Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Сельское хозяйство призвано удовлетворять потребности населения в продовольствии, а промышленность в сырье. В России сельское хозяйство служит также и важным показательным фактором развития регионов. Почти вся территория России южнее Тулы и Рязани имеет долю агропроизводства в валовом региональном продукте более 15 %. В среднем по России эта доля составляет 7 %. Наибольшее значение сельское хозяйство имеет во многих республиках Российской Федерации, в Краснодарском, Ставропольском и Алтайском краях, а также в регионах со слабым развитием промышленности. Важнейшая особенность сельского хозяйства в том, что оно тесно связано с использованием почв и природной среды.

В условиях развивающегося сельского хозяйства бизнес в области хранения овощей весьма рентабелен и востребован. Каждый фермер преследует цель - сохранить как можно дольше свой урожай. Однако многие хозяйства продолжают терять до 60% своего урожая в период хранения, а спрос на продукцию остается круглый год, поэтому целесообразно развивать данное направление сельского хозяйства.

1. Технологические основы хранения картофеля

Технологический процесс хранения картофеля можно разделить на три основных периода: лечебный, охлаждения и хранения.

В лечебный период с целью быстрого заживления механических повреждений картофеля необходимо поддерживать в между- клубневом пространстве насыпи температуру на уровне 15 ± 5 °С и относительную влажность воздуха более 90 % с минимальным воздухообменом. Для этого в течение 10... 15 дней картофель вентилируют рециркуляционным воздухом 4-6 раз в сутки по 15...30 мин.

В период охлаждения, который наступает после лечебного, температуру хранимого продукта постепенно снижают до 2...4 °С, проводя 4-6 раз в сутки по 15...30 мин в течение 10...40 дней активное вентилирование наружным воздухом или его смесью с внутренним воздухом в те периоды суток, когда температура наружного воздуха не менее чем на 2...3 °С ниже температуры хранимого продукта.

Период хранения -- это основной период. Он начинается, когда температура картофеля в насыпи достигает 3...4 °С. Вентиляционные установки включаются при повышении температуры в насыпи до 4 °С и более. Заданную температуру зимой поддерживают с точностью ±1 °С активным вентилированием 4-6 раз в сутки смесью наружного и внутреннего воздуха, а при больших морозах -- только рециркуляционным воздухом. В остальные времена года насыпь вентилируют наружным воздухом, который забирают в наиболее холодное время суток, или воздухом, охлажденным в приточных вентиляционных установках.

2. Требования по режимам работы

1) Температура: после прохождения периода охлаждения, начинается основной период хранения, когда температура картофеля в насыпи достигает 3 - 4°С. Заданную температуру следует поддерживать с точностью ±1°С.[Л.1]

Рис.1 Оптимальная температура в картофелехранилище в течение года

2) Относительная влажность воздуха: в процессе хранения с поверхности картофеля должна удаляться влага. Во всех случаях относительная влажность воздуха должна быть максимальной, но без образования конденсата на картофеле, а при пониженной влажности вентиляционного воздуха возникают большие потери массы клубней, что ведет к ухудшению качества продукции и потери внешнего вида. Поэтому относительную влажность воздуха необходимо поддерживать на уровне 90%. Заданную относительную влажность воздуха следует поддерживать с точностью ±5 %.[Л.1]

3. Устройство автоматического регулирования микроклимата в картофелехранилище

Для поддержания выше описанных параметров, мы будем использовать плату Arduino-Uno. Она имеет наибольшую популярность, проста в программировании, входит в состав многих наборов, имеет статус стандартной Arduino-платы, а также является одной из самых доступных по цене Arduino- плат.

Преимуществами платы Arduino-Uno являются:

· возможность питать, программировать и обмениваться сообщениями с Arduino при помощи одного лишь USB кабеля или FTDI кабеля для некоторых плат-клонов;

· возможность сделать простой проект всего лишь за несколько минут, используя лишь стандартные библиотеки;

· возможность считывания сигналов кнопок, вывода информации на семисегментные индикаторы или ЖК-дисплеи, а также управления двигателями с помощью лишь стандартных библиотек, не требующих большого опыта в программировании от пользователя.

Рисунок 2. Структурная схема

Принцип действия устройства: При снижении температуры в хранилище ниже двух градусов и при повышении температуры выше шести градусов, обогреватель выключен. Если в указанном диапазоне, то нагреватель включается. Если влажность воздуха в хранилище повышенная, включается вентилятор.

Рис. 3. Принципиальная схема процесса управления

Выбор контроллера

Для реализации алгоритма работы системой управления хранилищем, выберем контроллер. Для сравнения рассмотрим два контроллера: «Arduino Uno» и «Овен …»

Характеристики контроллеров:

Мы остановили свой выбор на …. исходя из того, что ….

Устройство регулирования содержит:

1. контроллер ArduinoUno

2. дисплейчетырехразрядный v2 (Troyka-модуль)

3. TroykaSlotShield v2

4. Цифровой датчик температуры и влажности DHT-11 (Troyka-модуль)

5. х3 Мини-Реле (Troyka-модуль)

6. SlotBox (#Структор)

Заключение

Разработанное устройство является для сохранения картофеля.

Оно несложное в изготовлении, недорогое в реализации.

Список использованной литературы

1. А.Н. Постников «Картофель» - М., 2006.

2. Дастин, Э. Тестирование программного обеспечения. Внедрение, управление и автоматизация / Э. Дастин, Д. Рэшка, Д. Пол; Пер. с англ. М. Павлов. -- М.: Лори, 2013. -- 567 c.

3. Бородин, И.Ф. Автоматизация технологических процессов и системы автоматического управления (ССУЗ) / И.Ф. Бородин. -- М.: КолосС, 2006. -- 352 c.

Приложения

хранение картофель автоматический программа

Блок - схема

Программа на Arduino

#include<TroykaDHT.h>// библиотека для работы с датчиком DHT-11

#include<QuadDisplay2.h>// библиотека для работы с дисплеем

#define RELAY_1_PIN A4// номер цифрового пинавентилятора

#define RELAY_2_PIN A2// номер цифрового пинаувлажнителя

#define RELAY_3_PIN A6 // номерцифровогопинатэна

DHT dht(4, DHT11); // инициализация датчика DHT-11

// переменная для хранения показаний температуры и влажности

boolstate = true;

// переменная для хранения показателя температуры окружающей среды

floattemperature = 0;

// переменная для хранения показателя влажности окружающей среды

floathumidity = 0;

longcurrentMillis = 0;

voidsetup()

{

// начало работы с датчиком DHT-11

dht.begin();

// назначение 2 пина в режиме выхода

pinMode(RELAY_1_PIN, OUTPUT);

pinMode(RELAY_2_PIN, OUTPUT);

pinMode(RELAY_3_PIN, OUTPUT);

currentMillis = millis();

}

void loop()

{

// после 3 сек происходит считывание показания датчика

if (millis() - currentMillis> 3000) {

state = !state;

currentMillis = millis();

dht.read();

}

switch (dht.getState()) {

caseDHT_OK:

// считывание показания температуры и влажности с датчика

temperature = dht.getTemperatureC();

humidity = dht.getHumidity();

// вывод показаний температуры или влажности

if (state) {

qd.displayTemperatureC(temperature);

} else {

qd.displayHumidity(humidity);

}

// при превышении температуры выше 4 градусов

if (temperature >=6) {

// включаетсявентилятор

digitalWrite(RELAY_1_PIN, HIGH);

delay(10000);

} else {

// иначевыключаетсявентиляторесли был включен

if (digitalRead(RELAY_1_PIN)==HIGH) {

digitalWrite(RELAY_1_PIN, LOW);

}

// при понижении влажности воздуха ниже 90 %

if (humidity < 90) {

// включаетсяувлажнитель

digitalWrite(RELAY_2_PIN, HIGH);

delay(10000);

} else {

// иначевыключаетсяувлажнительесли был включен

if (digitalRead(RELAY_2_PIN)==HIGH) {

digitalWrite(RELAY_2_PIN, LOW);

}

// при понижении температуры ниже 2 градусов

if (temperature<= 2) {

// включаетсятэн

digitalWrite(RELAY_3_PIN, HIGH);

delay(10000);

} else {

// иначевыключаетсятэн если был включен

if (digitalRead(RELAY_1_PIN)==HIGH) {

digitalWrite(RELAY_1_PIN, LOW);

}

delay(5000);

}

Размещено на Allbest.ru