一种基于物联网的谷物烘干机组远程实时监控管理系统，由烘干机现场控制系统、无线网络信息传输层和监控中心组成，所述监控中心的硬件组成包括工控PC机、显示器、打印机、不间断电源和数据接口：所述烘干机现场控制系统与监控中心之间通过无线网络信息传输层进行信号传输；所述现场控制系统的硬件组成包括可编程控制器PLC、AD转换模块、触摸屏、GPRS模块、接触器、空气开关。本发明管理系统通过物联网实现对谷物烘干机组的远程实时监控管理，从而能及时准确掌握烘干机的运行动态，监控人员从而能及时地对烘干机进行维护，从而降低管理成本，提高粮食烘干后的品质。
1.一种基于物联网的谷物烘干机组远程实时监控管理系统，由烘干机现场控制系统、无线网络信息传输层和监控中心组成，其特征在于；
所述监控中心的硬件组成包括工控PC机、显示器、打印机、不间断电源和数据接口：所述监控中心用于远程监测所管理的所有烘干机的工作情况、安防情况；所述中心显示屏用于显示和监测粮食流量、烘干速度、启停状态、运行时间、烘干温度、粮食含水率所有的烘干机现场采集到的信息，所述监控中心根据谷物烘干机型号及当地气候对烘干机的运行参数设置了警戒线，警戒线参数由最优算法数学模型所得，烘干机在运行过程中的运行参数一旦超过该警戒线，计算机将立刻报警并且监控中心会向处于外地的烘干机发送控制命令以停止设备的工作，监控中心提供数据库存储保存历史数据，以便于提供趋势数据及打印业务数据报表；
（4） （5）上式中，Mj是某个单元的谷物水分，Mj+1是下一个单元的谷物水分，Me是平衡水分，v是热风速度，T是热风温度，RH是相对湿度，MR是粮食的水分比，K是干燥系数，N是特定系数，是第j单元（或者第j层）的高度：逆干燥过程模型：
上式中Mf是谷物出机水分，Gy是理论排粮速度，My距离排粮出口 Y 处的谷物的含水率：优化后的实际排粮速度模型：
（8）上式中n是干燥层数，Gg是实际排粮速度，Ggj是理想排粮速度，J是第j层，或者是第j单元，所以M j 是第j个单元或第j层的粮食水分：反馈校正数学模型：
上式中， k为校正后的干燥常数，γ为经验校正系数，γl为前一循环的校正系数，β为滤波系数，Mfp为目标水分值，Mfm为实际测得的水分含量；
所述烘干机现场控制系统与监控中心之间通过无线网络信息传输层进行信号传输；
所述现场控制系统的硬件组成包括可编程控制器PLC、AD转换模块、触摸屏、GPRS模块、接触器、空气开关，所述现场控制系统实现烘干机的数据采集、智能诊断、状态报警和实时控制功能；
所述现场控制系统的状态报警通过报警器实现，所述每个谷物烘干机对应一个报警器；
所述现场控制系统的数据采集通过数据采集系统实现，所述数据采集系统所采集的数据包括烘干温度、炉温、含水率、风压、排粮速度和启停信息，所述烘干温度和炉温通过谷物烘干炉内各层设置温度感应器得到，所述风压、排粮速度和启停信息通过谷物烘干炉控制面板得到，所述含水率通过谷物烘干炉内水分感应器得到。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的谷物烘干机组远程实时监控管理系统，其特征在于：所述现场控制系统的数据采集系统采样的时间间隔为每1或2min一次。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的谷物烘干机组远程实时监控管理系统，其特征在于：所述无线网络信息传输层为以太网或3G网或光纤。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的谷物烘干机组远程实时监控管理系统，其特征在于：所述报警器为蜂鸣报警器或LED闪光灯报警器。
一种基于物联网的谷物烘干机组远程实时监控管理系统
技术领域
[0001] 本发明涉及谷物烘干机管理系统领域，特别是涉及一种基于物联网的谷物烘干机组远程实时监控管理系统。
背景技术
[0002] 随着社会的不断发展，人口的不断增加，粮食问题已经显得越来越严峻，因此如何保证粮食的安全已经成为一种重要议题，而粮食的干燥是提高粮食存放时间的重要手段，传统的干燥方式受到气候和场地的严重制约，霉烂往往非常严重，为此烘干机由于不受场地和气候限制，被越来越多人所使用，但是不同环境不同类型烘干机的使用均不相同，因此烘干机需要考虑很多参数才能得到最佳的操作方案，而且目前的烘干机的操作者一般只是靠个人的经验以及烘干机的说明进行操作，这样并不是所有的烘干机都能达到最佳烘干效果，随着科技的不断发展物联网发展迅速，因此申请人尝试设计一种系统利用物联网对局域范围内的谷物烘干机组进行远程实时监控管理，从而能及时得到谷物烘干机的实时信息，从而操作者能及时对谷物烘干机进行调整，从而大幅提高烘干效率，提高粮食烘干后的品质。
发明内容
[0003] 针对以上问题，本发明提供一种基于物联网的谷物烘干机组远程实时监控管理系统，该管理系统通过物联网实现对谷物烘干机组的远程实时监控管理，从而能及时准确掌握烘干机的运行动态，监控人员可以通过设在监控中心的微机对分布在现场的具有网络通信功能的异地烘干机进行有效的和实时的远程监控与操作及时诊断分析烘干机状况，及时地对烘干机进行维护，从而降低管理成本，提高粮食烘干后的品质，为达此目的，本发明提供一种基于物联网的谷物烘干机组远程实时监控管理系统，由烘干机现场控制系统、无线网络信息传输层和监控中心组成；
[0004] 所述监控中心的硬件组成包括工控PC机、显示器、打印机、不间断电源和数据接口：
[0005] 所述监控中心用于远程监测所管理的所有烘干机的工作情况、安防情况；所述中心显示屏用于显示和监测粮食流量、烘干速度、启停状态、运行时间、烘干温度、粮食含水率等所有的烘干机现场采集到的信息，所述监控中心根据谷物烘干机型号及当地气候对烘干机的运行参数设置了警戒线，警戒线参数由最优算法数学模型所得，烘干机在运行过程中的运行参数一旦超过该警戒线，计算机将立刻报警并且监控中心会向处于外地的烘干机发送控制命令以停止设备的工作，监控中心提供数据库存储保存历史数据，以便于提供趋势数据及打印业务数据报表；
[0006] 所述烘干机现场控制系统与监控中心之间通过无线网络信息传输层进行信号传输；
[0007] 所述现场控制系统的硬件组成包括可编程控制器PLC、AD转换模块、触摸屏、GPRS模块、接触器、空气开关，所述现场控制系统实现烘干机的数据采集、智能诊断、状态报警和实时控制功能；
[0008] 所述现场控制系统的状态报警通过报警器实现，所述每个谷物烘干机对应一个报警器；
[0009] 所述现场控制系统的数据采集通过数据采集系统实现，所述数据采集系统所采集的数据包括烘干温度、炉温、含水率、风压、排粮速度和启停信息，所述烘干温度和炉温通过谷物烘干炉内各层设置温度感应器得到，所述风压、排粮速度和启停信息通过谷物烘干炉控制面板得到，所述含水率通过谷物烘干炉内水分感应器得到。
[0010] 作为本发明的进一步改进，所述最优算法数学模型为
[0011] 所述最优算法数学模型为：
[0012] （A）干燥过程数学模型：
[0013] （1）
[0014] （2）
[0015] （3）
[0016] （4）
[0017] （5）
[0018] 上式中，Mj是某个单元的谷物水分，Mj+1是下一个单元的谷物水分，Me是平衡水分，v是热风速度，T是热风温度，RH是相对湿度，MR是粮食的水分比，K是干燥系数，N是特定系数， 是第j单元（或者第j层）的高度。
[0019] （B）逆干燥过程模型：
[0020] （6）
[0021] （7）
[0022] 上式中Mf是谷物出机水分，Gy是理论排粮速度，My距离排粮出口 Y 处的谷物的含水率。
[0023] （C）优化后的实际排粮速度模型：
[0024] （8）
[0025] 上式中n是干燥层数，Gg是实际排粮速度，Ggj是理想排粮速度，J是第j层，或者是第j单元，所以M j 是第j个单元或第j层的粮食水分。
[0026] （D）反馈校正数学模型：
[0027] （9）
[0028] （10）
[0029] 上式中， km为校正后的干燥常数，γ为经验校正系数，γl为前一循环的校正系数，β为滤波系数，Mfp为目标水分值，Mfm为实际测得的水分含量，本发明将目标水分所得参数及干燥过程处理后反馈校正所得参数以及动态优化后所得参数经过逆干燥过程处理，再根据排粮速度进行动态优化，再由过程模型根据初始水分干燥速度进行验算，并将所得信号传输给干燥过程处理，干燥过程中考虑扰动因素，得到实际水分并将其与过程模型所得信号进行相应的叠加后反馈校正给逆干燥过程，以上过程及最优模型是发明人根据不同地区情况及烘干机型号及状态经多次试验以及大量实际操作工作经验所得，由于本发明可实现实时监控从而通过本发明现场控制系统的数据采集获得后，再通过本发明监控中心系统进行相应的处理，再根据实际水分对谷物烘干机进行实时控制，从而使得谷物烘干机达到最佳烘干效果，经我方验证可得经最优控制后，所控制范围内谷物烘干机烘干后的谷物含水率的均匀度为正负0.5%。
[0030] 作为本发明的进一步改进，所述现场控制系统的数据采集系统采样的时间间隔为每1或2min一次，为了确保参数正确，需保证本发明数据采集系统每隔1或2min就可以进行数据反馈一次。
[0031] 作为本发明的进一步改进，所述无线网络信息传输层为以太网或3G网或光纤，本发明无线网络信息传输层，可使用以太网或3G网或光纤，使用者可根据当地网络的实际情况进行选择。
[0032] 作为本发明的进一步改进，所述报警器为蜂鸣报警器或LED闪光灯报警器，本实用新型报警器可使用蜂鸣器或LED闪光灯报警器，以便于使用者第一时间对谷物烘干机进行控制。
[0033] 本发明提供一种基于物联网的谷物烘干机组远程实时监控管理系统，该管理系统通过物联网实现对分布在范围内的烘干机运行数据的采集和上传、变量监控，实现参数设置、故障报警等功能，从而能够使使用者根据当地情况及烘干机型号及状态及时准确掌握、诊断和分析烘干机的运行状态，及时地对烘干机进行维护，监控人员在监控中心就可以实现对异地烘干机进行有效的和实时的远程监控与操作管理，从而降低了生产企业的维护成本，提高了粮食烘干后的品质。
附图说明
[0034] 图1是本发明示意图；
[0035] 图2是本发明最优算法数学模型示意图；
具体实施方式
[0036] 以下结合附图和实施例对发明做详细的说明：
[0037] 本发明提供一种基于物联网的谷物烘干机组远程实时监控管理系统，该管理系统通过物联网实现对谷物烘干机组的远程实时监控管理，从而能及时准确掌握烘干机的运行动态，监控人员可以通过设在监控中心的微机对分布在现场的具有网络通信功能的异地烘干机进行有效的和实时的远程监控与操作及时诊断分析烘干机状况，及时地对烘干机进行维护，从而降低管理成本，提高粮食烘干后的品质。
[0038] 作为本发明一种实施例，本发明提供如图1所示的一种基于物联网的谷物烘干机组远程实时监控管理系统，由烘干机现场控制系统、无线网络信息传输层和监控中心组成，[0039] 本发明所述监控中心的硬件组成包括工控PC机、显示器、打印机、不间断电源和数据接口：
[0040] 本发明所述监控中心用于远程监测所管理的所有烘干机的工作情况、安防情况；所述中心显示屏用于显示和监测粮食流量、烘干速度、启停状态、运行时间、烘干温度、粮食含水率等所有的烘干机现场采集到的信息，所述监控中心根据谷物烘干机型号及当地气候对烘干机的运行参数设置了警戒线，警戒线参数由最优算法数学模型所得，烘干机在运行过程中的运行参数一旦超过该警戒线，计算机将立刻报警并且监控中心会向处于外地的烘干机发送控制命令以停止设备的工作，监控中心提供数据库存储保存历史数据，以便于提供趋势数据及打印业务数据报表；
[0041] 本发明所述最优算法数学模型为
[0042] （A）干燥过程数学模型：
[0043] （1）
[0044] （2）
[0045] （3）
[0046] （4）
[0047] （5）
[0048] 上式中，Mj是某个单元的谷物水分，Mj+1是下一个单元的谷物水分，Me是平衡水分，v是热风速度，T是热风温度，RH是相对湿度，MR是粮食的水分比，K是干燥系数，N是特定系数， 是第j单元（或者第j层）的高度。
[0049] （B）逆干燥过程模型：
[0050] （6）
[0051] （7）
[0052] 上式中Mf是谷物出机水分，Gy是理论排粮速度，My距离排粮出口 Y 处的谷物的含水率。
[0053] （C）优化后的实际排粮速度模型：
[0054] （8）
[0055] 上式中n是干燥层数，Gg是实际排粮速度，Ggj是理想排粮速度，J是第j层，或者是第j单元，所以M j 是第j个单元或第j层的粮食水分。
[0056] （D）反馈校正数学模型：
[0057] （9）
[0058] （10）
[0059] 上式中， km为校正后的干燥常数，γ为经验校正系数，γl为前一循环的校正系数，β为滤波系数，Mfp为目标水分值，Mfm为实际测得的水分含量，本发明如图2将目标水分所得参数及干燥过程处理后反馈校正所得参数以及动态优化后所得参数经过逆干燥过程处理，再根据排粮速度进行动态优化，再由过程模型根据初始水分干燥速度进行验算，并将所得信号传输给干燥过程处理，干燥过程中考虑扰动因素，得到实际水分并将其与过程模型所得信号进行相应的叠加后反馈校正给逆干燥过程，以上过程及最优模型是发明人根据不同地区情况及烘干机型号及状态经多次试验以及大量实际操作工作经验所得，由于本发明可实现实时监控从而通过本发明现场控制系统的数据采集获得后，再通过本发明监控中心系统进行相应的处理，再根据实际水分对谷物烘干机进行实时控制，从而使得谷物烘干机达到最佳烘干效果，经我方验证可得经最优控制后，所控制范围内谷物烘干机烘干后的谷物含水率的均匀度为正负0.5%。
[0060] 本发明所述烘干机现场控制系统与监控中心之间通过无线网络信息传输层进行信号传输，所述无线网络信息传输层为以太网或3G网或光纤，本发明无线网络信息传输层，可使用以太网或3G网或光纤，使用者可根据当地网络的实际情况进行选择。
[0061] 本发明所述现场控制系统的硬件组成包括可编程控制器PLC、AD转换模块、触摸屏、GPRS模块、接触器、空气开关，所述现场控制系统实现烘干机的数据采集、智能诊断、状态报警和实时控制功能；
[0062] 本发明所述现场控制系统的状态报警通过报警器实现，所述每个谷物烘干机对应一个报警器，所述报警器为蜂鸣报警器或LED闪光灯报警器，本实用新型报警器可使用蜂鸣器或LED闪光灯报警器，以便于使用者第一时间对谷物烘干机进行控制：
[0063] 本发明所述现场控制系统的数据采集通过数据采集系统实现，所述数据采集系统所采集的数据包括烘干温度、炉温、含水率、风压、排粮速度和启停信息，所述烘干温度和炉温通过谷物烘干炉内各层设置温度感应器得到，所述风压、排粮速度和启停信息通过谷物烘干炉控制面板得到，所述含水率通过谷物烘干炉内水分感应器得到，所述现场控制系统的数据采集系统采样的时间间隔为每1或2min一次，为了确保参数正确，需保证本发明数据采集系统每隔1或2min就可以进行数据反馈一次。
[0064] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。
