試論基于CAN總線的糧倉(cāng)測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

【摘? 要】伴隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)發(fā)展事業(yè)的快速持續(xù)優(yōu)質(zhì)推進(jìn)，以及現(xiàn)代化糧庫(kù)建設(shè)規(guī)模的逐漸增大，出于同時(shí)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化現(xiàn)場(chǎng)布線結(jié)構(gòu)目標(biāo)，以及遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)信息傳輸目標(biāo)的現(xiàn)實(shí)需要，實(shí)現(xiàn)對(duì)糧庫(kù)設(shè)施運(yùn)行使用過(guò)程的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，有技術(shù)團(tuán)隊(duì)基于對(duì)CAN總線技術(shù)組件，以及DS18B20傳感器技術(shù)組件的運(yùn)用，建構(gòu)形成了滿(mǎn)足現(xiàn)代化糧庫(kù)實(shí)際使用需求的測(cè)溫技術(shù)系統(tǒng)。文章將會(huì)圍繞基于CAN總線的糧倉(cāng)測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)，展開(kāi)簡(jiǎn)要的闡釋分析。

【關(guān)鍵詞】CAN總線;糧倉(cāng)測(cè)溫系統(tǒng);設(shè)計(jì);研究分析

引言

我國(guó)屬于典型的農(nóng)業(yè)大國(guó)，每年種植和收獲的糧食數(shù)量規(guī)模龐大，受長(zhǎng)期存在的舊糧積壓?jiǎn)栴}的影響制約，我國(guó)常年有數(shù)量眾多的糧食物資需要在糧庫(kù)之中加以?xún)?chǔ)存，客觀上誘導(dǎo)糧庫(kù)成為了糧食物資安全控制工作過(guò)程中需要運(yùn)用的重要基礎(chǔ)設(shè)施，以及糧食物資在具體流通過(guò)程中需要涉及的重要環(huán)節(jié)。在糧食物資倉(cāng)儲(chǔ)活動(dòng)開(kāi)展過(guò)程中，受糧食物資本身溫度參數(shù)、糧倉(cāng)內(nèi)溫度參數(shù)、糧倉(cāng)內(nèi)相對(duì)濕度參數(shù)、糧倉(cāng)通風(fēng)條件、蟲(chóng)害問(wèn)題發(fā)生情況、天氣環(huán)境條件，以及空氣相對(duì)濕度參數(shù)的影響制約，糧食物資在倉(cāng)儲(chǔ)保存過(guò)程中極易發(fā)生陳化問(wèn)題、劣變問(wèn)題，以及霉變問(wèn)題，繼而給糧食物資的實(shí)際質(zhì)量表現(xiàn)狀態(tài)造成不良影響。遵照世界糧農(nóng)組織公開(kāi)發(fā)布的調(diào)查研究數(shù)據(jù)，全世界范圍內(nèi)每一年因蟲(chóng)食問(wèn)題，以及存儲(chǔ)條件失當(dāng)問(wèn)題而引致的糧食浪費(fèi)約占世界糧食總量的8.50%，可謂觸目驚心。從糧食倉(cāng)儲(chǔ)活動(dòng)的具體實(shí)施過(guò)程角度展開(kāi)闡釋分析，糧倉(cāng)內(nèi)溫度參數(shù)是判斷揭示糧食儲(chǔ)備狀態(tài)的基本標(biāo)志，也是衡量分析糧倉(cāng)內(nèi)已有糧食物資質(zhì)量表現(xiàn)狀態(tài)的主要依據(jù)，為控制確保糧食物資在存儲(chǔ)過(guò)程中長(zhǎng)期具備良好質(zhì)量狀態(tài)，糧庫(kù)管理工作人員必須動(dòng)態(tài)控制監(jiān)測(cè)糧倉(cāng)內(nèi)糧食物資的溫度狀態(tài)，并且將糧倉(cāng)空間內(nèi)部的溫度參數(shù)嚴(yán)格控制在一定范圍之內(nèi)。

1.糧倉(cāng)測(cè)溫系統(tǒng)的硬件選擇思路

1.1總線技術(shù)組件的選擇思路

在選擇總線技術(shù)組件過(guò)程中，可以具體選擇運(yùn)用CAN總線技術(shù)組件和RS485總線技術(shù)組件，但是與RS485總線技術(shù)組件相對(duì)比，CAN總線技術(shù)組件具備鮮明的技術(shù)特點(diǎn)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在執(zhí)行高速率傳輸技術(shù)活動(dòng)過(guò)程中，CAN總線技術(shù)組件和RS485總線技術(shù)組件在傳輸空間距離參數(shù)方面不存在顯著差異，而在執(zhí)行低速率傳輸技術(shù)活動(dòng)過(guò)程中，RS485總線技術(shù)組件的最大傳輸距離參數(shù)為1219.00m，而CAN總線技術(shù)組件的最大傳輸距離參數(shù)則為10.00km，由此可以知道，CAN總線技術(shù)組件在長(zhǎng)距離傳輸技術(shù)活動(dòng)開(kāi)展過(guò)程中具備著顯著且鮮明的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

在總線利用率層面，RS485總線技術(shù)組件屬于典型的單一化主從結(jié)構(gòu)形式，其在一條總線技術(shù)組件之上只能安裝配置一臺(tái)主機(jī)設(shè)備，其實(shí)際執(zhí)行的通訊技術(shù)環(huán)節(jié)均經(jīng)由主機(jī)設(shè)備發(fā)起，在實(shí)際發(fā)出技術(shù)命令后，通常要求對(duì)應(yīng)的技術(shù)節(jié)點(diǎn)立即做出應(yīng)答，并且只有在接收到應(yīng)答信息前提下，才能接續(xù)發(fā)出下一項(xiàng)技術(shù)命令，且在主機(jī)設(shè)備沒(méi)有對(duì)外發(fā)出技術(shù)命令條件下，處在下方位置的技術(shù)節(jié)點(diǎn)將不會(huì)開(kāi)展數(shù)據(jù)發(fā)送操作，繼而能夠有效避免發(fā)生數(shù)據(jù)錯(cuò)亂結(jié)果。

CAN總線技術(shù)組件具備多從結(jié)果結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，能夠基于多個(gè)節(jié)點(diǎn)完成數(shù)據(jù)發(fā)送操作，在一個(gè)節(jié)點(diǎn)完成數(shù)據(jù)發(fā)送操作之后，如果另一個(gè)節(jié)點(diǎn)探測(cè)感知到總線技術(shù)組件處在空閑狀態(tài)，則也可以立即開(kāi)展數(shù)據(jù)發(fā)送操作環(huán)節(jié)，客觀上顯著改善提升了總線技術(shù)組件的使用效率。

1.2溫度傳感器技術(shù)組件的選擇思路

DS18B20傳感器技術(shù)組件屬于現(xiàn)階段較為常用的數(shù)字溫度傳感器技術(shù)組件，其在具體運(yùn)行使用過(guò)程中能夠穩(wěn)定對(duì)外輸出的數(shù)字信號(hào)，其適用的電壓參數(shù)覆蓋氛圍介于3.00-3.50V之間。DS18B20傳感器技術(shù)組件具備著較為獨(dú)特的單線接口技術(shù)處理方式，其在與微處理器技術(shù)組件完成相互連接過(guò)程中，僅借助于對(duì)1個(gè)IO口條線組件的運(yùn)用，就能支持實(shí)現(xiàn)基于兩種技術(shù)組件之間的雙向通訊技術(shù)目標(biāo);DS18B20傳感器技術(shù)組件還能支持實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)溫技術(shù)目標(biāo)，且在實(shí)際化的技術(shù)使用過(guò)程中不需要配置使用任何種類(lèi)的輔助性技術(shù)組件，其可以用于測(cè)量的溫度參數(shù)覆蓋范圍介于-55.00℃～+125.00℃之間，其可編程分辨率參數(shù)介于9.00～12.00位之間，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)糧倉(cāng)內(nèi)部溫度參數(shù)的精確化測(cè)量技術(shù)目標(biāo)。除此之外，DS18B20傳感器技術(shù)組件還具備體積較小、硬件購(gòu)置配備經(jīng)濟(jì)成本水平低，以及抗干擾技術(shù)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。

2.糧倉(cāng)測(cè)溫系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)思路

本次設(shè)計(jì)建造的糧倉(cāng)測(cè)溫技術(shù)系統(tǒng)經(jīng)由測(cè)量層組成部分，以及控制層組成部分共同組成，測(cè)量層組成部分經(jīng)由一系列的測(cè)量技術(shù)單元結(jié)構(gòu)在相互并聯(lián)條件下具體組成，且在每一個(gè)測(cè)量技術(shù)單元結(jié)構(gòu)中均包含微控制器技術(shù)組件、溫度傳感器組技術(shù)組件，以及CAN收發(fā)器技術(shù)組件等;控制層組成部分通常經(jīng)由攜帶有CAN接口卡技術(shù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)設(shè)備組成。兩個(gè)組成部分經(jīng)由CAN總線技術(shù)組件完成相互連接。

數(shù)量眾多的DS18B20傳感器技術(shù)組件在單一總線技術(shù)組件之上構(gòu)成相互并聯(lián)技術(shù)關(guān)系，繼而能夠支持實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫的技術(shù)控制目標(biāo)。考量到DS18B20傳感器技術(shù)組件并聯(lián)過(guò)程中運(yùn)用的CAN總線技術(shù)組件實(shí)際具備的驅(qū)動(dòng)承載技術(shù)能力，以及具體生產(chǎn)技術(shù)活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際面對(duì)的技術(shù)情況，在每一個(gè)微控制器技術(shù)組件的IO引腳結(jié)構(gòu)之上并聯(lián)配置DS18B20傳感器技術(shù)組件。

微控制器STM32F407ZET6技術(shù)組件是本次設(shè)計(jì)的糧倉(cāng)測(cè)溫技術(shù)系統(tǒng)的核心組成部分，借由運(yùn)用CAN總線技術(shù)組件完成與計(jì)算機(jī)設(shè)備之間的通信技術(shù)目標(biāo)，在接收獲取來(lái)源于計(jì)算機(jī)設(shè)備的技術(shù)指令條件下，具體完成數(shù)據(jù)信息上傳操作技術(shù)環(huán)節(jié)，且借助于IO接口技術(shù)結(jié)構(gòu)完成與構(gòu)成相關(guān)并聯(lián)技術(shù)關(guān)系的多組溫度傳感器技術(shù)組件之間的相互連接。

由于在與單總線技術(shù)組件相互連接過(guò)程中運(yùn)用的接口結(jié)構(gòu)具備漏極開(kāi)路技術(shù)特點(diǎn)，或者是3態(tài)輸出技術(shù)特點(diǎn)，因此需要將微控制器STM32F407ZET6技術(shù)組件對(duì)應(yīng)的IO接口技術(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)置成漏極開(kāi)路（open-drain）輸出技術(shù)模式。

擇取運(yùn)用與微控制器STM32F407ZET6技術(shù)組件相配套的CAN控制器技術(shù)組件，擇取SN65HVD230技術(shù)組件充當(dāng)CAN收發(fā)器角色。

3.結(jié)束語(yǔ)

綜合梳理現(xiàn)有研究成果可以知道，糧倉(cāng)內(nèi)溫度參數(shù)是影響改變糧食物資儲(chǔ)備質(zhì)量狀態(tài)的代表因素。借助于對(duì)電子測(cè)溫技術(shù)設(shè)備的運(yùn)用，針對(duì)糧倉(cāng)內(nèi)存儲(chǔ)糧食的溫度參數(shù)表現(xiàn)狀態(tài)展開(kāi)檢測(cè)，有利于改善提升糧庫(kù)日常業(yè)務(wù)開(kāi)展過(guò)程中的總體效率，以及管理工作實(shí)施質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]陳晴川，王劍鋒，劉紅林，倪凱，毛邦寧，趙春柳.基于分布式拉曼光纖傳感的糧食測(cè)溫系統(tǒng)研究[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2019，34（S2）：16-20.

[2]齊仁龍，張慶輝，金廣鋒.基于聲表面波技術(shù)的糧食倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境無(wú)源測(cè)溫系統(tǒng)[J].河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017，38（04）：91-95.

[3]樊娜.基于ZigBee的智能糧倉(cāng)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[J].微型機(jī)與應(yīng)用，2015，34（05）：70-72.

[4]張立輝，李君興，李旭.基于LabVIEW的糧倉(cāng)溫濕度無(wú)線測(cè)控系統(tǒng)的研究[J].糧油加工，2010（12）：95-97.

作者簡(jiǎn)介：伯天江（1987.05-）， 男，遼寧沈陽(yáng)人，本科，漢族，中級(jí)職稱(chēng)，研究方向?yàn)榧Z食工程。