专利名称：冷链运输过程信息监测系统及方法
技术领域：
本发明涉及冷链运输设备领域，特别是涉及一种冷链运输过程信息监测系统及方 法。
背景技术：
冷链运输是保障农产品运输过程质量安全的重要措施。果品本身具有鲜活性，果 品运输具有区域性、季节性、分散性、易腐性，这些特性决定了对果品采用冷链运输显得尤 为重要。与欧美发达国家相比，我国果品冷链运输还很薄弱，80%以上的果品运输仍是常 温运输或自然运输，尤其是缺乏对冷链运输过程各种信息的有效监测及运输过程的辅助决 策，导致果品在运输过程中的损失率较大，也容易造成二次污染。目前对果品冷链运输过程 监测的主要信息是温度，记录手段主要是依靠人工测量和纸面记录，这种方式效率低下、不 利于及时发现质量问题，只是记录而不能起到监测作用。随着信息技术的发展，已有相关信息技术应用于冷链运输过程监测，主要有两种 方式。一种是通过在冷藏车厢内放置温度传感器，将传感器通过有线方式与驾驶室内显示 装置连接；另一种是将带有温度传感器的电子标签放到来冷藏车厢中，到了目的地后读取 标签中储存的信息即可实现监测。目前已有的技术方案均存在着一些缺陷，不能很好的起到实时监测的作用，从而 影响果品质量，具体缺陷表述如下如上述方法1，采用此方法，在增加一个传感器节点时，需要在车厢中重新布线，传 输数据线容易在车内造成杂乱，而且驾驶室中只有一个显示装置，不能存储，没有与远程服 务器的通信功能，从而影响监测和决策；(2)如上述方法2，采用此方法，采集因素单一，扩展到除温度、湿度外的其他因素 不易，不能实现实时的监测，只能把数据记录在标签中，在到达目的地时再读取出来，这样 如果在运输过程发生质量安全问题，不能采用有效措施进行控制。
发明内容
(一)要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是如何在果品的冷链运输过程中实现全程实时、多参数 监测。(二)技术方案为解决上述技术问题，提供一种冷链运输过程信息监测系统，其包括无线传感器采集装置，用于实时采集运输车厢内的温度、湿度和乙烯气体浓度信 息数据，并将所述信息数据发送至车载监测装置；车载监测装置，用于接收和处理由无线传感器采集装置发送来的信息数据，并将 处理后的信息发送至远程服务器；
远程服务器，用于接收由车载监测装置发送来的信息数据，并实时显示运输车辆 及订单状态的变化。优选地，所述无线传感器采集装置包括温度采集单元、湿度采集单元和乙烯气体浓度采集单元，分别用于采集车厢内的 温度、湿度和乙烯气体浓度信息。优选地，所述无线传感器采集装置还包括无线发送单元，用于向车载监测装置发送采集到的信息数据。优选地，所述车载监测装置包括无线接收单元，用于接收无线传感器传送过来的 fn息o优选地，所述车载监测装置还包括定位单元，用于实时采集运输过程中的车辆行 进位置信息。优选地，所述车载监测装置还包括信息处理单元，用于处理无线接收单元接收到 的信息以及定位装置采集到的信息。优选地，所述车载监测装置还包括无线通信单元，用于通过无线网络向远程服务 器发送由信息处理单元处理后的信息，并接收来自远程服务器的信息。优选地，所述车载监测装置还包括显示单元，用于显示由信息处理单元处理后的 环境信息和车辆行进位置信息。本发明还提供了一种冷链运输过程信息监测方法，其包括步骤S1，由置于车厢内的无线传感器装置采集车厢内的温度、湿度和乙烯浓度信息数 据；S2，将采集到的信息数据通过无线传感器网络发送到车载监测装置的无线接收单 元；S3，车载监测装置接收并处理来自无线传感器装置的信息数据，以判断车厢环境 是否正常，若不正常则报警，如果正常则转步骤S4 ；S4，经过处理后的信息数据，由车载监测装置的显示单元进行显示，同时经无线通 信单元发送至远程服务器。优选地，所述步骤S1和/或S2包括由车载监测装置的定位单元采集车辆位置信 肩、o(三)有益效果通过在冷藏车厢内设置无线传感器采集装置，利用无线传感器网络将车厢内采集 的环境信息(如温度、湿度、乙烯气体浓度等)传输到车载监测装置，车载监测装置通过无 线网络实时将车辆位置信息及车厢环境信息传输到远程服务器端。本发明的方法能够动态 地在车厢内增加不同的传感器节点，能将采集的信息存储在监测装置中，并能实时将数据 传送到远程服务器，实现实时、全程、双重监测。
图1是依照本发明实施方式的冷链运输过程信息监测装置结构示意图；图2是依照本发明实施方式的采集装置和监测装置布置示意图；图3 (a)-(c)是在不同温度条件下的冷链运输过程信息监测装置进行数据包收发率测试结果图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施 例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。本发明的冷链运输过程信息监测装置包括无线传感器采集装置、车载监测装置和 远程服务器。传感器每隔一定周期采集密闭车厢内的环境信息，并将数据通过无线方式 (如Zigbee通信协议)传至车载监测装置；车载监测装置接收数据，并显示在车载监测装 置的显示单元；车载监测装置有无线接收�？�、定位�？椤⑽尴咄ㄐ拍？榈龋山杉降� 车厢环境信息、位置信息等通过无线网络(如GPRS)发送到远程服务器。通过上述过程，实 现对果品冷链运输全过程信息的实时监测。所述无线传感器采集装置，用于实时采集运输车厢内温度、湿度、乙烯气体浓度等 fn息o所述无线传感器采集装置包括温度采集装置，实时采集车厢内的温度信息；湿度采集装置，实时采集车厢内的湿度信息；乙烯气体浓度采集装置，实时采集车厢内的乙烯气体浓度信息；无线发送装置，向车载监测装置的无线接收装置发送采集到的数据信息。所述车载监测装置，用于实时接收无线传感器采集装置传输来的信息，可以通过 定位装置采集位置信息，并将这些信息通过GPRS或3G方式传输到远程服务器。所述车载监测装置包括无线接收装置，接收无线传感器采集装置传输过来的信息，并将信息保存到车载 监测装置的存储�？橹校籊PS定位装置，实时采集车辆行进中的位置信息；无线通信装置，向远程服务器发送信息，并接收来自远程服务器的信息，接收的信 息包括订单信息、运输车辆信息等；车载环境信息监测软件，负责处理、存储和生成显示信息；显示装置，用于显示车载环境信息监测软件处理后的信息，方便驾驶员实时了解 车厢内的环境信息和车辆行进路径信息。在上述装置的基础上，本发明信息监测方法流程包含如下步骤步骤1 由放置于车厢内的无线传感器采集装置中的温度、湿度、乙烯传感器采集 车厢中的环境信息；步骤2 将采集到的信息通过无线传感器网络发送到车载监测装置的无线接收单 元；步骤3 车辆监测装置接收来自无线传感器采集装置发送来的数据，车载环境信 息监测软件对采集的数据进行处理，并判断车厢环境是否正常，不正常就报警；步骤4 车载监测装置的GPS定位装置采集车辆位置信息；步骤5 经处理后的数据，一方面经车载监测装置的显示装置进行显示，一方面经 无线通信装置发送到远程服务器。
其中，步骤4-可能与步骤1、步骤2或步骤3同时进行。车载环境信息监测软件处理数据的过程具体包括1.处理无线接收单元接收到的信息S1，接收到无线传感器采集装置发送数据包信息后，对数据包信息进行拆包处理。 数据包格式为地址位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温度值x湿度值x乙烯浓度值x无线终端节点电压z。其中x是不同数据间的分隔 符，z为整条数据的结束符。(注因为无线传感器采集装置是以16进制的形式发送数据， 当车载监测装置接收到数据后以0开头的数据数字0将会被舍弃，这会导致与系统设定的 MAC地址不对应问题从而致使装置显示不正确，故加x分隔符和z结束符解决此问题)；S2，判断数据包数据是否为结束符z，若是则数据传输完成，若不是则转入步骤 S3 ；S3，判断数据包中数据是否为数据帧结束符X，若不是则位数加1后继续接收，若 是则转入步骤S4 ；S4，判断数据帧位数是否大于1，若大于1则接收下一数据帧。若不是则数据前自 动补0 ；S5，将数据存入车载监测装置数据库中以备车载监测设备显示、GPRS传输使用。2.处理定位装置接收到的信息S1，从定位装置采集到的数据是“ $GPGGA ”、“ $GPGSA ”、“ $GPGSV ”和“ $GPRMC ”等各 种格式混合在一起的数据，以“\r\n”为分隔符，将以读取的数据切割成若干段；S2，从第一段开始，判断是否含有标识符“$GPRMC”，若无，继续判断下一段，若有， 保存该字符串，判断终止；S3，对该段含有标识符“ $GPRMC”的字符串以“，”为分隔符进行切害I]，根据 “$GPRMC”格式说明，获取切割后的字符串中相应的所需要的字符串，如时间、经度、纬度，并 存储在车载监测装置数据库中。下面对本发明的方案进行了试验测试，运输车采用北汽公司的福田冷藏运输车， 其货箱内部尺寸(长x宽X高)为4250mmX 1810mmX 1900mm，在车厢内放置三套无线传 感器采集装置，在驾驶室放置一套车载监测装置(布置位置如图2所示)，汽车为正常状态 下行驶(速度大约40mph-60mph)。分别测试在满载和空车运输过程中的数据传输率，传输 速度使用250Kbps，每1秒钟采集一次数据，共测6000条数据，总共花费100分钟。见表1。通过分别在0°C、5°C和12°C温度和相对湿度(90% )下进行了数据传输包收发率、 环境因子采集正确性、定位精确度的测试。结果表明不同温湿度对包收发率影响不大、均达 到了 80%以上(分析结果如图3)，温度、湿度、乙烯气体浓度的采集正确度高，误差在5%以 内，定位准确，利用上述装置及方法进行果品运输过程监测是可行的。表1实验设计表
由以上实施例可以看出，本发明实施例通过采用通过在冷藏车厢内设置无线传感 器采集装置，利用无线传感器网络将车厢内采集的环境信息(如温度、湿度、乙烯气体浓度 等)传输到车载监测装置，车载监测装置通过无线网络实时将车辆位置信息及车厢环境信 息传输到远程服务器端。本方法能够动态地在车厢内增加不同的传感器节点，能将采集的 信息存储在监测装置中，并能实时将数据传送到远程服务器，实现实时、全程、双重监测。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型 也应视为本发明的保护范围。
权利要求
一种冷链运输过程信息监测系统，其特征在于，所述信息监测系统包括无线传感器采集装置，用于实时采集运输车厢内的温度、湿度和乙烯气体浓度信息数据，并将所述信息数据发送至车载监测装置；车载监测装置，用于接收和处理由无线传感器采集装置发送来的信息数据，并将处理后的信息发送至远程服务器；远程服务器，用于接收车载端传输过来的信息，并实时显示运输车辆及订单状态的变化。
2.如权利要求1所述的冷链运输过程信息监测系统，其特征在于，所述无线传感器采 集装置包括温度采集单元、湿度采集单元和乙烯气体浓度采集单元，分别用于采集车厢内的温度、 湿度和乙烯气体浓度信息。
3.如权利要求2所述的冷链运输过程信息监测系统，其特征在于，所述无线传感器采 集装置还包括无线发送单元，用于向车载监测装置发送采集到的信息数据。
4.如权利要求1所述的冷链运输过程信息监测系统，其特征在于，所述车载监测装置 包括无线接收单元，用于接收无线传感器传送过来的信息。
5.如权利要求4所述的冷链运输过程信息监测系统，其特征在于，所述车载监测装置 还包括定位单元，用于实时采集运输过程中的车辆行进位置信息。
6.如权利要求5所述的冷链运输过程信息监测系统，其特征在于，所述车载监测装置 还包括信息处理单元，用于处理无线接收单元接收到的信息以及定位装置采集到的信息。
7.如权利要求6所述的冷链运输过程信息监测系统，其特征在于，所述车载监测装置 还包括无线通信单元，用于通过无线网络向远程服务器发送由信息处理单元处理后的信 息，并接收来自远程服务器的信息，所述信息包括订单信息、运输车辆信息。
8.如权利要求6所述的冷链运输过程信息监测系统，其特征在于，所述车载监测装置 还包括显示单元，用于显示由信息处理单元处理后的环境信息和车辆行进位置信息。
9.一种冷链运输过程信息监测方法，其特征在于，所述信息监测方法包括步骤 S1，由置于车厢内的无线传感器装置采集车厢内的温度、湿度和乙烯浓度信息数据； S2，将采集到的信息数据通过无线传感器网络发送到车载监测装置的无线接收单元； S3，车载监测装置接收并处理来自无线传感器装置的信息数据，以判断车厢环境是否正常，若不正常则报警，如果正常则转步骤S4 ；S4，经过处理后的信息数据，由车载监测装置的显示单元进行显示，同时经无线通信单 元发送至远程服务器。
10.如权利要求9所述的冷链运输过程信息监测系统，其特征在于，所述步骤S1和/或 S2包括由车载监测装置的定位单元采集车辆位置信息。
全文摘要
本发明公开了一种冷链运输过程信息监测系统，其包括无线传感器采集装置，用于实时采集运输车厢内的温度、湿度和乙烯气体浓度信息数据，并将所述信息数据发送至车载监测装置；车载监测装置，用于接收和处理由无线传感器采集装置发送来的信息数据，并将处理后的信息发送至远程服务器；远程服务器。本发明的装置和方法能将采集的信息存储在监测装置中，并能实时将数据传送到远程服务器，实现实时、全程双重监测。
文档编号G01D21/02GK101853566SQ20101017928
公开日2010年10月6日 申请日期2010年5月18日 优先权日2010年5月18日
发明者吉增涛, 孙传恒, 杨信延, 赵春江, 钱建平 申请人:北京农业信息技术研究中心
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