基于can總線的氣調(diào)保鮮運(yùn)輸車分布式控制系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于農(nóng)產(chǎn)品保鮮運(yùn)輸技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于CAN總線的氣調(diào)保鮮運(yùn)輸車分布式控制系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氣調(diào)保鮮技術(shù)是一種可以綜合調(diào)控環(huán)境溫度、相對濕度和氣體成分的貯藏保鮮方法。氣調(diào)保鮮運(yùn)輸車可以實(shí)現(xiàn)車廂內(nèi)溫度、相對濕度、氧氣體積分?jǐn)?shù)和二氧化碳體積分?jǐn)?shù)等環(huán)境參數(shù)的實(shí)時調(diào)控，提高貯運(yùn)農(nóng)產(chǎn)品的保鮮品質(zhì)，降低損耗。氣調(diào)保鮮運(yùn)輸技術(shù)在國外有一定的研究基礎(chǔ)，但主要集中在氣調(diào)集裝箱的研究，并針對海運(yùn)等長途運(yùn)輸而設(shè)計的運(yùn)輸裝備，且氣調(diào)裝備主要以制氣機(jī)為主，具有成本尚、氣調(diào)速度慢和控制粗放等缺點(diǎn)。我國在氣調(diào)保鮮技術(shù)方面起步較晚，基礎(chǔ)較為薄弱，氣調(diào)保鮮運(yùn)輸裝備控制系統(tǒng)控制精度不高，急需研制一種穩(wěn)定的、調(diào)控精度高的適用于氣調(diào)保鮮運(yùn)輸車的控制系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的之一在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種基于CAN總線的氣調(diào)保鮮運(yùn)輸車分布式控制系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于CAN總線的氣調(diào)保鮮運(yùn)輸車分布式控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。
[0005]為了達(dá)到上述第一目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]—種基于CAN總線的氣調(diào)保鮮運(yùn)輸車分布式控制系統(tǒng)，包括主控制器節(jié)點(diǎn)和通訊節(jié)點(diǎn)；所述主控制器節(jié)點(diǎn)由帶CAN通訊口的ARM控制板和觸摸屏組成，主控制器節(jié)點(diǎn)安裝在氣調(diào)保鮮運(yùn)輸車駕駛室儀表臺上；所述通訊節(jié)點(diǎn)由壓力室節(jié)點(diǎn)、車頭節(jié)點(diǎn)、負(fù)壓室節(jié)點(diǎn)和保鮮室節(jié)點(diǎn)組成；主控制器節(jié)點(diǎn)與通訊節(jié)點(diǎn)采用CAN總線通訊，通訊介質(zhì)選用兩芯帶屏蔽網(wǎng)的導(dǎo)線；所述主控制器節(jié)點(diǎn)接受經(jīng)過壓力室節(jié)點(diǎn)、車頭節(jié)點(diǎn)、負(fù)壓室節(jié)點(diǎn)和保鮮室節(jié)點(diǎn)預(yù)處理后的數(shù)據(jù)，并對該數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計算和記錄，發(fā)出控制命令給通訊節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對各執(zhí)行設(shè)備的控制，完成氣調(diào)、制冷和加濕功能。
[0007]優(yōu)選的，所述ARM控制板采用嵌入式系統(tǒng)STM32控制芯片，通過RS232串口與觸摸屏或電子計算機(jī)通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳與下載。
[0008]優(yōu)選的，所述觸摸屏為串口觸摸屏，可實(shí)現(xiàn)選擇貯運(yùn)農(nóng)產(chǎn)品品種、設(shè)置保鮮環(huán)境參數(shù)、實(shí)時顯示保鮮環(huán)境參數(shù)和調(diào)用歷史數(shù)據(jù)曲線。
[0009]優(yōu)選的，所述壓力室節(jié)點(diǎn)由隔板處溫度傳感器和超聲波霧化頭組成；所述壓力室節(jié)點(diǎn)安裝在壓力室背板上；所述隔板處溫度傳感器安裝在開孔隔板上；所述超聲波霧化頭共有4組，每組由4個超聲波加濕振子組成，安裝在超聲波加濕裝置內(nèi)；所述隔板處溫度傳感器和超聲波霧化頭通過導(dǎo)線與壓力室節(jié)點(diǎn)相連。
[0010]優(yōu)選的，所述車頭節(jié)點(diǎn)由壓縮機(jī)電磁離合器、融霜電磁閥、冷凝器風(fēng)扇、出液電磁閥和增壓電磁閥組成；所述車頭節(jié)點(diǎn)安裝在駕駛室儀表臺下方；所述壓縮機(jī)電磁離合器、融霜電磁閥、冷凝器風(fēng)扇為制冷機(jī)組的控制組件；所述出液電磁閥和增壓電磁閥為自增壓液氮罐的控制組件；所述壓縮機(jī)電磁離合器、融霜電磁閥、冷凝器風(fēng)扇、出液電磁閥和增壓電磁閥通過導(dǎo)線與車頭節(jié)點(diǎn)相連。
[0011]優(yōu)選的，所述負(fù)壓室節(jié)點(diǎn)由進(jìn)氣電磁閥和風(fēng)機(jī)組成；所述負(fù)壓室節(jié)點(diǎn)安裝在負(fù)壓室背板上；所述進(jìn)氣電磁閥由2個電磁閥組成，安裝在負(fù)壓室側(cè)板上；所述風(fēng)機(jī)由3個直流風(fēng)機(jī)組成，均勻分布，并排安裝在壓力室下板上；所述進(jìn)氣電磁閥和風(fēng)機(jī)通過導(dǎo)線與負(fù)壓室節(jié)點(diǎn)相連。
[0012]優(yōu)選的，所述保鮮室節(jié)點(diǎn)由溫度傳感器、濕度傳感器、氧氣濃度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、乙烯濃度傳感器和排氣電磁閥組成；所述保鮮室節(jié)點(diǎn)安裝在保鮮室后端側(cè)板上；所述溫度傳感器、濕度傳感器、氧氣濃度傳感器、二氧化碳濃度傳感器和乙烯濃度傳感器依次相鄰布置，安裝在保鮮室后端側(cè)板上；所述排氣電磁閥由2個電磁閥組成，安裝在保鮮室后下方側(cè)板上；所述溫度傳感器、濕度傳感器、氧氣濃度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、乙烯濃度傳感器和排氣電磁閥通過導(dǎo)線與負(fù)壓室節(jié)點(diǎn)相連。
[0013]優(yōu)選的，主控制器節(jié)點(diǎn)采用yCOS-1ii操作系統(tǒng)，系統(tǒng)分成數(shù)據(jù)采集、歷史數(shù)據(jù)存儲、環(huán)境參數(shù)調(diào)控、設(shè)備工作狀態(tài)監(jiān)控、人機(jī)交互任務(wù)、歷史數(shù)據(jù)上傳和系統(tǒng)調(diào)試7個工作任務(wù)。
[0014]優(yōu)選的，所述控制系統(tǒng)具有故障診斷功能，可實(shí)時采集通訊節(jié)點(diǎn)的傳感器參數(shù)范圍和執(zhí)行器工作電流，經(jīng)過計算、分析，決策設(shè)備的工作狀態(tài)，并在觸摸屏上顯示。
[0015]為了達(dá)到上述第二目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0016]—種基于CAN總線的氣調(diào)保鮮運(yùn)輸車分布式控制系統(tǒng)的控制方法，包括下述步驟:
[0017]S1、初始化設(shè)置:管理人員將系統(tǒng)的電源接上，運(yùn)行控制系統(tǒng)，通過觸摸屏設(shè)定目標(biāo)環(huán)境參數(shù)范圍，包括隔板處溫度值、環(huán)境溫度值、環(huán)境相對濕度值、環(huán)境氧氣濃度值、環(huán)境二氧化碳濃度值和環(huán)境乙烯濃度值，進(jìn)入步驟S2 ;
[0018]S2、系統(tǒng)進(jìn)入自檢程序，主控制器節(jié)點(diǎn)實(shí)時檢測ARM控制板與通訊節(jié)點(diǎn)CAN總線通訊情況，判斷當(dāng)前通訊是否正常，如是，進(jìn)入步驟S3 ;如否，進(jìn)入步驟S9 ;
[0019]S3、通訊節(jié)點(diǎn)實(shí)時監(jiān)測當(dāng)前保鮮室內(nèi)的隔板處溫度值、環(huán)境溫度值、環(huán)境相對濕度值、環(huán)境氧氣濃度值、環(huán)境二氧化碳濃度值和環(huán)境乙烯濃度值，并通過CAN總線與主控制器節(jié)點(diǎn)通訊，對比監(jiān)測值是否在目標(biāo)環(huán)境參數(shù)范圍內(nèi)，如是，停止執(zhí)行器工作；如否，同時進(jìn)入步驟 S4、S5、S6、S7 ；
[0020]S4、判斷當(dāng)前實(shí)測氧氣濃度值是否高于目標(biāo)氧氣濃度范圍，如是，主控制器節(jié)點(diǎn)命令車頭節(jié)點(diǎn)的增壓電磁閥和出液電磁閥工作，命令保鮮室節(jié)點(diǎn)的排氣電磁閥工作，命令負(fù)壓室節(jié)點(diǎn)的風(fēng)機(jī)工作，開始?xì)庹{(diào)；如否，停止氣調(diào)，進(jìn)入步驟S9 ;
[0021]S5、判斷當(dāng)前實(shí)測溫度值是否高于目標(biāo)溫度范圍，如是，主控制器節(jié)點(diǎn)命令車頭節(jié)點(diǎn)的壓縮機(jī)電磁離合器和冷凝器風(fēng)扇工作，命令負(fù)壓室節(jié)點(diǎn)的風(fēng)機(jī)工作，開始制冷，當(dāng)制冷超過2h時，融霜電磁閥工作15min后再繼續(xù)制冷；如否，停止制冷，進(jìn)入步驟S9 ；
[0022]S6、判斷當(dāng)前實(shí)測隔板處溫度值是否低于設(shè)定隔板處溫度值時，如是，主控制器節(jié)點(diǎn)與通訊節(jié)點(diǎn)通訊，命令制冷和氣調(diào)停止工作，直至實(shí)測隔板處溫度值高于設(shè)定隔板處溫度值；如否，返回步驟S4、S5 ；
[0023]S7、判斷當(dāng)前實(shí)測二氧化碳和乙烯濃度值是否高于二氧化碳和乙烯濃度范圍，如是，主控制器節(jié)點(diǎn)命令負(fù)壓室節(jié)點(diǎn)的進(jìn)氣電磁閥和風(fēng)機(jī)工作，命令保鮮室節(jié)點(diǎn)的排氣電磁閥工作，開始換氣；如否，停止換氣，進(jìn)入步驟S9 ;
[0024]S8、主控制節(jié)點(diǎn)實(shí)時采集壓力室節(jié)點(diǎn)、車頭節(jié)點(diǎn)、負(fù)壓室節(jié)點(diǎn)和保鮮室節(jié)點(diǎn)的傳感器參數(shù)范圍和執(zhí)行器工作電流，判斷當(dāng)前傳感器和執(zhí)行器工作是否正常，如是，返回步驟S3 ;如否，進(jìn)入步驟S9 ；
[0025]S9、控制系統(tǒng)故障報警，在觸摸屏顯示故障代碼。
[0026]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0027]第一、與現(xiàn)有技術(shù)的效果對比，本發(fā)明的控制系統(tǒng)在抗干擾性能上明顯優(yōu)于現(xiàn)有的控制系統(tǒng)。
[0028]第二、本發(fā)明技術(shù)方案的預(yù)期效果可以實(shí)現(xiàn)氣調(diào)保鮮運(yùn)輸車的智能精確控制，提高系統(tǒng)可靠性。
[0029]第三、本發(fā)明的控制系統(tǒng)采用基于CAN總線的分布式控制系統(tǒng)設(shè)計，開發(fā)過程高效，有利于縮短開發(fā)時間，提高編程效率。
[0030]第四、本發(fā)明的控