【摘 要】
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咖啡烘焙是咖啡精加工过程中的重要环节,但目前烘焙机的智能化程度不高,需要烘焙师人为控制来完成咖啡烘焙,咖啡豆的烘焙质量与烘焙师的经验与技术有很大关系,烘焙口感一致性
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咖啡烘焙是咖啡精加工过程中的重要环节,但目前烘焙机的智能化程度不高,需要烘焙师人为控制来完成咖啡烘焙,咖啡豆的烘焙质量与烘焙师的经验与技术有很大关系,烘焙口感一致性很差。而且,在传统的烘焙过程中,缺乏有效的人机交互手段与烘焙关键参数信息存储机制,烘焙师对信息的管理分散,效率低下。针对以上问题,本文以咖啡烘焙机为研究对象,设计了一套基于物联网技术的智能咖啡烘焙系统,利用服务器存储技术,将咖啡豆烘焙温度信息与烘焙参数设置保存至云平台进行统一化管理,同时分析了烘焙效果的影响因素,设计了基于烘焙温度调控的烘焙策略。开发了Android应用程序辅助烘焙师进行烘焙操作,增强了烘焙师的信息管理能力与烘焙控制能力。本文比较了传统PID算法对温度控制的利弊,根据咖啡烘焙的温度变化特点,设计了基于模糊理论的PID温度控制方案,通过模糊理论实现对PID参数的自适应变化,通过PID控制律与量化因子获得控制量,进而控制烘焙过程温度变化。经过测试,基于模糊PID的温度控制方法对烘焙温度调节效果很好,超调量较小,温度变化规律与标准温度变化曲线较为吻合,烘焙口感一致性得到了保证。针对局域网环境中数据粘包等通信不稳定的问题,本文给出了一套适用在咖啡烘焙机与客户端之间的通信协议,并且在客户端中设计了一种帧粘包错误自恢复的通信框架,增强了控制器与客户端之间的通信鲁棒性。最后对数据收发进行功能性测试与应用压力测试,测试结果表明,此框架可以有效解决粘包问题,在大量数据通信过程中应用资源消耗很小,性能表现优异,通信框架基本实现了设计需求
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