[发明专利]基于CAN总线的气调保鲜运输车分布式控制系统及其实现方法

权利要求书

1.一种基于CAN总线的气调保鲜运输车分布式控制系统，其特征在于，包括主控制器节点和通讯节点；所述主控制器节点由带CAN通讯口的ARM控制板和触摸屏组成，主控制器节点安装在气调保鲜运输车驾驶室仪表台上；所述通讯节点由压力室节点、车头节点、负压室节点和保鲜室节点组成；主控制器节点与通讯节点采用CAN总线通讯，通讯介质选用两芯带屏蔽网的导线；所述主控制器节点接受经过压力室节点、车头节点、负压室节点和保鲜室节点预处理后的数据，并对该数据进行分析、计算和记录，发出控制命令给通讯节点，实现对各执行设备的控制，完成气调、制冷和加湿功能。

2.根据权利要求1所述的基于CAN总线的气调保鲜运输车分布式控制系统，其特征在于，所述ARM控制板采用嵌入式系统STM32控制芯片，通过RS232串口与触摸屏或电子计算机通讯，实现数据的上传与下载。

3.根据权利要求1所述的基于CAN总线的气调保鲜运输车分布式控制系统，其特征在于，所述触摸屏为串口触摸屏，可实现选择贮运农产品品种、设置保鲜环境参数、实时显示保鲜环境参数和调用历史数据曲线。

4.根据权利要求1所述的基于CAN总线的气调保鲜运输车分布式控制系统，其特征在于，所述压力室节点由隔板处温度传感器和超声波雾化头组成；所述压力室节点安装在压力室背板上；所述隔板处温度传感器安装在开孔隔板上；所述超声波雾化头共有4组，每组由4个超声波加湿振子组成，安装在超声波加湿装置内；所述隔板处温度传感器和超声波雾化头通过导线与压力室节点相连。

5.根据权利要求1所述的基于CAN总线的气调保鲜运输车分布式控制系统，其特征在于，所述车头节点由压缩机电磁离合器、融霜电磁阀、冷凝器风扇、出液电磁阀和增压电磁阀组成；所述车头节点安装在驾驶室仪表台下方；所述压缩机电磁离合器、融霜电磁阀、冷凝器风扇为制冷机组的控制组件；所述出液电磁阀和增压电磁阀为自增压液氮罐的控制组件；所述压缩机电磁离合器、融霜电磁阀、冷凝器风扇、出液电磁阀和增压电磁阀通过导线与车头节点相连。

6.根据权利要求1所述的基于CAN总线的气调保鲜运输车分布式控制系统，其特征在于，所述负压室节点由进气电磁阀和风机组成；所述负压室节点安装在负压室背板上；所述进气电磁阀由2个电磁阀组成，安装在负压室侧板上；所述风机由3个直流风机组成，均匀分布，并排安装在压力室下板上；所述进气电磁阀和风机通过导线与负压室节点相连。

7.根据权利要求1所述的基于CAN总线的气调保鲜运输车分布式控制系统，其特征在于，所述保鲜室节点由温度传感器、湿度传感器、氧气浓度传感器、二氧化碳浓度传感器、乙烯浓度传感器和排气电磁阀组成；所述保鲜室节点安装在保鲜室后端侧板上；所述温度传感器、湿度传感器、氧气浓度传感器、二氧化碳浓度传感器和乙烯浓度传感器依次相邻布置，安装在保鲜室后端侧板上；所述排气电磁阀由2个电磁阀组成，安装在保鲜室后下方侧板上；所述温度传感器、湿度传感器、氧气浓度传感器、二氧化碳浓度传感器、乙烯浓度传感器和排气电磁阀通过导线与负压室节点相连。

8.根据权利要求1所述的基于CAN总线的气调保鲜运输车分布式控制系统，其特征在于，主控制器节点采用μCOS-iii操作系统，系统分成数据采集、历史数据存储、环境参数调控、设备工作状态监控、人机交互任务、历史数据上传和系统调试7个工作任务。

9.根据权利要求1所述的基于CAN总线的气调保鲜运输车分布式控制系统，其特征在于，所述控制系统具有故障诊断功能，可实时采集通讯节点的传感器参数范围和执行器工作电流，经过计算、分析，决策设备的工作状态，并在触摸屏上显示。

10.一种根据权利要求1所述的基于CAN总线的气调保鲜运输车分布式控制系统的实现方法，其特征在于，包括下述步骤：

S1、初始化设置：管理人员将系统的电源接上，运行控制系统，通过触摸屏设定目标环境参数范围，包括隔板处温度值、环境温度值、环境相对湿度值、环境氧气浓度值、环境二氧化碳浓度值和环境乙烯浓度值，进入步骤S2；

S2、系统进入自检程序，主控制器节点实时检测ARM控制板与通讯节点CAN总线通讯情况，判断当前通讯是否正常，如是，进入步骤S3；如否，进入步骤S9；

S3、通讯节点实时监测当前保鲜室内的隔板处温度值、环境温度值、环境相对湿度值、环境氧气浓度值、环境二氧化碳浓度值和环境乙烯浓度值，并通过CAN总线与主控制器节点通讯，对比监测值是否在目标环境参数范围内，如是，停止执行器工作；如否，同时进入步骤S4、S5、S6、S7；

S4、判断当前实测氧气浓度值是否高于目标氧气浓度范围，如是，主控制器节点命令车头节点的增压电磁阀和出液电磁阀工作，命令保鲜室节点的排气电磁阀工作，命令负压室节点的风机工作，开始气调；如否，停止气调，进入步骤S9；

S5、判断当前实测温度值是否高于目标温度范围，如是，主控制器节点命令车头节点的压缩机电磁离合器和冷凝器风扇工作，命令负压室节点的风机工作，开始制冷，当制冷超过2h时，融霜电磁阀工作15min后再继续制冷；如否，停止制冷，进入步骤S9；

S6、判断当前实测隔板处温度值是否低于设定隔板处温度值时，如是，主控制器节点与通讯节点通讯，命令制冷和气调停止工作，直至实测隔板处温度值高于设定隔板处温度值；如否，返回步骤S4、S5；

S7、判断当前实测二氧化碳和乙烯浓度值是否高于二氧化碳和乙烯浓度范围，如是，主控制器节点命令负压室节点的进气电磁阀和风机工作，命令保鲜室节点的排气电磁阀工作，开始换气；如否，停止换气，进入步骤S9；

S8、主控制节点实时采集压力室节点、车头节点、负压室节点和保鲜室节点的传感器参数范围和执行器工作电流，判断当前传感器和执行器工作是否正常，如是，返回步骤S3；如否，进入步骤S9；

S9、控制系统故障报警，在触摸屏显示故障代码。