小型水果保鲜仓库测控系统的设计与构建

来源：职称论文发表咨询网作者：田编辑时间：2021-04-16 09:17

　　【摘要】文章进行了小型水果保鲜仓库测控系统的设计与构建。采用低温，适湿和气调相结合的保鲜方案，用计算机测控系统对保鲜仓库中各个水果贮藏间的温度，湿度，含氧量，含二氧化碳量进行自动检测和控制。计算机测控系统包含上位机和下位机，组成CAN网络。设计和构建的计算机测控系统经过试运行，达到了各项预定的设计技术指标，完全适合推广应用到贮藏量100T以下的小型水果保鲜仓库。

　　【关键词】水果保鲜；测控系统；CAN总线；设计；构建

小型水果保鲜仓库测控系统的设计与构建

　　我国的水果生产具有悠久的历史，在种植面积和产量上均居世界首位。由于我国的水果保鲜技术比较落后，每年由于水果霉烂造成的经济损失接近该年水果总产值的30％。如2005年我国水果霉烂的损失就折合人民币约600亿元，这是一个十分惊人的数字。近几年我国的一些大城市引入了国外先进的价格昂贵的水果保鲜技术和设备，减少了水果在贮藏和运输过程中的损失。但在我国大多数中小城市，特别是在水果的生产地，仍然十分缺乏造价适中，性能可靠，性价比较高的中小型水果保鲜设施。为此，我们进行了小型水果保鲜仓库的设计与建造工作。

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　　（一)小型水果保鲜仓库测控系统的硬件设计小型水果保鲜仓库测控系统的硬件结构如图1所示，现说明如下。

　　1．上位机

　　上位机采用工控微机，机内插有CAN通信卡，上位机通过CAN通信卡连接到CAN总线，与下位机共同构成CAN网络。上位机内还配有网卡，通过网卡与计算机网络相连接，完成与中央控制计算机的通信(图1中未画出)。多台上位机配置成冗余方式，同时工作，完成对水果保鲜仓库内各个水果贮藏问的各项数据的检测，分析，控制和管理。

　　2．下位机

　　下位机具有总线通信功能，测量功能，控制功能和一定的协调功能。下位机包含数据采集节点，输出控制节点，通信转换节点等。图2是数据采集节点的结构图，它的主控制器采用89C52单片机，CAN控制器采用SJA1000，CAN总线收发器采用PCA82C250，看门狗芯片采用MAXS05L。在CAN控制器与CAN总线收发器之间采用光电耦合器6N137，以提高抗干扰能力。数据采集节点的具体功能单元包括：(1)温度数据采集单元；(2)湿度数据采集单元；(3)氧气含量(浓度)数据采集单元；(4)二氧化碳含量(浓度)数据采集单元。控制输出节点的功能包括：(1)冷气管道阀门通／断控制：(2)抽湿管道阀门通／断控制；(3)增湿管道阀门通／断控制；(4)降氧(制氮)管道阀门通／断控制；(5)二氧化碳充注管道阀门通／断控制。通信转换节点的功能是与具有RS232接口的设备进行通信。

　　(二)小型水果保鲜仓库测控系统的软件设计

　　1．上位机的软件设计上位机的软件完成系统的的运行和组态，设置运行参数，协调整个系统正常工作，实现对水果保鲜仓库中各个水果贮藏间的温度，湿度，含氧量，含二氧化碳量的数据采集，数据分析，图形显示，超限报警，发出相应的控制命令等功能。上位机软件能根据管理者的需要，可对特定的一个，几个或者全部水果贮藏间的温度，湿度，含氧量，含二氧化碳量实现图形显示，数据分析，超限报警，发出控制命令等功能。本文采用Delphi6．0编制上位机的程序模块，利用Delphi6．0内置的BDE(Borland数据库引擎)实现从本地或远程服务器上获取或发送数据，并具有DDE(动态数据交换)，OLE(对象链接库)等数据库管理功能和调用API函数的功能。

　　2．下位机的软件设计下位机的软件具有总线通信，检测，控制和一定的协调功能，采用汇编语言编制。主要包括监控程序，初始化程序，报文接收与发送程序，出错检测处理程序，中断程序，数据字典，应用层协议，各项数据的采集程序，各项控制程序，RS232通信程序等。

　　(三)小型水果保鲜仓库测控系统的试验运行结果

　　本计算机测控系统经过调试，测试和试验运行，一年多来性能稳定可靠，抗干扰能力强，达到了各项预定的设计技术指标。本计算机测控系统具体达到的技术指标如下：

　　1．温度测量范围和精度：(一30~+50)±0．20C。

　　2．温度控制范围和精度：(一10~+30)±0．50C。

　　3．相对湿度测量范围和精度：(30％~99％)±4％。

　　4．相对湿度控制范围和精度：(35％~85％)±5％。

　　5．含氧量测量范围和精度：(1O～10000)ppm±1％。

　　6．含氧量控制范围和精度：(i0~5000)ppm±2％。

　　7．含二氧化碳量测量范围和精度：(O～10000)ppm±2％。

　　8．含二氧化碳量控制范围和精度：(0~8000)ppm±3％。

　　【参考文献】