粮仓通风智能控制技术研究与实现
发布时间：2022-12-06 20:35
粮仓机械通风技术一直是安全储粮的研究热点。但大多数研究人员只是对小型试验仓并且研究的储粮环境相对简单的条件下进行研究的，不能很好的对粮仓生态系统进行模拟研究。许多通风参数的设置也是凭经验理论，这些传统的方法不能满足当前安全、节能、高效的储粮要求。本课题提出CFD技术模拟粮仓系统通风，对不同储粮条件、不同通风条件进行模拟研究，对模拟结果分析对比，得出先进的通风模型，并研发智能通风控制系统的上位机和下位机，最后进行测试试用。具体研究内容如下： 利用CFD技术模拟了粮仓通风过程中粮仓系统的温度变化情况。在不同的通风环境下，建立不同对通风模型，对数值模拟结果和实验结果进行对比分析，得出科学先进的通风模型，进而为智能通风控制系统的设计提供可靠的理论支撑。 采用ARM处理器作为下位机的核心处理器，综合无线通信和串口通信技术，采集仓内的温度、水分和检测风机、风扇、风窗的开关信号并通过通信协议传送给上位机，下位机可以根据上位机请求来触动驱动电路，控制风机、风扇、风窗的开关。 基于C#和Sel2005，开发设计上位机，完成上位机与下位机的通信，对系统整体性能进行测试，实现智能通风控制系...
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 国内国外研究现状
1.2.1 粮食储存模型及通风控制现状
1.2.2 粮食储存现状分析
1.3 课题主要研究内容和方法
1.3.1 研究内容
1.3.2 研究方法
1.4 课题研究思路
2 粮仓通风 CFD 计算方法和理论基础
2.1 计算机流体力学
2.2 CFD 模拟理论及计算方法
2.3 粮仓内部物理特性和温湿传递规律
2.4 本章小结
3 粮仓系统通风模型研究
3.1 实验方案和数据采集
3.1.1 粮仓系统概述
3.1.2 实验环境和目的
3.1.3 数据采集方法
3.2 粮仓通风 CFD 模型建立
3.2.1 选择计算区域及风格划分
3.2.2 通风模型参数方程
3.2.3 边界条件及数值模拟方法
3.3 CFD 数值模拟结果分析
3.3.1 粮仓温度分布
3.3.2 粮仓速度场和压力场分布
3.3.3 不同通风条件对比分析
3.3.4 通风模型数据拟合
3.3.5 试验结果与模拟结果对比
3.4 本章小结
4 粮仓智能通风控制系统研究与实现
4.1 系统主要器件选型
4.1.1 CPU 选型
4.1.2 温湿度传感器
4.2 ARMLPC2103 特性分析及程序设计
4.2.1 锁相环（PLL）
4.2.2 存储器加速模块（MAM）
4.2.3 向量中断控制器（VIC）
4.2.4 看门狗
4.2.5 A/D 转换器
4.2.6 SPI 控制器
4.3 系统主要模块设计
4.3.1 电源模块设计
4.3.2 串口通信电路设计
4.4 驱动程序设计
4.4.1 驱动程序概述
4.4.2 AD 驱动程序
4.4.3 电机驱动程序
4.5 系统测试和结论
4.5.1 数据采集模块的测试
4.5.2 电机控制输出模块的测试
4.5.3 通风控制系统整体测试
4.6 本章小结
5 粮仓监控管理平台研究与实现
5.1 粮仓监控管理平台简介
5.1.1 粮仓监控管理平台设计需求
5.1.2 管理平台设计思路
5.2 粮情测控系统
5.2.1 串口设置
5.2.2 仓房设备设置
5.2.3 监测控制功能
5.2.4 仓情数据分析
5.2.5 粮情数据库
5.3 智能通风系统
5.3.1 串口设置
5.3.2 通风参数设置
5.3.3 风网设置
5.3.4 智能通风
5.4 本章小结
结论与展望
参考文献
附录
致谢
个人简历 攻读学位期间发表的学术论文和研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]仓储粮堆温度场CFD模拟应用研究[J]. 彭威,张忠杰,任广跃,吴子丹. 粮油食品科技. 2011(06)
[2]粮食孔隙率测定方法探讨[J]. 田晓红,李光涛. 粮食加工. 2009(05)
[3]世界储粮生态系统网络体系的研究设想[J]. 靳祖训. 粮食储藏. 2009(04)
[4]我国地下粮仓应用的现状及前瞻[J]. 余汉华,王录民,王振清,郑培. 河南工业大学学报(自然科学版). 2008(06)
[5]储粮保水降温通风关键技术研究[J]. 王远成,魏雷,刘伟,徐志,张斌. 中国粮油学报. 2008(05)
[6]低温储粮和保水通风技术效果分析[J]. 白明杰,包国良,曹毅,王旭,胡冶冰,张明功,郑刚,牛香山,刘长生. 粮食储藏. 2008(04)
[7]基于S3C2410的串口设计及其在Linux下编程[J]. 杨永金. 科技创新导报. 2008(24)
[8]温室湿帘降温系统原理与应用[J]. 张敏,王助良,颜学升,吉恒松. 农机化研究. 2008(04)
[9]浅圆仓谷冷前后水分变化分析[J]. 李林杰,王大枚,庄泽敏. 粮食储藏. 2008(01)
[10]控温储粮现状及发展趋势[J]. 严忠军,赫治安,陆耕林. 粮油仓储科技通讯. 2008(01)
博士论文
[1]汽车转向节锻造智能设计系统的研究与开发[D]. 程联军.山东大学 2008
[2]温室气候环境微机测控系统与控制方法的研究[D]. 余朝刚.浙江大学 2005
[3]环境因子对四种储粮害虫影响的研究[D]. 邓永学.西南农业大学 2001
硕士论文
[1]基于图像识别的储粮害虫检测专家系统的研究[D]. 梅雪.北京邮电大学 2009
[2]太阳能制冷低温稻谷储藏实验研究[D]. 付剑波.上海交通大学 2007
[3]基于ARM9200的高精度嵌入式数据采集系统的设计[D]. 张春龙.北京邮电大学 2006
[4]专家系统中推理机制的研究与应用[D]. 王亚南.武汉理工大学 2006
[5]冬季供暖条件下连栋温室夜间热环境的CFD模拟[D]. 朱文见.中国农业大学 2005
[6]智能温室环境温湿度测控系统的研究与设计[D]. 梁婧宇.太原理工大学 2005
[7]温室温湿度两级优化监控系统的研究[D]. 李善军.华中农业大学 2005
本文编号：3711591
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 国内国外研究现状
1.2.1 粮食储存模型及通风控制现状
1.2.2 粮食储存现状分析
1.3 课题主要研究内容和方法
1.3.1 研究内容
1.3.2 研究方法
1.4 课题研究思路
2 粮仓通风 CFD 计算方法和理论基础
2.1 计算机流体力学
2.2 CFD 模拟理论及计算方法
2.3 粮仓内部物理特性和温湿传递规律
2.4 本章小结
3 粮仓系统通风模型研究
3.1 实验方案和数据采集
3.1.1 粮仓系统概述
3.1.2 实验环境和目的
3.1.3 数据采集方法
3.2 粮仓通风 CFD 模型建立
3.2.1 选择计算区域及风格划分
3.2.2 通风模型参数方程
3.2.3 边界条件及数值模拟方法
3.3 CFD 数值模拟结果分析
3.3.1 粮仓温度分布
3.3.2 粮仓速度场和压力场分布
3.3.3 不同通风条件对比分析
3.3.4 通风模型数据拟合
3.3.5 试验结果与模拟结果对比
3.4 本章小结
4 粮仓智能通风控制系统研究与实现
4.1 系统主要器件选型
4.1.1 CPU 选型
4.1.2 温湿度传感器
4.2 ARMLPC2103 特性分析及程序设计
4.2.1 锁相环（PLL）
4.2.2 存储器加速模块（MAM）
4.2.3 向量中断控制器（VIC）
4.2.4 看门狗
4.2.5 A/D 转换器
4.2.6 SPI 控制器
4.3 系统主要模块设计
4.3.1 电源模块设计
4.3.2 串口通信电路设计
4.4 驱动程序设计
4.4.1 驱动程序概述
4.4.2 AD 驱动程序
4.4.3 电机驱动程序
4.5 系统测试和结论
4.5.1 数据采集模块的测试
4.5.2 电机控制输出模块的测试
4.5.3 通风控制系统整体测试
4.6 本章小结
5 粮仓监控管理平台研究与实现
5.1 粮仓监控管理平台简介
5.1.1 粮仓监控管理平台设计需求
5.1.2 管理平台设计思路
5.2 粮情测控系统
5.2.1 串口设置
5.2.2 仓房设备设置
5.2.3 监测控制功能
5.2.4 仓情数据分析
5.2.5 粮情数据库
5.3 智能通风系统
5.3.1 串口设置
5.3.2 通风参数设置
5.3.3 风网设置
5.3.4 智能通风
5.4 本章小结
结论与展望
参考文献
附录
致谢
个人简历 攻读学位期间发表的学术论文和研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]仓储粮堆温度场CFD模拟应用研究[J]. 彭威,张忠杰,任广跃,吴子丹. 粮油食品科技. 2011(06)
[2]粮食孔隙率测定方法探讨[J]. 田晓红,李光涛. 粮食加工. 2009(05)
[3]世界储粮生态系统网络体系的研究设想[J]. 靳祖训. 粮食储藏. 2009(04)
[4]我国地下粮仓应用的现状及前瞻[J]. 余汉华,王录民,王振清,郑培. 河南工业大学学报(自然科学版). 2008(06)
[5]储粮保水降温通风关键技术研究[J]. 王远成,魏雷,刘伟,徐志,张斌. 中国粮油学报. 2008(05)
[6]低温储粮和保水通风技术效果分析[J]. 白明杰,包国良,曹毅,王旭,胡冶冰,张明功,郑刚,牛香山,刘长生. 粮食储藏. 2008(04)
[7]基于S3C2410的串口设计及其在Linux下编程[J]. 杨永金. 科技创新导报. 2008(24)
[8]温室湿帘降温系统原理与应用[J]. 张敏,王助良,颜学升,吉恒松. 农机化研究. 2008(04)
[9]浅圆仓谷冷前后水分变化分析[J]. 李林杰,王大枚,庄泽敏. 粮食储藏. 2008(01)
[10]控温储粮现状及发展趋势[J]. 严忠军,赫治安,陆耕林. 粮油仓储科技通讯. 2008(01)
博士论文
[1]汽车转向节锻造智能设计系统的研究与开发[D]. 程联军.山东大学 2008
[2]温室气候环境微机测控系统与控制方法的研究[D]. 余朝刚.浙江大学 2005
[3]环境因子对四种储粮害虫影响的研究[D]. 邓永学.西南农业大学 2001
硕士论文
[1]基于图像识别的储粮害虫检测专家系统的研究[D]. 梅雪.北京邮电大学 2009
[2]太阳能制冷低温稻谷储藏实验研究[D]. 付剑波.上海交通大学 2007
[3]基于ARM9200的高精度嵌入式数据采集系统的设计[D]. 张春龙.北京邮电大学 2006
[4]专家系统中推理机制的研究与应用[D]. 王亚南.武汉理工大学 2006
[5]冬季供暖条件下连栋温室夜间热环境的CFD模拟[D]. 朱文见.中国农业大学 2005
[6]智能温室环境温湿度测控系统的研究与设计[D]. 梁婧宇.太原理工大学 2005
[7]温室温湿度两级优化监控系统的研究[D]. 李善军.华中农业大学 2005
本文编号：3711591
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nyxlw/3711591.html
