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粮堆内害虫发生情况实时监测设备的研究与实现

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粮堆内害虫发生情况实时监测设备的研究与实现

作者：秦戈北京邮电大学

学位级别：硕士

针对目前我国粮库存在的粮堆害虫监测人工成本高、现有的自动化监测设备安装部署困难、害虫计数准确率低、设备成本过高的问题,通过深入的行业调研和分析,本文对粮堆内害虫数据采集设备OITD-PIS和系统网关OITD-RGW的硬件和嵌入式软件进... 详细信息

针对目前我国粮库存在的粮堆害虫监测人工成本高、现有的自动化监测设备安装部署困难、害虫计数准确率低、设备成本过高的问题,通过深入的行业调研和分析,本文对粮堆内害虫数据采集设备OITD-PIS和系统网关OITD-RGW的硬件和嵌入式软件进行研究与实现。具体完成的工作如下:***-PIS设备是基于探管式诱捕装置,用于自动检测粮堆内害虫发生数量的传感器。本文为其设计了流线型的外形结构、害虫掉落检测装置及检测电路、自适应阈值的害虫红外光电序列数据采集架构,使该设备可以有效的插入粮堆最深6米,并稳定、有效的检测粮堆内害虫数量的发生情况,同时该设备具备远程在线升级能力。***-RGW网关是用于RS-485总线与云端服务器之间进行数据转换收发的一款网关设备。本文为其设计基于Linux核心板的硬件电路以及具备算法扩展能力的软件,使该设备可以稳定可靠的获取OITD-PIS设备的各种数据,进行算法处理、本地存储、上传到云端,并可接收来自云端服务器的控制指令、最新设备固件。3.基于RS-485总线半双工的性质以及设备使用环境,设计了一套组网通信协议和通信流程,使得系统支持多个OITD-PIS设备接入总线,通信不冲突、错误可感知,实际应用,验证了该通信协议和通信流程是稳定、可靠的,可应用于实际粮库中的。4.系统经过实仓长达半年的实际测试,证明了其对粮堆内害虫发生情况监测的可靠性、有效性,同时为进一步改进设备和系统给出了方向和具体意见。

关键词：粮堆内害虫监测探管式诱捕装置害虫数据采集 RS-485网关 RS-485通信协议

基于LEAP的粮食干燥行业能源种类与装备型式的能耗及排放、经济效益的分析

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基于LEAP的粮食干燥行业能源种类与装备型式的能耗及排放、经济效...

作者：赵娜北京邮电大学

学位级别：硕士

粮食干燥是我国粮食生产过程的基本环节,随着种植及收获机械的快速发展,粮食干燥机的发展迫在眉睫。粮食干燥机作为农业机械中重要的耗能机械,在节能减排方面,承受着巨大的压力。目前,市场上的粮食干燥机装备型式繁多,能耗与排放各不相... 详细信息

粮食干燥是我国粮食生产过程的基本环节,随着种植及收获机械的快速发展,粮食干燥机的发展迫在眉睫。粮食干燥机作为农业机械中重要的耗能机械,在节能减排方面,承受着巨大的压力。目前,市场上的粮食干燥机装备型式繁多,能耗与排放各不相同。虽然行业专家提出了针对单个粮食烘干系统的干燥系统用能评估方法:能分析法与(?)分析法,但涉及全国粮食干燥行业能耗、排放及经济成本的分析与评估的方法仍然十分稀缺。为了优化能源资源配置、降低粮食干燥能耗、控制干燥过程的污染排放,达到节能减排的目的,本文引入了 Long-range Energy Alternatives Planning System (LEAP )平台对我国粮食干燥行业的能源能耗、污染排放及经济成本进行评估。首先,基于对我国粮食干燥行业各地装备型式、粮食品种及能源燃料的现状分析,采用LEAP平台中的能耗模块以及环境评价子模块,构建了用于评估我国粮食干燥行业能耗、污染排放及经济成本的China Drying-LEAP模型,本模型包含一个基准年(2013年)、一个基本情景(2013-2030年)和两个发展情景(2013-2030年)。其次,在对China Drying-LEAP模型评估计算所需参数分析的基础上,对我国粮食现状、粮食干燥机数量及其影响因素、粮食干燥技术等进行了大量的调研与研究。通过采用中试规模组合式粮食干燥实验台进行了不同粮食干燥机能耗与排放的实验,验证了调研数据的可靠性。通过对比分析,得到了粮食干燥行业现状数据及未来发展趋势预测模型。最后,通过对基准、基本情景和发展情景进行参数设置,即可得到基准年和各个情景下历年我国粮食干燥行业的能耗、污染排放及经济成本。通过对基准年和各个情景能耗、污染排放及经济成本的全面评价,可为我国粮食干燥行业的政策制定提供一定的参考依据。

关键词：粮食干燥 LEAP模型情景分析能耗-排放-经济评估

基于LabVIEW与GIS技术的无线粮情监控系统

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基于LabVIEW与GIS技术的无线粮情监控系统

作者：王彬彬北京邮电大学

学位级别：硕士

绿色储粮是未来粮食储藏的发展趋势,它能够避免由微生物真菌毒素和化学杀虫剂等引起的危害。为了对现有储粮方式进行改进,探求粮仓的无公害绿色仓储,减少粮食在储藏过程中的损耗,保证粮食品质,必须建立粮情监控系统以期对粮食储藏过程... 详细信息

绿色储粮是未来粮食储藏的发展趋势,它能够避免由微生物真菌毒素和化学杀虫剂等引起的危害。为了对现有储粮方式进行改进,探求粮仓的无公害绿色仓储,减少粮食在储藏过程中的损耗,保证粮食品质,必须建立粮情监控系统以期对粮食储藏过程中各物理参数进行实时监控。本文设计了基于LabVIEW软件平台结合GIS技术的粮情检测系统,能实时管理监测储粮及仓内环境的温湿度数据,同时为用户进行安全监控提供了友好的人机交互方式。本文从GIS管理和储粮状态两个层面设计了一个集数据采集、用户管理、粮食物流调度为一体的粮情监控系统。GIS技术的实现基于MapInfo公司的二次开发控件MapX进行展开。通过在LabVIEW软件平台中调用MapX实现了地理图层的加载、编辑、平移、放大、缩小、数据定位及GPS跟踪等功能。使得上层管理人员可以基于地理图层对各粮库信息进行管理并可实现粮库之间的粮食调度及对粮食物流过程中的参数监控。粮情监控系统选取了为国家粮食局科学研究院小汤山粮食实验基地180吨实验粮仓而设计的实时监控系统进行详细阐述。此系统通过TCP/IP协议及RS232串口通信与GPRS粮情汇聚节点及无线图像采集节点进行通信,能对粮仓内多处测量点的温度、湿度及仓内图像信息进行采集、存储、实时显示以及历史曲线的波形绘制,为进一步研究温度、湿度等物理量对粮食储存情况的影响提供可靠的实验数据。经过实验验证,在已实现的硬件基础上,基于LabVIEW与GIS技术的粮情监控系统完全可以满足检测粮仓现场环境参数与粮食参数的需求,并可实现对粮食物流调度的管理。为今后向实际大型粮仓的应用提供了探索。

关键词： LabVIEW GIS MapX 无线传感温湿度检测

基于Android平台的储粮害虫信息采集系统及其服务器端的设计与实现

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基于Android平台的储粮害虫信息采集系统及其服务器端的设计与实现

作者：陶经北京邮电大学

学位级别：硕士

我国是一个农业大国,粮食安全储藏是关系到国民经济以及国家安全的重大问题。在粮食存储过程中,由储粮害虫的侵害所造成的损失占到很大比例,如何能够有效的防治储粮害虫生长繁殖,减少储粮损失,是关系到国计民生的大事。储粮害虫防治的... 详细信息

我国是一个农业大国,粮食安全储藏是关系到国民经济以及国家安全的重大问题。在粮食存储过程中,由储粮害虫的侵害所造成的损失占到很大比例,如何能够有效的防治储粮害虫生长繁殖,减少储粮损失,是关系到国计民生的大事。储粮害虫防治的基础就是储粮害虫信息采集。目前我国储粮害虫信息采集方式多样,但在采集流程中信息化程度较低,往往需要依靠大量的人工操作。这将导致采集信息误差大、采集数据易损易失、难以有效利用等问题。针对上述情况,本文通过对储粮行业的深入调研分析,并结合移动互联网的相关技术,研发了一套基于Android平台的储粮害虫信息采集系统。该系统目标用户是仓库保管员、粮库管理员等储粮行业的一线工作者,主要提供储粮害虫信息采集、粮库粮仓信息管理、常见储粮害虫图鉴等功能,同时具有便携性、易用性、可靠性等优点。本文的主要工作如下:1.储粮害虫信息采集系统需求分析。从用户、功能、界面、性能等方面对储粮害虫信息采集系统需求进行分析。2.储粮害虫信息采集系统架构设计与实现。本系统分为移动端和服务器端两部分,移动端运用了 Android平台进行开发,主要负责具体业务逻辑的实现。服务器端运用了 Java Web平台进行开发,主要负责数据管理以及移动端功能支撑。3.储粮害虫信息采集系统的实现。主要包括移动端和服务器端的具体实现,实现功能包括用户管理、粮库管理、采集管理、图鉴管理和服务器管理5个部分。

关键词：储粮害虫信息采集 Android

基于SSH的粮食储藏实验信息管理系统的设计与实现

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基于SSH的粮食储藏实验信息管理系统的设计与实现

作者：姬嘉兴北京邮电大学

学位级别：硕士

粮食是国民经济的基础,在努力提高粮食产量的同时,有必要保持合理的粮食储备。采用合理的粮食储藏技术有助于保持粮食品质、减少虫霉危害和有毒有害物质的污染。可以说粮食储藏技术不仅可以减少粮食产后损失,增加粮食有效供给,提高储粮... 详细信息

粮食是国民经济的基础,在努力提高粮食产量的同时,有必要保持合理的粮食储备。采用合理的粮食储藏技术有助于保持粮食品质、减少虫霉危害和有毒有害物质的污染。可以说粮食储藏技术不仅可以减少粮食产后损失,增加粮食有效供给,提高储粮经济的附加值,也有助于确保国家粮食产后安全,从而维持社会稳定。粮食储藏实验是开展大规模粮食储藏的基础,只有在充分实验论证的基础之上,大规模粮食储藏才能够被合理推广。粮食储藏实验具有长周期性。实际粮食储藏实验涉及资料管理人员,普通参与人员,负责人和审批人员等角色,实验相关人员需根据不同角色进行明确分工与操作权限控制。实验资源需要进行统一有序的登记与管理,实验过程也需要进行设计规划。因此,对于粮食储藏实验的实验数据、实验资源、实验人员、实验流程进行网络信息化管理可以提高粮食储藏实验的管理效率。本课题介绍了现阶段粮食储藏情况与系统的开发背景,说明了粮食储藏实验的基本过程。分析了粮食储藏实验的数据管理、数据展示、资源管理、人员管理、流程设计等实际需求。提出了利用基于互联网B/S架构的信息管理系统。对比了不同实现粮食储藏实验信息化管理功能的相关技术,阐述了MVC (Model-View-Control,模型-视图-控制)设计模式以及SSH (Struts,Spring,Hibernate)开发框架的工作原理。最后根据实际需求设计了软件开发的各类模型,并对整个系统进行了代码实现、调试与实际部署。本课题所开发的信息管理系统实现了粮食储藏实验的在线创建与审批、资源管理、人员管理、数据管理与展示,满足了粮食储藏实验管理对于信息化的要求。该系统在小汤山粮食储藏实验基地进行了实际应用,达到了很好的预期效果。

关键词：粮食储藏实验 MVC Struts Spring Hibernate

基于ZigBee的无线粮情监测系统中路由协议的研究

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基于ZigBee的无线粮情监测系统中路由协议的研究

作者：郝晓萌北京邮电大学

学位级别：硕士

课题来源于教育部留学基金资助的项目“基于ZigBee技术的无线粮情监测系统”,针对实验室建立的无线粮情监测实验系统平台,对ZigBee的路由协议进行了分析研究,并从课题的实际要求出发,提出了基于能量均衡的ZigBee路由协议,以期达到延长Zi... 详细信息

课题来源于教育部留学基金资助的项目“基于ZigBee技术的无线粮情监测系统”,针对实验室建立的无线粮情监测实验系统平台,对ZigBee的路由协议进行了分析研究,并从课题的实际要求出发,提出了基于能量均衡的ZigBee路由协议,以期达到延长ZigBee节点在粮情监测环境中网络寿命的目的。本课题主要有以下几部分内容: 首先结合国内外ZigBee技术应用的背景,分析了粮情监测系统的一般构成,并通过对传统的粮情监测系统的特点进行分析,阐述了目前存在的粮情监测系统的局限性,指出了基于ZigBee无线粮情监测系统的优越性。其次,在研究和分析ZigBee协议规范的基础上,对ZigBee网络层进行了研究,包括拓扑结构、组网技术、网络层地址分配机制,并对ZigBee路由协议的基本思想、工作过程作了详细的介绍,深入分析了ZigBee路由协议的性能。在此基础上,在NS-2仿真平台中,基于IEEE 802.15.4 MAC层和物理层模块,完成了ZigBee网络层源代码的开发及调试工作,实现了ZigBee网络层组网、地址分配及Z-AODV路由协议等基本功能,并通过仿真对ZigBee路由协议的性能进行了详细、深入的分析研究。仿真结果表明:ZigBee路由协议Z-AODV与传统的AODV路由算法相比,具有较高的分组递交率、较低的平均端到端时延和较高的能量剩余,达到了ZigBee网络的要求。最后,从粮情监测系统的实际出发,论文给出了一种基于ZigBee能量均衡的ZigBee路由协议方案——EZ-AODV,对其算法进行了详细说明和代码的编写,并在NS2上进行修改、调试。最后进行了NS2仿真,与Z-AODV进行验证比较能量均衡的效果,仿真结果表明:EZ-AODV算法能够较好的起到能量均衡的效果,延长了网络生存时间。

关键词：无线粮情监测 ZigBee NS2 路由协议能量均衡路由

基探管式储粮害虫图像采集设备与图像识别算法研究

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基探管式储粮害虫图像采集设备与图像识别算法研究

作者：成思扬北京邮电大学

学位级别：硕士

在我国大部分储存原粮的粮库中,对粮堆中的害虫监测目前仍主要依托于人工筛查的方式,检测的过程工作量大,而且准确性和实时性不能得到保证。近年来,随着自动化技术的发展,一些基于诱捕器的自动监测设备正逐渐应用于粮仓的害虫监测,但是... 详细信息

在我国大部分储存原粮的粮库中,对粮堆中的害虫监测目前仍主要依托于人工筛查的方式,检测的过程工作量大,而且准确性和实时性不能得到保证。近年来,随着自动化技术的发展,一些基于诱捕器的自动监测设备正逐渐应用于粮仓的害虫监测,但是基于粮堆内部害虫的机器视觉技术监测设备尚未见报道,而储粮行业对粮堆内害虫发生情况的可视监测要求很高,特别是粮库熏蒸杀虫时,可视化展现害虫的活动情况对采取适时适度的防治是十分重要的。因此,本文设计了一种基于探管式诱捕器的害虫图像自动采集设备,并完成了原型研发和性能测试。具体完成的研究工作如下:1.设备的结构设计:根据设备的应用场景与功能需求,提出了一种基于探管式害虫诱捕器的可用于粮堆内一定深度的害虫图像采集设备的结构,完成了部件选材和整体结构的加工和组装,使其能够满足实际应用时对结构强度的要求,而且便于装配与设备的实际部署。2.设备的硬件设计:根据设备的功能结构设计对硬件电路进行设计、制板和测试。不仅实现了图像采集和数据传输,而且在硬件版布局和设计上做了许多优化工作,最大程度地利用了结构狭小的空间面积。3.设备的软件设计:设备端的控制程序设计,实现了通过红外光电触发控制摄像头模组对进入收集器害虫的图像采集,以及对清理结构的控制,并且能够与上位机进行数据通信;PC端的软件测试程序实现了与设备端的通信、信息显示与保存等功能;服务器端的图像识别算法能够将图片中的害虫进行定位与归类。4.探管式储粮害虫图像采集设备的系统测试与分析:测试了设备的害虫诱捕效果、红外传感器灵敏度、害虫图像的识别率。测试结果显示本文研发的探管式储粮害虫图像采集设备具有良好的诱捕效果和自动监测能力,为满足粮仓害虫实时监测的应用需求做了很好的研究探索。

关键词：储粮害虫探管式诱捕器图像采集虫情监测目标检测

基于虚拟现实技术的三维可重构储粮害虫监测系统的设计与实现

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基于虚拟现实技术的三维可重构储粮害虫监测系统的设计与实现

作者：王森北京邮电大学

学位级别：硕士

粮食的存储安全是世界性的难题,国家每年都要在粮食行业花费巨大的人力、物力用于确保储粮安全,但由储粮害虫的侵害造成的损失仍占到较大比例。通过在粮库内放置监测点可以及时检测虫情,减少粮食的损失,但粮库中监测点的数量和位置会随... 详细信息

粮食的存储安全是世界性的难题,国家每年都要在粮食行业花费巨大的人力、物力用于确保储粮安全,但由储粮害虫的侵害造成的损失仍占到较大比例。通过在粮库内放置监测点可以及时检测虫情,减少粮食的损失,但粮库中监测点的数量和位置会随着季节和实际监测需要时常发生变化,因此对于储粮害虫监测系统的功能和设计提出了新的要求。基于以上背景,本文设计并实现了一套基于虚拟现实的三维可重构储粮害虫监测系统。通过将虚拟现实技术与信息管理系统相结合,用户可以根据粮库内监测点数量和位置的变化对采集终端设备进行重构,除此之外还可以将粮库的主场景和粮食种类按照粮库的实际情况进行三维重构,使得整个系统高度还原储粮的实际情形。另外系统还增加了三维场景的交互设计,如碰撞检测、多方式漫游、场景跳转、采集终端图片展示等。系统还完成了数据查询、用户管理、预警管理等其他管理功能。本文主要完成工作如下:1、储粮害虫监测系统需求分析。完成了系统的整体方案设计、用户需求分析、系统功能需求设计以及数据库需求分析;2、储粮害虫监测系统三维场景设计。根据粮库的实际情况,创建对应的三种采集终端设备、粮仓、粮种等三维模型,并对整个三维场景、粮仓内部采集终端设备、粮食模型等进行重构设计,同时增加多种交互方式;3、三维可重构储粮害虫监测系统数据库的设计以及用户管理模块、数据查询模块、三维场景展示模块、预警管理模块等的设计与实现;4、完成了系统功能的测试并在此基础上进行了优化。

关键词：虚拟现实储粮害虫监测三维可重构 Unity3D 信息管理