多功能粮情监控系统设计开题报告
2021-03-11 00:30:31
1. 研究目的与意义(文献综述)
我国是一个拥有13亿多人口的农业大国。粮食是国民经济的基础,是人类赖以生存的主要来源,它关系着我国国民经济的发展和人民生活的稳定。因此,保证粮食安全问题尤为重要,粮食的安全生态储存是提高粮食质量、减少粮食损耗的重要途径。
粮情监测是保证粮储安全的关键技术之一。粮情直接或者间接地反映了粮食的状态。若能既准确又快速地检测出粮堆中的粮食参数,如粮食温度湿度、粮食含水率、粮堆中各气体浓度等,并将各个参数及时地反馈给控制系统,控制系统就可以及时进行判断以及控制操作,从而减少储存环节中的粮食损耗。
随着时代的进步、科技的迅猛发展,粮情监测问题也备受人们关注,单纯地依靠人工经验的传统粮情监测方法,已经远远无法满足现代社会的需求。而且由于影响粮情的因素较多,粮情复杂多变等问题,要想实现快速准确的粮情检测着实困难。不过,随着诸多新兴现代科学技术,如传感器技术、半导体物理学、电解质物理学以及信息融合等技术的快速发展,为粮堆中粮情检测技术的研究提供了新的科学依据。
在国外,早在20世纪60年代就有使用粮情监控系统来保证储粮安全相关方面的研究。霍尼韦尔国际的工程师hughes等使用氯化锂dunmore型元素法快速测定小麦面粉的水分,将温湿度传感器插入测量样品中,再由之前建立的等温关系曲线得到样品含水率。经研究人员测试,在10%~15%的含水率范围内,测量精度可达0.2%。1976年美国,william t. eng发明了适用于粮仓的电子温度监控器,其选用多个硅二极管作为测量元件,按一定的排列方式布置在粮仓内,通过电缆连接到外部监控单元,显示单元可以显示出各点的温度值。该装置还具有自动报警功能,当任何单个传感器达到或超过预先设定的温度值会启动报警功能。
近年来,国外农业发达国家已朝着虫霉发生情况、粮仓内粉尘及其他挥发性气体的检测的方向发展。加拿大的很多谷物研究课题在世界范围内一直保持领先地位,拥有高达19个谷物研究所。2011年加拿大的md. e. hossain#12539;d#12539;s. jayas等人利用炭黑聚合物传感器阵列来拟合和监控小麦早期的赤拟谷盗的生长情况。该传感器阵列包含各方面的传感器:相对湿度传感器、温度传感器以及苯乙烯共聚物传感器,能有效区分赤拟谷盗和小麦。2015年加拿大曼尼托巴大学的mohammad asef等人提出了通过完整的三维矢量电磁成像系统来监控储粮腐坏情况,该系统使用有限元法对比度源反演(morfem-csi)算法重建谷物颗粒的完整三维电解质地图,任何腐坏都可在电解质图中显示,可以远程监控粮仓。2015年,美国阿肯色大学助理教授griffiths atungulu提出了一种基于平衡水分含量(emc)新的布线和传感器技术,使用测量空气环境和温湿度传感器,能准确评估谷物质量,包括大米产量(mry)、水稻产量(hry)、米的颜色和黏性,并且能有效监测霉菌毒素特别是黄曲霉毒素的生成。
2. 研究的基本内容与方案
一、基本内容
本系统是利用现代电子技术、计算机技术和通信技术来实现对粮库的温度湿度的集中、实时检测,对检测数据进行分析并传送给计算机管理,当有异常温湿度时采取控制措施,如湿度大可开启通风设施进行降湿,温度过高可启动压缩机制冷,温度过低可启动暖风机。始终让仓库温湿度恒定,最大限度地提高粮食的存放时间。
二、系统目标
3. 研究计划与安排
第1-3周 系统调研,查阅资料,学习基本原理
第4-5周 英文文献翻译
第6-8周 学习单片机相关知识,确定系统方案
4. 参考文献(12篇以上)
1.冯建华,赵亮.单片机应用系统设计与产品开发.北京:人民邮电出版社,2004.
2.何立民.单片机应用系统设计.北京:北京航空航天大学出版社,2009.
3.唐文彦.传感器.北京:机械工业出版社,2007.