一種計算機遠程控制式玉米果穗乾燥太陽能集熱裝置的製作方法

2024-04-03 01:55:05

本發明涉及一種集熱裝置，尤其涉及一種計算機遠程控制式玉米果穗乾燥太陽能集熱裝置。

背景技術：

在育種乾燥工藝中，世界各國對種子乾燥機械的研究極為重視，正向著低耗、高效方向發展。但是，由於乾燥裝置往往過大，或者製造麻煩，影響了育種乾燥的效果。因此，急需研究一種育種乾燥機械裝置。該裝置可以有效提高幹燥效率，具有節約能源、減少玉米果穗脫粒破碎率等特點並且可以降低生產成本；具有移動性能好，可以充分利用中國北方光照資源，且具有良好的通風系統，可以完成自動化乾燥作業。

目前，計算機已廣泛應用於教育、醫學、軍事及資源勘探等眾多領域，且應用領域還在不斷拓展。隨著網絡技術的不斷仿真，區域網內的遠程控制技術越來越成熟，將區域網遠程控制技術應用在大面積育種乾燥作業過程中，不僅可以實現育種乾燥機械裝置的自動化作業，而且可以大大地提高育種乾燥的工作效率。因此，將育種乾燥機械有效地分布在大面積作業區域，提高機械化作用的靈活性，是玉米育種乾燥機械裝置設計的一次創新。

技術實現要素：

本發明的目的是為了縮短玉米果穗的乾燥制種時間及降低玉米果穗的乾燥成本，充分利用太陽資，設計了一種計算機遠程控制式玉米果穗乾燥太陽能集熱裝置。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：

計算機遠程控制式玉米果穗乾燥太陽能集熱裝置由乾燥機械裝置的設計和計算機遠程控制系統設計構成。為了優化遠程控制系統，本次研究採用的是分布式節點的網絡布控。分布式網絡節點不僅可以有效地降低能耗，而且可利用信號的快速傳輸。為了實現分布式網絡的合理規劃，本文採用遺傳算法對網絡的布局進行優化，從而完成網絡節點的選址和容量計算。其基本過程是首先輸入原始節點數據，生成初始種群，對每個個體進行優化後判斷是否滿足最優化條件：如果滿足則輸出結果；如果不滿足則進行選擇、交叉和變異，生成新的網絡結果。

所述的機械裝置的設計主要是依據乾燥量的大小，乾燥量主要取決於玉米果穗的平鋪面積和厚度；適用於玉米果穗分段乾燥工藝的機械乾燥裝置結構主要由離心式風機、風機機架、玉米果穗及籽粒通風乾燥系統等組成。

所述的計算機遠程控制系統通過網卡實現遠程控制功能，首先將以字符形式表示的Mac地址轉換後存儲到byte型數組，將構建好的Packet數據包發送給相應的計算機主板，即可完成遠程控制的操作。

本發明的有益效果是：

該裝置性能穩定，可以有效地提高幹燥作業效率。其最快降水率達到了0.132% ，最短乾燥時間僅為6.1h，滿足玉米果穗等農產品的貯藏及制種乾燥要求。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是玉米果穗乾燥裝置總體設計。

圖2是分布式網絡示意圖。

圖3是分布式網絡遺傳算法優化示意圖。

圖4是玉米果穗機械乾燥裝置結構圖。

圖5是可自卸平置式物料床。

圖6-1是玉米穗乾燥機主視圖。

圖6-2是玉米穗乾燥機俯視圖。

其中，1-風機支架，2-離心式風機，3-主風管，4-物料床輔助支撐，5-可自卸平置式物料床，6-物料床主支撐，7-支風管，8-墊塊板，9-袋裝玉米果穗，10-主風管，11-物料床，12-袋裝玉米籽粒，13-裝料車，14-鉸接螺釘，15-墊塊，16-支風管，17-主支撐，18-限位銷，19-輔助支撐，20-風管。

具體實施方式

如圖1所示，計算機遠程控制式玉米果穗乾燥太陽能集熱裝置由乾燥機械裝置的設計和計算機遠程控制系統設計構成。為了優化遠程控制系統，本次研究採用的是分布式節點的網絡布控。分布式網絡節點不僅可以有效地降低能耗，而且可利用信號的快速傳輸。為了實現分布式網絡的合理規劃，本文採用遺傳算法對網絡的布局進行優化，從而完成網絡節點的選址和容量計算。其基本過程是首先輸入原始節點數據，生成初始種群，對每個個體進行優化後判斷是否滿足最優化條件：如果滿足則輸出結果；如果不滿足則進行選擇、交叉和變異，生成新的網絡結果。

如圖2、3所示，本文通過網卡實現遠程控制功能，首先將以字符形式表示的Mac地址轉換後存儲到byte型數組，數組各元素的值分別為0x00、0x17、0x31、0x1C、0x93和0x0F。將構建好的Packet 數據包發送給相應的計算機主板，即可完成遠程控制的操作，為了優化配置計算機遠程控制的區域網路，本次研究分布式網絡節點對區域網進行規劃，並採用遺傳算法對區域網的輻射分布情況進行優化設計。為了實現區域網路的優化配置，採用遺傳算法對分布式節點進行優化，其基本過程如下：1)計算待規劃區域網新增數據的總容量，從而確定分布式節點的最大接入總量；2)隨機生成一個初始群體；3)對該群體中的所有個體進行校驗，如果所有的染色體對應的方案中，各分布式節點的數據容量均小於或者等於相應的數據容量，且總接入容量不大於步驟1)確定的結果，則該群體作為分布式節點的初始解，算法停止；4)如果初始群體中存在不符合要求的染色體，則需要重新選擇，並進行交叉變異操作，將不符合的染色體替換掉，直到所有的染色體都符合要求。

如圖4所示，適用於玉米果穗分段乾燥工藝的機械乾燥裝置結構主要由離心式風機2、風機機架、玉米果穗及籽粒通風乾燥系統等組成。

如圖5所示，將玉米果穗和籽粒進行裝袋後，將其擺放在物料床11的頂部，物料床11的設計尺寸和乾燥空氣系統的佔地面積基本相同。在物料床11上安裝了鉸接結構的主要支撐，共3組，分布在物料床11長度的1/3 處。在可自卸物料床11上還裝有輔助支撐19裝置，該裝置可以在物料床11平面內進行選擇運動，在限位銷18的作用下，實現了玉米果穗和籽粒的自動裝載與卸貨。由圖可以看出:通常兩物料床11左、右端部與系統主風管10相搭接，在主要支撐構件和輔助支撐19構件作用下，當系統處於水平狀態時開始進行乾燥；當乾燥完成時，將輔助支撐19進行旋轉，從而卸載了支撐結構，物流床開始向一面進行傾斜，最後玉米的果穗和籽粒都滑落到了車內，自動卸載過程完成。

如圖6所示，機械結構的設計主要是按照玉米堆的高度進行計算的，一般玉米堆的高度在2m左右，1袋玉米穗的質量一般為40kg左右，袋子長度按照0.65m、寬度按照0.35m、厚度按照0.25m計算。當乾燥量比較小時，裝置佔用的面積並不大，可以按照側臥式的系統對裝置進行設計。玉米乾燥機械的結構初步設置為長度6.5m、寬度8.5m，主要由1個主通風管10和6個通風支管構成。其中，主通風管20具有足夠大的通風面積，能夠有效地保證正常的送風，且機械可以自由移動。離心風機將乾燥的空氣通過主通風管10傳送到玉米穗乾燥系統中，乾燥的空氣在子分配系統中，傳送到物料床11的底部，在底部向上運動；乾燥玉米和空氣會在溫度和溼度上產生很大的不同，從而可以加快玉米果穗水分的蒸發。利用紅外線儀器可以測量玉米果穗的含水率，對烘乾效果進行實時控制，最終得到最好的乾燥效果。玉米的乾燥過程分為兩步:一是將含水率在30%左右的玉米果穗降低水分到25%，然後將乾燥後的果穗在乾燥系統上進行第2步操作，然後在自卸平臺上進行脫粒操作；將清選後的玉米籽粒再進行乾燥，將其水分降低到15%左右時，停止乾燥，進行裝袋，最後存儲。