面向冷藏箱箱温的智能化监控系统研究.pdfVIP

凰应用技术 面向冷藏箱箱温的智能化监控系统研究 吕洁印 周受钦 曹广忠 · (1．深圳大学 自动化研究所 2．中国国际海运集装箱 (集团)股份有限公司) 摘要：针对冷藏箱监控系统的不足，提出一种箱温智能化监控系统。利用ZigBee无线传感器网络对箱内温 度环境进行分布式检测，利用CAN总线将 ZigBee网络、控制器、终端设备连接起来构成冷箱箱载系统，并选择 多级信息融合和一致性检验算法计算箱 内可靠温度数据，控制器采用模糊PID算法进行箱 内温控。 关键词：冷藏箱：监控系统；ZigBee；信息融合；一致性检验；模糊PID 0 引言 箱载系统包括 ZigBee网络、终端设备、控制器、 总线和制冷设备。ZigBee网络包括 ZigBee协调器和 冷藏集装箱 (冷藏箱)是一种具有 良好气密性、 ZigBee箱温检测节点。终端设备具有定位和 GPRS 隔热性且能保证一定低温要求和适用于各类易腐食 远距离通讯功能。 品的贮存、运输的特殊功能集装箱。随着我国对外开 该系统的工作原理：箱温检测节点和协调器节点 放的不断深入以及进出口关税的降低 ，药品、血液制 组成分布式树形 ZigBee网络，通过箱温检测节点检 品、冷冻冷藏保鲜食品所 占比例呈几何级数增长，而 测箱内特征点处温度，并对检测数据进行一级信息融 这些货物均需采用冷藏箱装运。为防止冷藏箱内的货 合，发送一级温度融合结果到ZigBee协调器；ZigBee 物在运输过程中腐败变质，必须监控冷藏箱的运行状 协调器接收各节点温度数据后，运行二级信息融合算 况 l【J。冷藏箱箱内温度的监控技术主要有人工、载波 法求出二级温度融合结果；ZigBee协调器把一级温度 法、芯线法和无线4种方式。随着国际冷藏运输业的 融合结果和二级温度融合结果发送到终端设备，同时 迅速发展，冷藏箱智能化监测和箱内环境控制技术的 把二级温度融合结果发送到控制器，进行下一步的调 研究，己成为集装箱行业广受重视的课题。 温控制操作；终端设备接收协调器发送来的二级温度 目前，冷藏箱温度控制系统主要在蒸发器冷风出 融合结果和采集定位数据，并通过GPRS发送到监控 口处和回风口处采集温度，进而控制箱内温度。但冷 藏箱送风 口温度和对角线温度相差 4~C左右，可见采用单点式冷藏箱测 温方法，不能准确真实地反映集装箱 内部的温度场 1。本文以物联网技术、 无线传感技术、控制理论、信息融合 理论、计算机技术为基础，提出了一 种面 向冷藏箱箱温的智能化监控系 统。 1 系统构成及原理 冷藏箱箱温智能化监控系统架 构如图1所示，包括箱载系统、卫星 图1 冷藏箱箱温智能化监控系统架构图 及GPRS通信网络、监控平台。 28 牢 基金项 目：广东省教育部产学研结合项目(2011A090200013)；深圳市生物、互联网、新能源、新材料、产业发展专项资金项目 (JC201104210135A)：深圳市重大产业技术攻关计划项 目(zD2叭O1O21o0