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[硕士论文] 李淑娟
电子与通信工程 哈尔滨理工大学 2018(学位年度)
摘要:储备粮食对国家安全意义重大,如若发生重大自然灾害或者战争,粮食的及时供应是救灾或作战的重要部分。粮食储备完好对于国家的长治久安和民心稳定以及生存保障都至关重要。
  随着无线技术、传感技术、计算机技术的不断发展,我国的粮仓监控系统逐渐走向现代化、智能化,但是我国大多数仓库依旧在用传统方式对粮仓进行管理。但是传统的监测方式有监测数据不及时,耗费人力,缺乏远程管理的缺陷,将来传统的监测方式注定会被淘汰。
  针对上述问题,本文设计了基于物联网技术的粮仓环境远程监测系统。它是采用TI公司的低功耗蓝牙无线通信模块,组建了基于蓝牙Piconet网络拓扑结构,同时结合物联网技术和传感技术可以对粮仓的温度、湿度、气体浓度以及明火状况进行远距离集中监测,并提供火灾报警功能。本监测系统的前端采集单元运用无线通信技术传输信息,结合粮仓环境的实际情况,在常见的短距离通信方式中选择了低功耗蓝牙对信息进行传输,省去了繁杂的布线工作,大大降低了发生事故的概率。监测探头可以根据布置现场结合拓扑结构进行灵活安装。此模块具有低功耗,低成本,适用多种特殊环境的优点。系统经过大量测试拥有足够实验数据支撑,能够保证系统运行稳定,采集和处理数据效率高并且准确达到预定的设计要求,实现远距离监测多地粮仓的环境参数。
[硕士论文] 张良
计算机技术 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:在农业生产的后期阶段,粮食存储是重要的环节。对储粮仓库的库存容量实时管理,可以使粮食生产加工、运输调度、存储有计划的进行,避免因信息滞后、管理不及时导致粮食变质和浪费。采用传统的人工测量方式的立筒仓库存测量方法落后并且有很多缺点,不但费时费力、效率低下,对盘库工作人员的安全也存在隐患,无法满足仓库管理人员以及企业对快速准确掌握仓库物料体积的需求。
  本课题根据实际需求,设计了一种以ARM芯片为核心的立筒仓储量测量系统。该系统具有测量速度快、准确度高等优点。采用了嵌入式技术、物联网技术、传感器技术、通讯技术等先进科学技术,实现了立筒仓内部粮食体积、温度、湿度等数据实时测量,取代传统的人工盘点仓库的操作。系统具有无线通讯功能,通过无线组网,可以使用计算机对多个仓库同时进行远程控制和操作,获取的数据可以在计算机上存储并分析。
  本文首先从实际问题出发,分析立筒仓的结构特点以及内部粮食平面堆积情况,并抽象为数学模型,结合激光测距技术和多点数据采集方法给出了解决方案。根据现场使用需求,使用多种传感器以及硬件设备,分别设计了以STM32芯片为核心的测量设备和控制设备软硬件系统,分模块详细介绍了系统的硬件设计与软件设计。在软件算法开发过程中,先采用软件工程的方法以及面向对象的思想进行需求分析,设计嵌入式软件的总体架构。移植并使用了实时嵌入式系统μC/OS-II,设计多任务并行程序结构。采用积分的思想以及多点采集数据的方法,实现体积计算算法。结合项目软件调试需求,为测量设备设计了一种Boot Loader软件,用于远程升级软件。参考Modbus协议制定了适合本系统使用的通讯协议。最后,总结了论文所做的工作,展望了本系统可扩展的方向。经过一定时间的使用与验证,本系统达到了预期的目标,不仅能减轻仓库管理人员的工作量,而且测量结果准确可靠,具有实用性。
[硕士论文] 丁洁
公共管理 哈尔滨工程大学 2018(学位年度)
摘要:十九大报告指出“确保国家粮食安全,把中国人的饭碗牢牢端在自己手中。”我国是世界产粮大国和粮食消费大国,做好粮食仓储管理工作关系着人民生活、社会稳定以及国家安全,意义重大。当前,伴随着粮食的增产,粮食仓储管理问题已经引起了世界各国的高度重视。如何提高粮食行政主管部门的仓储管理水平,保障储藏粮食的安全,已经成为了一个新的课题。
  经过我国几代粮食人的努力,我国粮食仓储管理水平得到了很大提高,但各地区发展水平还不均衡。作为三线城市和老工业基地城市,近几年,Q市基本实现粮食仓储规范化管理,但距离科学化、精细化管理的更高层次要求还存在一定距离,粮食仓储管理模式粗放、单一,仍然存在管理制度缺乏针对性、管理部门职责发挥不到位、粮食仓储专业人才不足、信息化管理滞后等诸多问题,缺少综合性的粮食仓储管理方案,直接影响Q市粮食仓储管理的工作效率。
  本研究依靠公共管理方面的有关理论知识,以Q市粮食局仓储管理研究入手,采取文献研究法、访谈法、实地调查法、对比分析法等方法开展调查研究,明确问题所在,提出有针对性的Q市粮食局仓储管理方案和保障措施,进一步提升Q市粮食局仓储管理水平,为促进Q市粮食安全发挥作用。
[硕士论文] 张静
流体机械及工程 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:为保证稻谷的储存安全,需对新收获的含水率较高的稻谷进行干燥处理。干燥动力学的研究有助于深入研究干燥特性,对于研究水分扩散机理和干燥机设计均具有重要意义。
  基于热重分析研究了含水率为17.18%,21.05%和30.12%的稻谷在不同温度下的等温干燥动力学。研究表明,对于同一含水率的稻谷,温度越高,最终含水率越低。在同一干燥温度下,初始含水率越高,最终含水率越高。干燥速率和峰值干燥速率随着温度和含水率的升高而增大。采用5种不同的等温干燥模型对实验数据进行拟合分析,拟合效果均较好,其中Midilli and Kucuk模型拟合效果最好。有效水分扩散系数随干燥温度的升高和含水率的增加从3.97×10-10m2/s增大到5.25×10-10m2/s,随着含水率降低,活化能增加,活化能的范围为3.92~6.82kJ/mol。
  为研究稻谷真空干燥动力学特性,设计搭建了可准确控制相对压力、温度并实时测量质量的干燥动力学实验平台。该平台包括真空控制系统、温度控制系统、质量称量系统、实时数据采集与控制系统以及数据处理系统。对实验平台韵真空控制、温度控制和质量测量性能进行测试分析,结果表明该平台能够实现相对压力和温度的准确控制并实现干燥数据的实时精确采集。
  以干基含水率为28.02%的稻谷为研究对象,研究了相对压力和温度对稻谷真空干燥特性的影响。结果表明,相对压力对稻谷干燥的影响不大,温度对稻谷真空干燥的影响较明显。温度越高,达到目标含水率所需的时间越短,干燥速率和峰值干燥速率越大。采用9种不同的薄层干燥模型对不同干燥温度下的实验结果进行拟合分析,模型拟合的相关系数R2均高于0.9860,拟合效果均较好,其中Midilli and Kucuk模型的R2均高于0.9990,拟合效果最好。在真空条件下,稻谷的有效水分扩散系数随温度的升高而增大,真空干燥活化能为37.43kJ/mol。
[硕士论文] 师亚祥
机械制造及其自动化 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:粮食仓储是粮食流通过程中最重要的一环,实现粮仓管理智能化是发展建设现代化粮仓的重点,但目前中国粮食仓储过程中依赖人工和半自动的方式获取粮情信息,自动化水平不高。在分析粮仓检测系统的设计需求后,设计了粮库的粮情管理系统。整个系统由数据采集终端、无线传输系统和远程管理平台组成。
  (1)实现了基于Cortex-M3微控制器的粮仓信息数据采集系统,其功能包括粮食储量测量、温度测量、湿度测量等。以STM32F103作为主控芯片,设计了其电源电路、晶振电路、复位电路、通信电路等电路;根据粮食堆放的特点,采用激光测距和角度测量相结合的方法来采集粮食的堆放特征参数并对粮食储量进行计算,采用DS18B20温度传感器和DHT11湿度传感器对仓内信息进行采集;根据粮仓结构特征,给出一种温湿度传感器的布置方案;完成了该数据采集系统的硬件设计与制作,并编写了对应的软件;最后对数据采集终端进行了实验室调试。
  (2)设计了无线数据传输系统,根据粮仓群的分布特点,选择了ZigBee作为本系统的数据传输方式。分析ZigBee的工作特点,选定了基于CC2530芯片的ZigBee模块组建网型通信网络;设计ZigBee无线传输协议的帧格式和控制命令,完成整个数据传输系统的搭建;使用Win form开发现场计算机端的数据采集上位机,将粮库粮情信息存入数据库。
  (3)根据实际需求开发了远程管理平台,该管理平台具有数据显示、历史数据查询、粮食安全报警等功能。数据显示主要对当前仓内温湿度、粮食储量等数据进行显示,历史数据查询主要包括采集数据、分析结果及安全状态的查询,粮食安全报警功能主要用于评估温湿度是否超标、粮食储量等指标是否合理。本系统采用Visual Studio2010软件开发工具实现了远程监控管理系统的开发,并结合云服务器技术,完成网站的部署。
  该系统根据粮仓特点实现了多种传感器的合理布置和有效的数据采集,并根据采集数据实现了粮情信息的管理,最后根据分析结果驱动相应设备对粮仓参数进行调整和控制,从而减轻了对人工的依赖,实现粮仓的远程智能化管理。
[硕士论文] 胡相荣
软件工程 苏州大学 2017(学位年度)
摘要:粮食是农业的基础,粮食存储是粮食安全中重要的一环。为了保障储存粮食的品质,必须要实时监测粮仓粮情的变化,其中粮情指的是粮仓的温度、湿度、水分和露点的信息。因此,如何实时地采集粮仓粮情数据,并展示粮情报表是本课题要解决的问题。
  本课题设计并开发一款符合浙江某粮库需求的粮情监测系统。该系统能实时采集粮堆、仓内和大气的温湿度。粮情监测系统对数据进行转换,并以表格或者图形方式展示粮情报表。当粮仓粮情发生异常时,系统会发送消息给粮仓保管员。
  本文首先介绍了粮情监测系统的课题背景、意义及相关开发技术;其次,进行了系统的需求分析,明确了系统的框架结构和功能模块,并在此基础上对系统进行了总体设计和详细设计;最后,阐述了系统框架和重点功能模块的详细设计与实现。
  本课题设计并实现的粮情监测系统基本满足了粮库的需求。经集成测试和评估后,系统通过了粮库的实仓验收。粮情监测系统提高了粮仓管理人员的工作效率,具有较高的实用价值。
[硕士论文] 李芊霆
管理科学与工程 东北农业大学 2017(学位年度)
摘要:稻谷是我国主要粮食作物之一,其收获、干燥和加工等过程,都影响着稻谷的产量和品质。寒地稻谷主要以粳稻为主,种植在我国北方地区,有着日照时间短,生长周期长,耐寒等特点。因为粳稻最佳的干燥时间是在收获后的4-8小时,最晚不能超过8小时,否则会发生霉变。根据这个特点,为了保证寒地稻谷的品质和产量,建立寒地稻谷的干燥中心变得十分重要,而干燥中心的选址及稻谷运输车辆的路径优化则是首先要解决的问题。本文主要以满足寒地稻谷产后干燥的时限要求为出发点,探讨建立干燥中心的定位-路径问题,主要研究内容如下:
  (1)根据寒地稻谷最佳干燥时间是在收获后4-8小时,最晚不能超过8小时的特点,将干燥中心选址与配送路径问题综合分析研究,在传统的定位-路经问题模型上进行改进,对稻谷的干燥时间、运输车辆的最短路径及运输的总成本方面深入探讨,建立了多目标带时间窗的寒地稻谷干燥中心LRP模型。
  (2)在LRP问题求解方法上,应用启发式算法和智能优化算法相结合的两阶段法:
  1)在定位-配给问题(LAP)阶段,建立P-中值模型,应用贪婪取走启发式算法求解;
  2)在车辆-路线问题(VRP)阶段,考虑稻谷干燥时间约束及多个干燥中心等条件,建立带农户时间窗的多干燥中心车辆路径模型(MDVRPTW)。考虑到多干燥中心的复杂性,应用聚类分析将多个干燥中心配送车辆路径问题转换成多个相对简单的干燥中心配送车辆路径问题,结合模型特点,应用改进后的遗传算法—单点交叉多子代遗传算法,对最优的运输路线方案和最小成本进行求解。
  (3)实证分析。以五常市为研究对象,结合其地理位置、稻谷产量等相关数据,应用寒地稻谷干燥中心LRP模型及其算法进行求解。分别应用Excel软件中VBA程序,SPSS和MATLAB软件进行编程实现,得出干燥中心位置、车辆运输路线方案及运输的总成本,证明模型和解法的可行性和有效性。
  寒地稻谷干燥中心的建立可以有效的减少粮食在晾晒干燥过程中的损失,保证其品质和营养。应用启发式算法结合智能优化算法求解寒地稻谷干燥中心的LRP模型,在满足寒地稻谷时间约束的条件下进行选址并路径优化,有效的控制时间和物流成本,为实际的选址与路径优化问题提供重要参考依据。
[博士论文] 王青云
森林食品加工与利用 中南林业科技大学 2017(学位年度)
摘要:霉变是导致粮食贮藏期品质下降和重量损失的主要原因。稻谷因其生长环境高温高湿的特点,储藏期内极易发霉变质和积累霉菌毒素。传统化学药物的使用对环境造成的负面影响和病原菌逐年增强的抗药性问题,使得开发生物源的新型稻谷防霉剂成为农业可持续发展的必然需求。本论文以前期研究中分离到的具有高抗霉活性的纳豆芽孢杆菌Bna05菌株为发酵菌种,通过发酵工艺优化、抗霉活性物质分离鉴定、抗霉作用机制研究和稻谷防霉试验研究,旨在探明Bna05菌株抗霉活性物质主要成分和功能,为开发广谱、安全、高效的稻谷防霉剂提供理论依据。
  通过单因素实验及响应曲面设计对Bna05菌株产抗霉活性物质的液体发酵工艺进行了优化,确定了该菌株产生抗霉活性物质的适宜条件为:温度30℃、培养时间37 h、初始pH值6.6。适宜的培养基配方为:大豆蛋白胨(或胰蛋白胨、蛋白胨)1g、葡萄糖2g、牛肉膏0.3g、Na2HPO40.15g、KH2PO40.1g、酵母浸出粉0.3 g、谷氨酸0.06 g、天冬氨酸0.06 g、水100 mL。优化后所得Bna05发酵上清液的抑霉率为87.02%,比发酵工艺优化前提高了65.69%。
  利用抗菌脂肽合成酶类基因片段的特异性引物对Bna05菌株的基因组DNA进行扩增、测序和Blast比对,结果表明:Bna05菌株含有sfp和srfAA基因,未检测到ituC、ituD、fenD、fenACE、bymB、bymC基因的存在。Bna05菌株发酵上清液的固相萃取物经RP-HPLC分离后,得到三组抗霉活性物质:F2、 F3和F4,通过微孔板比色法测得F2、F3和F4对黑曲霉的MIC50值分别为50、200和100μg/mL。质谱鉴定的结果,发现F3中存在两种V7-surfactin异构体,样品F4中存在三种I/L7-surfactin同系物。对F2进行LC/MS/MS分析的结果发现F2中存在与Subtilisin、Fibrinolytic enzyme和Serine alkaline protease结构类似的小分子蛋白类物质,这些小分子抗菌蛋白的存在,应该是样品F2表现出较强抗霉活性的主要原因。
  通过对受试霉菌进行PI染色观察、核酸及蛋白泄露情况测定、光学和扫描电镜观察的结果表明:经F2处理后的黑曲霉孢子大部分受到损伤,但未出现细胞裂解;F3、F4能导致部分霉菌孢子破裂,但对未破裂的孢子损伤较小;F2、F3和F4均能引起黑曲霉核酸和蛋白泄露,泄露量在处理的前3h呈快速增长趋势。光学显微镜观察的结果表明,F2、F3、F4均能延迟黑曲霉孢子的萌发和抑制菌丝生长。F2存在条件下的黑曲霉生长过程中易出现大量结团,F3、F4存在条件下的黑曲霉菌丝附近出现疑似胞内物质泄露物形成的泡状物,F4所导致这种泄露现象比F3更明显。扫描电镜观察的结果显示,经F2、F3、F4处理后的黑曲霉菌丝均呈现萎蔫、局部凹陷、表面粗糙、生长受抑等特征;而对照组菌丝则生长旺盛、菌丝饱满、表面光滑。初步的协同抗霉试验结果表明,V7-surfactin、I/L7-surfactin均能与F2发生抗霉协同作用,两类Surfactin之间无抗霉协同作用。
  对Bna05菌株发酵上清液固相萃取物SPEL进行抗霉菌谱测定和稳定性分析的结果表明,SPEL对黑曲霉、黄曲霉、根霉、青霉和烟曲霉均有较好的抑制效果。SPEL对高温和酸碱均具有一定的耐受性,但应避免80℃以上的高温、强酸、强碱及与Mg2+、Zn2+、Fe2+、Ca2+接触或混合使用。稻谷防霉试验研究结果表明,每g稻谷中加入300μg SPEL时,可将稻谷中的霉菌数由对照组中的严重危害级降低到临界级,脂肪酸度所对应的储存品质指标由重度不宜存降低为宜存,同时,黄曲霉毒素B1的含量比对照组降低了74.0%。试验过程中还发现SPEL对稻谷发芽具有良好抑制效果。说明SPEL具有作为新型稻谷防霉保鲜剂的开发研究价值。
[硕士论文] 王亚娟
车辆工程 华南农业大学 2017(学位年度)
摘要:随着仓库行业的快速发展,其内部各种机械设备及电子设备性能的提高,对作业装备方位的智能感知提出了新的需求,基于定位的服务技术(Location Based Services, LBS)在近几年物流行业中成为新兴产物,在市场上发挥的作用也逐步凸显。在室外定位技术已相对成熟,全球卫星导航系统和北斗双星定位系统已经被成功地应用;在室内,迅速地提供准确的位置信息能够带来优质的使用体验,但是在复杂的仓储环境中,无线信号的传播必然会受到障碍物的影响,从而使定位效果大打折扣。复杂多样的仓储环境、日益增加的人力成本、普遍追求的高效率,使得智能化仓库成为未来仓储物流行业发展的必然趋势。实现仓库的智能化要解决的一个核心问题是仓储定位技术,然而信号发射后的多径传播、非视距效应和接收时间的不同,使得仓储定位极具挑战性。本文针对仓储智能叉车的定位实现与补偿算法进行了研究,主要内容如下:
  1)在文献检索和实地调研的基础上,总结了国内外室内定位的发展现状并对其发展前景进行展望。主要依据不同的分类方法,详细介绍了仓储内常见无线定位算法及技术的定义和特点,对比分析了仓储内常见无线定位技术的优缺点及使用范围,为这些技术在仓储内智能导引作业车上的应用打下基础,同时为国内发展仓储无线定位技术提供参考,以促进仓储无线定位技术的发展。
  2)仓储智能叉车平台在运行过程中受地面平整度、负载质量、货叉举升高度等因素的影响,质心位置会发生改变,引起车体产生不同程度的倾斜,进而导致其顶部安装的激光定位扫描仪与信标之间的距离发生改变,甚至会造成个别信标的信息缺失,从而造成定位偏差。本文从俯仰角、横滚角及偏航角三个影响因素出发,进行试验得出它们对定位数据每个指标的显著性水平,为定位补偿提供依据。
  3)为解决智能仓储叉车由于车体前倾导致定位误差的问题,提出一种基于姿态参考系统(简称AHRS:Attitude and Heading Reference System)的定位补偿算法,搭建了基于AHRS及激光定位导航系统(Laser navigation and positioning system,简称NAV)的仓储智能叉车平台,利用AHRS实时采集前倾过程中的加速度、俯仰角数据,计算叉车平台的瞬时旋转半径,并采用迭代最小二乘法进行处理,再结合定位补偿算法,校正倾斜状态下的定位数据。试验证明此算法证明在俯仰角0°到5°的变化过程中,定位精度可有效提高16 mm。为了更加全面地解决倾斜导致的定位偏差,针对俯仰角和偏航角两者的变化,应用欧拉变换,建立仓储叉车平台定位优化补偿算法,并对定位过程中平台俯仰角和横滚角进行分析试验,验证该优化补偿算法的可靠性。试验结果表明优化补偿算法可以有效减小俯仰角、横滚角对定位偏差的影响,能较精确地补偿平台任何倾斜状态下的实际位置,提高定位精度22mm,为智能仓储叉车倾斜状态下的定位研究提供了参考。
[硕士论文] 马春云
生物化工 沈阳师范大学 2017(学位年度)
摘要:保障粮食产后质量与数量是十分关键的首要问题,做好安全储粮工作意义重大。粮食储藏是一个十分复杂的过程,对非人工干预状态下的粮堆安全稳定性变化规律进行研究,为人工干预提供操作依据。温度和水分是储藏过程中的两个重要指标,两者的变化会直接影响储粮品质。
  本研究以储存状态(非人工干预状态下)的玉米粮堆作为研究对象,采用理论研究和数值模拟相结合的方式,建立玉米的温湿度测试系统,运用统计学中的假设检验法测得实验所用小型储藏仓壁面温度是具有均匀性的。在高温和低温恒定的条件下,通过测试温度从仓壁向粮堆内传递的情况以及温度传递过程中粮堆湿度的变化,利用实测数据分析粮堆内部温湿度随时间的变化规律,该实测数据为建立玉米粮堆的湿热场数学模型提供数据支撑。
  通过对粮堆湿热场的传质机理的研究,明确粮堆的物理参数主要包括孔隙率、渗透率、比表面积、迂曲度等以及它们的基本特性。本研究构建的数学模型把粮食在储藏过程中的呼吸作用的影响考虑在内,主要运用的方程有空气连续方程、动量守恒方程、能量守恒方程以及水分守恒方程,模拟方法选用有限元法,运用多物理场数值模拟软件(COMSOL)进行数值模拟,利用云图从不同角度分析玉米粮堆的温度场、湿度场的动态变化规律,如高温高湿区域的面积、等温线的变化等,利用各点的温度差异产生的气流模拟其速度场并分析分布规律,将粮堆温湿度的实测值与模拟值进行对比,得出所建湿热场数学模型是具有可行性的,对储粮新技术的研究和行业发展具有重要的显示意义。
[硕士论文] 李彩霞
生物物理学 电子科技大学 2017(学位年度)
摘要:目前微波杀菌技术由于其安全环保高效的优点而在食品工业中得到了广泛的应用,其杀菌所需要的时间和温度都低于其他常规方法,并且对食物的营养成份影响较小甚至无影响。近年来,有研究表明紫外协同微波作用的杀菌优势比单独的微波杀菌更强,但是关于紫外协同微波作用在大米灭菌及呼吸作用方面的研究却鲜有报道。对大米进行灭菌的目的是延长其保质时间,而延长大米保质时间的另一个方法便是抑制大米的呼吸作用,目前有很多这方面的研究和应用,但是尚未见到通过降低辅酶Q含量来抑制大米呼吸作用的报道。所以本课题以未处理的样品为空白对照,以水浴处理和单独的微波处理为对比,研究紫外协同微波处理对大米灭菌及辅酶Q的影响,欲通过此研究为延长大米的储存期提供一个新的理论方法。主要研究内容和结果如下:
  1.通过研究水浴加热、单独的微波加热和紫外协同微波加热的升温曲线,我们发现无论是否有紫外辐射的存在,微波使用功率300 W时的升温曲线都与水浴升温曲线最接近。
  2.用以上三种不同的处理方式分别处理大米1 min,3 min,5 min和7 min之后,提取大米蛋白质,进行SDS-PAGE电泳,发现所有条带的分布和颜色都基本一致,说明紫外协同300 W微波功率处理不会影响大米中蛋白谷的分子量和含量。
  3.用以上同样的方式处理大米表面的霉菌,随着处理时间的延长,三种处理方式处理之后细菌的残余菌数都逐渐减少;当处理时间为3 min的时候,紫外协同300 W微波功率处理后的杀菌效率是单独的微波功率处理之后的2.1倍,这说明紫外协同300 W微波功率处理能够在相对短的时间内具有更高的杀菌效率。
  4.用以上同样的方式处理大米,测定大米中辅酶Q的含量,结果显示紫外协同300 W微波功率处理之后,大米中辅酶Q含量降低的幅度最大,说明紫外协同300 W微波功率处理能更有效地降低大米中辅酶Q的含量。因辅酶Q在电子传递链中作用重大,所以通过降低辅酶Q的含量,可以抑制大米细胞的呼吸作用,从而延长大米的保质时间。同时用傅立叶变换红外光谱分析仪和紫外分光光度计分别测定用以上处理方式以及不同处理时间之后的辅酶Q10的结构,结果显示紫外协同微波作用能够改变辅酶Q10的化学结构。
[硕士论文] 张聪粼
食品工程 华南农业大学 2017(学位年度)
摘要:花生是重要的油用作物,但在生产与贮存过程易受到黄曲霉菌的污染产生黄曲霉毒素(AFT)。本文选取粤油20号和粤油7号为材料,分析比较了2个花生品种花生油品质的差异、常规贮存条件下AF T的污染情况及对油品品质的影响,对比了它们的种植效益,并对粤油7号深入开展了以其花生荚果和花生仁两种形式抗黄曲霉毒素B1(AFTB1)污染的储存条件研究,提高了其花生油的食用品质和食用安全。
  本研究主要内容包括:⑴粤油20号主茎高、分枝长均大于粤油7号。粤油20号主茎叶数在20.7片,比粤油7号高4.1片,叶片大小中等,颜色为中等绿色,粤油7号叶片大小也为中等,颜色较粤油20号更深,呈深绿色。抗病性方面,粤油20号、粤油7号均为高抗级。全生育期方面,粤油20号较粤油7号长3天。产果性质方面,以粤油7号较高。粤油20号亩产荚果量、果仁量仅是粤油7号的87.9%和93.1%,粤油20号市场售价达32元/k g,产值达2514.24元/亩,而粤油7号市场售价24元/kg,产值为2070.96元/亩。⑵粤油20号、粤油7号花生在采收后储存前均未检出AF TB1。经常规条件(花生含水率8%,温度25℃,6个月)储存后,粤油20号花生荚果、花生仁中AF TB1含量均低于国标要求,可直接榨油使用;粤油7号花生荚果、花生仁储存后AF TB1含量均超过国标要求。⑶单因素试验表明花生荚果、花生仁的含水率、储存温度、储存时间、储存方式的不同均会影响花生中AFTB1含量。正交试验结果表明,花生荚果方面,储存温度影响最大,储存时间次之,花生含水量最小;花生仁方面,储存温度影响最大,但其次的是花生含水量,影响最小的是储存时间。⑷通过正交实验获得了粤油7号抗AF TB1形成的优化储存条件:花生荚果含水率8.5%+15℃+储存9个月,花生仁含水率8.5%+15℃+储存6个月。综合各因素,粤油7号花生荚果贮存品质优于花生仁。对照花生油标准,贮存后花生压榨的成品花生油符合一级标准,表明本研究获得的花生储存条件经济可行。⑸从原料入库、储存、加工生产、成品出厂实行全过程质量控制,厂区的规划设计和科学管理,做到管理科学,实现产品的安全生产和低污染花生的贮存。
[硕士论文] 李振岩
农业机械化工程 扬州大学 2017(学位年度)
摘要:我国果蔬品种多,种植面积大,果蔬采后损耗大,贮藏品质不高,有的地区盲目投产气调储藏库,造成投资浪费。针对我国果蔬采后保质贮藏技术存在的种种缺陷而得不到解决的现状,本论文开展微波真空干燥装备研究与试验研究。旨在通过微波真空干燥技术,达到节约能源、降低投资使用成本、提高工作效率的效果,同时能够延长蔬菜的保鲜期,实现高品质蔬菜商品化的流通。
  本论文来源于“十二五”农村领域国家科技计划“二氧化碳冷阱微波真空干燥装备研究与示范”项目的子课题,根据项目需求,确定微波真空干燥装备整体设计路线,根据理论分析及项目需求,确定微波真空干燥装备关键结构设计以及装备组成部件选型,1)确定装备圆柱干燥室的尺寸为r×l=1500 mm×2000 mm;2)干燥室门处设有密封橡胶圈以及铜丝线圈,密封橡胶圈是保证微波真空干燥室的密封性,铜丝线圈是保证微波不泄露;3)抽真空采用一台5.5kW真空泵,冷却水流量为50 L/min,以及一台3kW罗茨泵组合在一起,共同组成装备的真空系统;4)选用8个微波磁控管,联排式排布,分3横排,每排之间间隔45°,中间一排选取两个磁控管;5)物料盘转速在每分钟3转~20转之间。通过Fluent有限元软件对干燥室干燥过程中气体的流线、速度、压力场进行验证,最终验证结果符合项目要求。
  对微波真空干燥装备进行工作参数的单因素试验,分别对不同压强、功率、物料切片厚度进行不同因素试验,最终确定微波真空干燥装备真空度选择在1000 Pa~5000 Pa、功率选择在4 kW~10 kW、切片厚度选择在4mm~8 mm较合适,对胡萝卜片、紫薯片的干燥效果进行比较,微波真空干燥装备均可以保证干燥品质。
  本论文中干燥后的胡萝卜含水率为9.1%,并可保持胡萝卜的营养价值,对真空度、干燥功率、切片厚度因素分析,采用三因子二次回归正交旋转组合试验方案,试验结果经过软件Design-Expert8.0.5回归数据分析,可以得出二次回归方程通过响应分析面和等高线分析,确定干燥时间的极小值,从而确定微波真空干燥胡萝卜片的最优条件:真空度为1874 Pa、切片厚度为5.9 mm、微波功率为10 kW。
[硕士论文] 蔡汶莉
植物学 华南农业大学 2017(学位年度)
摘要:贮藏养护是中药材流通的重要环节,对药材质量有直接影响。传统上许多药材使用硫磺熏蒸方法进行贮藏,但该法易造成有效成分破坏和二氧化硫残留,现已被国家限制使用。因此,研发新型药材贮藏技术十分必要,对于保证药材品质具有重要意义。
  高能电子束辐照是一种新型的食品贮藏保鲜技术,但在中药材贮藏中的应用还不多见。百合和山银花是二种重要的药食两用中药材,传统上常使用硫磺熏蒸进行贮藏加工。本文以这二种药材为研究对象,分别采用不同剂量(1.5kGy、3.0kGy、4.5kGy、6.0kGy)的高能电子束辐照处理药材,并以未辐照样品和硫磺熏蒸样品为对照,从灭菌效果、贮藏时间、药材品质和感官性状等方面评价辐照处理对药材贮藏效果的影响,并优化辐照处理的工艺条件。本文的主要研究结果如下:
  1、辐照处理对百合药材贮藏效果的影响
  未经辐照样品中的需氧菌含量为2.6×103CFU/g,霉菌和酵母菌含量为1.5×103CFU/g,其活菌存活率均为100%。经辐照后,样品中的微生物含量随辐照剂量的增加而明显减少。当辐照剂量达到3.0kGy时,其已降到了极低水平(需氧菌仅为10CFU/g,其活菌存活率仅有0.38%;霉菌和酵母菌小于10CFU/g,其活菌存活率小于0.67%);当辐照剂量提高到4.5kGy和6.0kGy时,药材中的需氧菌、霉菌和酵母菌已难以检出;理论上,需氧菌的D10值为1.59kGy,霉菌和酵母菌的D10值为0.94kGy。各辐照剂量样品的水溶性浸出物含量在32.28%-35.61%之间,均高于中国药典的规定。辐照处理对百合药材色泽、气味等感官品质的影响较小。在120d的贮藏期内,辐照处理明显降低了样品中的微生物增长速度,且辐照剂量越高则抑制效果越明显;4.5kGy是适宜的辐照剂量,可使药材贮藏时间有效地延长至120d。电子束辐照较硫磺熏蒸处理对百合药材具有更好的贮藏养护效果。
  2、辐照处理对山银花药材贮藏效果的影响
  未经辐照样品中的菌落总数为9.2×102CFU/g,霉菌和酵母菌含量为2.0×10CFU/g,其活菌存活率均为100%。经辐照后,样品中的微生物含量随辐照剂量的增加而明显减少,当辐照剂量达到4.5kGy时,其已降到了极低水平(菌落总数仅为10CFU/g,其活菌存活率仅有1.09%;霉菌和酵母菌小于10CFU/g,其活菌存活率小于50.00%);当辐照剂量提高到6.0kGy时,药材中的微生物已难以检出。理论上,总菌落的D10值为1.48kGy。各辐照剂量样品的绿原酸含量在6.43%-6.50%之间,均符合中国药典的规定。辐照处理对山银花药材色泽、气味等感官品质的影响较小。在120d的贮藏期内,辐照剂量越高则对样品中微生物增长的抑制效果越明显;4.5kGy是适宜的辐照剂量,可使药材贮藏时间延长至120d。电子束辐照对山银花药材的贮藏效果优于硫磺熏蒸处理。
  综合而言,高能电子束辐照能够有效杀灭百合和山银花药材中的微生物,对药材品质的影响也较小。这一新的药材贮藏技术具有比硫磺熏蒸更好的贮藏效果。
[硕士论文] 张小娟
电子科学与技术 湖南大学 2017(学位年度)
摘要:为了推进国家粮食储备体系向着网络化和智能化的方向发展,提高粮食监控的效率,最大限度地减少粮食在仓储过程中的损失,本文提出了一种智能粮仓监控系统方案,实时采集粮仓内湿度、温度、气体浓度以及虫鼠等信息,并能根据这些信息自动调控粮仓环境,实现24小时实时监控粮仓。管理人员也可通过监控结果随时了解粮仓状况,从而及时地做出相关决策。
  首先,本文对课题的选题背景及其国内外研究现状做了概述,分析了传感器技术和物联网技术在粮情监控中的应用发展趋势。根据粮仓监控的需求完成系统总体方案设计。在硬件上围绕ZigBee无线传感器网络展开 ZigBee终端节点模块和协调器的设计工作,包括电源电路、最小系统电路、采集模块和控制模块电路以及串口接口电路。另外采用ARM Cortex-A8核心模块作为网关硬件部分,实现ZigBee无线局域网与外网之间的连通,也为以后的功能扩展设计预留了接口。
  其次,在软件上,按照数据采集层、ARM网关层、应用管理层(包括Linux服务器和客户端)逐级分层的模式展开了设计工作,确定了各层软件平台和软件设计。数据采集层介绍了ZigBee协调器组网和终端节点入网的流程以及该部分应用程序的设计;ARM网关层结合多线程技术,并发处理ZigBee局域网和internet的数据请求;Linux服务器引入TCP/IP协议和数据库sqlite3,为用户提供服务,以及处理和储存相关数据;客户端根据功能需求给出了客户端整体功能框架,重点设计并实现了客户端监控的主要模块。
  最后,从系统的功能及性能方面展开测试,经过反复的测试表明,此系统方案可行,具备了粮仓智能监控的的功能,系统运行稳定、可靠,具有一定实际应用推广价值。
[硕士论文] 张戈
机械工程 陕西科技大学 2017(学位年度)
摘要:智能化粮库监测系统可以对粮库进行计量,对粮库安全管理具有重大意义。本文研究了一套基于自动调焦的智能化粮库监测装置。在自动调焦的基础上,根据正焦状态的系统参数拟合的函数进行测距,系统的图像采集装置可以实时监控,实现了粮库实时监测和自动计量的全面管理。论文具体的研究工作包括:
  (1)对比了五种计量技术,选取适用粮库静态环境的基于测距传感技术的计量法;介绍了基于图像处理的自动调焦技术原理和方法。
  (2)在自动调焦原理的基础上提出了粮库测距系统的原理。分析了光学成像系统成像的原理,根据高斯公式选择了通过改变焦距实现系统清晰成像;通过分析对比离焦深度法和聚焦深度法两种自动调焦方法,采用适合粮库测距系统的聚焦深度法实现自动调焦;在聚焦深度法的基础上提出了测距系统的改进步骤。
  (3)图像清晰度评价和搜索算法制定是聚焦深度法的两个关键步骤。介绍了图像清晰度计算的预处理方法,即彩色图像转换为灰度图像;通过实验拟合四类评价函数曲线,根据单峰性、无偏性、灵敏度高、鲁棒性和实时性五个标准,选取Brenner函数;介绍了四种典型的搜索算法的原理和步骤,根据准确性、计算量、可行性等标准,选择爬山搜索算法;针对爬山搜索法在实际应用中搜索速度和精度降低的问题,提出了设置合理的调焦步长的优化方法,保证了系统测距的速度和精确度。
  (4)设计了基于自动调焦的粮库监测装置测距系统的总体方案:上位机显示监控画面,处理图像,下位机采集图像,电机搜索等。分别设计了系统的五个模块,图像采集模块选取USB摄像机,图像传感器为CMOS;图像处理模块采用MATLAB软件来实现图像清晰度评价;电机搜索模块选取两个步进电机控制镜头变焦环和聚焦环,通过改变光学系统中镜组的位置实现调焦,并设计了传动方案和机械固定结构;单片机控制模块通过设置五级步距角实现爬山搜索;通过20组实验测得对应的变焦环和聚焦环的脉冲数,拟合出物距曲线,得到计算物距的分段函数。最后根据测距系统原理说明了测距实验的过程。
  (5)通过40组实验测得系统的相对误差不超过10%,满足精确度要求,并且从电机搜索,曲线拟合及人为因素分析了误差来源;通过5组重复性试验测得同一距离的方差最大为2.8117,满足稳定性要求;结果证明了该测距系统的可行性。
[硕士论文] 何希平
机械电子工程 大连理工大学 2017(学位年度)
摘要:为尽量降低粮食在仓储环节中的损失,确保粮食数量和质量,就需要掌握储粮过程中的粮堆温度数据和空气温湿度数据,并分析总结其变化规律,在必要时采取有效措施进行干预,实现科学化储粮。传统的人工监测手段无法满足实时性和全面性的要求,而目前部分粮情监控系统采用的通信方案相当落后,且不具备系统自诊断与恢复的能力,因此,设计一套具备系统自诊断功能且通信性能更加优越的粮仓监控系统,既能够有效保证粮食储存质量,又能在很大程度上减轻管理人员的工作强度,具有显著的社会经济价值和现实意义。
  本文先对系统的总体方案进行了设计,仓内外各个节点之间的数据传输,采用了传输稳定可靠、通信距离远的CAN总线通信方式和基于ARM Cortex-M3内核的STM32F1系列微控制器,分别为系统设计了五类功能节点:使用DS18B20传感器采集粮堆温度的温度采集节点、使用 AM2302传感器采集仓内外空气温湿度的温湿度采集节点、降温排湿的控制设备节点、显示仓内参数状态的人机交互节点和用于数据中继的 CAN中继节点。该系统的工作过程为:仓内节点上的传感器采集温湿度数据,然后传输到人机交互节点,在人机交互节点上设置报警阈值,当温湿度超过阈值时,及时提醒管理员,且可以设置以自动或手动方式控制仓内的设备,如开启风扇降温排湿。系统具备状态自诊断功能,能实时监测各个节点状态,能对 DS18B20进行诊断,一旦出现故障,可以迅速定位并进行更换。
  本文先设计了系统的总体方案,接着设计了硬件电路和软件程序,最后对系统进行了调试。调试结果表明,该温湿度监控系统测量精准、通信稳定、自诊自恢复,且具有可靠性强、功能全面、良好的人机交互体验等特点,可以向各类粮仓进行推广使用,以保证粮食质量。
[硕士论文] 祁应梅
控制科学与工程 浙江大学 2017(学位年度)
摘要:粮食问题关乎国计民生,粮库建设在粮储管理中占据重要的地位。随着近几年粮食产量的大幅增加和国家储备粮收购政策的不断深入,粮库建设正向大型化方向迅速发展,因此对粮库信息化系统的建设提出了更高的要求。
  自2012年国家粮食局提出粮库改建后,虽然国内多数粮库基本实现了测、控、管自动化,但大部分粮库信息系统仍然存在以下几个问题:一、测控信息和业务信息无法互联互通;二、粮情检测数据不全面,储粮状态无法准确识别,且粮情控制不够智能化,大多数情况下需要人工决策控制;三、业务管理流程不规范,作业效率较低;四、系统功能不完善,在数据展示和界面操作友好性方面有待改进。
  针对现有粮库信息系统存在的诸多不足,本文在已有的粮库测控系统的基础上,设计了集粮情测控和业务管理于一体的管控一体的粮库信息化系统,实现了粮库信息系统的功能改进和优化设计,重点研究内容如下:
  (1)运用管控一体化系统设计原则,设计完成了集粮情测控与业务管理于一体的智能粮库信息系统,实现了集成化、模块化、层次化的粮库管控功能。
  (2)基于RFID(Radio Frequency Identification,射频技术)的“一卡通”式业务管理流程优化设计,大幅度提高管理操作效率,降低操作过程中的人因失误。
  (3)扩展设计了数量、虫情、能耗等粮情检测功能,研究设计了基于多参数粮情检测的粮情状态识别方法,并对常用粮情控制模型和知识规则库进行优化,设计实现了基于专家知识的智能控制机制,大幅度提高了系统智能化水平。
  (4)通过分析粮库系统应用场景和使用对象,对粮库信息化管控系统进行基于人因工程学的系统赛面和功能的优化设计,以实现系统信息合理的展示、便捷的操作和高效的管理。
  本文通过搭建测试环境,对系统功能和性能进行了详细的测试,并通过江苏某地方粮库现场的实际应用情况进行了应用效果验证。结果表明,系统在粮情测控及业务管理功能上均得到良好的用户反馈,完成了预期设计目标,提升了粮库管控效率,实现了保证储粮质量并节约管理成本的应用效果。
农业昆虫与害虫防治 华中农业大学 2016(学位年度)
摘要:谷蠹、赤拟谷盗和谷象鼻虫是危害世界粮食储存的主要昆虫,对粮食的安全储存造成了很大的威胁。以往以化学农药为主的防治措施,已经引起了害虫抗药性增加及污染等问题。害虫的嗅觉在其寄主定位中起着关键的作用,如果能够明确害虫在其寄主定位中的嗅觉感受机制,将可为利用嗅觉行为调控害虫提供理论依据。为此,本文在探究破碎种子对谷蠹、赤拟谷盗和谷象鼻虫等繁殖影响的基础上,对几种害虫的触角感器进行了研究,克隆了谷蠹嗅觉相关的化学感受蛋白(CSP)和信息素结合蛋白(PBP)基因,分析了PBPs基因的表达水平,以期为明确重要储粮害虫的嗅觉感受机制及研发其行为调控技术提供理论基础和技术支持。主要研究结果如下:
  1.不同谷物及受损谷物对谷象、谷蠹和赤拟谷盗繁殖的影响
  对受损谷物与谷象、谷蠹和赤拟谷盗等三种害虫发育、成虫体重、性比及繁殖的相关性进行了分析。结果表明,受损谷物饲养谷象、谷蠹和赤拟谷盗等几种害虫但F1代成虫的出现明显滞后;在受损小麦上饲养谷象获得的F1代成虫的总量,明显高于在玉米、大麦和大米上饲养的谷象,而谷蠹和赤拟谷盗F1代成虫数量在不同谷物之间无显著差异;几种谷物上饲养谷象等三种储量害虫F1代成虫中,雌成虫的数量均高于雄成虫;不同谷物饲养谷象等三种害虫F1代成虫的体重均不存在显著差异,但用小麦饲养的F1代谷象雌成虫的体重重于雄成虫,而玉米是谷蠹最适的食物。
  2.谷象触角感受器的观察
  利用透视电子显微镜对谷象触角感受器进行了研究。结果表明,谷象触角上锥形感受器的透视电子显微镜图有一明显特征,即表皮上有显著波纹状的小孔,而腔锥形感受器纵向组织的透视电子显微镜图,展示了平滑表面钉状组织、平尖组织和顶孔,这两类感器具有味觉功能;刺形感受器纵向组织的透视电子显微镜图表明,树突、表皮带有小孔的箭头状物可能具有检测湿度、热度和二氧化碳的功能。
  3.赤拟谷盗触角感受器的观察
  利用透视电子显微镜对赤拟谷盗触角感受器进行了研究。结果表明,毛形感受器有一个厚厚的表皮壁,表皮壁四周是普通的点状小孔;锥形感受器则有薄薄的表皮壁、连续的小孔和树突,表明它们具有感知化学刺激和嗅觉功能。
  4.谷蠹 CSP2s、PBP1和 PBP2基因的克隆与分析
  基于实验室已建的转录组数据,克隆了谷蠹 CSPs2、Rhydomica PBPs1和Rhydomica PBPs2等三个基因(基因库增加基因分别为KJ186798.1、KJ186830.1、KJ186831.1);Rhydomica CSPs2有4个半胱胺酸残基,而 Rhydomica PBPs1和Rhydomica PBPs2有6个半胱胺酸残基;对谷蠹PBPs1和PBPs2基因表达水平测定的结果表明,Rhydomnica PBP2的表达远高于Rhydomnica PBP1,PBP2基因在雄成虫羽化1天时的表达量最低,5天和10天的表达量达最大值。不同发育时间的变化转录水平表明,PBP1和 PBP2在寻找食物源、交配、产卵等方面都承担着特定功能。
[硕士论文] 彭小青
电子与通信工程 东华理工大学 2016(学位年度)
摘要:粮食作为特殊的商品和重要的战略物资,对我国国民经济健康发展和社会稳定和谐发展起着关键性的作用。我国作为农业大国,每年都会结余大量粮食,储备粮食工作现已成为关系国计民生的大事。为了减少粮仓中粮食的损失,粮情的监测与控制,是目前智能粮仓所研究的重点。
  随着无线传感器网络技术和计算机技术的发展,ZigBee无线通信网络技术在粮仓测控系统中的应用越来越普遍。这一技术不仅改善了传统监控方法中布线的繁重任务,还提高了测控系统的稳定性和测量精度。本论文主要阐述了ZigBee无线传感器网络与ASP.NET技术应用于智能粮仓的初步设计。根据分析该系统的功能需求设计了上位机和下位机两部分。
  本系统在下位机中包括采用Cortex-M0为主控芯片,外围搭建DHT11温湿度传感器和火焰传感器组成终端采集模块,负责对粮仓的温湿度和光照强度情况进行数据采集;在协调器节点上增加USB-串口通信模块实现与PC机之间的实时通信;继电器模块则主要实现控制降温或排气动作。选用CC2530芯片在ZigBee无线通信传输中实现数据的接收和发送,因此在本系统中CC2530在终端采集模块和串口通信模块都有应用。在上位机中包括采用Z-Stack协议栈来实现ZigBee网络的建立,实现数据在PC机界面显示、运用ASP.NET技术实现网站的构建、系统网关的设计、传感器采集节点的软件设计、远程管理控制的设计。本文创新性的运用了ASP.NET技术,使管理人员可以通过手持设备登陆网站查看粮仓内情况,手持设备端网页可以通过设置环境阈值,当超出阈值时可以对PC端做出报警提醒,同时手持设备端也可以控制继电器做出适当的处理。
  最后对该系统进行了调试和网站功能的测试。该系统将采集到温湿度和光线数据成功地上传到PC机和网页,且继电器控制良好,满足了毕业论文中所提出的功能需求。
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