数据粘包等通信不稳定的...
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 物联网技术与温度控制理论
1.3 本系统主要研究任务
1.4 论文结构安排
第2章 烘焙系统整体设计
2.1 需求分析与整体结构
2.2 系统可行性分析
2.2.1 技术可行性
2.2.2 操作可行性
2.3 设计注意点
2.4 硬件嵌入式设计
2.4.1 主控板设计
2.4.2 温度采集
2.4.3 WIFI模块
2.4.4 温度计算
2.4.5 MCU电路设计
2.4.6 通信方法
2.4.7 实现结果
2.5 Android系统设计
2.5.1 总体架构
2.5.2 功能业务设计
2.6 服务器设计
2.6.1 数据库设计
2.6.2 接口设计
2.7 本章小结
第3章 基于温度控制的自动烘焙策略研究
3.1 烘焙原理
3.2 烘焙过程分析
3.3 PID控制原理
3.4 模糊控制原理
3.5 模糊PID控制器设计
3.5.1 设计概述
3.5.2 设计实现
3.5.3 控制仿真
3.6 Android端实现以及测试
3.7 本章小结
第4章 基于socket的烘焙通信机制优化
4.1 概述
4.2 应用层协议设计
4.3 基础通信框架设计
4.4 通信机制优化
4.4.1 命令对应机制
4.4.2 优先队列发送
4.4.3 重发机制
4.5 通信测试
4.6 Android系统运行稳定性测试
4.6.1 Monkey测试
4.6.2 客户端资源使用测试
4.7 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MD5算法的文件完整性检测系统分析及设计[J]. 靳燕. 网络安全技术与应用. 2019(11)
[2]环境管理实务体系网络数据库的设计及应用[J]. 陈国泰,陈益宾,丁可武,吴代顺,邱雪芬,饶清华,陈国奋,陈芳,苏芳,钟启辉,林茂兹. 高校实验室科学技术. 2019(03)
[3]基于模糊自适应PID控制的气动伺服系统位置控制[J]. 詹长书,詹鸿飞,李志鹏,林雨. 森林工程. 2019(06)
[4]基于Fuzzy-PID的液奶杀菌温度控制[J]. 刘毅,刘笑含,刘少坤. 食品工业. 2019(10)
[5]基于模糊PID的高精度温度控制系统[J]. 张宝峰,张燿,朱均超,豆梓文,符烨. 传感技术学报. 2019(09)
[6]基于模糊PID的镀液温度智能控制系统[J]. 陈文科,刘强,欧阳实. 电镀与精饰. 2019(10)
[7]基于PT100的温度测控系统的设计与仿真[J]. 王青. 计算机测量与控制. 2019(09)
[8]基于模糊自适应PID的注塑机机筒温度实时控制[J]. 李珊珊,韦成杰. 合成树脂及塑料. 2019(05)
[9]塑料挤出机温度的模糊PID控制[J]. 张永胜. 合成树脂及塑料. 2019(05)
[10]模糊PID控制在电锅炉温度控制系统中的应用[J]. 胡新新. 南方农机. 2019(18)
硕士论文
[1]基于Android平台的植物生长信息采集与分析系统的开发[D]. 陈少伟.西安理工大学 2019
[2]面向物联网云服务的高效缓存系统设计与实现[D]. 杨欢.北京邮电大学 2019
[3]基于自适应模糊PID的水肥一体化技术在番茄种植中的应用[D]. 周佳华.广州大学 2019
[4]机场旅客智能服务系统Android客户端的设计与实现[D]. 于晓杰.北京邮电大学 2019
[5]高频次、低时延动态数据无线采集技术研究[D]. 徐俊祎.杭州电子科技大学 2019
[6]热熔染色焙烘机温度控制系统研究[D]. 韩雪.天津工业大学 2019
[7]不同烘焙度兴隆咖啡成分分析及烘焙工艺对品质的影响[D]. 王莹.黑龙江东方学院 2018
[8]基于模糊PID控制的高精度温控系统研究[D]. 杨建武.浙江工业大学 2018
[9]基于Android的猪舍移动监控系统设计与实现[D]. 曹文丽.杭州电子科技大学 2018
[10]大型客机座舱温度控制系统建模及仿真研究[D]. 左权.中国民航大学 2017
本文编号：3429239
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 物联网技术与温度控制理论
1.3 本系统主要研究任务
1.4 论文结构安排
第2章 烘焙系统整体设计
2.1 需求分析与整体结构
2.2 系统可行性分析
2.2.1 技术可行性
2.2.2 操作可行性
2.3 设计注意点
2.4 硬件嵌入式设计
2.4.1 主控板设计
2.4.2 温度采集
2.4.3 WIFI模块
2.4.4 温度计算
2.4.5 MCU电路设计
2.4.6 通信方法
2.4.7 实现结果
2.5 Android系统设计
2.5.1 总体架构
2.5.2 功能业务设计
2.6 服务器设计
2.6.1 数据库设计
2.6.2 接口设计
2.7 本章小结
第3章 基于温度控制的自动烘焙策略研究
3.1 烘焙原理
3.2 烘焙过程分析
3.3 PID控制原理
3.4 模糊控制原理
3.5 模糊PID控制器设计
3.5.1 设计概述
3.5.2 设计实现
3.5.3 控制仿真
3.6 Android端实现以及测试
3.7 本章小结
第4章 基于socket的烘焙通信机制优化
4.1 概述
4.2 应用层协议设计
4.3 基础通信框架设计
4.4 通信机制优化
4.4.1 命令对应机制
4.4.2 优先队列发送
4.4.3 重发机制
4.5 通信测试
4.6 Android系统运行稳定性测试
4.6.1 Monkey测试
4.6.2 客户端资源使用测试
4.7 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MD5算法的文件完整性检测系统分析及设计[J]. 靳燕. 网络安全技术与应用. 2019(11)
[2]环境管理实务体系网络数据库的设计及应用[J]. 陈国泰,陈益宾,丁可武,吴代顺,邱雪芬,饶清华,陈国奋,陈芳,苏芳,钟启辉,林茂兹. 高校实验室科学技术. 2019(03)
[3]基于模糊自适应PID控制的气动伺服系统位置控制[J]. 詹长书,詹鸿飞,李志鹏,林雨. 森林工程. 2019(06)
[4]基于Fuzzy-PID的液奶杀菌温度控制[J]. 刘毅,刘笑含,刘少坤. 食品工业. 2019(10)
[5]基于模糊PID的高精度温度控制系统[J]. 张宝峰,张燿,朱均超,豆梓文,符烨. 传感技术学报. 2019(09)
[6]基于模糊PID的镀液温度智能控制系统[J]. 陈文科,刘强,欧阳实. 电镀与精饰. 2019(10)
[7]基于PT100的温度测控系统的设计与仿真[J]. 王青. 计算机测量与控制. 2019(09)
[8]基于模糊自适应PID的注塑机机筒温度实时控制[J]. 李珊珊,韦成杰. 合成树脂及塑料. 2019(05)
[9]塑料挤出机温度的模糊PID控制[J]. 张永胜. 合成树脂及塑料. 2019(05)
[10]模糊PID控制在电锅炉温度控制系统中的应用[J]. 胡新新. 南方农机. 2019(18)
硕士论文
[1]基于Android平台的植物生长信息采集与分析系统的开发[D]. 陈少伟.西安理工大学 2019
[2]面向物联网云服务的高效缓存系统设计与实现[D]. 杨欢.北京邮电大学 2019
[3]基于自适应模糊PID的水肥一体化技术在番茄种植中的应用[D]. 周佳华.广州大学 2019
[4]机场旅客智能服务系统Android客户端的设计与实现[D]. 于晓杰.北京邮电大学 2019
[5]高频次、低时延动态数据无线采集技术研究[D]. 徐俊祎.杭州电子科技大学 2019
[6]热熔染色焙烘机温度控制系统研究[D]. 韩雪.天津工业大学 2019
[7]不同烘焙度兴隆咖啡成分分析及烘焙工艺对品质的影响[D]. 王莹.黑龙江东方学院 2018
[8]基于模糊PID控制的高精度温控系统研究[D]. 杨建武.浙江工业大学 2018
[9]基于Android的猪舍移动监控系统设计与实现[D]. 曹文丽.杭州电子科技大学 2018
[10]大型客机座舱温度控制系统建模及仿真研究[D]. 左权.中国民航大学 2017
本文编号：3429239
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