猪舍环境无线多点多源远程监测系统设计与试验

为及时掌握猪舍内主要环境参数的时空分布特性,设计了猪舍环境无线多点多源远程监测系统。采用ZigBee网状拓扑结构进行无线分布式组网,节点设备以一主多从的形式实现多点监测。从节点以STM32嵌入式控制芯片为核心,搭载温度、相对湿度、氨气浓度、二氧化碳浓度等多种传感器。各从节点将实时采集的数据通过主节点上传至服务器,最终在Web端实现系统远程监测的功能。在广东省某规模化种猪场进行系统测试,并分析了分娩舍内各环境参数的时空分布特性。试验结果表明:分娩舍各区域温湿度变化呈负相关性,相对湿度较高;舍内氨气浓度及二氧化碳浓度变化差异性极显著(P 0. 01);系统运行稳定,锂电池可持续工作170 h,平均丢包率2. 39%,各环境参数监测量准确可靠,区域性差别显著。该系统有利于快速感知猪舍环境参数分布特性,可为猪舍环境控制优化提供参考。     

基于PLC的果蔬气调保鲜环境自动调控系统的设计

通过搭建气调保鲜试验平台,以SIMENS S7-300为主控制器设计了基于PLC(可编程逻辑控制器)的果蔬气调保鲜环境自动调控系统,提出了基于低温保护优先的控制策略,采用双限值的控制方法,实现了对气调保鲜环境的自动控制。以脐橙为试验物料,开展液氮充注气调保鲜试验。结果表明,系统工作稳定性良好,综合实现了数据采集、滤波、计算、控制、反馈、人机对话和实时监测等功能。研究结果为开发液氮充注气调保鲜运输装备提供了参考依据。     

农机农艺协同融合机制与策略

通过介绍玉米、水稻、甘蔗等几类常见农作物农机农艺发展现状及取得的研究成果,结合中国国情,对农机农艺协同融合存在的问题展开了阐述,探索了具有科学可行并且可持续的农机农艺协同融合机制与策略。     

数字孪生技术在现代化猪场生产应用的研究进展

数字孪生根据实物对象建立数值模型,通过增强现实、人工智能、机器视觉、大数据等技术,实现系统仿真、性能优化和预测分析。本文结合演变史分析了数字孪生实施方式;通过总结图像监控、声音监测和精准饲喂控制技术,对精准养猪进行了分析;总结了数字孪生在现代猪场能耗分析、三维可视化、预测模型、环境模拟上的应用;从物理模型成本、养猪数据库、开发资源3个角度分析了局限性;针对技术成熟度,结合多领域应用案例扩展分析;最后分析了现代化猪场生产中数字孪生技术的发展趋势,为智慧猪场建设提供参考。     

球形水果机械式大小分级技术研究现状

大小分级是水果商品化处理的重要环节,对提高我国水果的市场价格和市场竞争力有重要意义。为此,总结了球形水果机械大小分级的现状,对滚杠式、辊式、滚筒式、带式、挡板式和膜片式等6种形式的机械大小分级机的工作原理进行了介绍,并且讨论了机械式大小分级机的发展趋势,为球形水果机械式大小分级机的研发提供参考。     

半导体制冷果蔬配送箱水冷散热参数优化试验研究

为提高半导体制冷果蔬配送箱的工作性能,提高半导体制冷片热端散热效率,降低散热系统能耗与质量,搭建水冷半导体果蔬配送制冷箱试验平台,针对水泵流量、散热风机风速、水箱容量对半导体制冷性能的影响进行试验研究。结果表明,导体制冷果蔬配送箱最佳水冷散热参数为:水泵流量为13 cm~3/s,散热风机风速4 m/s,水箱200 m L;在该参数条件下,箱内空气温度从25℃降到7℃仅需580 s,半导体制冷片能耗25 165.20 J,制冷系统总能耗为28 408.10 J,制冷效率26.004%,保证了较快的制冷速度和较小的水箱体积,并减少降温能耗。研究结果为便携式果蔬配送系统的设计和优化提供理论依据。     

基于ISM的荔枝冷链物流发展影响因素分析

我国荔枝冷链物流体系建设的滞后与薄弱,导致荔枝采后损耗严重。本文运用解释结构模型(ISM)方法,对影响荔枝冷链物流体系发展的因素进行提炼与分析,选取了10个要素建立邻接矩阵与可达矩阵,并计算得出五阶结构模型。根据模型的层次结构进行分析,提出了加大冷链物流基础设施资金投入、加强宣传教育、加强人才培养、扶持第三方冷链物流企业、完善标准制度建设等对策建议。实现在资源局限下有主次、分步骤地解决制约荔枝冷链物流发展的各种因素,为荔枝产业的发展提供参考。     

保鲜运输车果蔬堆码方式对温度场影响的数值模拟

温度场是保障果蔬运输品质的重要因素之一。为了解温度场的分布规律,该文以基于差压原理的运输厢体为研究对象,采用香蕉为试验物料,建立厢体的1/4等比例三维紊流数值计算模型,结合有孔模型,采用SIMPLE算法和壁面函数法,对厢体中间两侧留空、两侧留空和满载等3种果蔬堆码方式的模型进行温度场的数值计算,得出了厢体内纵截面和横截面的温度以及货物表面的温度分布图。经对比分析发现,合理的货物堆码方式可以改善厢体内温度场的分布;中间两侧留空方式较两侧留空方式和满载方式相比较,冷空气与货物的热交换好,厢体温度场较均匀。经过试验验证,模拟值与测试值平均温度偏差均不超过1.5℃,试验结果与模拟结果吻合较好。该研究揭示了果蔬保鲜车厢体内部温度场分布的一般规律,对保鲜运输车的货物堆码方式以及结构优化设计等研究有一定的参考价值。     

保鲜运输车温度场分布特性试验研究

为解决果蔬保鲜运输车厢体内温差过大的问题,搭建了基于压差原理的保鲜运输温度场试验平台。通过改变回风道风速、回风道长度、开孔隔板开孔率、堆栈方式、气流导轨等影响气流形式的因素,研究了这些因素对保鲜运输车厢温度场分布的影响。结果表明：回风道风速越大,回风道越长,保鲜厢内的温度场均匀性越好;堆栈方式为中间两侧留空时,厢体内温度场均匀性优于仅中间留空、两侧留空和满载等3种堆栈方式;开孔隔板开孔率对保鲜室中横截面温度场均匀性的影响较大;有气流导轨时的温度场均匀性优于无气流导轨时。当回风道长度为1.5 m,回风道风速为8 m/s,开孔率为16.11%,堆栈方式为中间两侧留空,有气流导轨时,保鲜运输车厢内的温度场均匀性较优,此时保鲜室内中纵截面温度分布的标准差为1.15℃,中横截面温度分布的标准差为2.04℃。研究结果为果蔬保鲜运输车的厢体结构优化提供参考。     

液氮充注式果蔬气调保鲜运输箱能耗模型建立与验证

为掌握液氮充注式果蔬气调保鲜运输箱能耗规律,该文分析了运输箱的传热传质过程及其能耗构成,在分别研究了气调过程、制冷过程和加湿过程的基础之上建立了液氮充注式果蔬气调保鲜运输箱能耗模型,并对所建能耗模型进行了试验验证。研究结果表明,液氮充注式果蔬气调保鲜运输箱能耗主要由气调能耗、制冷能耗和加湿能耗构成;根据能耗模型所得的理论能耗与试验能耗基本一致,平均相对误差为11.86%±4.29%;根据能耗模型所得的理论液氮消耗量与试验液氮消耗量基本一致,平均相对误差为11.60%±3.51%;液氮充注气调过程消耗较少能耗即可产生较大的附加制冷总量,并且气调附加制冷总量与箱体气调体积有关,在该验证试验中理论液氮充注气调附加制冷总量所占理论制冷总量的比例达22%左右。该研究为液氮充注式果蔬气调保鲜运输装备优化以及果蔬保鲜运输节能提供参考。