本發(fā)明涉及一種集熱裝置，尤其涉及一種計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制式玉米果穗干燥太陽能集熱裝置。

背景技術(shù)：

在育種干燥工藝中，世界各國對種子干燥機(jī)械的研究極為重視，正向著低耗、高效方向發(fā)展。但是，由于干燥裝置往往過大，或者制造麻煩，影響了育種干燥的效果。因此，急需研究一種育種干燥機(jī)械裝置。該裝置可以有效提高干燥效率，具有節(jié)約能源、減少玉米果穗脫粒破碎率等特點(diǎn)并且可以降低生產(chǎn)成本；具有移動(dòng)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(fēng)系統(tǒng)，可以完成自動(dòng)化干燥作業(yè)。

目前，計(jì)算機(jī)已廣泛應(yīng)用于教育、醫(yī)學(xué)、軍事及資源勘探等眾多領(lǐng)域，且應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷拓展。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷仿真，局域網(wǎng)內(nèi)的遠(yuǎn)程控制技術(shù)越來越成熟，將局域網(wǎng)遠(yuǎn)程控制技術(shù)應(yīng)用在大面積育種干燥作業(yè)過程中，不僅可以實(shí)現(xiàn)育種干燥機(jī)械裝置的自動(dòng)化作業(yè)，而且可以大大地提高育種干燥的工作效率。因此，將育種干燥機(jī)械有效地分布在大面積作業(yè)區(qū)域，提高機(jī)械化作用的靈活性，是玉米育種干燥機(jī)械裝置設(shè)計(jì)的一次創(chuàng)新。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了縮短玉米果穗的干燥制種時(shí)間及降低玉米果穗的干燥成本，充分利用太陽資，設(shè)計(jì)了一種計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制式玉米果穗干燥太陽能集熱裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制式玉米果穗干燥太陽能集熱裝置由干燥機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)成。為了優(yōu)化遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，本次研究采用的是分布式節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)布控。分布式網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不僅可以有效地降低能耗，而且可利用信號(hào)的快速傳輸。為了實(shí)現(xiàn)分布式網(wǎng)絡(luò)的合理規(guī)劃，本文采用遺傳算法對網(wǎng)絡(luò)的布局進(jìn)行優(yōu)化，從而完成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的選址和容量計(jì)算。其基本過程是首先輸入原始節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，生成初始種群，對每個(gè)個(gè)體進(jìn)行優(yōu)化后判斷是否滿足最優(yōu)化條件：如果滿足則輸出結(jié)果；如果不滿足則進(jìn)行選擇、交叉和變異，生成新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)果。

所述的機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)主要是依據(jù)干燥量的大小，干燥量主要取決于玉米果穗的平鋪面積和厚度；適用于玉米果穗分段干燥工藝的機(jī)械干燥裝置結(jié)構(gòu)主要由離心式風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)機(jī)架、玉米果穗及籽粒通風(fēng)干燥系統(tǒng)等組成。

所述的計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)通過網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能，首先將以字符形式表示的Mac地址轉(zhuǎn)換后存儲(chǔ)到byte型數(shù)組，將構(gòu)建好的Packet數(shù)據(jù)包發(fā)送給相應(yīng)的計(jì)算機(jī)主板，即可完成遠(yuǎn)程控制的操作。

本發(fā)明的有益效果是：

該裝置性能穩(wěn)定，可以有效地提高干燥作業(yè)效率。其最快降水率達(dá)到了0.132% ，最短干燥時(shí)間僅為6.1h，滿足玉米果穗等農(nóng)產(chǎn)品的貯藏及制種干燥要求。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是玉米果穗干燥裝置總體設(shè)計(jì)。

圖2是分布式網(wǎng)絡(luò)示意圖。

圖3是分布式網(wǎng)絡(luò)遺傳算法優(yōu)化示意圖。

圖4是玉米果穗機(jī)械干燥裝置結(jié)構(gòu)圖。

圖5是可自卸平置式物料床。

圖6-1是玉米穗干燥機(jī)主視圖。

圖6-2是玉米穗干燥機(jī)俯視圖。

其中，1-風(fēng)機(jī)支架，2-離心式風(fēng)機(jī)，3-主風(fēng)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(fēng)管，8-墊塊板，9-袋裝玉米果穗，10-主風(fēng)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(fēng)管，17-主支撐，18-限位銷，19-輔助支撐，20-風(fēng)管。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制式玉米果穗干燥太陽能集熱裝置由干燥機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)成。為了優(yōu)化遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，本次研究采用的是分布式節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)布控。分布式網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不僅可以有效地降低能耗，而且可利用信號(hào)的快速傳輸。為了實(shí)現(xiàn)分布式網(wǎng)絡(luò)的合理規(guī)劃，本文采用遺傳算法對網(wǎng)絡(luò)的布局進(jìn)行優(yōu)化，從而完成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的選址和容量計(jì)算。其基本過程是首先輸入原始節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，生成初始種群，對每個(gè)個(gè)體進(jìn)行優(yōu)化后判斷是否滿足最優(yōu)化條件：如果滿足則輸出結(jié)果；如果不滿足則進(jìn)行選擇、交叉和變異，生成新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)果。

如圖2、3所示，本文通過網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能，首先將以字符形式表示的Mac地址轉(zhuǎn)換后存儲(chǔ)到byte型數(shù)組，數(shù)組各元素的值分別為0x00、0x17、0x31、0x1C、0x93和0x0F。將構(gòu)建好的Packet 數(shù)據(jù)包發(fā)送給相應(yīng)的計(jì)算機(jī)主板，即可完成遠(yuǎn)程控制的操作，為了優(yōu)化配置計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制的局域網(wǎng)絡(luò)，本次研究分布式網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對局域網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃，并采用遺傳算法對局域網(wǎng)的輻射分布情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化配置，采用遺傳算法對分布式節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，其基本過程如下：1)計(jì)算待規(guī)劃局域網(wǎng)新增數(shù)據(jù)的總?cè)萘浚瑥亩_定分布式節(jié)點(diǎn)的最大接入總量；2)隨機(jī)生成一個(gè)初始群體；3)對該群體中的所有個(gè)體進(jìn)行校驗(yàn)，如果所有的染色體對應(yīng)的方案中，各分布式節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)容量均小于或者等于相應(yīng)的數(shù)據(jù)容量，且總接入容量不大于步驟1)確定的結(jié)果，則該群體作為分布式節(jié)點(diǎn)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，并進(jìn)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，適用于玉米果穗分段干燥工藝的機(jī)械干燥裝置結(jié)構(gòu)主要由離心式風(fēng)機(jī)2、風(fēng)機(jī)機(jī)架、玉米果穗及籽粒通風(fēng)干燥系統(tǒng)等組成。

如圖5所示，將玉米果穗和籽粒進(jìn)行裝袋后，將其擺放在物料床11的頂部，物料床11的設(shè)計(jì)尺寸和干燥空氣系統(tǒng)的占地面積基本相同。在物料床11上安裝了鉸接結(jié)構(gòu)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(nèi)進(jìn)行選擇運(yùn)動(dòng)，在限位銷18的作用下，實(shí)現(xiàn)了玉米果穗和籽粒的自動(dòng)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(tǒng)主風(fēng)管10相搭接，在主要支撐構(gòu)件和輔助支撐19構(gòu)件作用下，當(dāng)系統(tǒng)處于水平狀態(tài)時(shí)開始進(jìn)行干燥；當(dāng)干燥完成時(shí)，將輔助支撐19進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而卸載了支撐結(jié)構(gòu)，物流床開始向一面進(jìn)行傾斜，最后玉米的果穗和籽粒都滑落到了車內(nèi)，自動(dòng)卸載過程完成。

如圖6所示，機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要是按照玉米堆的高度進(jìn)行計(jì)算的，一般玉米堆的高度在2m左右，1袋玉米穗的質(zhì)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(jì)算。當(dāng)干燥量比較小時(shí)，裝置占用的面積并不大，可以按照側(cè)臥式的系統(tǒng)對裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)。玉米干燥機(jī)械的結(jié)構(gòu)初步設(shè)置為長度6.5m、寬度8.5m，主要由1個(gè)主通風(fēng)管10和6個(gè)通風(fēng)支管構(gòu)成。其中，主通風(fēng)管20具有足夠大的通風(fēng)面積，能夠有效地保證正常的送風(fēng)，且機(jī)械可以自由移動(dòng)。離心風(fēng)機(jī)將干燥的空氣通過主通風(fēng)管10傳送到玉米穗干燥系統(tǒng)中，干燥的空氣在子分配系統(tǒng)中，傳送到物料床11的底部，在底部向上運(yùn)動(dòng)；干燥玉米和空氣會(huì)在溫度和濕度上產(chǎn)生很大的不同，從而可以加快玉米果穗水分的蒸發(fā)。利用紅外線儀器可以測量玉米果穗的含水率，對烘干效果進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，最終得到最好的干燥效果。玉米的干燥過程分為兩步:一是將含水率在30%左右的玉米果穗降低水分到25%，然后將干燥后的果穗在干燥系統(tǒng)上進(jìn)行第2步操作，然后在自卸平臺(tái)上進(jìn)行脫粒操作；將清選后的玉米籽粒再進(jìn)行干燥，將其水分降低到15%左右時(shí)，停止干燥，進(jìn)行裝袋，最后存儲(chǔ)。