CN109644962B - 一种用于运输车的防虫害控制系统及其控制方法 - Google Patents

一种用于运输车的防虫害控制系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于运输车的防虫害控制系统及其控制方法，通过检测单元检测出运输车厢内害虫的密度、种类和车厢温度，根据害虫种类调整害虫密度和害虫密度变化率的变换比例因子，将变换后的害虫密度和密度的变换率模糊化之后输入控制单元，输出的是杀虫灯和风扇的总功率，风扇将车厢的害虫利用压强差的原理经过第一阀门和第二阀门吸入有减速作用的减速管道，最终排进隔离箱，该系统具有以下优点：运输车在运输食物的途中可以减少损失；风扇和灭虫灯的设计可以在节能的基础上，确保抑制虫害的力度合理；车厢温度过高时，风扇可以及时降温，安全合理。

Description

一种用于运输车的防虫害控制系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及虫害防治技术领域，具体涉及一种用于运输车的防虫害控制系统及其控制方法。
背景技术
当运输车装有食物时，特别是长途运输途中，害虫的侵害也是不可忽视的问题；可是在运输车中的防虫害设备少之又少。若对害虫出现处理不及时，容易造成不小的经济损失。
发明内容
有鉴于此，有必要针对目前存在的问题，提供一种用于运输车的防虫害控制系统及其控制方法。
一种用于运输车的防虫害控制系统，包括：杀虫灯、检测单元、控制单元、风扇、减速管道、第一阀门、第二阀门、通风管道和隔离箱；
所述杀虫灯、检测单元和控制单元设置于运输车车厢内，所述运输车车厢与其上方的所述通风管道通过第一阀门进行连通，所述通风管道通过第二阀门与所述减速管道的一端进行连通，所述减速管道与所述隔离箱进行连通，所述风扇设置于通风管道内，所述检测单元的输出端连接所述控制单元的输入端，所述控制单元的输出端连接所述杀虫灯、风扇、第一阀门和第二阀门。
优选地，所述检测单元，用于检测运输车车厢内害虫的密度、害虫的种类、以及运输车车厢内的温度；
所述控制单元，用于根据检测的运输车车厢内害虫的密度、害虫的种类、以及运输车车厢内的温度确定杀虫灯的开启数量和风扇的总功率，从而控制杀虫灯的开启、风扇的档位、以及控制第一阀门和第二阀门的开启；
所述减速管道，用于将携带害虫的气流减速和改变方向，避免发生气流回流。
优选地，所述杀虫灯有多个，所述杀虫灯设置于运输车车厢内部上方。
优选地，风扇有两个，分别设置于第一阀门、第二阀门上。
优选地，所述检测单元为温度传感器和害虫声音监测器，温度传感器和害虫声音监测器集成在检测模块内。
优选地，所述隔离箱内设置有粘虫胶和通气网，所述通气网连接车厢外部。
本发明还提出一种用于运输车的防虫害控制方法，包括以下步骤：
通过所述检测单元检测运输车车厢内害虫的密度、害虫的种类、以及运输车车厢内的温度，并传输至所述控制单元；
所述控制单元根据检测的运输车车厢内害虫的密度、害虫的种类、以及运输车车厢内的温度确定杀虫灯的开启数量和风扇的总功率；
通过所述控制单元控制杀虫灯的开启、风扇的档位、以及控制第一阀门和第二阀门的开启。
优选地，所述控制单元根据检测的运输车车厢内害虫的密度、害虫的种类、以及运输车车厢内的温度确定杀虫灯的开启数量和风扇的总功率，具体如下：
根据害虫的种类确定密度比例因子K1和密度变化率比例因子K2；
令害虫的密度乘以密度比例因子K1得到害虫的密度e，令害虫密度的变化率乘以密度变化率比例因子K2得到害虫密度的变化率ec；
对害虫的密度e、害虫密度的变化率ec和车厢内温度T进行模糊化处理；
将模糊化后的害虫的密度e、模糊化后的害虫密度的变化率ec、以及模糊化后的车厢内温度T作为输入，将风扇的总功率和杀虫灯的总功率作为输出，采用模糊控制器算法，得到风扇的总功率和杀虫灯的总功率。
优选地，所述通过所述控制单元控制杀虫灯的开启、风扇的档位、以及控制第一阀门和第二阀门的开启，具体如下：
随着害虫的密度e和害虫密度的变化率ec的增大，首先增加风扇的转速挡位，然后增加杀虫灯开启的数量，随着害虫的密度e和害虫密度的变化率ec的变小，首先减少杀虫灯开启的数量，然后减小风扇的转速挡位；
设定害虫数量上限阈值，若害虫的密度超过设定的害虫数量上限阈值，所述第一阀门和第二阀门的开启。
优选地，所述对害虫的密度e、害虫密度的变化率ec和车厢内温度T进行模糊化处理的过程中，害虫的密度e的基本论域为[0,3]，害虫密度的变化率ec的基本论域是[-1,1]，车厢内温度T的基本论域是[0，55℃]。
本发明的有益效果：本发明提出一种用于运输车的防虫害控制系统及其控制方法，其具有以下优点：运输车在运输食物的途中可以减少损失；风扇和灭虫灯的设计可以在节能的基础上，确保抑制虫害的力度合理；车厢温度过高时，风扇可以及时降温，安全合理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一种实施例中用于运输车的防虫害控制系统的示意图；
图2为本发明一种实施例中用于运输车的防虫害控制方法的示意图；
图3为本发明一种实施例中控制系统的控制流程图；
图4为本发明一种实施例中步骤S20具体流程图；
图5为本发明一种实施例中步骤S30具体流程图；
图6为本发明一种实施例中害虫密度的隶属函数；
图7为本发明一种实施例中害虫密度的变化率的隶属函数。
标号说明：
1-杀虫灯、2-检测单元、3-控制单元、4-风扇、5-减速管道、6-第一阀门、7-第二阀门、8-通风管道、10-运输车车厢。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示诸如上、下、左、右、前、后……，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提供一种用于运输车的防虫害控制系统，本发明一种优选实施例中，如图1所示，包括：杀虫灯1、检测单元2、控制单元3、风扇4、减速管道5、第一阀门6、第二阀门7、通风管道8和隔离箱；
所述杀虫灯1、检测单元2和控制单元3设置于运输车车厢10内，所述运输车车厢10与其上方的所述通风管道8通过第一阀门6进行连通，所述通风管道8通过第二阀门7与所述减速管道5的一端进行连通，所述减速管道5与所述隔离箱进行连通，所述风扇4设置于通风管道8内，所述检测单元2的输出端连接所述控制单元3的输入端，所述控制单元3的输出端连接所述杀虫灯1、风扇4、第一阀门6和第二阀门7。
本发明实施例中，所述检测单元2，用于检测运输车车厢10内害虫的密度、害虫的种类、以及运输车车厢10内的温度；
所述控制单元3，用于根据检测的运输车车厢10内害虫的密度、害虫的种类、以及运输车车厢10内的温度确定杀虫灯1的开启数量和风扇4的总功率，从而控制杀虫灯1的开启、风扇4的档位、以及控制第一阀门6和第二阀门7的开启；
所述减速管道5，用于将携带害虫的气流减速和改变方向，避免发生气流回流。
本发明实施例中，所述杀虫灯1有3个，所述3个杀虫灯1设置于运输车车厢10内部上方。
本发明实施例中，风扇4有两个，分别设置于第一阀门6、第二阀门7上。气流由下往上、由左往右经过两个风扇。
本发明实施例中，所述检测单元2为温度传感器和害虫声音监测器，温度传感器和害虫声音监测器集成在检测模块内。其中检测温度的功能由温度传感器完成，害虫密度和种类估计功能由已有的害虫声音监测器完成。
本发明实施例中，所述隔离箱内设置有粘虫胶和通气网，所述通气网连接车厢外部。网孔小，不足以通过昆虫。
本发明还提出一种用于运输车的防虫害控制方法；
本发明一种优选实施例中，如图2所示，包括以下步骤：
S10、通过所述检测单元2检测运输车车厢10内害虫的密度、害虫的种类、以及运输车车厢10内的温度，并传输至所述控制单元3；
S20、所述控制单元3根据检测的运输车车厢10内害虫的密度、害虫的种类、以及运输车车厢10内的温度确定杀虫灯1的开启数量和风扇4的总功率；
S30、通过所述控制单元3控制杀虫灯1的开启、风扇4的档位、以及控制第一阀门6和第二阀门7的开启。
本发明实施例中，控制系统的控制流程图如图3所示。
本发明一种优选实施例中，步骤S20中，如图4所示，包括以下步骤：
S201、根据害虫的种类确定密度比例因子K1和密度变化率比例因子K2。
本发明实施例中，密度比例因子K1和密度变化率比例因子K2和害虫的种类相关，根据估计的害虫种类查表得到K1、K2的数值，实时调整。常用的K1、K2值如表1所示，仅供参考。如果没有试验样本，可以取K1、K2值为3和8。
表1 K1、K2值示意
害虫种类 蝗虫 飞蛾 蚊子 瓢虫
K<sub>1</sub> 1 3 2 3
K<sub>2</sub> 5 8 7 5
S202、令害虫的密度乘以密度比例因子K1得到害虫的密度e，令害虫密度的变化率乘以密度变化率比例因子K2得到害虫密度的变化率ec；
S203、对害虫的密度e、害虫密度的变化率ec和车厢内温度T进行模糊化处理；
S204、将模糊化后的害虫的密度e、模糊化后的害虫密度的变化率ec、以及模糊化后的车厢内温度T作为输入，将风扇的总功率和杀虫灯的总功率作为输出，采用模糊控制器算法，得到风扇的总功率和杀虫灯的总功率。
本发明一种优选实施例中，步骤S30中，如图5所示，包括以下步骤：
S301、随着害虫的密度e和害虫密度的变化率ec的增大，首先增加风扇的转速挡位，然后增加杀虫灯开启的数量，随着害虫的密度e和害虫密度的变化率ec的变小，首先减少杀虫灯开启的数量，然后减小风扇的转速挡位；
S302、设定害虫数量上限阈值，若害虫的密度超过设定的害虫数量上限阈值，所述第一阀门6和第二阀门7的开启。
本发明实施例中，所述对害虫的密度e、害虫密度的变化率ec和车厢内温度T进行模糊化处理的过程中，害虫的密度e的基本论域为[0,3]，害虫密度的变化率ec的基本论域是[-1,1]，车厢内温度T的基本论域是[0，55℃]。
本发明实施例中，害虫的密度e的模糊语言值取{Z0,PS,PM,PB}，害虫密度的变化率ec的模糊语言值取{N,ZO,P}，车厢内温度T的模糊语言值取{PL,PM,PB}，输出的总功率P的模糊语言值取{ZO,FAN1,FAN2,LAMP1,LAMP2,LAMP3}。
本发明实施例中，害虫密度的隶属函数，如图6所示，害虫密度的变化率的隶属函数，如图7所示。
本发明实施例中，模糊控制器的输出和控制单元3的具体控制之间的关系如表2所示：
表2模糊控制器的输出和控制单元3的具体控制之间的关系
Figure GDA0003271467050000051
Figure GDA0003271467050000061
车厢内温度在低温时，控制器的输出功率上限高；车厢内温度在较高温度时，控制器的输出功率上限低；车厢内温度在高温时，控制器输出的指令是开启风扇二档。模糊控制器的模糊推理规则如表3、表4和表5所示：
当车厢内温度T取低温PL时，输出的总功率P和害虫的密度e、害虫密度的变化率ec的模糊规则如表3所示：
表3 T取低温PL时，输出的总功率P和害虫的密度e、害虫密度的变化率ec的模糊规则
Figure GDA0003271467050000062
当车厢内温度T较高温度PM时，输出的总功率P和害虫的密度e、害虫密度的变化率ec的模糊规则如表4所示：
表4 T较高温度PM时，输出的总功率P和害虫的密度e、害虫密度的变化率ec的模糊规则
Figure GDA0003271467050000063
当车厢内温度T高温PH时，输出的总功率P和害虫的密度e、害虫密度的变化率ec的模糊规则如表5所示：
表5 T高温PH时，输出的总功率P和害虫的密度e、害虫密度的变化率ec的模糊规则
Figure GDA0003271467050000071
当风扇启动时，气流从车厢流过两个风扇4，再经过有减速作用的减速管道5，管道迂回，用来给携带害虫的气流减速和改变方向，以免发生气流回流的现象，最终气流流到隔离箱，隔离箱内有粘虫胶和通气网，通气网和外界相通，网孔小，不足以通过昆虫。本专利使用的风扇抵挡和高档的功率分别为30W和40W。三个功率均为50W的杀虫灯安装在车厢顶部。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于运输车的防虫害控制系统，其特征在于，包括：杀虫灯(1)、检测单元(2)、控制单元(3)、风扇(4)、减速管道(5)、第一阀门(6)、第二阀门(7)、通风管道(8)和隔离箱；
所述杀虫灯(1)、检测单元(2)和控制单元(3)设置于运输车车厢(10)内，所述运输车车厢(10)与其上方的所述通风管道(8)通过第一阀门(6)进行连通，所述通风管道(8)通过第二阀门(7)与所述减速管道(5)的一端进行连通，所述减速管道(5)与所述隔离箱进行连通，所述风扇(4)设置于通风管道(8)内，所述检测单元(2)的输出端连接所述控制单元(3)的输入端，所述控制单元(3)的输出端连接所述杀虫灯(1)、风扇(4)、第一阀门(6)和第二阀门(7)；
所述检测单元(2)，用于检测运输车车厢(10)内害虫的密度、害虫的种类、以及运输车车厢(10)内的温度；
所述控制单元(3)，用于根据检测的运输车车厢(10)内害虫的密度、害虫的种类、以及运输车车厢(10)内的温度确定杀虫灯(1)的开启数量和风扇(4)的总功率，从而控制杀虫灯(1)的开启、风扇(4)的档位、以及控制第一阀门(6)和第二阀门(7)的开启；
所述减速管道(5)，用于将携带害虫的气流减速和改变方向，避免发生气流回流；
所述隔离箱内设置有粘虫胶和通气网，所述通气网连接车厢外部。
2.根据权利要求1所述的用于运输车的防虫害控制系统，其特征在于，所述杀虫灯(1)有多个，所述杀虫灯(1)设置于运输车车厢(10)内部上方。
3.根据权利要求1所述的用于运输车的防虫害控制系统，其特征在于，风扇(4)有两个，分别设置于第一阀门(6)、第二阀门(7)上。
4.根据权利要求1所述的用于运输车的防虫害控制系统，其特征在于，所述检测单元(2)为温度传感器和害虫声音监测器，温度传感器和害虫声音监测器集成在检测模块内。
5.一种用于运输车的防虫害控制方法，其特征在于，该方法基于权利要求1-4任意一项实现，包括以下步骤：
通过所述检测单元(2)检测运输车车厢(10)内害虫的密度、害虫的种类、以及运输车车厢(10)内的温度，并传输至所述控制单元(3)；
所述控制单元(3)根据检测的运输车车厢(10)内害虫的密度、害虫的种类、以及运输车车厢(10)内的温度确定杀虫灯(1)的开启数量和风扇(4)的总功率；
通过所述控制单元(3)控制杀虫灯(1)的开启、风扇(4)的档位、以及控制第一阀门(6)和第二阀门(7)的开启。
6.根据权利要求5所述的用于运输车的防虫害控制方法，其特征在于，所述控制单元(3)根据检测的运输车车厢(10)内害虫的密度、害虫的种类、以及运输车车厢(10)内的温度确定杀虫灯(1)的开启数量和风扇(4)的总功率，具体如下：
根据害虫的种类确定密度比例因子和密度变化率比例因子；
令害虫的密度乘以密度比例因子得到害虫的密度e，令害虫密度的变化率乘以密度变化率比例因子得到害虫密度的变化率ec；
对害虫的密度e、害虫密度的变化率ec和车厢内温度T进行模糊化处理；
将模糊化后的害虫的密度e、模糊化后的害虫密度的变化率ec、以及模糊化后的车厢内温度T作为输入，将风扇的总功率和杀虫灯的总功率作为输出，采用模糊控制器算法，得到风扇的总功率和杀虫灯的总功率。
7.根据权利要求5所述的用于运输车的防虫害控制方法，其特征在于，所述通过所述控制单元(3)控制杀虫灯(1)的开启、风扇(4)的档位、以及控制第一阀门(6)和第二阀门(7)的开启，具体如下：
随着害虫的密度e和害虫密度的变化率ec的增大，首先增加风扇的转速挡位，然后增加杀虫灯开启的数量，随着害虫的密度e和害虫密度的变化率ec的变小，首先减少杀虫灯开启的数量，然后减小风扇的转速挡位；
设定害虫数量上限阈值，若害虫的密度超过设定的害虫数量上限阈值，所述第一阀门(6)和第二阀门(7)的开启。
8.根据权利要求6所述的用于运输车的防虫害控制方法，其特征在于，所述对害虫的密度e、害虫密度的变化率ec和车厢内温度T进行模糊化处理的过程中，害虫的密度e的基本论域为[0,3]，害虫密度的变化率ec的基本论域是[-1,1]，车厢内温度T的基本论域是[0，55℃]。
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