網絡型冷鏈物流貨廂監控設備的製作方法

2023-04-26 00:26:26 2

專利名稱：網絡型冷鏈物流貨廂監控設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及網絡監控技術領域，特別涉及一種網絡型冷鏈物流貨廂監控設備。
背景技術：
中國因丟棄腐爛食品而造成的浪費每年達到700億元人民幣，佔食品生產總值的 20%之多。一些食品在運輸過程當中因無法長期保鮮而被丟棄。專家稱這種浪費現象主要是由於缺少「冷鏈運輸」體系而造成的。鮮活易腐貨物運輸中，除了少數部分確因途中照料或車輛不適造成死亡外，其中大多數都是因為發生腐爛所致。冷鏈運輸過程必須依靠冷凍或冷藏等專用車輛進行，冷凍或冷藏專用車輛必須額外在車上設置冷凍或冷藏與保溫設備，而且在運輸過程中要特別注意必須是連續的冷藏， 因為微生物活動和呼吸作用都隨著溫度的升高而加強，如果運輸中各環節不能保證連續冷藏的條件，那麼貨物就有可能在這個環節中開始腐爛變質。而受人為因素、車載電氣設備故障等原因，「冷鏈多溫」現象在冷鏈運輸中頻繁出現，嚴重影響了冷鏈物流中的貨物保鮮度和品質。而且冷鏈運輸的裝卸車過程也必須嚴格控制時間和裝卸環境溫溼度。所以，從這一個角度來講，要想提高當前冷鏈運輸的貨物質量，必須對冷鏈運輸全過程加入第三方設備監控，從而提高冷鏈運輸的監控和監管。當前專門針對冷鏈運輸的第三方監控設備還相對較少。目前裝車運行的監控設備多僅是運輸車行駛路徑和位置的監控。部分對冷鏈運輸車貨廂的溫度溼度監控也僅是單點採集溫溼度信息，不能準確反映車廂內整體環境。

實用新型內容(一)要解決的技術問題針對上述缺點，本實用新型為了解決現有技術中不能準確對冷鏈物流貨廂進行監視的問題，提供了一種網絡型冷鏈物流貨廂監控設備。基於無線自組網技術和移動3G通信技術，對冷鏈運輸中的車廂環境及裝卸車過程進行全程監控，增強了監控的有效性和實用性。( 二 )技術方案為了解決上述技術問題，本實用新型具體採用如下方案進行一種網絡型冷鏈物流貨廂監控設備，所述監控設備包括車載控制終端、以及與所述車載控制終端通過短距離無線鏈路進行交互的空氣溫溼度採集器、貨廂視頻採集器和貨廂門狀態採集器；其中，所述車載監控終端及各採集器中均包括一個自組網的無線收發單元，各採集器中的無線收發單元與所述車載監控終端中的第一無線收發單元自組網並通過建立的所述短距離無線鏈路將各採集器採集的信息發送給所述車載監控終端。優選地，所述車載監控終端還包括控制單元、以及受所述控制單元控制的全球定位單元、廣域網無線通信單元和電源變換單元。優選地，所述第一無線收發單元、全球定位單元和廣域網無線通信單元通過串口與所述控制單元連接。優選地，所述電源變換單元在所述控制單元的控制下進行電源轉換並為所述第一無線收發單元、全球定位單元和廣域網無線通信單元提供電源。優選地，所述空氣溫溼度採集器具體包括空氣溫溼度傳感單元、第二無線收發單元、第一微控制器和第一電池管理單元。優選地，所述貨廂視頻採集器具體包括第三無線收發單元、第二微控制器、第二電池管理單元、視頻攝像機和基於移動3G網絡的數據傳輸單元。優選地，所述貨廂門狀態採集器具體包括第四無線收發單元、第三微控制器、第三電池管理單元和2個超聲測距單元；所述2個超聲測距單元安裝在貨廂內距離廂門一定距離的貨廂頂部。優選地，所述車載控制終端通過所述全球定位單元讀取車輛位置、航向、航速信息，並將其與各採集器採集的信息打包後通過所述廣域網無線通信單元發送到物流監控中心。(三)有益效果本實用新型利用短距離自組網無線通信技術，使得採集器可根據監測需求靈活啟動，並且可以根據監測需要靈活移動位置或增加/減少數量，並且可對冷鏈運輸中的車廂環境及裝卸車過程進行全程監控，增強了監控的有效性和實用性。

圖1為本實用新型公開的網絡型冷鏈物流貨廂監控設備的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。本實用新型提出了一種網絡型冷鏈物流貨廂監控設備，
以下結合附圖對本實用新型的實施例做如下說明如圖1所示，本實用新型中的網絡型冷鏈物流貨廂監控設備主要由車載控制終端 1和多個採集器2-4組成，車載控制終端1通過車輛電瓶取電，各採集器2-4則由充電電池供電，各採集器2-4與車載控制終端1之間利用短距離自組網無線通信方式進行組網和數據交互。各採集器2-4分布安裝在貨廂內部，並形成內在聯動關係，實現對貨廂空氣溫溼度變化、貨廂門開啟-關閉狀態及裝卸貨物過程的監控；車載控制終端1通過全球定位單元讀取車輛的位置信息，並將其與採集器採集的數據一起打包後發送到物流監控中心。其中，車載控制終端由全球定位單元、廣域網無線通信單元、第一無線收發單元、 控制單元、電源變換單元組成。[0026]全球定位單元中主要集成了 GPS模塊，GPS模塊優選採用SkylabGBlO，其基本參數為操作頻率Ll (1575. 42MHz)，C/A碼的接收信號12波道，靈敏度_152dBm，工作電壓直流 3. 3-5V，NMEA-0183/UBP的通訊協議。全球定位單元與控制單元的微處理器間採用串口方式連接。廣域網無線通信單元主要集成了 GPRS模塊，GPRS模塊優選採用BENQ M23，具有 900/1800/1900MHZ三頻段工作方式，2W的發射功率，工作電壓3. 3V-4. 2V。廣域網無線通信單元與控制單元的微處理器間也採用串口方式連接。第一無線收發單元主要集成了 CC1000晶片，該晶片工作在433MHz頻帶，最大數據傳輸速率為76. 81ibps，採用外部無源14. 7456MHz晶振驅動。CC1000通過PCLK、PDATA、PALE 三線串行接口與控制單元的微處理器的PD4、PD6、PD7管腳連接，實現對CC1000內部36個 8位配置寄存器的讀寫，從而完成對CC1000晶片的初始化配置；通過SPI MIS0、SPI SCK與微處理器的PB2/PB3、PB1連接實現CC1000與微處理器的數據交換；CC1000的RSSI與微處理器的61管腳連接，用來傳送空間信號強度；CHP_0UT與微處理器的45腳連接，用於實現微處理器對PLL LOCK信號的監測。控制單元為微處理器，作為控制和管理的核心，優選採用主控制器ATmegal28L實現。該優選方式的具體實現方式如下ATmegal28L的23J4管腳連接7. 3728MHz無源晶振， 18、19管腳連接32KHz的無源晶振；4654管腳配合，並藉助穩壓晶片LM4041-1. 2實現電池電壓的測量；27、觀、30、48腳與FLASH存儲晶片AT45DB041連接，用作擴展存儲器，存儲節點設備的配置參數或運行過程中的傳感器接口單元傳輸的數據；49、50、51分別連接3個不同色的LED指示燈，用來實現對節點設備工作狀態的直觀顯示紅色LED閃爍表示車載中繼器GPS信號有效，綠色LED閃爍表示車載中繼器GPRS鏈路正常，黃色LED閃爍車載中繼器與採集器正在進行數據交互。微處理器的47管腳還與序列號生成晶片DS2401P相連，從而方便地實現了節點設備的標識號ID分配力4、55、56、57、20通過上拉電阻與ΙΟ-pin插頭相連，用作外部JTAG(Joint Test Action Group)接口，用於節點設備內部編程、程序下載等， 實現對主控制器ATmegal^L內部FLASH存儲器、電可擦寫可編程只讀存儲器EEPR0M、熔絲位和加密位的編程。電源變換單元優選地主要由開關電壓調節器LM2596晶片和2片穩壓器MCP1727 組成；LM2596實現12V電壓到5V的轉換；第一片MCP1727晶片實現5V到3. OV轉換；第二片MCP1727晶片實現5V到4. 2V轉換，並且MCP1727的使能端與微處理器連接，以便在M23 GPRS模塊、GPS模塊或CC1000通信單元異常時，實現斷電重新啟動。5V電源主要為GPS模塊提供電源，4. 2V電源主要為GPRS模塊提供電源，3V主要為微控制器和CC1000單元電路等提供電源。多個採集器具體為空氣溫溼度採集器2、貨廂門狀態採集器3、貨廂視頻採集器4寸。其中空氣溫溼度採集器包括空氣溫度傳感單元、第一微控制器、第二無線收發單元及第一電池管理單元。空氣溫溼度傳感單元優選採用SHTll單晶片傳感器，是含有已校準數位訊號輸出的溫溼度複合傳感器，供電電壓為2. 4-5. 5V，空氣溫溼度傳感單元與第一微處理器通過普通三線連接，以類1 方式進行通信，此外，空氣溫溼度傳感單元可以為內置傳感器。
5[0033]貨廂視頻採集器包括視頻攝像機、基於3G的無線視頻傳輸單元、第二微控制器、 第三無線收發單元及第二電池管理單元。其中視頻攝像機和基於3G的無線視頻傳輸單元採用深圳海芯威視科技有限公司的HX7005GW WCDMA型網絡攝像機；網絡攝像機電源可以通過第二微控制器進行開關控制。貨廂門狀態採集器包括2個超聲波測距單元、第三微控制器、第四無線收發單元及第三電池管理單元。其中超聲波測距單元選用北京龍凡匯眾機器人科技有限公司的 URM04 V2. 0超聲波測距模塊設計完成，模塊通過RS232接口與微處理器連接，直接輸出距離數字量。最小測量距離4cm，最大測量距離500cm。在安裝時，將2個測距模塊分別安裝在貨廂內部距離廂門距離大於4cm遠的貨廂頂部。第一至第三電池管理單元優選為鋰電池管理單元，所述鋰電池管理單元優選採用 CN3052充電管理晶片、CR6002鋰電池保護晶片以及PT1301升壓晶片、AMSl 117電壓轉換晶片。本實用新型網絡型冷鏈物流貨廂監控設備在工作時，各採集器根據需要接通電源，在完成自身啟動初始化並與車載控制終端完成自組網後，採集相應的數據並向車載控制終端發送；隨後可以根據需要切斷電源進入休眠狀態以節省電池電力；在經過一定的採樣或檢測周期後再次被喚醒進行再次的數據採集和發送。其中，採樣或檢測頻率可根據具體情況和需求而設置並調整。具體地，所述空氣溫溼度採集器的工作方式為在完成自身啟動初始化並與車載控制終端完成組網後，採集環境溫度和空氣相對溼度數值並向車載控制終端發送，同時將所述數值存入第一微控制器的暫存器，而後第一微控制器和空氣溫溼度傳感單元進入休眠狀態，第二無線收發單元電源被切斷；經過一個採樣周期後，第一微控制器被喚醒，空氣溫溼度傳感單元電源接通再次採集環境溫度和空氣相對溼度數值，並與上次數據比較；如果數值差小於某一個設定閾值， 則第一微控制器再次進入休眠；如果大於某一個設定閾值，則接通第二無線收發單元電源，向車載控制終端發送再次採集的數值，並將最新數值存入暫存器；在確認車載控制終端收到數值後，再次切斷第二無線收發單元電源，並控制第一微控制器和空氣溫溼度傳感單元進入休眠狀態。而所述車載控制終端與所述貨廂門狀態採集器和所述貨廂視頻採集器的交互為當車載控制終端檢測到車輛速度為零時，車載控制終端控制貨廂視頻採集器接通基於移動3G網絡的數據傳輸單元電源，並向貨廂門狀態採集器發送控制指令，提高貨廂門狀態採集器的檢測頻率；當貨廂門狀態採集器檢測到貨廂門處於開啟狀態時，貨廂門狀態採集器向車載控制終端發送提示信息；當車載控制終端收到貨廂門狀態採集器檢測到的貨廂門由關閉變為開啟的提示信息後，控制貨廂視頻採集器接通視頻攝像機電源；當車載控制終端檢測到車輛速度大於10km/h，並且貨廂門狀態採集器檢測到貨廂門由開啟變為關閉時，發送控制指令關閉貨廂視頻採集器的基於移動3G網絡的數據傳輸單元電源和視頻攝像機電源，並降低貨廂門狀態採集器對門狀態的檢測頻率。[0045]通過上述方式，本實用新型利用短距離自組網無線通信技術，使得採集器可根據監測需求靈活啟動，並且可以根據監測需要靈活移動位置或增加/減少數量，並且可對冷鏈運輸中的車廂環境及裝卸車過程進行全程監控，增強了監控的有效性和實用性。以上實施方式僅用於說明本實用新型，而並非對本實用新型的限制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本實用新型的精神和範圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬於本實用新型的範疇，本實用新型的實際保護範圍應由權利要求限定。
權利要求1.一種網絡型冷鏈物流貨廂監控設備，其特徵在於，所述監控設備包括車載控制終端(1)、以及與所述車載控制終端(1)通過短距離無線鏈路進行交互的空氣溫溼度採集器 O)、貨廂視頻採集器⑶和貨廂門狀態採集器⑷；其中，所述車載監控終端(1)及各採集器中均包括一個自組網的無線收發單元，各採集器中的無線收發單元與所述車載監控終端(1)中的第一無線收發單元自組網並通過建立的所述短距離無線鏈路將各採集器採集的信息發送給所述車載監控終端(1)。
2.根據權利要求1所述的監控設備，其特徵在於，所述車載監控終端(1)還包括控制單元、以及受所述控制單元控制的全球定位單元、廣域網無線通信單元和電源變換單元。
3.根據權利要求2所述的監控設備，其特徵在於，所述第一無線收發單元、全球定位單元和廣域網無線通信單元通過串口與所述控制單元連接。
4.根據權利要求2所述的監控設備，其特徵在於，所述電源變換單元在所述控制單元的控制下進行電源轉換並為所述第一無線收發單元、全球定位單元和廣域網無線通信單元提供電源。
5.根據權利要求1所述的監控設備，其特徵在於，所述空氣溫溼度採集器(2)具體包括空氣溫溼度傳感單元、第二無線收發單元、第一微控制器和第一電池管理單元。
6.根據權利要求1所述的監控設備，其特徵在於，所述貨廂視頻採集器C3)具體包括 第三無線收發單元、第二微控制器、第二電池管理單元、視頻攝像機和基於移動3G網絡的數據傳輸單元。
7.根據權利要求1所述的監控設備，其特徵在於，所述貨廂門狀態採集器(4)具體包括第四無線收發單元、第三微控制器、第三電池管理單元和2個超聲測距單元；所述2個超聲測距單元安裝在貨廂內距離廂門一定距離的貨廂頂部。
8.根據權利要求2所述的監控設備，其特徵在於，所述車載控制終端(1)通過所述全球定位單元讀取車輛位置、航向、航速信息，並將其與各採集器採集的信息打包後通過所述廣域網無線通信單元發送到物流監控中心。
專利摘要本實用新型涉及網絡監控技術領域，提供了一種網絡型冷鏈物流貨廂監控設備。該設備包括車載控制終端、以及與車載控制終端通過短距離無線鏈路進行交互的空氣溫溼度採集器、貨廂視頻採集器和貨廂門狀態採集器；其中，車載監控終端及各採集器中均包括一個自組網的無線收發單元，各採集器中的無線收發單元與車載監控終端中的第一無線收發單元自組網並通過建立的短距離無線鏈路將各採集器採集的信息發送給車載監控終端。本實用新型利用短距離自組網無線通信技術，使得採集器可根據監測需求靈活啟動，並且可以根據監測需要靈活移動位置或增加/減少數量，並且可對冷鏈運輸中的車廂環境及裝卸車過程進行全程監控，增強了監控的有效性和實用性。
文檔編號G05B19/418GK202257204SQ20112026490
公開日2012年5月30日 申請日期2011年7月25日 優先權日2011年7月25日
發明者張弛, 張瑞瑞, 徐剛, 陳天恩, 陳立平 申請人:北京農業智能裝備技術研究中心