智能化散粮运输车系统的设计与应用展望

文/李朝英 李 臻 曹 泓 张道忠 朱秋君 邓仲芬 张 勇 崔培培

智能化散粮运输车系统的设计与应用展望

文/李朝英 李 臻 曹 泓 张道忠 朱秋君 邓仲芬 张 勇 崔培培

近几年，国内粮食物流行业正处于大力发展阶段，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，但是散粮的品质在长途运粮过程中容易受到湿、热等环境因素的影响。此外，目前我国粮食物流缺乏全程跟踪能力，无法实现粮食物流动态调拨与动态调整，体现不出粮食物流的效率与安全。

目前国内市场上的散粮运输车普遍不具备智能化功能，而已有部分国际散粮车具备了车载检测系统。而粮情检测和控制系统目前在我国已经逐步推广，取得了比较好的效果。同时具备车载在线粮情检测、智能环控和远程行车管理系统的散粮运输车系统目前在国际上均处于空白状态。该系统将粮情在线检测和环控系统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系统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。

图1 智能化散粮运输车系统总体架构框图

系统组成

如图1所示，智能化散粮运输车系统是通过在普通的散粮运输车上，以结构安装的方式安装粮情检测分系统、智能环控分系统和智能终端，然后与远程管理平台进行通信。粮情检测分系统实时检测车厢内粮情数据，并将粮情数据通过CAN总线发送给智能终端。智能环控分系统根据智能终端获取的粮情数据，对粮情数据进行分析推算，获得环控策略，再将这些环控策略发送给智能终端，从而控制空调、电动通风窗等环控设备，自动调节车厢内储粮环境至最佳状态。智能终端是整个系统的中央控制单元，一方面采集粮情数据，发送环控策略数据，另一方面通过GPRS与远程管理平台进行通信，实现对散粮运输车的远程监管。

分系统设计

（一）粮情检测分系统

粮情检测分系统，是以结构安装的方式在散粮运输车车厢安装若干个空气温湿度传感器、粮堆测温线缆、在线粮食水分传感器和汇聚点，以及在散粮运输车驾驶室安装的通讯终端，粮情检测分系统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总线传输到车厢外汇聚点，车厢外汇聚点通过433M/有线与车头的通讯终端进行通讯。通讯终端通过RS232与智能终端通讯，将粮情数据发送给智能终端。

（二）智能环控分系统

智能环控分系统包括智能环控模块和环控设备，其中智能环控模块包含粮情数据提取和分析、知识库专家系统、环控策略输出。环控设备以结构安装的方式安装在车厢内，包括空调、若干电动通风窗以及控制空调开关和通风窗开关的设备控制器等。

智能环控模块从智能终端中提取粮情数据，对粮情数据进行计算和分析，再根据知识库专家系统，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/窗）和降温/降水的目标值后，然后环控策略输出当前信息到智能终端，由智能终端将控制命令发送到设备控制器，从而执行相关控制。

知识库专家系统是一个智能程序系统，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，以及环控系统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。

环控设备包括空调、若干电动通风窗以及控制空调开关和通风窗开关的设备控制器等。空调和电动通风窗都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。当智能终端接收到智能环控分系统发送的环控策略数据后，将控制命令逐级发送到设备控制器，从而控制空调或自动通风窗的开关，从而使车厢内空气温湿度达到目标值，以改善粮食储藏环境。

（三）智能终端

智能终端是整个系统的中央控制单元，安装在驾驶室。一方面接收粮情检测分系统的粮情数据，再运用智能环控分系统对粮情数据进行分析，获得控制策略，进而控制空调和电动通风窗等环控设备，从而优化散粮车粮食存储环境。

另一方面与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安全监管；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。

（四）远程管理平台

远程管理平台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。

应用展望

该智能化散粮运输车系统将粮情在线检测和环控系统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，从而避免了粮食长途运输过程中的霉变等情况；同时将粮食在线管理与远程行车管理系统集成到散粮运输车上，对粮食物流进行全程跟踪和远程监管，实现了整个粮食物流过程中的智能联网管理，其创新性设计与实现对现代粮食物流的发展具有重要意义。

该系统采用了模块化和标准化设计，提高了系统的可靠性，易于安装和推广。不仅可以应用与散粮车，后期也可以拓展用于火车、海运运粮过程中粮情控制，还可以将粮食拓展到食品、蔬菜、水果、高价值产品及对运输环境有特殊要求的产品等，实现环境控制和远程监控，其应用价值更为广泛，将带动相关行业的提升，意义更为长远。

基金名称 ：粮食公益性行业科研专项，“北粮南运”散粮高效运输系统化技术装备研发（201413005）；

作者单位：中国电子科技集团公司第三十八研究所 安徽博微长安电子有限公司