新型果蔬物流保鮮運輸控制系統的製作方法
2023-05-27 15:00:41 1
專利名稱：新型果蔬物流保鮮運輸控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於自動化控制領域，尤其是一種新型果蔬物流保鮮運輸控制系統。
背景技術：
在果蔬的長時間運輸過程中，由於天氣、氣候以及其他環境因素的影響，經常會導致果蔬運輸車內的果蔬出現一定程度的損傷。雖然，現有的果蔬保鮮運輸車上安裝有溫度測量裝置，但通常採用單點測量方式，難以實現準確測量，不能保證果蔬的品質。另外，果蔬保鮮運輸車與果蔬監控中心沒有形成自動化監控網絡，果蔬監控中心不能實時監控果蔬保鮮運輸車的狀態，難以實現有效地調度與控制。
實用新型內容本實用新型的目的在於克服現有技術的不足，提供一種能夠對果蔬保鮮運輸車的溫度、溼度等信息實時監控並形成自動化監控網絡的新型果蔬物流保鮮運輸控制系統。本實用新型解決其技術問題是採取以下技術方案實現的一種新型果蔬物流保鮮運輸控制系統，包括節點控制器、主控制器和果蔬保鮮運輸監控伺服器，若干個節點控制器通過無線傳感網絡與主控制器連接在一起，節點控制器將採集到的果蔬保鮮運輸車內的環境信息通過無線傳感網絡發送給主控制器，主控制器通過移動通信網與果蔬保鮮運輸監控伺服器連接在一起實現對果蔬保鮮運輸車的溫度、溼度控制功能。而且，所述的節點控制器包括微處理器、溫度傳感器、溼度傳感器和無線模塊，微處理器通過1 接口與溫度傳感器相連接，通過A/D轉換接口與溼度傳感器相連接，通過SPI接口與無線模塊相連接，該無線模塊通過無線傳感網絡與主控制器相連接進行溫度和溼度數據傳輸。而且，所述的微處理器還分別通過A/D轉換接口與氧氣傳感器、乙烯傳感器、二氧化碳傳感器相連接並通過無線模塊與主控制器相連接傳輸氧氣、乙烯、二氧化碳數據。而且，所述的主控制器包括ARM嵌入式微控制器、無線模塊、RFID讀寫器、GPS模塊、溫/溼度控制模塊、簡訊通信模塊和IXD顯示屏，ARM嵌入式微控制器通過SPI接口與無線模塊相連接接收果蔬保鮮運輸車的環境信息，通過RS232接口與RFID讀寫器、GPS模塊、簡訊通信模塊相連接分別實現讀取果蔬保鮮運輸車的貨物信息、位置信息和與果蔬保鮮運輸監控伺服器進行數據傳輸的功能，通過I/O接口與溫/溼度控制模塊對果蔬保鮮運輸車進行溫度和溼度的控制，通過I/O接口與LCD顯示屏相連接進行各種信息的顯示。而且，所述的ARM嵌入式微控制器還通過RS232接口與hternet連接模塊相連接，該hternet連接模塊採用GPRS/3G模塊與果蔬保鮮運輸監控伺服器相連接進行數據通
fn ° 而且，所述的ARM嵌入式微控制器還通過RS232接口與電子門鎖相連接實現車門開啟記錄功能，通過USB接口與攝像機相連接實現對車門開啟的視頻監視和記錄，通過SPI接口與SD存儲卡相連接存儲視頻數據。而且，所述的ARM嵌入式微控制器還通過UART接口與導航儀相連接實現車輛導航功能。而且，所述的果蔬保鮮運輸監控伺服器由計算機、簡訊通信模塊連接構成，該簡訊通信模塊通過移動通信網與主控制器相連接進行數據通信。而且，所述的計算機還連接一 hternet連接模塊，該hternet連接模塊採用GPRS/3G模塊並通過移動通信網與主控制器相連接進行數據通信。而且，所述的無線模塊採用的是CR1C400ANC模塊；所述的簡訊通信模塊採用的是雙頻 GSM/GPRS 模塊 Q2403A。本實用新型的優點和積極效果是本實用新型通過安裝在果蔬保鮮運輸車上的節點控制器、主控制器實時採集果蔬環境的溫度、溼度、氧氣、乙烯、二氧化碳數據等信息並對溫度、溼度進行有效控制，保證了果蔬保鮮運輸過程中果蔬的質量；同時可以將果蔬保鮮運輸車的環境信息、位置信息、貨物信息等通過移動通信網發送到監控中心的果蔬保鮮運輸監控伺服器上，實現監控中心的統一調度和管理，提高了自動化處理水平和工作效率。
圖1是本實用新型的系統連接示意圖；圖2是節點控制器的電路方框圖；圖3是主控制器的電路方框圖；圖4是果蔬保鮮運輸監控伺服器的結構示意圖；圖5是系統處理流程示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型實施例做進一步詳述一種新型果蔬物流保鮮運輸控制系統，如圖1所示，包括節點控制器、主控制器和果蔬保鮮運輸監控伺服器，主控制器通過無線傳感網絡與若干個節點控制器連接在一起，主控制器通過移動通信網與果蔬保鮮運輸監控伺服器連接在一起。節點控制器通過多種傳感器採集果蔬保鮮運輸車內的溫度、溼度、氧氣、乙烯、二氧化碳等數據並將上述數據傳輸給主控制器並由主控制器傳輸給果蔬保鮮運輸監控伺服器，果蔬保鮮運輸監控伺服器接收主控制器上傳的各種信息並分析處理後向主控制器發送相應的控制命令，由主控制器進行相應的溫度、溼度控制操作。本控制系統的主控制器可以做成車載嵌入式終端安裝在果蔬保鮮運輸車上，節點控制器可以用作包裝箱模塊用於溫度、溼度、氣體含量等數據採集，果蔬保鮮運輸監控伺服器安裝在果蔬物流監控中心內。下面分別對系統的三個組成部分進行說明如圖2所示，節點控制器包括微處理器、溫度傳感器、溼度傳感器、氧氣傳感器、乙烯傳感器、二氧化碳傳感器和無線模塊，微處理器通過1 接口與溫度傳感器相連接，通過A/D轉換接口與溼度傳感器、氧氣傳感器、乙烯傳感器、二氧化碳傳感器相連接，通過SPI接口與無線模塊相連接，該無線模塊通過無線傳感網絡與主控器相連接。在本實施例中，微處理器採用ATMEGA16單片機；溫度傳感器採用Dallas半導體公司生產的DS18B20數位化溫度傳感器，該溫度傳感器採用單總線的接口技術，即採用一根線進行數據傳輸，能夠直接讀取被測物的溫度值，並且通過該線為器件提供電源；溼度傳感器採用霍尼韋爾公司生產的HIH4000-003型溼度傳感器，該傳感器具有接口簡單，精度高等特點；氧氣傳感器採用電化學式氧氣傳感器70X-V ；乙烯傳感器採用乙烯傳感器模塊4P-50 ；二氧化碳傳感器採用E2V4R11BD傳感器；無線模塊採用CR1C400ANC，其採用完全透明的傳輸協議，應用在短距離無線傳輸中具有較高的性價比，該無線模塊負責向主控制器傳送各種傳感器採集的信肩、ο節點控制器的工作過程為微處理器通過無線模塊加入到無線傳感網絡，等待主控制器的採集指令，當收到指令後，採集溫度、溼度、氧氣、乙烯、二氧化碳數據並通過無線模塊將傳感數據發送給主控制器。如圖3所示，主控制器包括ARM嵌入式微控制器、無線模塊、RFID讀寫器、GPS模塊、溫/溼度控制模塊、簡訊通信模塊、Internet連接模塊、電子門鎖、攝像機、存儲卡、IXD顯示屏、導航儀，ARM嵌入式微控制器通過SPI接口與無線模塊相連接，ARM嵌入式微控制器通過RS232接口與RFID讀寫器、GPS模塊、簡訊通信模塊、Internet連接模塊、電子門鎖相連接，ARM嵌入式微控制器通過UART接口與導航儀相連接，ARM嵌入式微控制器通過I/O接口與溫/溼度控制模塊、IXD顯示屏相連接，ARM嵌入式微控制器通過USB接口與攝像機相連接，ARM嵌入式微控制器通過SPI接口與SD存儲卡相連接。在本實施例中，ARM嵌入式微控制器採用AT91SAM9263晶片；無線模塊採用CR1C400ANC，其採用完全透明的傳輸協議，應用在短距離無線傳輸中具有較高的性價比，該無線模塊接收節點控制器傳送的果蔬保鮮運輸車的各種信息；RFID模塊採用ZLG500B14讀寫器，該讀寫模塊支持Mifarel S50/S70, MifareO ultralight、Mifare Pro, Mifare desfire 等多種型號的射頻卡；ZLG500B14讀寫器所使用的RFID卡採用Mifare射頻卡Mifarel S50，卡中EEPROM中存儲了果蔬貨號、目的地等貨物信息；GPS模塊採用G-MOUSE接收器，該GPS接收器每個固定時間就通過串口向ARM系統板發送一次車輛的位置信息；簡訊通信模塊採用法國WAVEC0M公司生產的雙頻GSM/GPRS模塊Q2403A，該模塊可直接使用移動通信公司發行的SIM卡，SIM卡號可以作為發送端地址或目的端地址，收發的簡訊息存儲在SIM卡中internet連接模塊採用GPRS/3G模塊，用於與果蔬保鮮運輸監控伺服器相連接進行數據通信功能；LCD顯示屏可以顯示主控制器上的菜單及各種信息；導航儀作為車輛導航設備為果蔬保鮮運輸車導航；電子門鎖與攝像機記錄、監視車門的開啟；存儲卡保存視頻數據。主控制器的工作原理為以ARM嵌入式微處理器為核心，通過RFID讀寫器用於在果蔬裝卸時讀取包裝箱上RFID卡，以獲得果蔬的貨號批次、種類、出發地、目的地等信息；通過無線傳感網絡獲取冷藏車果蔬物流中的環境信息；通過GPS模塊獲得果蔬冷藏保鮮運輸車的位置信息；主控制器通過簡訊通信模塊或hternet連接模塊向果蔬保鮮運輸監控伺服器(後臺果蔬物流中心)發送冷藏車果蔬物流中的環境信息或果蔬冷藏保鮮運輸車的位置信息；通過簡訊通信模塊或hternet連接模塊接收果蔬保鮮運輸監控伺服器發送的指令，並通過溫/溼度控制模塊控制果蔬保鮮運輸車的溫度和溼度；通過電子門鎖和攝像機監視、記錄車門的開啟。主控制器以ARM嵌入式微處理器為核心，對冷藏車果蔬物流中的環境信息、貨物信息、車輛位置信息進行監測和傳輸，實現無線傳感數據接收、果蔬冷藏保鮮運輸車定位、GSM報警及接收命令、果蔬包裝箱RFID卡的讀取、顯示、記錄車上相關數據、以及記錄車門開啟等功能。如圖4所示，果蔬保鮮運輸監控伺服器由計算機、簡訊通信模塊、Internet連接模塊連接構成，該果蔬保鮮運輸監控伺服器安裝在果蔬物流監控中心，監控中心通過移動通信網與主控制器相連接，通過簡訊通信模塊或hternet連接模塊接收主控制器發送的數據，並可以依據果蔬保鮮環境信息、車輛位置信息和貨物信息進行科學調度，將調度指令通過簡訊通信模塊或hternet連接模塊發送到主控制器中。果蔬保鮮運輸監控伺服器的具體功能及處理數據過程，如圖5所示。傳到果蔬保鮮運輸監控伺服器的果蔬保鮮環境信息(溫度、溼度、氧氣、乙烯、二氧化碳)、車輛位置信息(GPQ和貨物信息數據，通過果蔬品質評價模型，可以得到果蔬當前的品質狀況；通過果蔬品質預測模型，可以預測果蔬的保質期。根據得到的果蔬品質狀況與及保質期，可以用來輔助決策是需要調整存儲環境還是調整運輸路徑。如果需要調整存儲環境，則發送控制信號，調整溫度和溼度；如果需要調整路徑，則果蔬保鮮運輸監控伺服器根據傳輸上來的GPS信號，結合GIS系統，將新的路徑信息發送到冷藏車上的液晶屏和導航儀上。另外，中心果蔬保鮮運輸監控伺服器根據傳輸上來的GPS信號，結合GIS系統，也可以實時顯示冷藏車的位置。需要強調的是，本實用新型所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本實用新型並不限於具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據本實用新型的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬於本實用新型保護的範圍。
權利要求1.一種新型果蔬物流保鮮運輸控制系統，其特徵在於包括節點控制器、主控制器和果蔬保鮮運輸監控伺服器，若干個節點控制器通過無線傳感網絡與主控制器連接在一起， 節點控制器將採集到的果蔬保鮮運輸車內的環境信息通過無線傳感網絡發送給主控制器， 主控制器通過移動通信網與果蔬保鮮運輸監控伺服器連接在一起實現對果蔬保鮮運輸車的溫度、溼度控制功能。
2.根據權利要求1所述的新型果蔬物流保鮮運輸控制系統，其特徵在於所述的節點控制器包括微處理器、溫度傳感器、溼度傳感器和無線模塊，微處理器通過1 接口與溫度傳感器相連接，通過A/D轉換接口與溼度傳感器相連接，通過SPI接口與無線模塊相連接， 該無線模塊通過無線傳感網絡與主控制器相連接進行溫度和溼度數據傳輸。
3.根據權利要求2所述的新型果蔬物流保鮮運輸控制系統，其特徵在於所述的微處理器還分別通過A/D轉換接口與氧氣傳感器、乙烯傳感器、二氧化碳傳感器相連接並通過無線模塊與主控制器相連接傳輸氧氣、乙烯、二氧化碳數據。
4.根據權利要求1所述的新型果蔬物流保鮮運輸控制系統，其特徵在於所述的主控制器包括ARM嵌入式微控制器、無線模塊、RFID讀寫器、GPS模塊、溫/溼度控制模塊、簡訊通信模塊和IXD顯示屏，ARM嵌入式微控制器通過SPI接口與無線模塊相連接接收果蔬保鮮運輸車的環境信息，通過RS232接口與RFID讀寫器、GPS模塊、簡訊通信模塊相連接分別實現讀取果蔬保鮮運輸車的貨物信息、位置信息和與果蔬保鮮運輸監控伺服器進行數據傳輸的功能，通過I/O接口與溫/溼度控制模塊對果蔬保鮮運輸車進行溫度和溼度的控制，通過I/O接口與LCD顯示屏相連接進行各種信息的顯示。
5.根據權利要求4所述的新型果蔬物流保鮮運輸控制系統，其特徵在於所述的ARM 嵌入式微控制器還通過RS232接口與hternet連接模塊相連接，該hternet連接模塊採用GPRS/3G模塊與果蔬保鮮運輸監控伺服器相連接進行數據通信。
6.根據權利要求4所述的新型果蔬物流保鮮運輸控制系統，其特徵在於所述的ARM 嵌入式微控制器還通過RS232接口與電子門鎖相連接實現車門開啟記錄功能，通過USB接口與攝像機相連接實現對車門開啟的視頻監視和記錄，通過SPI接口與SD存儲卡相連接存儲視頻數據。
7.根據權利要求4所述的新型果蔬物流保鮮運輸控制系統，其特徵在於所述的ARM 嵌入式微控制器還通過UART接口與導航儀相連接實現車輛導航功能。
8.根據權利要求1所述的新型果蔬物流保鮮運輸控制系統，其特徵在於所述的果蔬保鮮運輸監控伺服器由計算機、簡訊通信模塊連接構成，該簡訊通信模塊通過移動通信網與主控制器相連接進行數據通信。
9.根據權利要求8所述的新型果蔬物流保鮮運輸控制系統，其特徵在於所述的計算機還連接一 hternet連接模塊，該hternet連接模塊採用GPRS/3G模塊並通過移動通信網與主控制器相連接進行數據通信。
10.根據權利要求4所述的新型果蔬物流保鮮運輸控制系統，其特徵在於所述的無線模塊採用的是CR1C400ANC模塊；所述的簡訊通信模塊採用的是雙頻GSM/GPRS模塊 Q2403Ao
專利摘要本實用新型涉及一種新型果蔬物流保鮮運輸控制系統，其主要技術特點是包括節點控制器、主控制器和果蔬保鮮運輸監控伺服器，若干個節點控制器通過無線傳感網絡與主控制器連接在一起，節點控制器將採集到的果蔬保鮮運輸車內的環境信息通過無線傳感網絡發送給主控制器，主控制器通過移動通信網與果蔬保鮮運輸監控伺服器連接在一起實現對果蔬保鮮運輸車的溫度、溼度控制功能。本實用新型通過安裝在果蔬保鮮運輸車上的節點控制器、主控制器實時採集果蔬環境的溫度、溼度、氧氣、二氧化碳、乙烯數據等信息並對溫度、溼度進行有效控制，保證了果蔬保鮮運輸過程中果蔬的質量；同時了實現監控中心的統一調度和管理，提高了自動化處理水平和工作效率。
文檔編號G05B19/418GK202331165SQ20112046596
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月22日 優先權日2011年11月22日
發明者張銳, 李達, 王以忠, 黃華芳, 黃國全 申請人:天津科技大學