传感器网络在粮食平房仓中的应用

网络化粮库储粮数量在线监测技术是一新型技术.压力传感器节点布置是整个监控系统的关键点.粮库压力传感器网络体系包括整个网络的架构和粮库内传感器布置模型.根据粮库分布特点设计了粮库专用压力传感器网络的体系结构.根据平房仓粮堆特点提出一种基于区域划分的传感器布置模型.对比文献中提出的几种模型.该方法优化了传感器节点的布置.试验证实,该压力传感器布置模型性能良好.     

散粮堆底部压力实测研究

采用振弦式压力传感器对散粮堆底部压力进行现场实测研究,探索振弦式压力传感器用于粮堆介质压力测试的性能以及粮堆底部压力测试方法,重点研究了粮堆底部压力与粮堆高度之间的关系.试验结果表明:振弦式压力传感器可以用于粮堆底部压力的定性分析;在理想进粮工况下,单点粮堆底部压力与粮堆高度之间近似呈线性关系,但是同样粮堆高度下不同位置处的压力差异明显,粮堆底部压力分布整体上是非均匀的.     

电容式位移传感器在气阀测试中的应用

电容式传感器具有结构简单、灵敏度高,动态特性好、对辐射和强烈振动等恶劣条件适应性强、价格便宜等一系列优点。但是,电容式传感器输出信号受干扰和温度影响较大、输出特性存在非线性等问题制约了电容式传感器的生产及应用。简述了自行研制的一种变距离电容位移传感器,以其在活塞式压缩机气阀运动规律测试中的应用为例,介绍了变距离电容位移传感器的设计原理和结构。同时采用单片机实现了输出信号的温度和非线性的软件补偿,并提出一种用正交多项式法来处理温度及非线性拟合曲线的数学方法,避免了采用最小二乘法解联立方程的繁琐过程,并可以任意增加逼近多项式的次数。在测量过程中实现了信号处理智能化。     

一种手持式粮食库存数量检测仪器的设计

为满足粮食库存大清查和清仓查库中粮食库存数量检测的实际需求,设计了一款手持式粮食库存数量检测仪器。系统以微处理器为控制核心,采用激光测距传感器与倾角传感器相结合的方式,实现粮堆体积的高精度测量;系统内置了与各种储粮参数有关的粮堆密度修正模型,能自动、准确计算出粮堆密度修正系数,保证粮食数量检测的客观性和精度;通过高集成度电路设计和低功耗设计,实现了设备的便携性与低功耗。为粮食储藏行业数量检测提供了一种专用、快速便捷的技术手段。     

粮库PWSN部署中NP-Hard问题的研究

以无线传感器网络在粮库中的应用为例,将传感器节点部署中出现未覆盖区域问题归属为NP-Hard 问题.结合近似算法、Bidding协议、Voronoi diagrams等方法,对粮库PwsN部署中的NP-Hard问题进行了较深入的研究,对解决粮库无线传感器网络的覆盖问题提出了新思路.     

高大平房仓散装粮粮堆底部压力的试验研究

采用压力传感器对散装粮粮堆底部压力进行现场实测,研究了粮堆底部压力的分布规律,探讨了仓壁摩擦对粮堆底部压力的影响范围和影响程度,建立了粮堆底部压力与粮堆高度之间的关系。结果表明:当粮堆堆积高度较低时,底部压力较为均匀,随着堆积高度的增加,底部压力出现非均匀现象。底部压力不均匀程度随着粮堆高度的增加而增大。仓体中间位置的底部压力与粮堆高度之间始终近似呈线性关系,靠近仓壁位置的底部压力与粮堆高度之间的关系,在堆积高度较低时近似呈线性关系,在堆积高度较高时呈非线性关系。散粮在远离仓壁位置受到仓壁摩擦的影响较小,在靠近仓壁位置受到仓壁摩擦的影响较大。     

高大平房仓散装粮粮堆底部压力的离散元模拟

对高大平房仓模型仓散装粮粮堆底部压力进行PFC离散元模拟,并与试验结果、规范值进行对比,研究了粮堆底部包括竖向压力、水平压力和竖向摩擦应力等在内的底部压力的分布规律,研究了粮堆底部竖向压力与粮堆堆积高度之间的关系。结果表明:离散元软件PFC(3D)能够很好地模拟粮堆底部压力的非均匀性;当粮堆堆积高度较低时,底部竖向压力较小且较为均匀,随着堆积高度的增加,底部竖向压力逐渐增大并出现非均匀现象;粮堆底部任意一点压力与仓壁摩擦应力、粮堆内部摩擦应力以及该点到两侧仓壁(两侧仓壁垂直相交)的水平距离有关;底部竖向压力的不均匀程度随着粮堆高度的增加而增大;粮堆底部各点,其竖向压力随粮堆高度的变化率不同,竖向压力与粮堆高度之间的关系在堆积高度较高时呈非线性,竖向压力随粮堆高度缓慢增加。     

混合集成电容式加速度传感器的设计

详细分析了一种电容式加速度传感器的工作原理,设计了基于这种电容式检测原理的加速度传感器.该传感器能将线加速度产生的惯性力转换成弹性变形,通过转换电路转换为可测量的电学量.通过厚膜工艺技术实现了电容式敏感元件与信号调理电路混合集成设计,这种集成系统被加工制备并封装形成一个完整的电容式加速度测量系统,该系统具有小型化和高集成度的优点.文中详细阐述了厚膜电路的加工工艺方法,并对设计的传感器进行了实验测试和数据分析.实验测试表明:集成后的加速度传感器具有较好的线性度和高的灵敏度.     

静电力激振法用于确定电容式传感器动态特性的研究

提出了用静电力激振法确定电容式加速度传感器的动态特性,并分析了其静电力的非线性,频率误差及补偿传感器本身寄生电容的方法,给出的正弦振中结构简单,经济实用,而且非线性系数大大降低。     

粮堆热学特性的数值模拟

利用FD-TC-B型导热系数测试仪对小麦品种进行直接测试,获得小麦品种的导热系数.在圆柱坐标下,选取适当的边界条件,利用MATLAB求解粮堆的热传导方程;将小麦的导热系数代入热传导方程,得出粮堆温度场随时间变化的分布情况.利用计算机模拟筒仓粮堆温度场的变化,结果表明,对于圆筒粮仓,外界的热量主要通过粮堆顶部传入粮堆,然后以一定的梯度向底部传递,数值计算与粮库实测结果一致.     

基于GprMax粮库异物微波探测传感系统的仿真

介绍了粮库异物探测传感系统的微波探测原理以及电磁波散射仿真软件GprMax,并在此基础上在单异物、不同中心频率的天线、不同的粮食介电特性情况下,对系统进行了建模和仿真,仿真结果对深刻理解探测原理及其可行性有理论意义,同时也对系统参数设计(如时窗的选择等)、天线的选择以及系统最后的数据处理、成像解释分析有指导意义.     

基于Zigbee和GPRS相结合的粮食数量无线监控系统设计

在粮仓底面及侧壁排布压力传感器,通过压强值拟合出粮食数量.提出了一种将Zigbee短距离无线通信技术与GPRS相结合的远程粮情数据无线传输设计方案,完成了传感器网络中数据采集节点以及网络协调节点的硬件平台设计,并基于该平台开发了适合于粮情数据实时传输的通信协议及软件.测试表明,该系统完全可以测量粮仓中的储粮数量,测量误差不大于5％.     

现代粮食储备库设计探讨

立足于新世纪视野,从现代粮食储备库选址、仓型选择、总平面设计、设计关键点等方面,初步探讨现代粮食储备库设计。认为：现代粮食储备库要“科学选址定点,合理选定仓型,因地制宜科学系统进行总平面设计”,力求功能分区明确、工艺流程简洁流畅、总体布局紧凑合理,既满足机械化进出仓作业需要,又满足科学保粮技术要求。     

基于MCGS采用Z元件传感器的温度巡检系统设计

针对大型粮库的储粮实际情况,采用新型三端Z元件数字温度传感器采集温度值,温度巡检及调节过程控制采用监控组态软件MCGS,使粮库温度巡检系统在提高系统反映敏感度的同时,减少了系统硬件设计的费用及软件开发工作量.详细叙述了系统硬件配置、调节控制过程及使用MCGS开发的系统界面和温度采集程序.系统已运行两年,符合中央直属粮库粮情监测系统质量要求,整体性价比极佳,已在一些粮库推广.     

高压激励电容层析成像系统传感器阵列设计

为了解决高压交流激励电容层析成像系统微小电容检测的灵敏度和分辨率更高给电容传感器阵列设计带来的新问题,分析了极板长度和极板张角对几个重要的传感器阵列评价指数的影响,利用仿真方法评估了不同极板参数条件下中心型、层流型和环流型的重建图像的空间图像误差,并以此为依据确定了一组极板参数.最后给出了根据设计参数制作的8极板传感器阵列模型及高压激励电容层析成像系统的图像重建实验结果.实验结果证明:所设计的传感器阵列达到了设计的预期目标,所确定的参数方法是可行的.     

国家储备粮库MIS的设计和实现

采用传统的C／S和当前较流行的B／S相结合的系统结构，以BPR和ERP等一系列管理理论为基础，科学有效地实现国家粮库从计调、收购、仓储到销售全过程的有效控制．在局域网内使用C／S结构，完成相应的业务操作，实现实时数据备份和恢复；在查询业务上采用B／S结构．通过WEB方式浏览查询权限内的业务单据及储粮信息，避免了传统模式下的层层上报、层层下发的繁琐模式，保证信息即时性、有效性和安全性．     

换填法在国家粮食储备库基础中的应用

结合国家粮食储备库软弱地基处理的工程实例，对换填法的加固机理，设计与施工注意事项进行了论述与探讨。     

风力振动槽技术在粮食企业中的应用

介绍风力振动槽水平输送工作原理和性能特征，分析带式输送机和机械振动输送机的工作和结构特点，说明采用粮食风运垂直提升并完成初清工艺，然后采用风力振动槽进行水平输送的技术，具有投资省，密闭性能好，便于自动控制等优点。     

智能粮库曲面建模的设计与实现

在智能粮库计量系统中,粮面三维图形的还原与粮食质量的计算是粮库监管的一项重要内容．本系统采取将超声波传感器等设备非均匀地布置于粮仓内,用以获取粮面的部分信息,在合适的数学模型下还原出粮面的三维图形,并计算出粮食的体积和粮库的储粮质量,不仅能大幅度降低系统成本,而且具有安全、可靠、直观、高效等优点．     

拱板仓气密工程技术改造及储粮应用研究

介绍了拱板仓气密工程技术改造时密封材料的选择、施工工艺及方法,测试了改造后仓房的气密性能,压力半衰期空仓达到了8 min以上,实仓达到4 min以上,用0.48g/m3磷化铝环流熏蒸储粮试验,有效浓度保持43 d,害虫死亡率达100%,是使用其他气密材料造价的1/3,为拱板仓气密技术处理开辟了新途径.