基于信息融合补偿的冷链储运环境温湿度控制方法、装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及冷链运输技术领域，更具体的，涉及基于信息融合补偿的冷链储运环境温湿度控制方法、装置。本发明专利技术对采集的温湿度数据使用卡尔曼滤波进行噪声消除，使数据更加准确；通过多传感器信息融合，将车门状态数据与温湿度传感器数据融合，使在突然开门这种环境突变发生时，动态地对卡尔曼增益系数进行补偿，可在不影响正常滤波的前提下，减小滤波后数据的滞后性，提高整个温控系统的实时性与可靠性。提高整个温控系统的实时性与可靠性。提高整个温控系统的实时性与可靠性。

【技术实现步骤摘要】
基于信息融合补偿的冷链储运环境温湿度控制方法、装置


[0001]本专利技术涉及冷链运输
，更具体的，涉及基于信息融合补偿的冷链储运环境温湿度控制方法、装置。

技术介绍

[0002]现阶段随着冷链物流的发展，如何减小食品、药品运输途中的营养损失以及保障食品、药品安全问题成了关注的重点。由于外界等因素影响，运输途时效不可控性高，这样对于像高端蔬果产品、药品、速冻产品等，其在运输途中的所处环境需要进行检测与控制。而公知的，减少食品与药品在运输途中产生的价值损失，最重要的方法就是对温湿度进行控制。
[0003]但传统的温度控制方法中由于运输车厢内环境的复杂性、不稳定性，而且温湿度传感器也存在温漂以及精度问题，尤其发生运输车厢的车门突然打开这种环境突变时，传统方法的控制存在滞后性。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对使用传统方法控制的现有运输车厢在出现车门突然打开现象时存在反应滞后的技术问题，提供基于信息融合补偿的冷链储运环境温湿度控制方法、装置，其能对该现象做出及时反应。
[0005]本专利技术采用以下技术方案实现：
[0006]第一方面，本专利技术公开了基于信息融合补偿的冷链储运环境温湿度控制方法，其应用于冷链运输车舱。
[0007]所述基于信息融合补偿的冷链储运环境温湿度控制方法包括以下步骤：
[0008]实时获取当前时刻t的采集温度数据T(t)、湿度数据W(t)、车舱车门状态数据D(t)；
[0009]对温度数据T(t)、湿度数据W(t)进行卡尔曼滤波，其中，融合车舱车门状态数据D(t)对原有的卡尔曼增益系数进行动态补偿，得到处理后的温度数据T'(t)、湿度数据W'(t)；
[0010]所述动态补偿的方式设计为：
[0011]K
p
＝K0+D(t)*S
K
；
[0012]K
p
为动态补偿后的卡尔曼增益系数；K0为原有的卡尔曼增益系数，S
K
为补偿系数；D(t)表征车门状态；
[0013]其中，D(t)取0或1，D(t)＝0即为车门关闭、D(t)＝1即为车门打开；
[0014]或U(t)为当前时刻t车门打开的幅度，U
max
为车门最大打开幅度；
[0015]根据处理后的温度数据T'(t)、湿度数据W'(t)实时控制控制所述冷链运输车舱的温湿度。
[0016]该基于信息融合补偿的冷链储运环境温湿度控制方法实现根据本公开的实施例的方法或过程。
[0017]第二方面，本专利技术公开了基于信息融合补偿的冷链储运环境温湿度控制装置，使用了第一方面公开的基于信息融合补偿的冷链储运环境温湿度控制方法。
[0018]基于信息融合补偿的冷链储运环境温湿度控制装置设置在运输车舱中，包括制冷组件、通风组件、加湿组件、数据采集组件、控制器。
[0019]制冷组件设置在运输车舱底部，用于对运输车舱内部进行降温。通风组件设置在运输车舱头部。所述通风组件设有通气口，通气口用于与外部连通。所述通风组件用于在通气口打开时向外部排气，在通气口关闭时对运输车舱进行空气内循环。加湿组件设置在运输车舱靠近头部位置，用于对运输车厢内进行加湿。数据采集组件包括温湿度传感器、车门状态传感器。所述温湿度传感器设置了n个，呈多点设置在运输车舱内，用于采集运输车舱内部的温湿度。所述车门状态传感器装在运输车舱的车门上，用于监测车门状态信息。所述车门状态信息包括车门打开或车门关闭。控制器与数据采集组件、制冷组件、通风组件、加湿组件电性连接。控制器通过卡尔曼滤波算法对采集的所述温湿度数据进行滤波处理，并融合所述车门状态信息，在车门打开时对卡尔曼增益系数进行动态补偿，再依据处理后的温湿度数据对制冷组件、通风组件、加湿组件进行控制，实现车舱温湿度自适应调整。
[0020]该基于信息融合补偿的冷链储运环境温湿度控制装置实现根据本公开的实施例的方法或过程。
[0021]第三方面，本专利技术公开了一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被一处理器读取并运行时，执行第一方面公开的基于信息融合补偿的冷链储运环境温湿度控制方法。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具备如下有益效果：
[0023]1，本专利技术对采集的温湿度数据使用卡尔曼滤波进行噪声消除，使数据更加准确；通过多传感器信息融合，将车门状态数据与温湿度传感器数据融合，使在突然开门这种环境突变发生时，动态地对卡尔曼增益系数进行补偿，可在不影响正常滤波的前提下，减小滤波后数据的滞后性，提高整个温控系统的实时性与可靠性。
[0024]2，本专利技术基于PID对PWM波占空比进行控制，进而实现对通风组件、制冷组件的调整，PID利用闭环负反馈，可不依赖于具体的系统数学模型，其适应性好，有较强的鲁棒性。本专利技术使用PID控制，配合多传感器融合的滤波算法，能够稳定且准确的将冷链车舱内的温度快速且准确的稳定在目标值附近。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例中基于信息融合补偿的冷链储运环境温湿度控制方法的流程图；
[0026]图2为本专利技术实施例中基于信息融合补偿的冷链储运环境温湿度控制装置的结构图；
[0027]图3为图2中冷链储运环境温湿度控制装置的温度控制流程图；
[0028]图4为图2中运输车舱的温控曲线；
[0029]图5为图2中通气口进行排气时的结构图；
[0030]图6为图2中通气口进行排气时的结构图；
[0031]图7为图2中冷链储运环境温湿度控制装置使用传统滤波方式下的结果图；
[0032]图8为图7的局部放大图；
[0033]图9为图2中冷链储运环境温湿度控制装置使用进行动态补偿后的结果图；
[0034]图10为图9的局部放大图。
[0035]附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0036]1、运输车舱，2、制冷组件，3、通风组件，4、加湿组件，5、数据采集组件，301、活动挡板。
具体实施方式
[0037]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0038]需要说明的是，当组件被称为“安装于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
[0039]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于信息融合补偿的冷链储运环境温湿度控制方法，其应用于冷链运输车舱，其包括以下步骤：实时获取当前时刻t的采集温度数据T(t)、湿度数据W(t)；其特征在于，所述基于信息融合补偿的冷链储运环境温湿度控制方法还包括以下步骤：实时获取当前时刻t的车舱车门状态数据D(t)；对温度数据T(t)、湿度数据W(t)进行卡尔曼滤波，其中，融合车舱车门状态数据D(t)对原有的卡尔曼增益系数进行动态补偿，得到处理后的温度数据T'(t)、湿度数据W'(t)；所述动态补偿的方式设计为：K
p
＝K0+D(t)*S
K
；K
p
为动态补偿后的卡尔曼增益系数；K0为原有的卡尔曼增益系数，S
K
为补偿系数；D(t)表征车门状态；其中，D(t)取0或1，D(t)＝0即为车门关闭、D(t)＝1即为车门打开；或U(t)为当前时刻t车门打开的幅度，U
max
为车门最大打开幅度；根据处理后的温度数据T'(t)、湿度数据W'(t)实时控制所述冷链运输车舱的温湿度。2.根据权利要求1所述的基于信息融合补偿的冷链储运环境温湿度控制方法，其特征在于，根据处理后的温度数据T'(t)、湿度数据W'(t)实时控制所述冷链运输车舱的温湿度的方法包括：将处理后的温度数据T'(t)与预设目标温度值T0比较，进行温度控制；若T'(t)大于预设目标温度值T0，对运输车厢进行降温，并使运输车厢进行空气内循环；将处理后的湿度数据W'(t)与预设目标湿度区间ΔW比较，进行湿度控制；若W'(t)大于预设目标湿度区间ΔW的上限值，使运输车厢从内向外排气进行除湿；若W'(t)小于预设目标湿度区间ΔW的下限值，对运输车厢进行加湿，并使运输车厢进行空气内循环；其中，降温控制、空气内循环控制均基于PID对PWM波占空比进行控制。3.基于信息融合补偿的冷链储运环境温湿度控制装置，设置在运输车舱中，其特征在于，其使用了如权利要求1或2所述的基于信息融合补偿的冷链储运环境温湿度控制方法；所述基于信息融合补偿的冷链储运环境温湿度控制装置包括：制冷组件，其设置在运输车舱底部，用于对运输车舱内部进行降温；通风组件，其设置在运输车舱头部；所述通风组件设有通气口，通气口用于与外部连通；所述通风组件用于在通气口打开时向外部排气，在通气口关闭时对运输车舱进行空气内循环；所述通风组件用于在通气口打开时向外部排气，在通气口关闭时对运输车舱进行空气内循环；加湿组件，其设置在运输车舱靠近头部位置，用于对运输车厢内进行加湿；数据采集组件，其包括温湿度传感器、车门状态传感器；所述温湿度传感器设置了n个，呈多点设置在运输车舱内，用于采集运输车舱内部的温湿度数据；所述车门状态传感器装在运输车舱的车门上，用于监测车门状态信息；所述车门状态信息包括车门打开或车门关闭；
控制器，其与数据采集组件、制冷组件、通风组件、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红伟，徐赛，甘肃，刘孜昂，朱军，赵余懿，秦光耀，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：