基于CAN总线的电子垃圾无害处理监控系统

摘要：介绍了一种基于CAN总线的电子垃圾无害处理监控系统，详细描述了系统的总体结构原理、硬件电路组成和软件的设计。该系统不仅能实时监测温度和湿度，而且还能监测粮食虫害的发生情况。
关键词：功率因数；单片机；控制；动态补偿
中图分类号：TP273文献标识码：B文章编号：
0引言
电子垃圾主要是指人们在日常生活中淘汰或报废的电视机、电冰箱、洗衣机、空调器、个人电脑、手机、游戏机、收音机、录音机等各种家用电器及电子类产品。随着信息科学技术的高速发展，电子类产品的更新换代年限在不断缩短，被淘汰的电器、电子产品数量也在不断大幅增长，形成了大量“电子垃圾”。“电子垃圾时代”的到来意味着处理电子垃圾处理问题将成为城市环境治理的最大难题。“电子垃圾”处理不当危害极其严重，特别是电视、电脑、手机、音响等电子产品，含铅、镉、水银、六元铬、聚氯乙烯塑料、溴化阻燃剂等大量有毒有害物质[1]。这些有毒有害的物质对环境、土壤的破坏难以估量。从这个意义上说，电子垃圾处理是事关国家可持续发展的重大问题。
但是，电子垃圾处理是一项系统工程，不仅处理工序复杂，而且需要专门技术。将计算机监控技术引入电子垃圾处理过程，实时监控各道工序运行情况和技术参数，不仅能大大提高电子垃圾处理过程的工作效率，还能提高电子垃圾资源化和无害化的处理程度。
目前电子垃圾无害化处理监测系统品种繁多，系统结构各异，但其现场检测电路和上位机的通讯大多采用RS-485，这就使整个系统抗干扰能力差，实时性和纠错能力不强，增加节点困难，当某一通信节点出现故障时，还会影响整个系统[2]。因此为了提高电子垃圾无害化处理监测系统的可靠性，扩大其监测的功能，我们提出了基于CAN总线的电子垃圾无害处理监控系统。

图1电子垃圾无害化处理分选工序流程图
1电子垃圾无害化处理流程
电子垃圾无害化处理和电子垃圾中的资源回收方法有很多种，其工艺流程各异。就回收贵金属的方法来说，就有化学法、物理法和生物技术法[3]。化学法又可分为:火法冶金、湿法冶金、电解法提取、硫酸法、硫尿法等工艺技术。物理法主要有手工分类、机械破碎、空气分选和磁性吸附等多种方法。化学方法一直是广泛应用于提取电子废弃物中金、银等贵金属的成熟方法，物理方法通常是作为辅助手段和化学方法一起用的。生物技术实质是利用细菌浸取电子垃圾中的贵金属，目前仍处于研究中。
本文采用的是化学和物理综合法，第一道工序就是三次分选：首先电子垃圾要按照用途类别经过手工进行第一次分选，将其分为电视机类、洗衣机类、电冰箱类、微波炉类、电脑类、通讯类等，以便于工人手工拆卸；然后经过手工拆卸后进行第二次分选，将其分为电线和金属接插件、塑料、线路板及其他废料，电线和金属接插件可以直接冶炼回收，塑料可以按照热塑性塑料和热固性塑料分别进行再生利用或改性利用；第三次分选是将线路板和电子元件等废料按照所含的金属类别进行分类，即将其分为含贵金属废料（金、银、铂、钯、铑、铱、锇和钌）和含贱金属废料（铜、铝、铅、锌、锡、镉）。电子垃圾资源化和无害化处理分选工序流程如图1所示。分选工序完成后，就要按照化学方法经过一定的工艺流程进行金属的回收、废液和废气的处理及废渣的深埋。为节省篇幅仅给出从电子垃圾中提出贵重金属“金”的工艺流程图，如图2所示。

图2硝酸-王水湿法回收金的工艺流程
2监控系统结构原理
要提高电子垃圾中的资源回收率，减少电子垃圾回收过程中对环境的二次污染就要对电子垃圾回收的整个过程进行监控，对各工序的技术参数进行监测，确保回收过程的科学化、无害化。
基于CAN总线的电子垃圾无害化处理监控系统的总体结构如图3所示。整个系统由上位管理机、CAN控制驱动器、微控制器和现场传感器构成。采用CAN协议完成上位机和下位机的数据通信。一个上位机理论上可接110多个下位机，即一台计算机可以监控110多道工序。
上位机由PC计算机、监控软件和CAN总线适配卡等构成。上位机位于中央监控室，它的任务是向下位机发送命令、接收下位机送来的数据、并对其数据进行分析、分类、综合，从而得出各道工序的运行状态报告，供工作人员查询。当发现某道工序技术参数异常时，上位机能及时报警，并打印有关参数。