3.3 上位機軟件設計

本系統(tǒng)采用北京亞控公司的組態(tài)王軟件完成對上位機監(jiān)測和控制界面的設計。上位機軟件實現(xiàn)對干燥室內溫濕度等參數(shù)的實時顯示以及恒溫干燥溫度、濕度上限的設定，設計選用Access2010數(shù)據(jù)庫作為記錄的數(shù)據(jù)庫，便于數(shù)據(jù)的保存與分析。

應用組態(tài)王軟件新建一個太陽能干燥監(jiān)測和控制系統(tǒng)，選用單片機通信協(xié)議并通過RS 485 接口實現(xiàn)與嵌入式處理器的通信。上位機軟件界面采取分區(qū)設計，界面由顯示區(qū)和操作區(qū)構成。顯示區(qū)包括溫濕度、轉速、排氣扇狀態(tài)的實時顯示以及溫濕度變化趨勢圖。操作區(qū)可實現(xiàn)對恒溫干燥溫度和濕度上限的人工設定。

上位機軟件界面如圖7所示。

4 運行測試結果與分析

目前本文設計的嵌入式太陽能干燥實時監(jiān)測和控制系統(tǒng)已經在某農場的牧草干燥作業(yè)中順利運行了6個多月的時間。在前期的干燥作業(yè)中，在通過設置不同的溫濕度條件并對系統(tǒng)采集到的溫濕度數(shù)據(jù)以及對干燥物料品質進行分析研究的基礎上，確定最佳的干燥溫度與濕度上限以供后期規(guī)模化干燥作業(yè)參考。在系統(tǒng)實際運行過程中，干燥室內實際溫度值與設定值間的誤差能夠保持在0.5 ℃以內，較為理想。使用本系統(tǒng)進行干燥的牧草在干燥過程中為最佳溫濕度條件的恒溫適濕干燥，芳香性氨基酸以及蛋白質保存較好，因此干燥后的牧草適口性好、家畜的消化能攝入量高，即牧草的干燥品質較好，且單位耗電量僅為0.15 kW·h/kg.表1是系統(tǒng)在2013年6月7日干燥作業(yè)中采集到的部分數(shù)據(jù)，系統(tǒng)設定干燥溫度為51 ℃，設定濕度上限為48%.

5 結語

本文詳細介紹了基于STM32和FreeRTOS的嵌入式太陽能干燥實時監(jiān)測和控制系統(tǒng)的設計方案。方案采用具有Contex-M3內核的STM32嵌入式微處理器，使系統(tǒng)小型化，且便于提高性能以及與各種外設連接擴展。將嵌入式實時操作系統(tǒng)FreeRTOS移植到STM32,使系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定，具有高實時性、抗干擾能力強等特點。系統(tǒng)整體造價較為低廉，宜于推廣使用，且經實際生產應用驗證：采用本嵌入式太陽能干燥實時監(jiān)測和控制系統(tǒng)的干燥設備更加節(jié)能高效，干燥物料的品質也有所提高。