冷鏈運輸過程信息監測系統及方法

專利名稱：冷鏈運輸過程信息監測系統及方法
技術領域：
本發明涉及冷鏈運輸設備領域，特別是涉及一種冷鏈運輸過程信息監測系統及方 法。
背景技術：
冷鏈運輸是保障農產品運輸過程質量安全的重要措施。果品本身具有鮮活性，果 品運輸具有區域性、季節性、分散性、易腐性，這些特性決定了對果品采用冷鏈運輸顯得尤 為重要。與歐美發達國家相比，我國果品冷鏈運輸還很薄弱，80%以上的果品運輸仍是常 溫運輸或自然運輸，尤其是缺乏對冷鏈運輸過程各種信息的有效監測及運輸過程的輔助決 策，導致果品在運輸過程中的損失率較大，也容易造成二次污染。目前對果品冷鏈運輸過程 監測的主要信息是溫度，記錄手段主要是依靠人工測量和紙面記錄，這種方式效率低下、不 利于及時發現質量問題，只是記錄而不能起到監測作用。隨著信息技術的發展，已有相關信息技術應用于冷鏈運輸過程監測，主要有兩種 方式。一種是通過在冷藏車廂內放置溫度傳感器，將傳感器通過有線方式與駕駛室內顯示 裝置連接；另一種是將帶有溫度傳感器的電子標簽放到來冷藏車廂中，到了目的地后讀取 標簽中儲存的信息即可實現監測。目前已有的技術方案均存在著一些缺陷，不能很好的起到實時監測的作用，從而 影響果品質量，具體缺陷表述如下如上述方法1，采用此方法，在增加一個傳感器節點時，需要在車廂中重新布線，傳 輸數據線容易在車內造成雜亂，而且駕駛室中只有一個顯示裝置，不能存儲，沒有與遠程服 務器的通信功能，從而影響監測和決策；(2)如上述方法2，采用此方法，采集因素單一，擴展到除溫度、濕度外的其他因素 不易，不能實現實時的監測，只能把數據記錄在標簽中，在到達目的地時再讀取出來，這樣 如果在運輸過程發生質量安全問題，不能采用有效措施進行控制。

發明內容
(一)要解決的技術問題本發明要解決的技術問題是如何在果品的冷鏈運輸過程中實現全程實時、多參數 監測。(二)技術方案為解決上述技術問題，提供一種冷鏈運輸過程信息監測系統，其包括無線傳感器采集裝置，用于實時采集運輸車廂內的溫度、濕度和乙烯氣體濃度信 息數據，并將所述信息數據發送至車載監測裝置；車載監測裝置，用于接收和處理由無線傳感器采集裝置發送來的信息數據，并將 處理后的信息發送至遠程服務器；
遠程服務器，用于接收由車載監測裝置發送來的信息數據，并實時顯示運輸車輛 及訂單狀態的變化。優選地，所述無線傳感器采集裝置包括溫度采集單元、濕度采集單元和乙烯氣體濃度采集單元，分別用于采集車廂內的 溫度、濕度和乙烯氣體濃度信息。優選地，所述無線傳感器采集裝置還包括無線發送單元，用于向車載監測裝置發送采集到的信息數據。優選地，所述車載監測裝置包括無線接收單元，用于接收無線傳感器傳送過來的 fn息o優選地，所述車載監測裝置還包括定位單元，用于實時采集運輸過程中的車輛行 進位置信息。優選地，所述車載監測裝置還包括信息處理單元，用于處理無線接收單元接收到 的信息以及定位裝置采集到的信息。優選地，所述車載監測裝置還包括無線通信單元，用于通過無線網絡向遠程服務 器發送由信息處理單元處理后的信息，并接收來自遠程服務器的信息。優選地，所述車載監測裝置還包括顯示單元，用于顯示由信息處理單元處理后的 環境信息和車輛行進位置信息。本發明還提供了一種冷鏈運輸過程信息監測方法，其包括步驟S1，由置于車廂內的無線傳感器裝置采集車廂內的溫度、濕度和乙烯濃度信息數 據；S2，將采集到的信息數據通過無線傳感器網絡發送到車載監測裝置的無線接收單 元；S3，車載監測裝置接收并處理來自無線傳感器裝置的信息數據，以判斷車廂環境 是否正常，若不正常則報警，如果正常則轉步驟S4 ；S4，經過處理后的信息數據，由車載監測裝置的顯示單元進行顯示，同時經無線通 信單元發送至遠程服務器。優選地，所述步驟S1和/或S2包括由車載監測裝置的定位單元采集車輛位置信 肩、o(三)有益效果通過在冷藏車廂內設置無線傳感器采集裝置，利用無線傳感器網絡將車廂內采集 的環境信息(如溫度、濕度、乙烯氣體濃度等)傳輸到車載監測裝置，車載監測裝置通過無 線網絡實時將車輛位置信息及車廂環境信息傳輸到遠程服務器端。本發明的方法能夠動態 地在車廂內增加不同的傳感器節點，能將采集的信息存儲在監測裝置中，并能實時將數據 傳送到遠程服務器，實現實時、全程、雙重監測。


圖1是依照本發明實施方式的冷鏈運輸過程信息監測裝置結構示意圖；圖2是依照本發明實施方式的采集裝置和監測裝置布置示意圖；圖3 (a)-(c)是在不同溫度條件下的冷鏈運輸過程信息監測裝置進行數據包收發率測試結果圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施 例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。本發明的冷鏈運輸過程信息監測裝置包括無線傳感器采集裝置、車載監測裝置和 遠程服務器。傳感器每隔一定周期采集密閉車廂內的環境信息，并將數據通過無線方式 (如Zigbee通信協議)傳至車載監測裝置；車載監測裝置接收數據，并顯示在車載監測裝 置的顯示單元；車載監測裝置有無線接收模塊、定位模塊、無線通信模塊等，可將采集到的 車廂環境信息、位置信息等通過無線網絡(如GPRS)發送到遠程服務器。通過上述過程，實 現對果品冷鏈運輸全過程信息的實時監測。所述無線傳感器采集裝置，用于實時采集運輸車廂內溫度、濕度、乙烯氣體濃度等 fn息o所述無線傳感器采集裝置包括溫度采集裝置，實時采集車廂內的溫度信息；濕度采集裝置，實時采集車廂內的濕度信息；乙烯氣體濃度采集裝置，實時采集車廂內的乙烯氣體濃度信息；無線發送裝置，向車載監測裝置的無線接收裝置發送采集到的數據信息。所述車載監測裝置，用于實時接收無線傳感器采集裝置傳輸來的信息，可以通過 定位裝置采集位置信息，并將這些信息通過GPRS或3G方式傳輸到遠程服務器。所述車載監測裝置包括無線接收裝置，接收無線傳感器采集裝置傳輸過來的信息，并將信息保存到車載 監測裝置的存儲模塊中；GPS定位裝置，實時采集車輛行進中的位置信息；無線通信裝置，向遠程服務器發送信息，并接收來自遠程服務器的信息，接收的信 息包括訂單信息、運輸車輛信息等；車載環境信息監測軟件，負責處理、存儲和生成顯示信息；顯示裝置，用于顯示車載環境信息監測軟件處理后的信息，方便駕駛員實時了解 車廂內的環境信息和車輛行進路徑信息。在上述裝置的基礎上，本發明信息監測方法流程包含如下步驟步驟1 由放置于車廂內的無線傳感器采集裝置中的溫度、濕度、乙烯傳感器采集 車廂中的環境信息；步驟2 將采集到的信息通過無線傳感器網絡發送到車載監測裝置的無線接收單 元；步驟3 車輛監測裝置接收來自無線傳感器采集裝置發送來的數據，車載環境信 息監測軟件對采集的數據進行處理，并判斷車廂環境是否正常，不正常就報警；步驟4 車載監測裝置的GPS定位裝置采集車輛位置信息；步驟5 經處理后的數據，一方面經車載監測裝置的顯示裝置進行顯示，一方面經 無線通信裝置發送到遠程服務器。
其中，步驟4-可能與步驟1、步驟2或步驟3同時進行。車載環境信息監測軟件處理數據的過程具體包括1.處理無線接收單元接收到的信息S1，接收到無線傳感器采集裝置發送數據包信息后，對數據包信息進行拆包處理。 數據包格式為地址位lx地址位2x地址位3x地址位4地址位5x地址位6x地址位7x地 址位8x溫度值x濕度值x乙烯濃度值x無線終端節點電壓z。其中x是不同數據間的分隔 符，z為整條數據的結束符。(注因為無線傳感器采集裝置是以16進制的形式發送數據， 當車載監測裝置接收到數據后以0開頭的數據數字0將會被舍棄，這會導致與系統設定的 MAC地址不對應問題從而致使裝置顯示不正確，故加x分隔符和z結束符解決此問題)；S2，判斷數據包數據是否為結束符z，若是則數據傳輸完成，若不是則轉入步驟 S3 ；S3，判斷數據包中數據是否為數據幀結束符X，若不是則位數加1后繼續接收，若 是則轉入步驟S4 ；S4，判斷數據幀位數是否大于1，若大于1則接收下一數據幀。若不是則數據前自 動補0 ；S5，將數據存入車載監測裝置數據庫中以備車載監測設備顯示、GPRS傳輸使用。2.處理定位裝置接收到的信息S1，從定位裝置采集到的數據是“ $GPGGA ”、“ $GPGSA ”、“ $GPGSV ”和“ $GPRMC ”等各 種格式混合在一起的數據，以“\r\n”為分隔符，將以讀取的數據切割成若干段；S2，從第一段開始，判斷是否含有標識符“$GPRMC”，若無，繼續判斷下一段，若有， 保存該字符串，判斷終止；S3，對該段含有標識符“ $GPRMC”的字符串以“，”為分隔符進行切害I]，根據 “$GPRMC”格式說明，獲取切割后的字符串中相應的所需要的字符串，如時間、經度、緯度，并 存儲在車載監測裝置數據庫中。下面對本發明的方案進行了試驗測試，運輸車采用北汽公司的福田冷藏運輸車， 其貨箱內部尺寸(長x寬X高)為4250mmX 1810mmX 1900mm，在車廂內放置三套無線傳 感器采集裝置，在駕駛室放置一套車載監測裝置(布置位置如圖2所示)，汽車為正常狀態 下行駛(速度大約40mph-60mph)。分別測試在滿載和空車運輸過程中的數據傳輸率，傳輸 速度使用250Kbps，每1秒鐘采集一次數據，共測6000條數據，總共花費100分鐘。見表1。通過分別在0°C、5°C和12°C溫度和相對濕度(90% )下進行了數據傳輸包收發率、 環境因子采集正確性、定位精確度的測試。結果表明不同溫濕度對包收發率影響不大、均達 到了 80%以上(分析結果如圖3)，溫度、濕度、乙烯氣體濃度的采集正確度高，誤差在5%以 內，定位準確，利用上述裝置及方法進行果品運輸過程監測是可行的。表1實驗設計表

由以上實施例可以看出，本發明實施例通過采用通過在冷藏車廂內設置無線傳感 器采集裝置，利用無線傳感器網絡將車廂內采集的環境信息(如溫度、濕度、乙烯氣體濃度 等)傳輸到車載監測裝置，車載監測裝置通過無線網絡實時將車輛位置信息及車廂環境信 息傳輸到遠程服務器端。本方法能夠動態地在車廂內增加不同的傳感器節點，能將采集的 信息存儲在監測裝置中，并能實時將數據傳送到遠程服務器，實現實時、全程、雙重監測。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人 員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型 也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
一種冷鏈運輸過程信息監測系統，其特征在于，所述信息監測系統包括無線傳感器采集裝置，用于實時采集運輸車廂內的溫度、濕度和乙烯氣體濃度信息數據，并將所述信息數據發送至車載監測裝置；車載監測裝置，用于接收和處理由無線傳感器采集裝置發送來的信息數據，并將處理后的信息發送至遠程服務器；遠程服務器，用于接收車載端傳輸過來的信息，并實時顯示運輸車輛及訂單狀態的變化。
2.如權利要求1所述的冷鏈運輸過程信息監測系統，其特征在于，所述無線傳感器采 集裝置包括溫度采集單元、濕度采集單元和乙烯氣體濃度采集單元，分別用于采集車廂內的溫度、 濕度和乙烯氣體濃度信息。
3.如權利要求2所述的冷鏈運輸過程信息監測系統，其特征在于，所述無線傳感器采 集裝置還包括無線發送單元，用于向車載監測裝置發送采集到的信息數據。
4.如權利要求1所述的冷鏈運輸過程信息監測系統，其特征在于，所述車載監測裝置 包括無線接收單元，用于接收無線傳感器傳送過來的信息。
5.如權利要求4所述的冷鏈運輸過程信息監測系統，其特征在于，所述車載監測裝置 還包括定位單元，用于實時采集運輸過程中的車輛行進位置信息。
6.如權利要求5所述的冷鏈運輸過程信息監測系統，其特征在于，所述車載監測裝置 還包括信息處理單元，用于處理無線接收單元接收到的信息以及定位裝置采集到的信息。
7.如權利要求6所述的冷鏈運輸過程信息監測系統，其特征在于，所述車載監測裝置 還包括無線通信單元，用于通過無線網絡向遠程服務器發送由信息處理單元處理后的信 息，并接收來自遠程服務器的信息，所述信息包括訂單信息、運輸車輛信息。
8.如權利要求6所述的冷鏈運輸過程信息監測系統，其特征在于，所述車載監測裝置 還包括顯示單元，用于顯示由信息處理單元處理后的環境信息和車輛行進位置信息。
9.一種冷鏈運輸過程信息監測方法，其特征在于，所述信息監測方法包括步驟 S1，由置于車廂內的無線傳感器裝置采集車廂內的溫度、濕度和乙烯濃度信息數據； S2，將采集到的信息數據通過無線傳感器網絡發送到車載監測裝置的無線接收單元； S3，車載監測裝置接收并處理來自無線傳感器裝置的信息數據，以判斷車廂環境是否正常，若不正常則報警，如果正常則轉步驟S4 ；S4，經過處理后的信息數據，由車載監測裝置的顯示單元進行顯示，同時經無線通信單 元發送至遠程服務器。
10.如權利要求9所述的冷鏈運輸過程信息監測系統，其特征在于，所述步驟S1和/或 S2包括由車載監測裝置的定位單元采集車輛位置信息。
全文摘要
本發明公開了一種冷鏈運輸過程信息監測系統，其包括無線傳感器采集裝置，用于實時采集運輸車廂內的溫度、濕度和乙烯氣體濃度信息數據，并將所述信息數據發送至車載監測裝置；車載監測裝置，用于接收和處理由無線傳感器采集裝置發送來的信息數據，并將處理后的信息發送至遠程服務器；遠程服務器。本發明的裝置和方法能將采集的信息存儲在監測裝置中，并能實時將數據傳送到遠程服務器，實現實時、全程雙重監測。
文檔編號G01D21/02GK101853566SQ20101017928
公開日2010年10月6日 申請日期2010年5月18日 優先權日2010年5月18日
發明者吉增濤, 孫傳恒, 楊信延, 趙春江, 錢建平 申請人:北京農業信息技術研究中心