CN105929873A - 一种具备粮食在线管理功能的智能化散粮运输车*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具备粮食在线管理功能的智能化散粮运输车***，其包括粮情检测分***、智能环控模块、环控设备、智能终端、远程管理平台。粮情检测分***实时检测粮情数据，并通过智能终端发送给智能环控模块。智能环控模块根据粮情数据结合专家***的规则库进行推理，获得环控策略。智能终端根据当前环控策略自动控制环控设备，使环控设备调节车厢内储粮环境至最佳状态；智能终端将数据传输至远程管理平台，实现对散粮运输车的远程监管。本发明可以有效监管粮食长途运输途中的粮情变化，并自动控制粮情,从而避免了粮食长途运输过程中的霉变等情况，同时对粮食物流进行全程跟踪，实现整个粮食物流过程中的智能联网管理。
Description
技术领域
本发明涉及一种运输车***，尤其涉及一种具备粮食在线管理功能的智能化散粮运输车***。
背景技术
近几年，随着“四散化”粮食物流的迅速发展，国内散粮运输车应运而生，相比于包粮运输车，现有散粮运输车可以大大降低物流成本、提高装卸效率、减少粮食流通中的浪费，但是散粮在长途运粮过程中容易受到湿、热等环境因素的影响，影响粮食品质。
此外，我国粮食物流缺乏全程跟踪能力，粮食物流运输未来的趋势是连锁经营、集中管理，需要对运粮过程和运粮人员进行一定的监管，如运输路径管理、疲劳驾驶管理、运粮车安全状态管理等。
目前国内市场上的散粮运输车普遍不具备智能化功能，国外的散粮车，部分具有车载检测***(检测空气温湿度、CO2)，无智能环控***。而粮情检测和控制***目前在国内粮库已经逐步推广，取得了比较好的效果。因此，同时具备车载在线粮情检测、智能环控和远程行车管理***的散粮运输车目前在国内、外均处于空白状态。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种具备粮食在线管理功能的智能化散粮运输车***，其将粮情在线检测和智能环控引入到散粮运输车中，可以有效监管粮食长途运输途中的粮情变化，并能自动控制储粮环境至最佳状态；同时将粮食在线管理与远程行车管理***集成到散粮运输车上，实现了粮食物流的全程跟踪和远程监管。
本发明的解决方案是：一种具备粮食在线管理功能的智能化散粮运输车***，其包括粮情检测分***、智能环控模块、环控设备、智能终端、远程管理平台；粮情检测分***实时检测粮情数据，并通过智能终端发送给智能环控模块；智能环控模块根据粮情数据结合专家***的规则库进行推理，获得环控策略；智能终端根据当前环控策略自动控制环控设备，使环控设备调节车厢内储粮环境至最佳状态；智能终端将数据传输至远程管理平台，实现对散粮运输车的远程监管。
作为上述方案的进一步改进，粮情检测分***包括若干个空气温湿度传感器节点、若干个粮堆温度传感器节点、若干个粮食水分传感器节点、通讯终端；一部分空气温湿度传感器节点安装在车厢内部检测车厢内部空气温湿度，另一部分空气温湿度传感器节点安装在车厢外壁上检测车厢外部空气温湿度；粮堆温度传感器节点、粮食水分传感器节点均安装在车厢内部分别检测车厢内粮堆温度、车厢内粮食水分；空气温湿度传感器节点、粮堆温度传感器节点、粮食水分传感器节点均通过通讯终端连接智能终端。
进一步地，粮情检测分***还包括汇聚点；空气温湿度传感器节点、粮堆温度传感器节点、粮食水分传感器节点均连接汇聚点，汇聚点通过通讯终端连接智能终端。
再进一步地，智能环控模块包括粮情数据提取和分析、知识库专家***、环控策略输出；智能环控模块作为一个软件模块运行在智能终端上，先从智能终端中提取粮情数据，对粮情数据进行计算和分析，再根据知识库专家***，推理确定是否进行通风、通风模式、通风类型、降温/降水的目标值和通风时间后，环控策略输出将当前降温/降水的通风类型和通风时间传输给智能终端。
优选地，环控设备包括至少一台空调、若干电动通风窗和设备控制器，空调安装在车厢内部，电动通风窗和设备控制器安装在车厢侧壁或顶壁。
再优选地，当智能终端接收到智能环控模块发送的环控策略的数据后，根据环控策略的数据发出控制命令到通讯终端，通讯终端将控制命令发送到设备控制器，设备控制器控制空调或者电动通风窗的开启或关闭，以及开启或关闭的时间。
再优选地，通讯终端通过433M/有线将控制命令发送到设备控制器。
再优选地，设备控制器通过CAN总线控制空调或者电动通风窗。
作为上述方案的进一步改进，智能终端是整个***的中央控制单元，安装在驾驶室，除了接收粮情数据，控制环控设备外，还通过RS232与一个GPS模块进行连接，采集行车GPS数据，实现车辆路径规划和行车***。
作为上述方案的进一步改进，智能终端通过GPRS/3G将数据传输至远程管理平台。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：可以有效监管粮食长途运输途中的粮情变化，并能自动控制储粮环境至最佳状态，从而避免了粮食长途运输过程中的霉变等情况，保障粮食品质；同时将粮食在线管理与远程行车管理***集成到散粮运输车上，实现了粮食物流的全程跟踪和远程监管，对建立安全、高效、全面、可靠的粮食现代物流，保障国家粮食安全具有重要意义。
附图说明
图1为本发明具备粮食在线管理功能的智能化散粮运输车***的结构框图。
图2为图1中智能化散粮运输车***的粮情检测分***的结构框图。
图3为图1中智能化散粮运输车***的智能环控模块的结构框图。
图4为图1中智能化散粮运输车***的环控设备的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明具备粮食在线管理功能的智能化散粮运输车***包括粮情检测分***1、智能环控模块2、环控设备3、智能终端4和远程管理平台5。粮情检测分***1实时检测粮情数据，通过有线/无线发送给智能终端4；智能环控模块2根据智能终端4获取的粮情数据，结合专家***的规则库进行推理，获得环控策略；智能终端4根据当前环控策略，自动控制环控设备3，以调节车厢内储粮环境至最佳状态；智能终端可通过GPRS/3G将数据传输至远程管理平台5，实现对散粮运输车的远程监管。
该***要求散粮运输车的车厢具有良好的密封性和保温性，人工装卸或者自动装卸车辆均可。该散粮车***供电，采用汽车蓄电池直流电源供电，如本案例选用的6米车厢的散粮车，其***供电电压为24～28V，电流为3A。
如图2所示，粮情检测分***1包括在散粮运输车车厢安装的若干个空气温湿度传感器节点11、若干个粮堆温度传感器节点12、若干个粮食水分传感器节点13和汇聚点14，以及在散粮运输车驾驶室安装的通讯终端15，实时检测当前的空气温湿度、粮堆温度、粮食水分等粮情数据。粮情检测分***1实时检测车厢内部和外部空气温湿度、车厢内粮堆温度、车厢内粮食水分等粮情数据，粮情数据通过CAN总线传输到车厢内汇聚点14，车厢内汇聚点14通过433M/有线与车头的通讯终端15进行通讯。通讯终端15通过RS232与智能终端4通讯。
空气温湿度传感器节点11实时检测车厢内、外部空气温湿度。部分放置在车厢内部顶层，实时检测车厢内的空气温湿度信息。部分安置在车厢外部，实时检测车厢外部的空气温湿度，根据车厢内外部的空气温、湿度结合粮情数据及知识库专家***，判断是否适宜开窗通风，是否下雨需要紧急关窗等。
粮堆温度传感器节点12实时检测车厢内粮堆的温度。根据需要，在车厢内适当位置布置测温线缆，优选地，采用驱动DS18B20测温线缆。
粮食水份传感器节点13实时检测车厢内粮食的水分。优选地，采用弥散场电容传感器检测粮食的含水率，测水电缆置于粮堆内部测量水分，数据模块置于粮面附近，接受、处理数据并上传结果。具有灵敏度高、易于安装的特点，避免了传统电容式传感器易受粮粒间隙随机变化的影响。实现在线测量车厢内粮食的水分信息，并实时上报检测结果。
汇聚点14通过CAN总线与各传感器节点进行通讯，汇总采集信息及下达控制指令。汇聚点14稳压输出一定的电压，供所有的传感器节点、空调控制器、通风窗控制器的供电。
通讯终端15通过433M/有线与汇聚点进行通讯，获取粮情和空气环境信息及下达控制指令；通过RS232与智能终端通讯，提供粮情和空气环境信息及获取控制指令。
如图3所示，智能环控模块2包括粮情数据提取和分析21、知识库专家***22、环控策略输出23。智能环控模块2作为一个软件模块运行在智能终端4上，从智能终端4中提取粮情数据，对粮情数据进行计算和分析，再根据知识库专家***22，推理确定是否进行通风、通风模式(降温/降水)、通风类型(开关空调/开关窗)、降温/降水的目标值和通风时间后，环控策略输出23当前降温/降水的通风类型(打开空调/通风窗)和通风时间等数据，再通过RS232将数据传输给智能终端4。
智能环控模块2主要有3大特性：粮情数据提取和分析；知识库专家***；环控策略输出。
(1)粮情数据提取和分析
提取的粮情数据包括粮堆温度、粮食水分、车厢内部及外部的空气温湿度。为了保证粮情的有效提取，进行数据的真实性和准确性分析，剔除错误、异常、虚假数据，筛选有效数据；根据有效数据，进行数据计算，从而确定通风条件。
(2)知识库专家***
知识库专家***是一个智能程序***，其内部包含知识库和推理机。知识库包含粮食储藏领域的常识性和原理性知识，和储粮专家经过长期的实践，建立的标准和得出的经验数据，以及环控***实验得出的经验数据等。推理机就是以一定的推理策略，有效地选择知识库中的知识，并根据用户提供的问题进行推理，得到用户可以接受的结论。
(3)环控策略输出
环控策略输出当前降温/降水的通风类型，开或关空调，开或关通风窗，降温/降水的目标值，及通风时间等，这些策略信息传输到智能终端，由智能终端执行相关控制。
如图4所示，环控设备3包括至少一台空调31、若干电动通风窗32、以及控制空调开关和通风窗开关的设备控制器33。当智能终端4接收到智能环控模块2发送的环控策略数据后，根据环控策略数据发出控制命令到通讯终端15，通讯终端15通过433M/有线将控制命令发送到车厢内设备控制器33，车厢内设备控制器33再通过CAN总线控制空调31或者电动通风窗32的开启或关闭，以及开启或关闭的时间，从而使车厢内空气温湿度、粮堆温度、粮食水分达到目标值。
空调31用于降温通风和降水通风，根据控制命令执行开启或关闭动作。根据散粮车车厢的大小及装载粮食多少，结合能耗要求，选择相匹配制冷量的空调。例如，6米车厢的散粮运输车可以安装冷王SV-600。
电动通风窗32用于降温通风和降水通风，根据控制命令执行开启或关闭动作。根据散粮车车厢的大小，结合通风效果，选择适当数量的电动通风窗32。例如，6米车厢的散粮运输车可以在车厢顶部开4个电动通风窗，通风窗具有防水和保温性。
设备控制器33包括空调控制器和通风窗控制器。空调控制器，通过继电器控制空调的供电电源，实现空调的控制功能；通风窗控制器，通过驱动器控制通风窗的开关，检测限位开关信号，获取通风窗的开关状态，实现对电动通风窗的控制。
智能终端4是整个***的中央控制单元，安装在驾驶室。一方面接收粮情检测分***1的粮情数据，再运用智能环控模块2对粮情数据进行分析，控制空调32和电动通风窗32等环控设备，从而优化散粮车粮食存储环境。
另一方面还通过RS232与一个GPS模块进行连接，采集行车GPS数据，实现车辆路径规划和行车***；同时通过GPRS与远程管理平台进行通讯，向远程管理中心发送散粮车粮情数据、环控策略数据和车辆运行状态数据等，用于实现粮食运输过程的远程管理。
例如，智能终端硬件可以采用Friendly ARM Super4412增强版，它采用三星Exynos4412作为主处理器，配高清7寸电容屏。智能终端软件包括实时监管模块、行车管理模块、通风控制模块和***管理模块。
远程管理平台5可以实现对车辆的远程集中管理，是粮食现代化物流的重要组成部分。远程管理平台5采用B/S架构，运行在WEB服务器上，所有散粮运输车智能终端4通过GPRS无线网络与WEB服务器相连，所有WEB客户端用户使用浏览器登录平台。
远程管理平台5可以获取和查看多辆散粮运输车的粮情数据、环控策略数据、车辆所在位置和车辆运行状态数据等，并对历史数据进行相关分析，从而实现对多辆散粮运输车长途运输过程中的集中优化管理。
本发明具备粮食在线管理功能的智能化散粮运输车***，属于粮食电子和汽车电子领域，可以有效监管粮食长途运输途中的粮情变化，并自动控制粮情,从而避免了粮食长途运输过程中的霉变等情况，同时对粮食物流进行全程跟踪，实现整个粮食物流过程中的智能联网管理。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种具备粮食在线管理功能的智能化散粮运输车***，其特征在于：其包括粮情检测分***(1)、智能环控模块(2)、环控设备(3)、智能终端(4)、远程管理平台(5)；粮情检测分***(1)实时检测粮情数据，并通过智能终端(4)发送给智能环控模块(2)；智能环控模块(2)根据粮情数据结合专家***的规则库进行推理，获得环控策略；智能终端(4)根据当前环控策略自动控制环控设备(3)，使环控设备(3)调节车厢内储粮环境至最佳状态；智能终端(4)将数据传输至远程管理平台(5)，实现对散粮运输车的远程监管。
2.如权利要求1所述的具备粮食在线管理功能的智能化散粮运输车***，其特征在于：粮情检测分***(1)包括若干个空气温湿度传感器节点(11)、若干个粮堆温度传感器节点(12)、若干个粮食水分传感器节点(13)、通讯终端(15)；一部分空气温湿度传感器节点(11)安装在车厢内部检测车厢内部空气温湿度，另一部分空气温湿度传感器节点(11)安装在车厢外壁上检测车厢外部空气温湿度；粮堆温度传感器节点(12)、粮食水分传感器节点(13)均安装在车厢内部分别检测车厢内粮堆温度、车厢内粮食水分；空气温湿度传感器节点(11)、粮堆温度传感器节点(12)、粮食水分传感器节点(13)均通过通讯终端(15)连接智能终端(4)。
3.如权利要求2所述的具备粮食在线管理功能的智能化散粮运输车***，其特征在于：粮情检测分***(1)还包括汇聚点(14)；空气温湿度传感器节点(11)、粮堆温度传感器节点(12)、粮食水分传感器节点(13)均连接汇聚点(14)，汇聚点(14)通过通讯终端(15)连接智能终端(4)。
4.如权利要求3所述的具备粮食在线管理功能的智能化散粮运输车***，其特征在于：智能环控模块(2)包括粮情数据提取和分析(21)、知识库专家***(22)、环控策略输出(23)；智能环控模块(2)作为一个软件模块运行在智能终端(4)上，先从智能终端(4)中提取粮情数据，对粮情数据进行计算和分析，再根据知识库专家***(22)，推理确定是否进行通风、通风模式、通风类型、降温/降水的目标值和通风时间后，环控策略输出(23)将当前降温/降水的通风类型和通风时间传输给智能终端(4)。
5.如权利要求4所述的具备粮食在线管理功能的智能化散粮运输车***，其特征在于：环控设备(3)包括至少一台空调(31)、若干电动通风窗(32)和设备控制器(33)，空调(31)安装在车厢内部，电动通风窗(32)和设备控制器(33)安装在车厢侧壁或顶壁。
6.如权利要求5所述的具备粮食在线管理功能的智能化散粮运输车***，其特征在于：当智能终端(4)接收到智能环控模块(2)发送的环控策略的数据后，根据环控策略的数据发出控制命令到通讯终端(15)，通讯终端(15)将控制命令发送到设备控制器(33)，设备控制器(33)控制空调(31)或者电动通风窗(32)的开启或关闭，以及开启或关闭的时间。
7.如权利要求6所述的具备粮食在线管理功能的智能化散粮运输车***，其特征在于：通讯终端(15)通过433M/有线将控制命令发送到设备控制器(33)。
8.如权利要求6所述的具备粮食在线管理功能的智能化散粮运输车***，其特征在于：设备控制器(33)通过CAN总线控制空调(31)或者电动通风窗(32)。
9.如权利要求1所述的具备粮食在线管理功能的智能化散粮运输车***，其特征在于：智能终端(4)是整个***的中央控制单元，安装在驾驶室，除了接收粮情数据，控制环控设备(3)外，还通过RS232与一个GPS模块进行连接，采集行车GPS数据，实现车辆路径规划和行车***。
10.如权利要求1所述的具备粮食在线管理功能的智能化散粮运输车***，其特征在于：智能终端(4)通过GPRS/3G将数据传输至远程管理平台(5)。
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