基于DSP的车载特种集装箱监测控制系统设计与实现

发布时间：2020-05-28 03:43

【摘要】：国防建设的需要,很多武器装备要经历频繁的运输和长时间恶劣环境下的储存,各种军事装备物流变得更加密集。然而,储运过程中多种复杂环境因素变化经常会造成很多重特大事故。因此,为了减少事故的发生,对运输工具的监测控制就显得尤为重要。若想增强储存与运输过程中的安全系数,须利用信息技术与自动化技术的合理配合,对储运过程中设备环境状态变化进行实时和全方位的监测。针对现实存在的问题,本文的研究以车载特种集装箱储运环境状态的实时动态监控为目标。以传感器采集实时数据,结合TI公司的TMS320F2812DSP及实时操作系统多线程编程技术手段,利用CAN总线通讯网络,组建了一套实时动态监测控制系统。该系统可以做到实时、动态、有效的对集装箱内各项环境参数进行数据采集、分析和预警处理,对运输车辆故障信号进行传输。本系统对减少运输车辆的事故,提高其安全运营水平等方面具有现实意义。主要研究内容如下:完成了集装箱存储运输状态实时监测控制系统的整体设计。根据项目技术指标对系统要完成的各项功能模块化,并分别对各个模块进行了合理的设计。完成了各个主要模块的硬件电路设计,包括DSP系统的时钟电路、电源与监测电路、A/D采样电路、PWM输出控制电路、外扩FLASH存储电路与CAN总线通信电路等,绘制了系统的PCB结构。完成了各个功能模块的软件设计。依据项目需求对各模块用到的寄存器进行了正确的配置,编写了相关外设的头文件,设计了集装箱内监测控制系统与车载监控终端之间的通信协议,通过DSP自身的定时器、事件管理器等重要外设编写了程序代码。同时利用实时操作系统DSP/BIOS的多线程编程手段对各个功能模块进行调度处理,一方面减小了设计困难,另一方面增强了系统的稳定性。本课题设计了特种集装箱内环境参数信息的监测控制系统,实现了车辆驾驶室与集装箱监控系统的通信。系统在甲方测试平台上进行了测试实验,证明其能够满足特种集装箱储运过程中实时监控的实际应用要求。
【图文】：

军用物资,后勤支援,集装箱运输

物流运输的含义是将诸多功能如包装、存储、运输、信息处理等合理地结合在一起的活动[1]。物流运输行业的蓬勃发展，给广大人民的生活带来了巨大的方便，同时也推动了许多相关行业的进步。统计数据显示，，2016 年 1 至 11 月，我国工业品物流总额达到 194.5 万亿元，按可比价格计算，同比增长 6.0%。计算机、通信和其他电子设备等相关高技术工业品物流需求增速平稳。物流运输的核心功能是运输与存储。正是在这两个最关键的部分，很多时候会遇到无法预见的原因从而造成严重事故。在军用领域，军事设备从生产到装箱直至送往指定场地使用都要经过运输（陆运、海运）[2]。集装箱作为军事设备物流运输的重要手段，在整体储运过程中占有比例相当大。集装箱所储运的设备多是由金属、电子元件等特殊材料组成，技术含量高、结构复杂且价值不可估量[3]。有些设备还可能需要反复多次的运送。然而，这些关键设备在运输或储存的过程中，要承担各种环境因素带来的风险，比如温度、湿度、振动加速度、电磁干扰等多种环境因子。不合适的环境因素会造成装备的电子元件失灵、部件老化霉烂锈蚀；严重的振动冲击会致使设备损坏，性能劣化，使用寿命缩短，甚至彻底报废不能再用；复杂的电磁环境会影响设备的电爆装置，有时甚至会造成重大的安全事故[4]。

结构框图,监测系统,结构框图,集装箱

图 2.1 监测系统结构框图要求：设计要求：需要监测温湿度和振动加速度等输入。对温湿度参数进行采样存储，周期设期要低于到 50ms。系统采样频率设置为大监测设计要求：监测系统需监测集装箱内贮集装箱设有两个压力传感器。传感器采样存设计要求：系统需要结合空调工作流程、电制。这其中报警监视都是一些开关信号，电态，高电平为故障状态。这些状态信息需要来实现。监测设计要求：集装箱空调系统的用电需要状态的监测。这其中包括各项参数，分别为样需要传输，实现方式依然选择 CAN 总线
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TJ810.36

【参考文献】