一、項目概況

1.1 項目背景

當今社會(hui) 隨著國民經濟的發展，人們(men) 的生活質量要求越來越高，人們(men) 對冷藏食品質量的要求也在不斷提高，不僅(jin) 要求食品經冷藏後盡量減少營養(yang) 成分的損失，還希望能保持原有的色澤。食品外觀及營養(yang) 成分的變化與(yu) 冷藏溫度密切相關(guan) ，並且不同種類的食品，其相應的最佳冷藏或冷凍溫度也不同。如水果、蔬菜、花卉、乳製品、巧克力、黃油、保鮮肉、海鮮、鮮蛋、茶葉等食品的保鮮貯藏，啤酒、飲料的冷藏溫度在-10℃～8℃；凍魚、凍肉、凍家禽、凍蛋等冷藏溫度在-20℃～-10℃；鮮魚、鮮肉、米麵製品、冰激淩凍結溫度則要求在-35℃～-20℃。冷庫是冷藏業(ye) 發展的基礎，是冷鏈的關(guan) 鍵環節，是供應鏈前端生產(chan) 與(yu) 後端銷售的紐帶。由於(yu) 反季節消費、食品、飲品等生產(chan) 企業(ye) 倉(cang) 貯等需要冷藏過渡貯存的食物、貨物越來越多，為(wei) 冷藏業(ye) 發展帶來了契機，市場容量逐漸擴大，然而，目前的冷庫溫度控製係統結構複雜且溫度檢測儀(yi) 器大都是單點測量，同時還有溫度信息傳(chuan) 遞不及時、精度不夠的缺點，不利於(yu) 實現實時檢測及控製。此外，在大型冷庫係統中往往庫房個(ge) 數多，保存的食品種類也多，每個(ge) 庫房有自己所要求的工作溫度，因此大型冷庫的溫度控製控製起來比較複雜。在允許的冷藏溫度範圍內(nei) ,以較高溫度儲(chu) 存食品,對於(yu) 節省電能、延長製冷設備的使用壽命都很有利，但傳(chuan) 統的冷庫溫度控製技術對庫房溫度測量的準確性不高,而且不能滿足節能和智能化要求。

1.2企業(ye) 簡況

鄭明物流公司作為(wei) 國內(nei) 第三方冷鏈物流企業(ye) 的佼佼者，擁有強大的網絡體(ti) 係及客戶群體(ti) ，擁有自有現代化冷鏈運輸車輛600餘(yu) 輛，每日冷鏈貨物吞吐量超過5500噸，冷庫麵積10多萬(wan) 平方米。自主規劃設計、自主開發建設、自主管理運營多個(ge) 冷庫，已形成標準的冷庫管理及運作流程，強大冷庫設計技術及運營經驗的支持下，開發冷庫溫度智能控製係統，服務企業(ye) 上下遊客戶及行業(ye) 類的其它物流公司，打造國內(nei) 冷庫溫度智能控製標準體(ti) 係，提升服務水平，促進冷鏈行業(ye) 信息化進程，對於(yu) 公司來說是一項關(guan) 鍵的任務與(yu) 重要的目標。

二．國內(nei) 外現狀、水平和發展趨勢

（1）冷庫智能控製技術國內(nei) 外發展現狀

自1834年誕生第一台用乙醚作製冷劑的製冷機以來，製冷技術不斷發展，先後發明了氨和氟利昂為(wei) 製冷劑的製冷機，並創造出了各種類型、轉速較快的製冷機，製冷係統逐步完善並實現自動控製。

日本的冷庫在60年代初自動化程度並不高，但在1965年後逐漸把電子技術應用到製冷裝置的自動控製上，現在新建的冷庫都裝有庫溫自動顯示，記錄和調節儀(yi) 表，並實現了製冷設備的自動啟停、蒸發器自動融霜等。一些大型冷庫自動化程度較高，如東(dong) 京水產(chan) 冷藏庫中心總容量為(wei) 18.8萬(wan) 噸，分為(wei) 4幢庫，4個(ge) 機房，整個(ge) 冷庫群白天隻有4-5個(ge) 人，晚上隻有一個(ge) 人值班，監視儀(yi) 表和管理機器。近年來，日本等國相繼推出了新研製成功的帶節能控製的電腦控製係統的分體(ti) 式製冷機組，它具有庫溫預測控製，最佳除霜控製、額定用電控製和製冷機優(you) 化控製等功能，據有關(guan) 資料介紹，它與(yu) 不裝節能電腦的同類機組相比可節電10%左右。製冷裝置實現自動控製包括庫房溫度的自動調節和蒸發器冷卻排管的自動融霜、冷加工工藝流程的程度控製、製冷壓縮機的啟停和能量調節、輔助設備的自動控製、最佳工兌(dui) 的調節等。冷庫采用自動控製技術後,不僅(jin) 能節省人力,保證設備的安全運行,還能使裝置合理運轉、降低成本。

雖然對冷庫進行自動化控製有很多優(you) 越性，我國冷庫自動化控製也經過了20多年努力，畢竟應用的時間不是很長，經驗不足，還處於(yu) 摸索階段。對一般中、小型製冷係統，以製冷設備的安全保護控製、局部回路的自動控製為(wei) 主，也可以采用機械點式全自動控製；而對大型製冷係統,可采用電子計算機實現自動調節製冷。

（2）智能溫度控製法國內(nei) 外發展現狀

1971年，著名的美籍華裔科學家傅京孫教授最早公開指出了一個(ge) 嶄新的研究領域，並提出了相應的概念，這就是智能控製係統（Intelligent Control Systems）。1985年8月，IEEE在美國紐約召開了第一界智能控製學術討論會(hui) ，智能控製原理和智能控製係統結構這一提法成為(wei) 這次會(hui) 議的主要議題。這次會(hui) 議決(jue) 定，在IEEE控製係統學會(hui) 下設立一個(ge) IEEE智能控製專(zhuan) 業(ye) 委員會(hui) 。這標誌著智能控製這一新興(xing) 學科研究領域的正式誕生。智能控製作為(wei) 一門獨立的學科，已正式在國際上建立起來。在過去的20多年裏，智能控製理論發展迅猛，出現了大量新穎的控製理論。智能控製係統是某些具有仿人智能的工程控製和信息處理係統，它與(yu) 人工智能的發展緊密聯係。智能控製是一門新興(xing) 的交叉前沿學科，它具有非常廣泛的應用領域。智能控製就是應用人工智能的理論與(yu) 技術和運籌學的優(you) 化方法，並將其同控製理論方法與(yu) 技術相結合，將智能控製與(yu) PID控製相結合，實現溫度的智能控製。智能控溫法采用神經元網絡和模糊數學為(wei) 理論基礎，並適當加以專(zhuan) 家係統來實現智能化。其中應用較多的有模糊控製、神經網絡控製以及專(zhuan) 家係統等。尤其是模糊控溫法在實際工程技術中得到了極為(wei) 廣泛的應用。目前已出現一種高精度模糊控製器，可以更好的模擬人的操作經驗來改善控製性能，從(cong) 理論上講，可以完全消除穩態誤差。所謂第三代智能溫控儀(yi) 表，就是指基於(yu) 智能控溫技術而研製的具有自適應PID算法的溫度控製儀(yi) 表。目前國內(nei) 溫控儀(yi) 表的發展，相對國外而言在性能方麵還存在一定的差距，它們(men) 之間最大的差別主要在控製算法方麵，具體(ti) 表現為(wei) 國內(nei) 溫控儀(yi) 在全量程範圍內(nei) 溫度控製精度低，自適應性較差。這種不足的原因是多方麵造成的，如針對不同的溫控對象，由於(yu) 控製算法的不足而導致控製精度不穩定等。

（3）溫度智能控製係統發展趨勢

國際上新型溫度控製係統正從(cong) 模擬式向數字式、由集成化向智能化、網絡化的方向發展。在20世紀90年代中期最早推出的智能溫度傳(chuan) 感器，采用的是8位A/D轉換器，其測溫精度較低，分辨力隻能達到1℃。國外已相繼推出多種高精度、高分辨力的智能溫度傳(chuan) 感器，所用的是9-12位A/D轉換器，分辨力一般可達0.5-0.0625℃。由美國DALLAS半導體(ti) 公司新研製的DS1624型高分辨力智能溫度傳(chuan) 感器，能輸出13位二進製數據，其分辨力高達0.03125℃，測溫精度為(wei) ±0.2℃。為(wei) 了提高多通道智能溫度傳(chuan) 感器的轉換速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D轉換器。目前，智能溫度傳(chuan) 感器的總線技術也實現了標準化、規範化，所采用的總線主要有單線(1-Wire)總線、I2C總線、SM Bus總線和spI總線。

三．自主研究開發的目的、意義(yi) 和必要性

（1）冷鏈行業(ye) 跨越式發展，冷庫需求旺盛

我國冷鏈物流行業(ye) 已逐步改善粗放、小規模的發展模式，朝著精細化、專(zhuan) 業(ye) 化、集約化、節約型、環保型、智能型的方向發展，尤其隨著北京、上海和廣州等一線城市國際化程度的日益提升，冷鏈產(chan) 業(ye) 在全國範圍內(nei) 展開大布局聯網，冷鏈市場隨之升溫。目前，需要冷鏈保障的食品，主要是奶製品和飲料行業(ye) 的低溫產(chan) 品、速凍食品、冰激淩以及一些蔬菜、水果、肉、水產(chan) 品等。據不完全統計，1995年以來，我國速凍食品的產(chan) 量以20%的速度遞增，近幾年來甚至以35%的高速度遞增，遠高於(yu) 全球9%的平均增長速度。然而，目前我國隻有10%的肉類、20%的水產(chan) 品、少量的牛奶和豆製品進入冷鏈係統，而歐美國家進入冷鏈係統的農(nong) 產(chan) 品比例為(wei) 85%。“我國冷鏈物流基礎設施相對落後，全國現有冷庫容量900萬(wan) 噸左右，與(yu) 美國2200萬(wan) 噸相比差距甚大。各類冷庫的結構比例不平衡，大型生產(chan) 性冷庫比較多，小型零售冷庫比較少，肉類冷庫比蔬果冷庫多。”國家農(nong) 產(chan) 品現代物流工程技術研究中心相關(guan) 負責人表示，在冷鏈設備方麵，國內(nei) 大部分冷藏車都是由海運報廢或即將淘汰的海運冷藏集裝箱改裝，專(zhuan) 業(ye) 化的冷藏車數量嚴(yan) 重不足。車輛的製冷技術也缺乏規範性的冷鏈車廂和溫度控製設施，無法為(wei) 冷凍食品流通提供品質保障。同時，隨著國民經濟的發展和人民生活水平的提高，對冷庫建設的要求越來越高，加快我市冷鏈產(chan) 業(ye) 發展，推進冷庫等基礎設施建設刻不容緩。

近年來我國冷鏈行業(ye) 已普遍認識到這一點，不斷加快推進冷庫等基礎設施的建設，目前我國共建設冷庫2萬(wan) 個(ge) ，冷庫容量大概1700萬(wan) 噸。此外，冷庫建設的發展模式也逐漸從(cong) 最早的粗放型發展模式，轉向專(zhuan) 業(ye) 型、節約型、環保型模式。像蔬菜、水果、包裝熟食、冰激淩，以及藥品、疫苗、血漿等各種不同產(chan) 品都需要有不同的冷藏方案，也需要有不同的冷庫設施給予配合。市場的多元化需要，將為(wei) 冷鏈產(chan) 業(ye) 發展帶來更大的市場空間，冷庫強大的需求已彰顯。

（2）溫度控製是冷庫的核心，智能化溫控的實現能夠增效降本

冷庫是利用降溫設施創造適宜的濕度和溫度條件的倉(cang) 庫，又稱冷藏庫，是加工、貯存農(nong) 畜產(chan) 品的場所。它能擺脫氣候的影響，延長農(nong) 畜產(chan) 品的貯存保鮮期限，以調節市場供應。冷庫主要用作對食品、乳製品、肉類、水產(chan) 、禽類、果蔬、冷飲、花卉、茶葉、藥品、化工原料、電子儀(yi) 表儀(yi) 器的恒溫貯藏。溫度控製作為(wei) 冷庫的核心，因食品專(zhuan) 用冷庫不足，食品的冷藏鏈不完整，食品經營管理的各種因素影響，我國每年約有3000萬(wan) 噸水果、蔬菜、乳製品和其他易腐食品有待於(yu) 從(cong) 變質中拯救出來，易腐食品每年要損失十多億(yi) 元。針對養(yang) 殖種植業(ye) 的大幅發展與(yu) 保鮮、存儲(chu) 及流通的發展極不協調，產(chan) 量越大虧(kui) 損越多，我國現有人口已近13.5億(yi) ，食品資源非常寶貴，如不盡快改觀，不僅(jin) 是中國的食品工業(ye) 的水平將大幅度落後於(yu) 先進國家，而且將會(hui) 造成資源的大量浪費。為(wei) 此，我們(men) 迫切需要提高冷庫自動化管理的水平，加強冷庫智能化溫控，降低運營成本，促進冷庫向安全、規範、節能、環保結構簡單、操作方便的方向發展。

（3）鄭明國際物流有限公司係統研發資源保障

鄭明公司旗下子公司明杉信息科技，擁有多項軟件著作權，擁有研發類技術人員20多名、已開發並實施運營過WMS倉(cang) 儲(chu) 管理係統、汽車租賃係統、生鮮配送係統、回單管理係統、預算管理係統、係統接口平台、訂單管理係統等，擁有強大的研發技術能力及團隊管理能力，目前正在申請成為(wei) “雙軟”企業(ye) ，這一係列的資質及技術保障為(wei) 本係統的研發提供了很好的支撐。

此外，鄭明國際物流擁有ERP實施經驗，通過ERP係統滿足不同客戶、供應商以及各個(ge) 下屬子公司對其商品及設備的倉(cang) 儲(chu) ，保管，包裝，配送，GPS/GIS，溫度全程監控，退貨和回收的個(ge) 性化的供應鏈管理要求。鄭明國際物流ERP在設計上采用了開放式的信息技術架構，追求的是有價(jia) 值的數據並要求實時性和完整性，向客戶提供增值服務。鄭明國際物流目前的ERP包括以下模塊OMS，TMS，WMS，FMS，HRM，OA。鄭明國際物流通過IT信息技術為(wei) 冷鏈，汽配，醫藥行業(ye) 客戶評估、設計、製定及運作全麵的供應鏈集成方案，設計業(ye) 務流程再造。向客戶提供持續更新和優(you) 化的技術方案的同時，滿足客戶特殊需求。鄭明國際物流把IT信息技術當成與(yu) 同行業(ye) 公司進行差異化競爭(zheng) 的重要戰略工具。客戶的內(nei) 部供應鏈及ERP係統與(yu) 鄭明國際物流的ERP通過電子數據交換（EDI）緊密結合在一起。通過供應鏈平台整合上下遊商品信息數據，降低客戶的物流成本，整合資源，合理安排生產(chan) 計劃，提高產(chan) 品銷量。上述係統方麵的實施經驗無疑為(wei) 冷藏冷凍食品質量追溯係統的研發提供了技術與(yu) 資源保障。

四 研究內(nei) 容和目標

1．項目主要內(nei) 容、目標及關(guan) 鍵技術

（1）項目目標

1）能夠連續測量冷庫的溫度值，用1602液晶模塊來顯示冷庫的實際溫度；

2）利用軟件設定冷庫溫度範圍為(wei) -18℃到-20℃綠燈亮，溫度高於(yu) 或低於(yu) 溫度範圍紅燈亮提示，並且執行相應的動作；

3）溫度測量的精度為(wei) 0.5℃；

4）溫度測量的誤差範圍在±0.5℃；

5）傳(chuan) 感器AD590使用環境-55℃到+155℃；

6）電源電壓DC+5V；

7）顯示、提示電路使用環境+10℃～+50℃；

8）溫度采集速度為(wei) 1秒鍾。

（2）項目內(nei) 容

溫度智能控製係統是通過溫度傳(chuan) 感器將冷庫的溫度傳(chuan) 到單片機，單片機判斷溫度是否達到限定值來決(jue) 定是否開啟或者關(guan) 閉壓縮機。通過單片機可以將冷庫的溫度傳(chuan) 到上位機裏麵做數據備份，工作人員還可以通過上位機監控軟件查詢冷庫的實時溫度。其中涉及到溫度調節、冷凝壓力的調節和壓縮機的能量調節。

1）溫度調節。當庫溫高於(yu) 給定溫度上限值時，控製節點發出降溫信號，繼電器閉合,使電磁閥打開,主閥打開,氨泵運轉供液,冷風機起動工作,壓縮機起動工作；若庫溫低於(yu) 給定溫度下限值時，繼電器斷開，使電磁導閥關(guan) 閉，主閥關(guan) 閉，停止該庫房的供液，該庫房冷風機也停止運轉，這樣就能把庫房溫度控製在所需的範圍內(nei) 。當各庫房的溫度都達到給定溫度下限值，不需要供液降溫時，氨泵和壓縮機自動停止工作。

2）冷凝壓力的調節。用調節水量的方法來控製冷凝壓力。該係統有三台水泵，第一台水泵的工作受溫度控製，隻要有任意庫房控製節點發出需降溫的信號，則在供液降溫的同時該台水泵投入工作。另外兩(liang) 台水泵受壓力控製器控製，隨著熱負荷的增大，冷凝壓力要升高，當壓力升高至1.28MPa時,第二台水泵投入工作(在冷凝壓力下降至1.15MPa時，該泵停止工作)；當壓力升高至1.4MPa時，第三台水泵也投入工作(在冷凝壓力下降至1.25MPa時，該泵停止工作)。

3）壓縮機的能量調節。壓縮機的能量調節是通過壓力控製器控製吸氣壓力的方法來實現的。大型冷庫係統中一般可有四台壓縮機，第一台壓縮機的工作是受庫房溫度控製，隻要有一個(ge) 庫房溫度高於(yu) 溫度給定上限值，則控製節點發出降溫信號，使冷風機啟動，供液電磁閥開啟，主閥開啟，氨泵運轉供液，同時使這台壓縮機投入運轉。隻有在所有的冷風機全部停止運轉後，經30s延時，這台壓縮機才停止工作。第二台壓縮機受壓力控製器控製，在係統運轉半小時後，吸氣壓力大於(yu) 0.2MPa時，它就投入運轉，在吸氣壓力下降至0.09MPa時，它停止工作。第三台壓縮機是在係統運轉h1後,當吸氣壓力大於(yu) 0.22MPa時，它就投入運轉，在壓力下降至0.1MIPa時，它停止工作。第四台壓縮機是在係統吸氣壓力達1.30MPa時投入運轉，在壓力下降到0.05MPa時停止工作。

（3）項目關(guan) 鍵技術

本係統采用的關(guan) 鍵技術為(wei) PCI接口技術和C8051F單片機技術。

PCI接口技術。目前市場上的接口卡具有通用性，但對於(yu) 冷庫環境而言，其實時性較差，智能化程度受到限製，隻負責發送和接收數據包，對接收到的數據包的解析需要用戶自己來處理，產(chan) 生使用的難度，需要設計智能化接口卡。PC機的接口主要有RS232，USB，PCI接口，32位PCI局部總線速率可以達到132M/s，相對於(yu) USB接口，PCI協議較簡單，需要的開發周期短。PCI總線支持33MHZ的時鍾頻率，其數據寬度為(wei) 32位，可以擴展到64位，為(wei) 大批量的數據傳(chuan) 送和高性能的磁盤輸入提供了硬件技術支持。PCI總線開放性好，具有廣泛的兼容性，是一種低成本、高效益、能與(yu) SIA總線兼容的、代表未來發展趨勢的局部總線。PCI係統結構圖如下：

 

圖3.1 係統結構圖

C8051F單片機技術。單片機選用美國 Silabs 公司推出的高性能 C8051F 係列單片機 C8051F020，主要特性是高速流水線結構的8051兼容的CIP -51 內(nei) 核 ；64KB可在線係統調試和編程的Flash存儲(chu) 器；4352B的片內(nei) RAM，可尋址64KB的外部數據存儲(chu) 器接口；片內(nei) 集成了數據采集和控製係統中常用的模擬、數字外設及其他功能部件，其中包括真正12位100ksps的8通道ADC。C8051F020是高度集成的混合信號 SoC 係統級 MCU 芯片，在工業(ye) 溫度-45~+85℃範圍內(nei) 用 2.7~3.6V 工作電壓。

2．項目的創新點、先進性及主要技術特點

（1）創新點和先進性

1）自動控溫精確。該係統采用 C8051F 單片機技術及PCI接口技術，通過使用8個(ge) 溫度傳(chuan) 感器進行多點溫度的檢測，使得冷庫溫度在-25~+75℃範圍內(nei) 變化，精度達到±0.1℃，達到了工作實時性強，穩定可靠，控製精確，操作簡便。

2）多個(ge) 測量點進行溫度檢測控製。溫度傳(chuan) 感器是實現多點溫度檢測控製的關(guan) 鍵，要求傳(chuan) 感器有很好的線性，同時最大限度地提高檢測溫度的精度。AD590 溫度傳(chuan) 感器是一種已經集成的溫度感測器，它會(hui) 將溫度轉換為(wei) 電流，溫度每增加 1℃，AD590會(hui) 增加1uA輸出電流，在-55℃-150℃範圍中有較好的線性度，工作電源電壓範圍為(wei) + 4V-30V。通過組建起傳(chuan) 感器網絡，形成多點溫度測量電路，實現多個(ge) 測量點溫度檢測控製。

3) 係統抗幹擾性強。在電路設計及布局上采用先進技藝，通過兩(liang) 級電壓跟隨器、RC 濾波電路和平均數字濾波,減少外界幹擾對溫度的影響，增強係統抗幹擾性。

（2）主要技術特點和相關(guan) 指標

RC 濾波電路技術。根據RC組成的無源濾波電路中，根據電容的接法及大小主要可以分為(wei) 低通濾波電路和高通濾波電路。前者是將較高頻率的信號旁路掉（因XC=1/（2πfc），f較大時，XC較小，相對於(yu) 短路），因而電容C的值是參照低頻點的數值來確定。高通濾波電路與(yu) 微分電路或耦合電路形式相同，因RC與(yu) 脈寬tw的關(guan) 係不同而區分為(wei) 微分電路和耦合電路，選擇恰當的電容C值，就可以有選擇地讓較高頻的信號通過，而阻斷直流及低頻信號。

平均數字濾波技術。數字濾波器是由數字乘法器、加法器和延時單元組成的一種裝置。其功能是對輸入離散信號的數字代碼進行運算處理，以達到改變信號頻譜的目的。由於(yu) 電子計算機技術和大規模集成電路的發展，數字濾波器已可用計算機軟件實現，也可用大規模集成數字硬件實時實現。數字濾波器是一個(ge) 離散時間係統（按預定的算法，將輸入離散時間信號轉換為(wei) 所要求的輸出離散時間信號的特定功能裝置）。應用數字濾波器處理模擬信號時，首先須對輸入模擬信號進行限帶、抽樣和模數轉換。數字濾波器輸入信號的抽樣率應大於(yu) 被處理信號帶寬的兩(liang) 倍，其頻率響應具有以抽樣頻率為(wei) 間隔的周期重複特性，且以折疊頻率即1/2抽樣頻率點呈鏡像對稱。為(wei) 得到模擬信號，數字濾波器處理的輸出數字信號須經數模轉換、平滑。數字濾波器具有高精度、高可靠性、可程控改變特性或複用、便於(yu) 集成等優(you) 點。數字濾波器在語言信號處理、圖像信號處理以及其他應用領域都得到了廣泛應用。數字濾波器有低通、高通、帶通、帶阻和全通等類型。

兩(liang) 級電壓跟隨器技術。通過兩(liang) 級電壓跟隨器，構成電路輸出級，提高帶負載的能力，使得電壓可測量又不分流輸出電流。同時用電壓跟隨器 U3 來穩定輸入電壓，保證采樣時輸入信號的波動較小。

3．項目完成時達到的技術水平（含技術指標）及市場前景預測

（1）本項目完成時達到的技術水平

1）CAN總線控製係統應用於(yu) 冷庫，通過數據查詢和備份，工作人員不用去現場就可以掌握庫房的溫度和報警情況，提高了工作效率，具有較高的性價(jia) 比，結構簡單，每個(ge) 節點的價(jia) 格較低，而且能充分利用現有的單片機開發工具，係統擴展性強，溫度監測點增加或者刪除時，可以直接掛接或卸掉，不影響其它節點。

2）本係統接口卡硬件采用PCI總線接口，具有高速穩定的特點，采用32位/64位地址/數據複用總線，總線吞吐能力強，工作頻率可以從(cong) 0到33MHZ，是低速總線向高速CUP總線轉接的最佳選擇之一。係統選用通用接口芯片PCI9052，能實現很好的實現PCI接口協議並完成PCI總線的接口設計，使開發工作量得到減少，縮短了開發周期。

3）接口卡采用光電隔離方式光電耦合器6N137來抗幹擾，6N137的輸入輸出的電源和地線不同，信號的傳(chuan) 遞是通過其內(nei) 部的光耦來實現，這樣掛接在總線上的所有節點與(yu) 總線都實現了隔離，也實現了節點之間的隔離，對幹擾的相互傳(chuan) 染也起到了隔離作用。

（2）市場前景預測

國家加大了對冷鏈物流的政策扶持。物流產(chan) 業(ye) 成為(wei) 十大振興(xing) 產(chan) 業(ye) 之一。2009年2月25日，《物流業(ye) 調整和振興(xing) 規劃》（國發[2009]8號）將物流作為(wei) 十大振興(xing) 行業(ye) 之一，冷鏈物流作為(wei) 物流產(chan) 業(ye) 中很重要的一個(ge) 方麵，可以借此機會(hui) ，申請交通部對冷藏車輛的優(you) 惠政策，並大力購買(mai) 冷鏈設備，提高社會(hui) 冷鏈裝備質量和數量。2010年中央一號文件中也講到“加大力度建設糧棉油糖等大宗農(nong) 產(chan) 品倉(cang) 儲(chu) 設施，完善鮮活農(nong) 產(chan) 品冷鏈物流體(ti) 係，支持大型涉農(nong) 企業(ye) 投資建設農(nong) 產(chan) 品物流設施。”在這樣的大背景下，冷鏈物流業(ye) 自然受到推動，獲得發展的機遇。政府兼顧冷鏈物流企業(ye) 特點，對稅收、土地、標準建設、監督機製等熱點問題進行專(zhuan) 題研究，以進一步研究加大政策支持力度。

損腐率降低對冷庫溫度控製形成更高的要求。中國冷鮮產(chan) 品損耗率持續高起，長期以來，我國冷鮮產(chan) 品中果蔬、肉類、水產(chan) 品流通中的腐損率分別達到20-30%、12%、15%，因此每年帶來的損失將分別高達4807萬(wan) 噸、555萬(wan) 噸和730萬(wan) 噸。而發達國家農(nong) 產(chan) 品的腐損率低於(yu) 5%，大幅好於(yu) 我國水平。損耗率高的原因之一在於(yu) 冷庫溫度控製的不完善。冷庫作為(wei) 冷鏈的重要環節，對於(yu) 出庫、入庫時產(chan) 品溫度有嚴(yan) 格要求，一旦產(chan) 品在冷庫中的溫度達不到標準要求，加之各物流環節銜接時“斷鏈”問題嚴(yan) 重（部分在屠宰或儲(chu) 藏環節采用了低溫處理的產(chan) 品，在運輸、銷售等環節又出現“斷鏈”現象），溫度誤差將會(hui) 產(chan) 生牛鞭效應，產(chan) 品損腐率將大大提高。

智能溫控技術是現代信息技術的三大基礎之一。進入21世紀後，智能溫控器正朝著高精度、多功能、總線標準化、高可靠性及安全性、開發虛擬溫控器和網絡溫控器、研製單片測溫控溫係統等高科技的方向迅速發展。

五、研究開發方法及技術路線（工藝路線）

 

圖4.1 係統開發流程圖

根據係統設計流程，首先對冷庫溫度現狀及控製方式進行調查，並對目前市場上典型的智能溫控設備進行考察；分析需求及關(guan) 鍵技術後進行係統功能設計；對於(yu) 係統硬件進行設計，包括單片機選擇、傳(chuan) 感器電路設計、溫度控製電路設計、鍵盤和顯示電路設計；PCI接口技術設計是項目關(guan) 鍵的技術；經過係統軟件設計完成係統應用開發；通過功能測試並根據測試對係統功能、模塊進行完善；最後係統集成投入使用。

六、現有開發條件和工作基礎

1．承擔單位開展本項目的條件（技術、人才、設施條件等）

深耕於(yu) 冷鏈物流領域的上海鄭明國際物流有限公司初創至今已走過20年的曆程，20年來公司由單一的冷鏈運輸商已華麗(li) 轉型為(wei) 將商流、物流、信息流和資金流整合為(wei) 一體(ti) 的供應鏈集成商，正朝著領先的專(zhuan) 業(ye) 供應鏈解決(jue) 方案提供商邁進。2011年，獲得紅杉資本投資，將原物流板塊整合，成立上海鄭明國際物流有限公司。2012年，設立國內(nei) 第一家第三方物流行業(ye) 企業(ye) 大學，鄭明學院。2012年，成立企業(ye) 發展戰略服務的內(nei) 部研究機構，鄭明物流研究所。2012年，建立與(yu) 上海高校合作的校企合作基地，鄭明實訓基地。2013年，開創國字號冷鏈培訓基地與(yu) 地方民營企業(ye) 戰略合作的先河，中倉(cang) 儲(chu) 冷鏈物流培訓基地。2013年，成為(wei) 國家現代食品物流體(ti) 係建立、食品物流管理水平提升及核心競爭(zheng) 力打造的載體(ti) ，中國食品物流示範基地。2013年，公司成功通過上海市高新技術企業(ye) 認定。2013年，凱輝私募基金進入，公司成為(wei) 中、美、法合資企業(ye) 。

公司主要從(cong) 事冷鏈物流、汽配物流、快消品物流、醫藥物流等，公司已經與(yu) 眾(zhong) 多國內(nei) 外知名企業(ye) 建立了長期、穩定的戰略合作關(guan) 係。在先進運營模式的引領下，上海鄭明物流不斷跨越，如今已自有現代化冷鏈運輸車輛600餘(yu) 輛，在全國成立了分公司40家，網絡覆蓋全國90%的重要城市，擁有240000平方米倉(cang) 儲(chu) 中心，在華東(dong) 、華南、華西、華北、華中等地擁有大型物流中心，每日冷鏈貨物吞吐量1000餘(yu) 噸。公司也正在北京、廣州、成都及重慶等地建設冷鏈樞紐，進一步打造覆蓋中國東(dong) 南西北中部地區的冷鏈倉(cang) 儲(chu) 管理網絡。

鄭明學院是鄭明公司下屬機構，其專(zhuan) 注於(yu) 培養(yang) 物流人才的搖籃，是中國冷鏈物流行業(ye) 首家企業(ye) 大學。學院以培養(yang) “領先的、專(zhuan) 業(ye) 供應鏈解決(jue) 方案領導者”為(wei) 目標，同時設立了“鄭明物流研究所”、“鄭明培訓中心”和“鄭明實訓基地”，分別從(cong) 行業(ye) 發展戰略、企業(ye) 管理創新、操作技能和職業(ye) 發展等層麵，為(wei) 企業(ye) 培養(yang) 具有職業(ye) 道德、擁有引領行業(ye) 發展、具有專(zhuan) 業(ye) 技能的團隊管理人才和實操人員。

鄭明物流研究所成立於(yu) 2012年2月，是一個(ge) 為(wei) 企業(ye) 發展戰略服務的內(nei) 部研究機構。研究所充分利用社會(hui) 和內(nei) 部資源，拓展企業(ye) 的國際化視野，對經營活動做出前瞻性的指導和評估，承擔專(zhuan) 門課題的深層次研討，提出有價(jia) 值的建設性意見，提供實施發展戰略目標時的決(jue) 策參考，進一步提高鄭明企業(ye) 的核心競爭(zheng) 力，推動經營業(ye) 務持續、科學發展，實現跨越式發展目標。

研究所現有專(zhuan) 家團隊15名，均來自於(yu) 國內(nei) 外知名高校、科研機構的物流領域學者，及長期從(cong) 事現代物流管理的高級經理人員。其中包括上海大學、複旦大學、上海海事大學、上海海關(guan) 學院、上海菱通技術有限公司、平安信托等教授及領導。研究所至今已舉(ju) 行過數次高質量的研討會(hui) 。在深入分析中國現代物流發展格局及轉型預測的基礎上，研究所專(zhuan) 家根據上海鄭明國際物流有限公司發展的各個(ge) 階段，就公司的戰略定位、策略、創新發展進行了一係列的深入思索及策劃。從(cong) 理論到實踐，用調研的方式，用科學研究的嚴(yan) 謹態度，對公司下一階段的發展，從(cong) 搭建信息平台、進入保稅物流、農(nong) 資物流、金融物流等各個(ge) 方麵，進行了一係列的科研研究。

2．已有的工作基礎

（1）配套設施及原材料來源落實情況（包括水、電、氣增擴情況）

公司的辦公設備和技術開發設備齊全，上海明杉科技信息公司的建立為(wei) 及時跟蹤國內(nei) 外先進的技術、設備以及技術資料等信息，不斷的加強開發強度，為(wei) 保持科技領先優(you) 勢提供了保障。今後公司將不斷的加強投資，繼續擴大軟硬件設施的資源和軟件信息資源。同時加快倉(cang) 庫建設進程，為(wei) 金融物流業(ye) 務的實踐提供設施設備保障。此外，與(yu) 中國倉(cang) 儲(chu) 協會(hui) 合作成立冷鏈培訓基地將在人才資源、設施資源上提供項目大力的支持，並隨著項目的展開而不斷壯大。

（2）生產(chan) 場地建設

公司在普陀區長壽路擁有超1500平方的辦公場地以及專(zhuan) 業(ye) 的物流研究所，擁有一流的專(zhuan) 家研究團隊及極富運作經驗的企業(ye) 家合作夥(huo) 伴，這些為(wei) 本項目的成功轉化奠定了基礎。

七、鄭明國際物流冷庫溫度智能控製係統效果

成果的具體(ti) 體(ti) 現

該項目作為(wei) 公司冷鏈標準化運作的關(guan) 鍵技術環節，是公司全稱冷鏈的保障，有助於(yu) 規範冷庫運作管理，降低成本、提高服務質量，增進效益。2013年冷庫業(ye) 務營收增加10%以上，2014年營收增長將突破100%，同時節約運作成本2000萬(wan) 元。

1、成果的轉化

該項目已獲得公司董事會(hui) 的高度認可，各功能模塊設計已完成，全麵上線即將啟動，係統已向用戶及行業(ye) 推廣。

2、知識產(chan) 權

本項目所撰寫(xie) 的操作手冊(ce) 和項目操作計劃書(shu) 己計劃申請著作權。

3、現階段研發成果或項目的效用情況

1）冷凝壓力調節及壓縮機能量調節選型已完成

根據公司大型冷庫多溫帶的需求，對於(yu) 壓縮機的選型已經完成，並對於(yu) 各冷庫溫度設定以及溫度預警調節展示方式進行明確。

2）溫度傳(chuan) 感器及PCI接口核心技術已完成

係統選用AD590 溫度傳(chuan) 感器，它會(hui) 將溫度轉換為(wei) 電流，溫度每增加 1℃，AD590會(hui) 增加1uA輸出電流，在-55℃-150℃範圍中有較好的線性度，工作電源電壓範圍為(wei) + 4V-30V。PCI接口技術局部總線速率可以達到132M/s，支持33MHZ的時鍾頻率，其數據寬度為(wei) 32位，可以擴展到64位。

3）係統已進入測試階段

係統已在上海、南京、昆明等倉(cang) 庫進行測試。

八 效益分析與(yu) 評估

7.1 經濟效益

本項目實施後，公司投入最小的人力、物力、財力收到最大的經濟效益，2014年將節約運作成本2000萬(wan) 元，同時通過行業(ye) 內(nei) 推廣，實現10套係統銷售。並通過係統的逐步完善，形成冷庫溫度管理典範，確立行業(ye) 領導地位，並逐漸成為(wei) 物流業(ye) 知名的方案提供商和服務商。

7.2 社會(hui) 效益

（1）節能降耗。采用能量調節裝置，使機器合理調配；保證庫溫穩定，避免不必要的低溫；保證氨泵係統滿液運行，提高蒸發器的傳(chuan) 熱效率；合理控製水量，保持穩定。

（2）安全生產(chan) 。一般氨壓縮機設高低壓保護、油壓差保護和過電流保護，製冷係統中設有水泵斷水報警、氨泵氣蝕保護和低壓循環貯液器與(yu) 中間冷卻器的液位超高保護，其中任何一項出現故障，就能自動報警，有的立即切斷壓縮機電源，自動停止運作。

（3）提高勞動效率，減輕勞動強度。由於(yu) 自動控製代替許多手工操作，而且可靠合理，這樣大大減少值班工人的數量，並且操作工人可省去繁重的跑庫、查溫和頻繁地啟閉門、控製室和機房隔開，大大降低環境噪音，勞動條件得到很大的改善。