基于ARM的间接炉气式木材干燥窑监控系统设计

论文摘要

为了节省人力,降低木材干燥能耗,减少人为失误的影响,最大限度保证木材干燥质量,在参考国内外大量文献和设备的基础上,利用嵌入式技术,设计了间接炉气式木材干燥窑监控系统。根据木材中水分的特性和流动规律,结合木材干燥过程中空气对流的实际状况及木材干燥的工艺流程和干燥基准,依据干燥行业所用的三种干燥控制类型,设计了控制系统的总体架构。根据系统的总体架构和功能需求,设计控制系统的各组成部分。通过热电阻测量干燥过程中的温度,利用温度差测量干燥过程中的湿度;根据木材含水率的电特性,通过测量木材中两点电阻的方式来测量木材的含水率;设计系统的控制电路、驱动电路,并选定控制和驱动的器件。选用源代码免费公开的小型嵌入式操作系统μC/OS-II作为嵌入式实时操作系统;依据μC/OS-II的体系结构,在ARM处理器S3C44B0X上进行了操作系统的移植。充分利用μC/OS-II的多任务特性,把系统的控制分为采样任务、风机控制任务、温湿度控制任务、基准选择任务、温度上升速度限制以及湿度下降速度限制等几个主要的任务,完成干燥过程的控制。利用嵌入式系统的优势,设计控制接口及实时时钟的显示。实现了通过触摸屏输入,通过LCD输出。在实际干燥应用中,用户选择干燥基准、控制方式及控制参数,系统根据要求运行,并显示当前状态和当前时间。实现了用户对间接炉气式干燥窑的手动、半自动和全自动控制,并有较好的干燥效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内外木材干燥技术研究研究现状及发展趋势
• 1.2.2 嵌入式系统及相关技术研究现状
• 1.3 研究内容
• 第二章 木材干燥工艺
• 2.1 木材干燥基本概念
• 2.2 木材中的水分
• 2.2.1 木材中水分的由来
• 2.2.2 木材中水分存在的状态
• 2.2.3 木材干燥过程中水分移动的规律
• 2.3 木材干燥
• 2.3.1 木材在气体介质中的对流干燥过程
• 2.3.2 干燥时木材发生的应力和变形
• 2.3.3 干燥的工艺过程
• 2.3.4 干燥的工艺基准
• 2.4 木材干燥过程的控制
• 2.4.1 木材干燥控制系统的分类
• 2.4.2 系统控制流程
• 2.5 本章小结
• 第三章 系统硬件设计
• 3.1 控制系统组成及功能
• 3.1.1 控制系统的组成
• 3.1.2 控制系统的功能
• 3.2 测量电路
• 3.2.1 温度的测量
• 3.2.2 湿度的测量
• 3.2.3 木材含水率的测量
• 3.3 执行和驱动
• 3.3.1 执行部件选择和控制器件选择
• 3.3.2 驱动电路
• 3.4 本章小结
• 第四章 系统软件设计
• 4.1 嵌入式操作系统 μC/OS-II
• 4.1.1 μC/OS-II 的特点和体系结构
• 4.1.2 μC/OS-II 在ARM 上的移植
• 4.2 界面设计
• 4.3 控制程序设计
• 4.3.1 采样任务
• 4.3.2 风机自动控制任务
• 4.3.3 温湿度自动控制任务
• 4.3.4 基准温湿度选择任务
• 4.3.5 温湿度变化速度控制任务
• 4.4 实时时钟显示
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介