冷藏车内微环境的仿真及监测系统研究

摘要

在我国经济实力持续增长，市场对农产品及其相关产品的需求稳步上升的背景下，冷藏车作为对保鲜有特殊要求的货物提供运输服务的专用车辆，逐渐受到人们的重视。我国作为农产品生产大国，每年都有大量的农产品以及食品因为冷藏技术不成熟而无法得到运输，直接导致了严重的浪费和经济损失。此外，在冷藏技术方面，我国较西方国家发展较晚，因此技术尚不成熟。
　　在天津食品安全低碳制造协同创新中心和国家科技支撑计划课题“车厢微环境信息感知与智能调控设备”的支持下，本文首先针对我国的冷藏车目前仅监视湿度信息，对于冷藏车车厢内的其它相关信息重视度不足，缺少风速风量信息的检测，导致无法有效地控制冷风机的送风量，提出了风速风量传感器的无线组网检测方案。
　　其次不科学的传感器安装方案会导致车厢内温度的控制不当，冷藏车车厢内部的温度场分布不均匀，对所运物品造成不利影响。本文依据计算流体力学技术，对冷藏车车厢内部建立模型，通过对冷藏车车厢在正常工作时的风速场分布对温度场分布影响的进行研究，提出了冷藏车车厢内多点检测温度的传感器合理布局方案。
　　最后设计了一套基于ZigBee无线通信技术的无线传感器系统对冷藏车内的微环境进行监测。该系统由无线风速风量传感器、无线温湿度传感器和一个安置于驾驶室中的平板电脑组成。风速风量传感器安装于送风口处，能够有效地测量送风口的实时风速风量信息。温湿度传感器平均分配于车厢内顶部，能有效地监测车厢内的实时温湿度数据。风速风量数据与温湿度数据通过蓝牙技术传送至平板电脑构成的上位机中。上位机位于驾驶室，实现车厢内环境参数的实时显示。该上位机还具有储存和历史数据查询功能。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 国内外冷藏车车厢内监测技术发展概况

1．3 论文主要研究内容

2 车厢内环境监测系统整体设计

2．1 环境监测系统整体设计思路

2．2 系统涉及技术领域简介

2．2．1 ZigBee技术

2．2．2 ZigBee协议的结构

2．2．3 ZigBee的硬件设备简介

2．2．4 ZigBee组网的拓扑结构

2．2．5 ZigBee的特点

2．3 监测系统的总体设计

3 冷藏车车厢内的风速温度模拟与分析

3．1 计算流体力学抿述

3．2 计算流体力学解决问题的一般过程

3．2．1 前处理

3．2．2 求解

3．2．3 后处理

3．3 流体力学基本知识

3．4 研究目的与方案

3．4．1 研究目的

3．4．2 模拟计算方案

3．5 冷藏车车厢模型的建立与前处理

3．5．1 物理模型的建立

3．5．2 前处理

3．6 求解

3．6．1 求解器设置

3．6．2 湍流模型

3．6．3 边界条件设置

3．6．4 其它设置

3．7 后处理与计算结果分析

3．7．1 计算结果

3．7．2 计算结果分析

3．7．3 传感器安装方案

4 监测系统硬件设计

4．1 系统硬件选型

4．1．1 传感器芯片选型

4．1．2 单片机选型

4．1．3 通信模块选型

4．2 传感单元硬件设计

4．3 下位机软件设计

4．3．1 协调器节点程序设计

4．3．2 传感单元的程序设计

5 上位机软件设计

5．1 上位机硬件选型

5．2 Android操作系统简述

5．2．1 Android系统简介

5．2．2 Android系统的结构

5．3 车厢内环境监测系统程序结构

5．4 车厢内环境监测系统实现

5．5 车厢内环境监测系统测试数据

6 结论

7 展望

参考文献

9 攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢