專利名稱：列車冷藏機組自動群控及衛(wèi)星定位監(jiān)測控制器的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及計算機通訊、自動控制及衛(wèi)星定位監(jiān)測，特別指列車冷藏機組雙系統(tǒng)微電腦自動群控及衛(wèi)星定位監(jiān)測控制器。
本實用新型的技術(shù)方案是它包括主控制單元(MCU)、輸入輸出控制單元(IOCU)和衛(wèi)星定位監(jiān)測裝置，其中主控制單元(MCU)由主控CPU及存貯器電路、液晶顯示(LCD)及LED狀態(tài)顯示電路、功能按鍵輸入電路、電源電路、時鐘及看門狗(WATCHDOG)電路、RS-485單雙工通訊電路和RS-488全雙工通訊電路組成，輸入輸出控制單元(IOCU)由RS-488全雙工通訊電路、繼電器輸出電路、報警開關信號轉(zhuǎn)速信號輸入電路、電瓶或發(fā)電電壓信號輸入的電路、各點溫度信號輸入電路和+5V及+20V電源電壓提供電路組成，且主控制單元安裝在機組另一端值班室，輸入輸出控制單元安裝在機組內(nèi)，單元之間用四芯屏蔽雙絞線連接，以RS-488全雙工通訊方式進行數(shù)據(jù)通訊，衛(wèi)星定位監(jiān)測裝置安裝在機車頂部，與主控制單元之間用兩芯屏蔽雙絞線連接，以RS-485通訊方式進行數(shù)據(jù)傳輸，衛(wèi)星定位監(jiān)測裝置與衛(wèi)星之間以IMCT/MCT協(xié)議進行數(shù)據(jù)通訊，多節(jié)機車冷藏機組控制器之間，用兩芯屏蔽雙絞線連接，以RS-485通訊方式進行數(shù)據(jù)傳輸。
本實用新型能控制雙系統(tǒng)同時和單系統(tǒng)獨立運行，可自動和手動實現(xiàn)制冷、制熱、恒溫、通風、融霜等功能。能實現(xiàn)最多16節(jié)機車冷藏機組的網(wǎng)絡控制。在任意一節(jié)機車上可查看其他機車冷藏機組的信息，并可控制其他機車冷藏機組運行。使用衛(wèi)星定位監(jiān)測，通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)遠程監(jiān)控，減少跟車人員。自動化控制程度高，保護功能多?？娠@示信息多，共有12屏顯示信息，每屏信息多至60漢字。能自診斷故障并自動記錄，能記錄40次故障，便于故障查找。可記錄近1個月時間的車內(nèi)兩點溫度及車外溫度數(shù)據(jù)，每15分鐘記錄一次，并以曲線形式顯示，并記錄這一時刻的兩系統(tǒng)的運行狀態(tài)，以便數(shù)據(jù)分析。
由圖2可知，主控制單元(MCU)由主控CPU及存貯器電路、液晶顯示(LCD)及LED狀態(tài)顯示電路、功能按鍵輸入電路、+5V電源提供電路、時鐘及看門狗(WATCHDOG)電路、RS-485單雙工通訊電路和RS-488全雙工通訊電路七部分組成。
主控CPU及存貯器電路采用現(xiàn)在普遍使用的8051系列單片微處理器、74LS373地址鎖存器、6264數(shù)據(jù)存貯器和27C256程序存貯器，CPU片內(nèi)8KFLASH程序存貯器和外部程序存貯器內(nèi)存貯有控制器的控制程序、控制參數(shù)、LCD顯示程序及漢字字庫、功能鍵處理程序、抗干擾處理程序、內(nèi)部中斷處理程序、衛(wèi)星通訊程序、多車群控控制程序和與IOCU通訊的處理程序等。
液晶顯示(LCD)電路采用240×64漢字圖形點陣液晶顯示模塊。LCD模塊每屏可顯示60個漢字(15×4)。本控制器顯示信息有公司名稱日歷時鐘、參數(shù)設定、工況顯示、溫度顯示、發(fā)電電壓、累計時間、故障查詢、溫度記錄、網(wǎng)絡控制、數(shù)據(jù)通訊等信息。LED狀態(tài)顯示電路由兩片74LS164和15只高亮度發(fā)光二極管組成，顯示兩系統(tǒng)各種報警及通訊狀態(tài)等。
功能按鍵輸入電路由兩片8位并行輸入串行輸出集成電路74LS165和12只按鍵組成，12個功能鍵分別為自動、手動、融霜、停機、網(wǎng)控、故障、返回、確定、上、下、左、右鍵，按鍵信號經(jīng)74LS165串行輸出至主控CPU，主控CPU識別功能按鍵并進行功能處理。
+5V電源提供電路采用寬電壓輸入(7V…40V)，輸出電流1A電壓+5V的高效率穩(wěn)壓集成電路LM2575，將輸入的汽車電瓶電壓(24V…28V或12V…14V)穩(wěn)壓輸出成+5V電壓，向各功能模塊提供電源。
時鐘及看門狗(WATCHDOG)電路采用XICOR公司的X12系列CPU監(jiān)控實時時鐘芯片，給CPU提供實時時鐘，上電復位，死機復位信號。
RS-485單雙工通訊電路由RS-485通訊集成電路ADM485和光電隔離電路P521組成。用于衛(wèi)星數(shù)據(jù)通訊和多節(jié)車之間的網(wǎng)絡控制通訊。使用RS-485與RS-232轉(zhuǎn)換接口，可與筆記本電腦進行通訊，控制器中記錄的數(shù)據(jù)可輸送到電腦，以便數(shù)據(jù)分析。
RS-488全雙工通訊電路由全雙工RS-485模式通訊集成電路ADM488和光電隔電路P521組成。CPU經(jīng)此電路將控制信號傳送到輸入輸出控制單元，并同時接收輸入輸出控制單元發(fā)送來的各種信號。用RS-485通訊方式，數(shù)據(jù)傳輸距離遠(1200M)，抗干擾能力強。光電隔離電路保證數(shù)據(jù)傳輸更加可靠。
由圖3可知，輸入輸出控制單元(IOCU)由RS-488全雙工通訊電路、繼電器輸出電路、報警開關信號轉(zhuǎn)速信號輸入電路、電瓶或發(fā)電電壓信號輸入的電路、各點溫度信號輸入電路和+5V及+20V電源電壓提供電路六部分組成。
RS-488全雙工通訊電路和主控單元的RS-488電路相同，完成信號的可靠收發(fā)。
繼電器輸出電路由IC1、IC2、光電隔離電路P521、繼電器線圈驅(qū)動三極管和繼電器組成，相同電路共22路。此電路采用兩極電路隔離能有效隔離外部電路的干擾信號。11路輸出分別控制1、2號發(fā)動機啟動電機，1、2號發(fā)動機預熱塞，1、2號發(fā)動機油路電磁閥，1、2號壓縮機電磁離合器，1、2號融霜電磁閥，1、2號發(fā)動機速度電磁鐵，1、2號冷凝風機，蒸發(fā)風機，融霜電熱絲等。IC1、IC2接收到MCU發(fā)來的信號控制22路輸出。
報警開并信號轉(zhuǎn)速信號輸入電路IC3、光電隔離電路P521組成，共有12路，2路發(fā)電機轉(zhuǎn)速信號輸入，其余為1、2號系統(tǒng)高低壓開關、壓縮機溫度過熱開關、水溫開關、油壓開關、融霜空氣壓差開關、蒸發(fā)風機空氣差開關等信號輸入。IC3接收到MCU發(fā)向IC3的信號后，IC3向MCU發(fā)出采集的信號。
電瓶或發(fā)電電壓信號輸入電路由IC5和8選1集成電路IC6及輸入阻容電路組成，完成4點電壓信號的采集，分別為1、2號主發(fā)電機發(fā)電電壓和1、2號輔發(fā)電機發(fā)電電壓。IC5接收到MCU發(fā)向IC5的信號后，IC5向MCU發(fā)出采集的信號。
溫度信號輸入電路由IC4和上拉電阻組成，完成8點溫度信號的采集，分別為車內(nèi)兩點溫度，1、2號蒸發(fā)器除霜溫度，1、2號發(fā)動機水溫溫度，控制箱內(nèi)溫度和車外新風溫度。IC4接收到MCU發(fā)向IC4的信號后，IC4向MCU發(fā)出采集的信號。
+5V電源電壓提供電路和主控單元的+5V電源電路相同。
由圖4可知，本實用新型衛(wèi)星定位監(jiān)測裝置是廣東南方衛(wèi)星通信服務有限公司的CDMA衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)之全線通移動信息管理系統(tǒng)的一部分即集成移動通信終端(IMCT)，安裝在機車上，是全線通的移動部件，允許冷藏機組電腦控制器與客戶調(diào)度中心進行信息通信。全線通的其他三部分為衛(wèi)星網(wǎng)管中心為客戶提供全天候不間斷信息服務；通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器亞洲地區(qū)AP-IIR衛(wèi)星，在全國范圍內(nèi)提供無縫覆蓋；QTRACS軟件安裝在客戶機車車隊調(diào)度中心的電腦里?？蛻艚油↖NTERNET即可定位列車所處位置，了解貨物冷藏狀態(tài)、冷藏機組運行狀況，并可控制機組的運行。
權(quán)利要求1.一種列車冷藏機組自動群控及衛(wèi)星定位監(jiān)測控制器，其特征在于包括主控制單元(MCU)、輸入輸出控制單元(IOCU)和衛(wèi)星定位監(jiān)測裝置，其中主控制單元(MCU)由主控CPU及存貯器電路、液晶顯示(LCD)及LED狀態(tài)顯示電路、功能按鍵輸入電路、電源電路、時鐘及看門狗(WATCHDOG)電路、RS-485單雙工通訊電路和RS-488全雙工通訊電路組成，輸入輸出控制單元(IOCU)由RS-488全雙工通訊電路、繼電器輸出電路、報警開關信號轉(zhuǎn)速信號輸入電路、電瓶或發(fā)電電壓信號輸入的電路、各點溫度信號輸入電路和+5V及+20V電源電壓提供電路組成，且主控制單元安裝在機組另一端值班室，輸入輸出控制單元安裝在機組內(nèi)，單元之間用四芯屏蔽雙絞線連接，以RS-488全雙工通訊方式進行數(shù)據(jù)通訊，衛(wèi)星定位監(jiān)測裝置安裝在機車頂部，與主控制單元之間用兩芯屏蔽雙絞線連接，以RS-485通訊方式進行數(shù)據(jù)傳輸，衛(wèi)星定位監(jiān)測裝置與衛(wèi)星之間以IMCT/MCT協(xié)議進行數(shù)據(jù)通訊，多節(jié)機車冷藏機組控制器之間，用兩芯屏蔽雙絞線連接，以RS-485通訊方式進行數(shù)據(jù)傳輸，以實現(xiàn)多節(jié)機車之間網(wǎng)絡自動群控。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車冷藏機組自動群控及衛(wèi)星定位監(jiān)測控制器，其特征在于所述的主控制單元中的主控CPU及存貯器電路采用8051系列單片微處理器、74LS373地址鎖存器、6264數(shù)據(jù)存貯器和27C256程序存貯器，液晶顯示(LCD)電路采用240×64漢字圖形點陣液晶顯示模塊，LED狀態(tài)顯示電路由兩片74LS164和15只高亮度發(fā)光二極管組成，功能按鍵輸入電路由兩片8位并行輸入串行輸出集成電路74LS165和12只按鍵組成，按鍵信號經(jīng)74LS165串行輸出至主控CPU，主控CPU識別功能按鍵并進行功能處理，電源電路采用寬電壓輸入的高效率穩(wěn)壓集成電路LM2575，時鐘及看門狗(WATCHDOG)電路采用XICOR公司X12系列CPU監(jiān)控實時時鐘芯片，給CPU提供實時時鐘，上電復位，死機復位信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車冷藏機組自動群控及衛(wèi)星定位監(jiān)測控制器，其特征在于所述的主控制單元中的RS-485單雙工通訊電路由RS-485通訊集成電路ADM485和光電隔離電路P521組成，使用RS-485與RS-232轉(zhuǎn)換接口，可與筆記本電腦進行通訊，RS-488全雙工通訊電路由全雙工RS-485模式通訊集成電路ADM488和光電隔電路P521組成，CPU經(jīng)此電路將控制信號傳送到輸入輸出控制單元，并同時接收輸入輸出控制單元發(fā)送來的各種信號，用RS-485通訊方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車冷藏機組自動群控及衛(wèi)星定位監(jiān)測控制器，其特征在于所述的輸入輸出控制單元(IOCU)中，繼電器輸出電路由IC1、IC2、光電隔離電路P521、繼電器線圈驅(qū)動三極管和繼電器組成，相同電路共22路，IC1、IC2接收到MCU發(fā)來的信號控制22路輸出，報警開并信號轉(zhuǎn)速信號輸入電路IC3、光電隔離電路P521組成，共有12路，IC3接收到MCU發(fā)向IC3的信號后，IC3向MCU發(fā)出采集的信號，電瓶或發(fā)電電壓信號輸入電路由IC5和8選1集成電路IC6及輸入阻容電路組成，IC5接收到MCU發(fā)向IC5的信號后，IC5向MCU發(fā)出采集的信號，溫度信號輸入電路由IC4和上拉電阻組成，IC4接收到MCU發(fā)向IC4的信號后，IC4向MCU發(fā)出采集的信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車冷藏機組自動群控及衛(wèi)星定位監(jiān)測控制器，其特征在于所述的衛(wèi)星定位監(jiān)測裝置采用CDMA衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)全線通的移動通信終端IMCT，安裝在機車上，全線通的其他三部分為衛(wèi)星網(wǎng)管中心、通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器、QTRACS軟件，其中QTRACS軟件安裝在車隊調(diào)度中心的電腦里。
專利摘要本實用新型涉及計算機通訊、自動控制及衛(wèi)星定位監(jiān)測，特別指列車冷藏機組雙系統(tǒng)微電腦自動群控及衛(wèi)星定位監(jiān)測控制器。它包括主控制單元(MCU)、輸入輸出控制單元(IOCU)和衛(wèi)星定位監(jiān)測裝置，且主控制單元安裝在機組另一端值班室，輸入輸出控制單元安裝在機組內(nèi)，單元之間用四芯屏蔽雙絞線連接，以RS－488全雙工通訊方式進行數(shù)據(jù)通訊，衛(wèi)星定位監(jiān)測裝置安裝在機車頂部。本實用新型能控制雙系統(tǒng)同時和單系統(tǒng)獨立運行，可自動和手動實現(xiàn)制冷、制熱、恒溫、通風、融霜等功能。能實現(xiàn)最多16節(jié)機車冷藏機組的網(wǎng)絡控制。使用衛(wèi)星定位監(jiān)測，通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)遠程監(jiān)控，減少跟車人員。自動化控制程度高，保護功能多。
文檔編號B61D27/00GK2598818SQ0322678
公開日2004年1月14日 申請日期2003年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月14日
發(fā)明者朱國祥 申請人:岳陽恒立冷氣設備股份有限公司