CN115218645A - 一种农产品干燥系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种农产品干燥系统,该系统包括:农产品干燥装置和监控研究平台;所述监控研究平台包括系统单元和数据传输单元;所述系统单元与所述农产品干燥装置之间通过所述数据传输单元进行数据传输;所述农产品干燥装置用于采集农产品干燥信息和执行第一农产品干燥指令;所述系统单元用于分析和存储所述农产品干燥信息,并下发所述农产品干燥指令。通过构建与信息、网络、数据、人工智能等技术结合的农特产品干燥装置的监控及研究平台,使对热泵干燥过程和装置的控制操作、状态展示、数据处理、信息分析等工作全部融合在平台中,解决传统农特产品干燥装置使用时对数据处理乏力、对装置工况分析模糊、对工艺优化研究广度和深度不足的问题。
Description
技术领域
本发明涉及农业技术领域,尤其涉及一种农产品干燥系统。
背景技术
农产品干燥是指对粮食、蔬菜、水果等一般农产品,以及烟叶、种子、中药材、食用菌等特色农产品进行干燥,是一种能源密集型的具有严格工艺和控制要求的机械化过程。
一直以来,农产品干燥装置大部分以人工操作为主,工艺和效果严重依赖操作人员的个人经验与能力,由此弊端产生的物料变质、能源浪费、设备损坏等经济损失无法估量,也极易引发安全事故;近年来,以热泵干燥、微波干燥为代表的新式农特产品干燥技术逐渐推广,使干燥过程的生产水平、能源效率获得一定提升,并一定程度上引导了干燥工艺的改良。
但是,现有技术中的农产品干燥装置多采用常规过程信息监控和数据分析研究技术,一般方案是,利用现场就地的控制器对装置进行控制,利用触摸屏等人机交互设备和控制器进行通讯实现状态信息显示和操纵指令的输入,过程所有信息需要进行人为的导出和转存至其他数据处理设备上之后才能进行后续利用。
因此,如何设计更易于使用的农产品干燥系统已经成为业界亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供及一种农产品干燥系统,用以解决现有技术中无法很好的实现农产品干燥的问题。
本发明提供一种农产品干燥系统,包括:农产品干燥装置和监控研究平台;
所述监控研究平台包括系统单元和数据传输单元;
所述系统单元与所述农产品干燥装置之间通过所述数据传输单元进行数据传输;
所述农产品干燥装置用于采集农产品干燥信息和执行第一农产品干燥指令;
所述系统单元用于分析和存储所述农产品干燥信息,并下发所述农产品干燥指令。
根据本发明提供的一种农产品干燥系统,所述农产品干燥装置具体包括:农产品干燥传感器、执行器和控制器;
所述控制器分别与所述传感器和所述执行器通信连接;
所述传感器在获取到农产品干燥信息后,通过所述控制器将所述农产品干燥信息发送到所述数据传输单元;
所述控制器用于根据所述农产品干燥信息生成第二农产品干燥指令;
所述执行器用于执行所述第一农产品干燥指令或第二农产品干燥指令。
根据本发明提供的一种农产品干燥系统,所述农产品干燥装置具体还包括:人机交互模块,所述人机交互模块与所述控制器通信连接。
根据本发明提供的一种农产品干燥系统,所述数据传输单元具体包括:输入输出模块、预处理模块和传输模块;
所述输入输出模块分别与所述预处理模块和所述农产品干燥装置中的控制器连接;所述传输模块分别与所述预处理模块和所述系统单元连接。
根据本发明提供的一种农产品干燥系统,所述输入输出模块用于对传输数据进行信号形式调整。
根据本发明提供的一种农产品干燥系统,所述预处理模块用于对传输数据进行完整性检测。
根据本发明提供的一种农产品干燥系统,所述监控研究平台具体包括:存储模块、控制模块、分析模块、接口模块、可视化模块和基础功能模块;
所述存储模块分别与所述控制模块、分析模块、接口模块、可视化模块和基础功能模块通信连接;
所述存储模块用于存储数据,并提供所述数据查询;
所述控制模块用于根据所述存储数据生成第二农产品干燥指令;
所述分析模块用于对所述存储数据进行分析,生成数据分析报告;
所述接口模块用于向外部平台提供所述存储模块中的数据。
本发明提供的一种农产品干燥系统,通过构建与信息、网络、数据、人工智能等技术结合的农产品干燥装置的监控及研究平台,使对热泵干燥过程和装置的控制操作、状态展示、数据处理、信息分析等工作全部融合在平台中,解决传统农产品干燥装置使用时,对操作监控不便、对过程掌握不全、对数据处理乏力、对装置工况分析模糊、对工艺优化研究广度和深度不足的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的农产品干燥系统结构示意图之一;
图2为本发明实施例提供的农产品干燥系统结构示意图之二;
图3为本发明实施例提供的农产品干燥系统结构示意图之三。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的农产品干燥系统结构示意图之一,如图1所示,包括:农产品干燥装置11和监控研究平台12;
所述监控研究平台12包括系统单元121和数据传输单元122;
所述系统单元121与所述农产品干燥装置11之间通过所述数据传输单元122进行数据传输;
所述农产品干燥装置121用于采集农产品干燥信息,和执行第一农产品干燥指令;
所述系统单元121用于分析和存储所述农产品干燥信息,并下发所述农产品干燥指令。
具体的,本申请中所描述的农产品干燥装置的数量可以为一个,也可以为多个。
本申请中所描述的农产品干燥装置用于采集农产品干燥信息并执行农产品干燥工序。
本申请中的监控研究平台用于分析和存储所述农产品干燥信息,并下发所述农产品干燥指令。
本申请中所描述的农产品干燥信息是指农产品干燥装置中的农产品干燥传感器所采集的相关传感器信息,具体可以包括:干燥器进风温度、干燥器进风湿度、干燥器出风温度、干燥器出风湿度、环境温度、环境湿度、压缩机运行状态、电加热运行状态、风机运行状态、风阀开度等。
本申请中所描述的第一农产品干燥指令是由系统单元所下发的指令。
本申请中所描述的第一农产品干燥指令具体可以是指示农产品干燥装置中的执行器进行工作的指令。
本申请中的装置和平台中的各个模块是能够独立完成相应功能的硬件设备或软件实体。可能出现“一种硬件设备或软件实体能够完成多个模块的相应功能”的情况,但这种情况不会与本专利所述的平台结构流程矛盾。
模块与和其相连的其他模块进行数据上的互通,数据中除了对应装置的数据外,还包括与模块有关的其他数据,且模块是否正常、模块当前性能参数等数据。
本申请中具体的连接方式可以是指有线连接,也可以是指无线连接。
本申请通过构建与信息、网络、数据、人工智能等技术结合的农特产品干燥装置的监控及研究平台,使对热泵干燥过程和装置的控制操作、状态展示、数据处理、信息分析等工作全部融合在平台中,解决传统农特产品干燥装置使用时,对操作监控不便、对过程掌握不全、对数据处理乏力、对装置工况分析模糊、对工艺优化研究广度和深度不足的问题。
基于上述任一实施例,所述农产品干燥装置具体包括:农产品干燥传感器、执行器和控制器;
所述控制器分别与所述传感器和所述执行器通信连接;
所述传感器在获取到农产品干燥信息后,通过所述控制器将所述农产品干燥信息发送到所述数据传输单元;
所述控制器用于根据所述农产品干燥信息生成第二农产品干燥指令;
所述执行器用于执行所述第一农产品干燥指令或第二农产品干燥指令。
具体的,本申请中的控制器还用于接收监控研究平台下发的过程参数设定值、报警值,压缩机等设备手自动模式设定值等控制指令,控制器根据农产品干燥传感器获取到的农产品干燥信息,结合控制指令,生成第二农产品干燥指令。
本申请中的第二农产品干燥指令是指农产品干燥装置中的控制器下发的指令,而本申请中的第一农产品干燥指令是指监控研究平台下发的指令,而第二农产品干燥指令的优先级高于第一农产品干燥指令的优先级。
本申请中的执行器具体可以是指执行农产品干燥工序的设备,本申请中并不对执行器的具体类型进行限定。
本申请中通过包括农产品干燥传感器、执行器和控制器的农产品干燥装置,可以有效保证农产品干燥的有效工作。
基于上述任一实施例,所述农产品干燥装置具体还包括:人机交互模块,所述人机交互模块与所述控制器通信连接。
具体的,本申请中的人际交互模块可以是指携带键盘或者显示屏的设备构成,用户可以通过人际交互模块设定农产品干燥装置,并查看其工作状态。
基于上述任一实施例,所述数据传输单元具体包括:输入输出模块、预处理模块和传输模块;
所述输入输出模块分别与所述预处理模块和所述农产品干燥装置中的控制器连接;所述传输模块分别与所述预处理模块和所述系统单元连接。
所述输入输出模块用于对传输数据进行信号形式调整。
所述预处理模块用于对传输数据进行完整性检测。
具体地,输入输出模块与装置相连;在平台框架内,输入输出模块与预处理模块相连。功能是从装置获取过程信息(输入),并向装置发送控制指令(输出)。
输入输出模块必须与控制器相连,也可以在与控制器相连的同时,另外与执行器、传感器、人机界面相连。
输入输出模块与装置相连的方式,满足与其所连的装置内的组成部分的要求。比如,装置向外输出的信号形式为4~20mA,那么输入输出模块上对应的输入点的信号形式也应是4~20mA的。
输入输出模块输入和输出信息,数量上可以多于、少于或等同于装置控制器所输入和输出的全部信息。
预处理模块与输入输出模块和传输模块相连,功能是:
①在输入输出模块和传输模块间进行双向数据解析,以使得输入输出模块和传输模块中表示同一意义但具有不同形式的数据能够在两者间正常互通;
②对经过的数据进行检测和完善,使数据满足输入输出模块和传输模块的要求,不影响二者的正常工作。
传输模块与预处理模块和存储模块相连,功能是使数据能够在预处理模块和存储模块间可靠、高效地互通。
传输模块与上述“相连”在功能上有类似之处,都是要进行数据的互通,但也有区别,主要在于数据互通的过程中有没有形式上的变化:“连接”过程中所包含的数据,形式是不发生变化的,但在传输模块中,数据是会发生形式上的变化的,这种变化的原因在于,为了提高传输性能,如速度、可靠性等,必须对数据进行一定的处理,如编码、压缩等。“连接”强调的是互通数据的两个模块,“传输模块”强调的是对数据实施的动作。
本申请通过数据传输单元中的输入输出模块、预处理模块和传输模块,保证了农产品干燥装置和监控研究平台之间的数据传输。
基于上述任一实施例,所述监控研究平台具体包括:存储模块、控制模块、分析模块、接口模块、可视化模块和基础功能模块;
所述存储模块分别与所述控制模块、分析模块、接口模块、可视化模块和基础功能模块通信连接;
所述存储模块用于存储数据,并提供所述数据查询;
所述控制模块用于根据所述存储数据生成第二农产品干燥指令;
所述分析模块用于对所述存储数据进行分析,生成数据分析报告;
所述接口模块用于向外部平台提供所述存储模块中的数据。
具体地,本申请中的存储模块与传输模块、可视化模块、控制模块、分析模块相连,功能是:可靠地存储平台数据,并提供相应接口实现其他与之相连的模块对数据进行“增删改查”操作,为与之相连的模块提供相应的数据基础。
本申请中的可视化模块与存储模块相连,功能是对数据进行合理的可视化呈现,使使用者能够方便地进行数据查阅,实现对装置的监视。
本申请中的控制模块与存储模块相连,功能是对装置实施平台级的控制操作。
控制模块的控制在效果上与装置中的控制器类似,除特别必须在现场装置上完成的控制操作外,装置的控制器上的其他控制功能理应都可以在控制模块上同等实现。
同一时间,控制模块和装置控制器对同一设备的控制动作是有优先级的,通常,装置控制器的控制动作的优先级较高。
本申请中的分析模块与存储模块相连,功能是通过加载相关数据分析算法,对数据进行处理,得到分析结果以利使用者开展研究。
本申请中的接口模块与存储模块相连,功能是向平台外的其他应用提供适当的接口,使外部引用能够利用平台内部的数据。
本申请中的基础功能模块功能是实现平台构建的必备基础功能,如用户管理、权限分配、功能设置、日志记录等。
本申请实施例能够充分满足农特产品干燥装置监控及研究的要求,较现有技术相比,功能划分更加简洁、清晰、具体,有利于按照其开展相关平台的设计工作。
图2为本发明实施例提供的农产品干燥系统结构示意图之二,如图2所示,系统内有8个模块,分别是输入输出模块、预处理模块、传输模块、存储模块、可视化模块、控制模块、分析模块、基础功能模块。
模块与和其相连的其他模块进行数据上的互通,数据中除了对应装置的数据外,还包括与模块有关的其他数据,且模块是否正常、模块当前性能参数等数据。
输入输出模块与农特产品干燥装置(以下简称“装置”)的控制器相连,连接方式是有线工业以太网,数据形式是数字化通讯协议形式,输入输出模块从控制器中获取干燥器进风温度、干燥器进风湿度、干燥器出风温度、干燥器出风湿度、环境温度、环境湿度、压缩机运行状态、电加热运行状态、风机运行状态、风阀开度等过程信息,并向控制器发送过程参数设定值、报警值,压缩机等设备手自动模式设定值等控制指令。
预处理模块对由输入输出模块从控制器输入的数据进行格式转换,以方便其被传输模块发送,如将占32bit的浮点数转化成指定有效数字的整数;同时对由传输模块从存储模块获取的数据进行格式转换,以方便其被输入输出模块输出,如将指定有效数字的整数转化为占32bit的浮点数。同时完成数据的检查和完善,如,但发现某一数据值异常大或异常小时,将此数据值判为异常数据值,用该数据一段时间内的算术平均值予以代替。
传输模块将预处理模块中指定的数据和存储模块指定的数据进行处理,然后进行双向发送。处理,包括对数据进行编码(译码)、压缩(解压缩)等。传输模块与存储模块间的相连,采用工业无线通讯硬件方式实现,其中无线采用电信级的网络服务实现,如4G或5G。
注:“指定”意为并不是所有的数据都需要传输。
存储模块采用数据库技术开发,存储平台数据,包括装置的过程数据、操作指令、工程相关信息(设备厂家、设备型号、安装地点、相关人员等)、其他模块相关数据(相关算法、指令等)、平台相关数据(日期时间、用户、相关算法、指令、日志等)等。
可视化模块采用前端技术开发,将存储模块中的指定数据以合理化的方式显示出来。指定数据,包括装置的过程数据、操作指令、工程相关信息、其他模块相关数据、平台相关数据及其组合等。合理化,包括实时当值数据、历史趋势数据、指定时间段内的平均值数据及其组合等,所采用的形式包括柱状图、散点图、云图、雷达图、地理位置图等。
控制模块所采用的控制算法和控制逻辑与装置控制器中的相同,在相同情况下可以产生与后者相同的控制动作。控制模块的控制动作的优先级低于装置控制器的。
分析模块中加载相关数据挖掘算法,利用存储模块中的相关数据,对装置的过程进行分析,可以提供对使用者有价值的节结论,如,通过对设备故障频次的分析,判断设备是否将要进行维修;通过对检查过程参数与设置工艺的匹配度,判断物料干燥的质量。
接口模块向平台外的引用提供接口,使外部引用能够利用平台内部的数据。
基础功能模块实现用户管理、权限分配、功能设置、日志记录等功能。
图3为本发明实施例提供的农产品干燥系统结构示意图之三,如图3所示,可以为不止一个装置服务。此实施例中,平台即同时为两套装置服务,即第一农产品干燥装置和第二农产品干燥装置服务,相应地,本申请实施例中的结构,相对于图2实施例中,多出里第二农产品干燥装置,及其对应的输入输出模块、预处理模块、传输模块。同时,输入输出模块与装置连接时,不单单连接控制器,同时还连接了传感器、执行器、人机界面。
平台对装置信息的掌握比装置更全,能够实现对装置控制器中数据的校验,如,当发现从传感器直接获取的数据与从控制器中获取的数据不一致时,即可判断装置的数据可能发生异常。
由于平台关联了两套装置,所以存储模块、可视化组件、控制模块、分析模块中的功能相应也分为面向两套不同装置的。
注:输入输出模块、预处理模块、传输模块的数量通常与所连接的装置数量有关,因为其具体的实施方案一般与硬件关联更多,硬件不可复用;而存储模块、可视化组件、控制模块、分析模块通常只有一套,因为其具体的实施方案一般与软件关联更多,软件可以复用。
平台通常和设计希望的情况是关联多个装置。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种农产品干燥系统,其特征在于,包括:农产品干燥装置和监控研究平台;
所述监控研究平台包括系统单元和数据传输单元;
所述系统单元与所述农产品干燥装置之间通过所述数据传输单元进行数据传输;
所述农产品干燥装置用于采集农产品干燥信息,和执行第一农产品干燥指令;
所述系统单元用于分析和存储所述农产品干燥信息,并下发所述第一农产品干燥指令。
2.根据权利要求1所述的农产品干燥系统,其特征在于,所述农产品干燥装置具体包括:农产品干燥传感器、执行器和控制器;
所述控制器分别与所述传感器和所述执行器通信连接;
所述农产品干燥传感器在获取到农产品干燥信息后,通过所述控制器将所述农产品干燥信息发送到所述数据传输单元;
所述控制器用于根据所述农产品干燥信息生成第二农产品干燥指令;
所述执行器用于执行所述第一农产品干燥指令或第二农产品干燥指令。
3.根据权利要求2所述的农产品干燥系统,其特征在于,所述农产品干燥装置具体还包括:人机交互模块,所述人机交互模块与所述控制器通信连接。
4.根据权利要求1所述的农产品干燥系统,其特征在于,所述数据传输单元具体包括:输入输出模块、预处理模块和传输模块;
所述输入输出模块分别与所述预处理模块和所述农产品干燥装置中的控制器连接;所述传输模块分别与所述预处理模块和所述系统单元连接。
5.根据权利要求4所述的农产品干燥系统,其特征在于,所述输入输出模块用于对传输数据进行信号形式调整。
6.根据权利要求4所述的农产品干燥系统,其特征在于,所述预处理模块用于对传输数据进行完整性检测。
7.根据权利要求1所述的农产品干燥系统,其特征在于,所述监控研究平台具体包括:存储模块、控制模块、分析模块、接口模块、可视化模块和基础功能模块;
所述存储模块分别与所述控制模块、分析模块、接口模块、可视化模块和基础功能模块通信连接;
所述存储模块用于存储数据,并提供所述数据查询;
所述控制模块用于根据所述存储数据生成第二农产品干燥指令;
所述分析模块用于对所述存储数据进行分析,生成数据分析报告;
所述接口模块用于向外部平台提供所述存储模块中的数据。
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CN202110406237.XA CN115218645A (zh) | 2021-04-15 | 2021-04-15 | 一种农产品干燥系统 |
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2021
- 2021-04-15 CN CN202110406237.XA patent/CN115218645A/zh active Pending
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