專利名稱：列車冷藏機組自動群控及衛星定位監測控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及計算機通訊、自動控制及衛星定位監測，特別指列車冷藏機組雙系統微電腦自動群控及衛星定位監測控制器。
本實用新型的技術方案是它包括主控制單元(MCU)、輸入輸出控制單元(IOCU)和衛星定位監測裝置，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、報警開關信號轉速信號輸入電路、電瓶或發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，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據通訊，衛星定位監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通訊方式進行數據傳輸，衛星定位監測裝置與衛星之間以IMCT/MCT協議進行數據通訊，多節機車冷藏機組控制器之間，用兩芯屏蔽雙絞線連接，以RS-485通訊方式進行數據傳輸。
本實用新型能控制雙系統同時和單系統獨立運行，可自動和手動實現制冷、制熱、恒溫、通風、融霜等功能。能實現最多16節機車冷藏機組的網絡控制。在任意一節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。使用衛星定位監測，通過互聯網實現遠程監控，減少跟車人員。自動化控制程度高，保護功能多。可顯示信息多，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個月時間的車內兩點溫度及車外溫度數據，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的運行狀態，以便數據分析。
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在普遍使用的8051系列單片微處理器、74LS373地址鎖存器、6264數據存貯器和27C256程序存貯器，CPU片內8KFLASH程序存貯器和外部程序存貯器內存貯有控制器的控制程序、控制參數、LCD顯示程序及漢字字庫、功能鍵處理程序、抗干擾處理程序、內部中斷處理程序、衛星通訊程序、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、參數設定、工況顯示、溫度顯示、發電電壓、累計時間、故障查詢、溫度記錄、網絡控制、數據通訊等信息。LED狀態顯示電路由兩片74LS164和15只高亮度發光二極管組成，顯示兩系統各種報警及通訊狀態等。
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、網控、故障、返回、確定、上、下、左、右鍵，按鍵信號經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的高效率穩壓集成電路LM2575，將輸入的汽車電瓶電壓(24V…28V或12V…14V)穩壓輸出成+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。用于衛星數據通訊和多節車之間的網絡控制通訊。使用RS-485與RS-232轉換接口，可與筆記本電腦進行通訊，控制器中記錄的數據可輸送到電腦，以便數據分析。
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送來的各種信號。用RS-485通訊方式，數據傳輸距離遠(1200M)，抗干擾能力強。光電隔離電路保證數據傳輸更加可靠。
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、報警開關信號轉速信號輸入電路、電瓶或發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。
繼電器輸出電路由IC1、IC2、光電隔離電路P521、繼電器線圈驅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號發動機啟動電機，1、2號發動機預熱塞，1、2號發動機油路電磁閥，1、2號壓縮機電磁離合器，1、2號融霜電磁閥，1、2號發動機速度電磁鐵，1、2號冷凝風機，蒸發風機，融霜電熱絲等。IC1、IC2接收到MCU發來的信號控制22路輸出。
報警開并信號轉速信號輸入電路IC3、光電隔離電路P521組成，共有12路，2路發電機轉速信號輸入，其余為1、2號系統高低壓開關、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、蒸發風機空氣差開關等信號輸入。IC3接收到MCU發向IC3的信號后，IC3向MCU發出采集的信號。
電瓶或發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號主發電機發電電壓和1、2號輔發電機發電電壓。IC5接收到MCU發向IC5的信號后，IC5向MCU發出采集的信號。
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，分別為車內兩點溫度，1、2號蒸發器除霜溫度，1、2號發動機水溫溫度，控制箱內溫度和車外新風溫度。IC4接收到MCU發向IC4的信號后，IC4向MCU發出采集的信號。
+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，本實用新型衛星定位監測裝置是廣東南方衛星通信服務有限公司的CDMA衛星全球定位系統之全線通移動信息管理系統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度中心進行信息通信。全線通的其他三部分為衛星網管中心為客戶提供全天候不間斷信息服務；通信衛星轉發器亞洲地區AP-IIR衛星，在全國范圍內提供無縫覆蓋；QTRACS軟件安裝在客戶機車車隊調度中心的電腦里。客戶接通INTERNET即可定位列車所處位置，了解貨物冷藏狀態、冷藏機組運行狀況，并可控制機組的運行。
權利要求1.一種列車冷藏機組自動群控及衛星定位監測控制器，其特征在于包括主控制單元(MCU)、輸入輸出控制單元(IOCU)和衛星定位監測裝置，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、報警開關信號轉速信號輸入電路、電瓶或發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，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據通訊，衛星定位監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通訊方式進行數據傳輸，衛星定位監測裝置與衛星之間以IMCT/MCT協議進行數據通訊，多節機車冷藏機組控制器之間，用兩芯屏蔽雙絞線連接，以RS-485通訊方式進行數據傳輸，以實現多節機車之間網絡自動群控。
2.根據權利要求1所述的列車冷藏機組自動群控及衛星定位監測控制器，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數據存貯器和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狀態顯示電路由兩片74LS164和15只高亮度發光二極管組成，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.根據權利要求1所述的列車冷藏機組自動群控及衛星定位監測控制器，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送來的各種信號，用RS-485通訊方式。
4.根據權利要求1所述的列車冷藏機組自動群控及衛星定位監測控制器，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、繼電器線圈驅動三極管和繼電器組成，相同電路共22路，IC1、IC2接收到MCU發來的信號控制22路輸出，報警開并信號轉速信號輸入電路IC3、光電隔離電路P521組成，共有12路，IC3接收到MCU發向IC3的信號后，IC3向MCU發出采集的信號，電瓶或發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發向IC5的信號后，IC5向MCU發出采集的信號，溫度信號輸入電路由IC4和上拉電阻組成，IC4接收到MCU發向IC4的信號后，IC4向MCU發出采集的信號。
5.根據權利要求1所述的列車冷藏機組自動群控及衛星定位監測控制器，其特征在于所述的衛星定位監測裝置采用CDMA衛星全球定位系統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星網管中心、通信衛星轉發器、QTRACS軟件，其中QTRACS軟件安裝在車隊調度中心的電腦里。
專利摘要本實用新型涉及計算機通訊、自動控制及衛星定位監測，特別指列車冷藏機組雙系統微電腦自動群控及衛星定位監測控制器。它包括主控制單元(MCU)、輸入輸出控制單元(IOCU)和衛星定位監測裝置，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，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據通訊，衛星定位監測裝置安裝在機車頂部。本實用新型能控制雙系統同時和單系統獨立運行，可自動和手動實現制冷、制熱、恒溫、通風、融霜等功能。能實現最多16節機車冷藏機組的網絡控制。使用衛星定位監測，通過互聯網實現遠程監控，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 優先權日2003年1月14日
發明者朱國祥 申請人:岳陽恒立冷氣設備股份有限公司