一种新型果蔬运输箱体、智能变量通风系统及其实现方法技术方案

本发明专利技术公开了一种智能变量通风系统，包括控制模块、变频模块、风机、人机交互界面和信号采集模块，所述人机交互界面、控制模块、变频模块和风机依次相连，所述信号采集模块分别和控制模块、人机交互界面相连。本发明专利技术还公开了上述智能变量通风系统的实现方法，控制模块根据信号采集模块采集的信号，采用模糊控制的方法，智能变量控制风机转速，获得不同的箱体通风量。本发明专利技术还公开了一种新型果蔬运输箱体，包括风机，还包括箱体外壳和箱体内部结构，所述箱体外壳由上面板、下面板、左面板、右面板、前面板和后门板组成；所述箱体内部结构包括回风道、风机安装板和开孔隔板；本发明专利技术具有结构简单、加工方便、智能化高等优点，利于提高果蔬保鲜品质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术专利涉及果蔬保鲜运输
，尤其涉及一种适用于气调保鲜用新型果 蔬运输箱体、智能变量通风系统及其实现方法。
技术介绍
运输箱体内装满果蔬后，果蔬呼吸放热，会导致箱体内环境温度升高，箱体内温度 升高会进一步加速果蔬的呼吸作用，从而易导致果蔬品质下降，果蔬保鲜期缩短。目前，传 统果蔬保鲜运输箱体基本采用长方体的箱体，在箱体内上前方安装空调的蒸发器，蒸发器 装有内置风机。蒸发器的出风口吹向箱体后部，然后当箱体内装满果蔬后，蒸发器出风口的 风吹到果蔬上遇到阻力，接着又进入回风口，造成通风短路，箱体内中后部的果蔬的通风较 少，易造成箱体内温差过大，有研究表明，传统箱体内的温差可达15°C，对果蔬保鲜不利，因 此亟需对目前的箱体结构进行创新设计。另外，蒸发器内置的风机仅有一个风速，当制冷机 组不工作时，通风即停止。特别是在果蔬液氮气调保鲜运输装备中，箱体内的果蔬对风速要 求较高。若采用液氮气调，液氮喷出时，出口温度低，为加速液氮出口与外界进行热交换，需 加大通风量，加速液氮汽化并将液氮升温至目标值，防止液氮出口低温对果蔬产生冻害。若 液氮未喷出时，则需根据箱体内温度和湿度情况进行通风。此外，温度与湿度的设定值与目 标值差距的大小不同时，选用的通风风量也不同。箱体通风风量的大小应与箱体内的实际 情况相结合。若箱内通风风速恒定在较大值时，易导致果蔬干耗严重，降低果蔬品质；若箱 内通风风速恒定在较小值时，则箱内环境不均勻，保鲜质量差。改进目前的箱体结构、实现 风机变量通风控制是目前果蔬运输，特别是气调保鲜运输中急需解决的问题之一，对提高 果蔬品质、延长果蔬保鲜周期，增强我国果蔬国际竞争力有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种智能变量通风系 统，本专利技术具有结构简单、加工方便、智能化程度高等优点，有利于促进果蔬保鲜环境均勻、 提高果蔬保鲜品质。本专利技术的目的之二在于提供上述智能变量通风系统的实现方法。本专利技术的目的之三在于提供一种应用上述智能变量通风系统及其实现方法的新 型果蔬运输箱体。本专利技术的目的之一是通过以下技术方案实现的一种智能变量通风系统，包括控 制模块、变频模块、风机、人机交互界面和信号采集模块，所述人机交互界面、控制模块、变 频模块和风机依次相连，所述信号采集模块和控制模块相连。优选的，所述控制模块包括相连的主机模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块和 数字量输入输出模块。优选的，所述信号采集模块包括温度传感器、湿度传感器、液氮罐出液管电磁阀。 所述温度传感器用于对环境的温度进行采样；所述湿度传感器用于对环境的湿度进行采样；所述液氮罐出液管电磁阀将自身的启闭信号发送给控制模块，实现控制模块对液氮罐 出液管电磁阀的监测。优选的，所述的人机交互界面采用触摸屏显示。人机交互界面用于实时显示果蔬 品种、保鲜参数(温度、湿度和气体成分)的目标值和实际值，还可以通过人机交互界面添 加、修改、删除果蔬品种及保鲜环境参数目标值。本专利技术的目的之二是通过以下技术方案实现的一种智能变量通风系统的实现方 法，具体包括以下步骤Si、初始化设置管理人员将控制模块中的主机模块开关推至ON档，通过人机交 互界面设定温度目标值、湿度目标值、氧气浓度目标值，进入步骤S2 ；S2、信号采集模块通过温度传感器对环境温度进行采样，通过湿度传感器对环境 湿度进行采样，并监测液氮罐出液管电磁阀启闭信号，将所采集的温度采样值、湿度采样值 和液氮罐出液管电磁阀启闭信号发送给主机模块，进入步骤S3 ；S3、主机模块根据液氮罐出液管电磁阀启闭信号判断液氮罐出液管电磁阀是否处 于开启状态，若否，则进入步骤S4 ；若是，则管理员将风机频率设定为最佳频率值，形成风 机频率控制信号，进入步骤S6 ；S4、主机模块判断温度采样值是否与温度目标值相等，若是，则进入步骤S5 ；若 否，则主机模块根据温度差和温度变化率，进行运算求出控制量，形成风机频率控制信号， 进入步骤S6 ；S5、主机模块判断湿度采样值是否与湿度目标值相等，若是，则返回步骤S2 ；若 否，主机模块根据湿度差和湿度变化率，进行运算求出控制量，形成风机频率控制信号，进 入步骤S6 ；S6、主机模块通过模拟量输出模块将风机频率控制信号以模拟量的形式输出，进 入步骤S7 ；S7、变频模块根据风机频率控制信号改变输出电压，进入S8 ；S8、风机根据输出电压改变转速，进入S9 ；S9、主机模块判断是否收到管理员的关闭信号，若是，则退出操作；若否，则返回步 马聚S2 ο优选的，所述步骤S3中的最佳频率值为50Hz。优选的，所述步骤S4中主机模块根据温度差和温度变化率，进行运算求出控制 量，是指采用模糊控制算法，求出控制量，具体包括以下步骤S4. 1、将量化因子置入主机模块，其中量化因子具体包括模糊论域、模糊规则表和 隶属函数，具体为S4. 1. 1、将模糊论域置入主机模块温度差值e与温度变化率ec的基本论域均为 {-6、-5、-4、-3、-2、-1、0、1、2、3、4、5、6}，模糊输出量1的基本论域为{0、1、2、3、4、5、6} ；e、 ec和W的模糊集均取为{NB NM NS ZO PSPM PB}，其中NB代表负大，NM代表负中，NS代表 负小，ZO代表零，PS代表正小，PM代表正中，PB代表正大；进入步骤S4. 1. 2 ；S4. 1. 2、将隶属函数置入主机模块e、eC和W的隶属函数均选取为三角函数形式， 建立e、ec和W的隶属函数，三角函数的通用表达式为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能变量通风系统，其特征在于，包括控制模块、变频模块、风机、人机交互界面和信号采集模块，所述人机交互界面、控制模块、变频模块和风机依次相连，所述信号采集模块和控制模块相连。

【技术特征摘要】
一种智能变量通风系统，其特征在于，包括控制模块、变频模块、风机、人机交互界面和信号采集模块，所述人机交互界面、控制模块、变频模块和风机依次相连，所述信号采集模块和控制模块相连。2.根据权利要求1所述一种智能变量通风系统，其特征在于，所述控制模块包括相连 的主机模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块和数字量输入输出模块。3.根据权利要求2所述一种智能变量通风系统，其特征在于，所述信号采集模块包括 温度传感器、湿度传感器、液氮罐出液管电磁阀。4.一种智能变量通风系统的实现方法，其特征在于，具体包括以下步骤51、初始化设置管理人员将控制模块中的主机模块开关推至ON档，通过人机交互界 面设定温度目标值、湿度目标值、氧气浓度目标值，进入步骤S2 ；52、信号采集模块通过温度传感器对环境温度进行采样，通过湿度传感器对环境湿度 进行采样，并监测液氮罐出液管电磁阀启闭信号，将所采集的温度采样值、湿度采样值和液 氮罐出液管电磁阀启闭信号发送给主机模块，进入步骤S3 ；53、主机模块根据液氮罐出液管电磁阀启闭信号判断液氮罐出液管电磁阀是否处于开 启状态，若否，则进入步骤S4 ；若是，则管理员将风机频率设定为最佳频率值，形成风机频 率控制信号，进入步骤S6;54、主机模块判断温度采样值是否与温度目标值相等，若是，则进入步骤S5；若否，则 主机模块根据温度差和温度变化率，进行运算求出控制量，形成风机频率控制信号，进入步 骤S6 ；55、主机模块判断湿度采样值是否与湿度目标值相等，若是，则返回步骤S2；若否，主 机模块根据湿度差和湿度变化率，进行运算求出控制量，形成风机频率控制信号，进入步骤 S6 ；56、主机模块通过模拟量输出模块将风机频率控制信号以模拟量的形式输出，进入步 骤S7 ；57、变频模块根据风机频率控制信号改变输出电压，进入S8；58、风机根据输出电压改变转速，进入S9；59、主机模块判断是否收到管理员的关闭信号，若是，则退出操作；若否，则返回步骤S2。5.根据权利要求4所述一种智能变量通风系统的实现方法，其特征在于，所述步骤S3 中的最佳频率值为50Hz。6.根据权利要求4所述一种智能变量通风系统的实现方法，其特征在于，所述步骤S4 中主机模块根据温度差和温度变化率，进行运算求出控制量，是指采用模糊控制算法，求出 控制量，具体包括以下步骤S4. 1、将量化因子置入主机模块，其中量化因子具体包括模糊论域、模糊规则表和隶属 函数，具体为S4. 1. 1、将模糊论域置入主机模块温度差值e与温度变化率ec的基本论域均为 {-6、-5、-4、-3、-2、-1、0、1、2、3、4、5、6}，模糊输出量1的基本论域为{0、1、2、3、4、5、6} ；e、 ec和W的模糊集均取为{NB NM NS ZOPS PM PB}，其中NB代表负大，NM代表负中，NS代表 负小，ZO代表零，PS代表正小，PM代表正中，PB代表正大；进入步骤S4. 1. 2 ；`S4. 1.2、将隶属函数置入主机模块e、ec和W的隶属函数均选取为三角函数形式，三角 函数的通用表达式为Ux-a)/(b-α)若fl <x <b{(χ-c)/(b-<x<c其中μ (x)表示隶属度，a、b、c分别表示与模糊集元素对应的论域值；建立e、ec和W 的隶属函数，将e、ec和W的隶属函数置入主机模块；进入步骤S4. 1. 3 ；S4. 1. 3、将模糊规则表置入主机模块利用e、ec和W的模糊语言建立温度控制的模糊 规则表，见表1 表1xV ec eXNBNMNSZOPSPMPBNBNBNMNMNSNSNSNMNMNMNSNSNSNSZONSNSNMNSNSNSN...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆华忠，刘妍华，吕恩利，吴慕春，杨洲，张明帮，韩谞，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]