专利名称：果蔬物流保鲜运输控制系统的制作方法
果蔬物流保鲜运输控制系统技术领域
本发明属于自动化控制领域，尤其是一种果蔬物流保鲜运输控制系统。
技术背景
在果蔬的长时间运输过程中，由于天气、气候以及其他环境因素的影响，经常会导致果蔬运输车内的果蔬出现一定程度的损伤。虽然，现有的果蔬保鲜运输车上安装有温度测量装置，但通常采用单点测量方式，难以实现准确测量，不能保证果蔬的品质。另外，果蔬保鲜运输车与果蔬监控中心没有形成自动化监控网络，果蔬监控中心不能实时监控果蔬保鲜运输车的状态，难以实现有效地调度与控制。发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够对果蔬保鲜运输车的温度、湿度等信息实时监控并形成自动化监控网络的果蔬物流保鲜运输控制系统。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的
一种果蔬物流保鲜运输控制系统，
包括节点控制器、主控制器和果蔬保鲜运输监控服务器，若干个节点控制器通过无线传感网络与主控制器连接在一起，节点控制器将采集到的果蔬保鲜运输车内的环境信息通过无线传感网络发送给主控制器，主控制器通过移动通信网与果蔬保鲜运输监控服务器连接在一起实现对果蔬保鲜运输车的温度、湿度控制功能。
而且，所述的节点控制器包括微处理器、温度传感器、湿度传感器和无线模块，微处理器通过1 接口与温度传感器相连接，通过A/D转换接口与湿度传感器相连接，通过 SPI接口与无线模块相连接，该无线模块通过无线传感网络与主控制器相连接进行温度和湿度数据传输。
而且，所述的微处理器还分别通过A/D转换接口与氧气传感器、乙烯传感器、二氧化碳传感器相连接并通过无线模块与主控制器相连接传输氧气、乙烯、二氧化碳数据。
而且，所述的主控制器包括ARM嵌入式微控制器、无线模块、RFID读写器、GPS模块、温/湿度控制模块、短信通信模块和IXD显示屏，ARM嵌入式微控制器通过SPI接口与无线模块相连接接收果蔬保鲜运输车的环境信息，通过RS232接口与RFID读写器、GPS模块、 短信通信模块相连接分别实现读取果蔬保鲜运输车的货物信息、位置信息和与果蔬保鲜运输监控服务器进行数据传输的功能，通过I/O接口与温/湿度控制模块对果蔬保鲜运输车进行温度和湿度的控制，通过I/O接口与LCD显示屏相连接进行各种信息的显示。
而且，所述的ARM嵌入式微控制器还通过RS232接口与hternet连接模块相连接，该hternet连接模块采用GPRS/3G模块与果蔬保鲜运输监控服务器相连接进行数据通fn °
而且，所述的ARM嵌入式微控制器还通过RS232接口与电子门锁相连接实现车门开启记录功能，通过USB接口与摄像机相连接实现对车门开启的视频监视和记录，通过SPI接口与SD存储卡相连接存储视频数据。
而且，所述的ARM嵌入式微控制器还通过UART接口与导航仪相连接实现车辆导航功能。
而且，所述的果蔬保鲜运输监控服务器由计算机、短信通信模块连接构成，该短信通信模块通过移动通信网与主控制器相连接进行数据通信。
而且，所述的计算机还连接一 hternet连接模块，该hternet连接模块采用 GPRS/3G模块并通过移动通信网与主控制器相连接进行数据通信。
而且，所述的无线模块采用的是CR1C400ANC模块；所述的短信通信模块采用的是双频 GSM/GPRS 模块 Q2403A。
本发明的优点和积极效果是
本发明通过安装在果蔬保鲜运输车上的节点控制器、主控制器实时采集果蔬环境的温度、湿度、氧气、乙烯、二氧化碳数据等信息并对温度、湿度进行有效控制，保证了果蔬保鲜运输过程中果蔬的质量；同时可以将果蔬保鲜运输车的环境信息、位置信息、货物信息等通过移动通信网发送到监控中心的果蔬保鲜运输监控服务器上，实现监控中心的统一调度和管理，提高了自动化处理水平和工作效率。
图1是本发明的系统连接示意图2是节点控制器的电路方框图3是主控制器的电路方框图4是果蔬保鲜运输监控服务器的结构示意图5是系统处理流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述
一种果蔬物流保鲜运输控制系统，如图1所示，包括节点控制器、主控制器和果蔬保鲜运输监控服务器，主控制器通过无线传感网络与若干个节点控制器连接在一起，主控制器通过移动通信网与果蔬保鲜运输监控服务器连接在一起。节点控制器通过多种传感器采集果蔬保鲜运输车内的温度、湿度、氧气、乙烯、二氧化碳等数据并将上述数据传输给主控制器并由主控制器传输给果蔬保鲜运输监控服务器，果蔬保鲜运输监控服务器接收主控制器上传的各种信息并分析处理后向主控制器发送相应的控制命令，由主控制器进行相应的温度、湿度控制操作。本控制系统的主控制器可以做成车载嵌入式终端安装在果蔬保鲜运输车上，节点控制器可以用作包装箱模块用于温度、湿度、气体含量等数据采集，果蔬保鲜运输监控服务器安装在果蔬物流监控中心内。下面分别对系统的三个组成部分进行说明
如图2所示，节点控制器包括微处理器、温度传感器、湿度传感器、氧气传感器、乙烯传感器、二氧化碳传感器和无线模块，微处理器通过1 接口与温度传感器相连接，通过 A/D转换接口与湿度传感器、氧气传感器、乙烯传感器、二氧化碳传感器相连接，通过SPI接口与无线模块相连接，该无线模块通过无线传感网络与主控器相连接。在本实施例中，微处理器采用ATMEGA16单片机；温度传感器采用Dallas半导体公司生产的DS18B20数字化温度传感器，该温度传感器采用单总线的接口技术，即采用一根线进行数据传输，能够直接读取被测物的温度值，并且通过该线为器件提供电源；湿度传感器采用霍尼韦尔公司生产的HIH4000-003型湿度传感器，该传感器具有接口简单，精度高等特点；氧气传感器采用电化学式氧气传感器70X-V ；乙烯传感器采用乙烯传感器模块4P-50 ；二氧化碳传感器采用E2V4R11BD传感器；无线模块采用CR1C400ANC，其采用完全透明的传输协议，应用在短距离无线传输中具有较高的性价比，该无线模块负责向主控制器传送各种传感器采集的信肩、ο
节点控制器的工作过程为微处理器通过无线模块加入到无线传感网络，等待主控制器的采集指令，当收到指令后，采集温度、湿度、氧气、乙烯、二氧化碳数据并通过无线模块将传感数据发送给主控制器。
如图3所示，主控制器包括ARM嵌入式微控制器、无线模块、RFID读写器、GPS模块、温/湿度控制模块、短信通信模块、Internet连接模块、电子门锁、摄像机、存储卡、IXD 显示屏、导航仪，ARM嵌入式微控制器通过SPI接口与无线模块相连接，ARM嵌入式微控制器通过RS232接口与RFID读写器、GPS模块、短信通信模块、Internet连接模块、电子门锁相连接，ARM嵌入式微控制器通过UART接口与导航仪相连接，ARM嵌入式微控制器通过I/O 接口与温/湿度控制模块、IXD显示屏相连接，ARM嵌入式微控制器通过USB接口与摄像机相连接，ARM嵌入式微控制器通过SPI接口与SD存储卡相连接。在本实施例中，ARM嵌入式微控制器采用AT91SAM9263芯片；无线模块采用CR1C400ANC，其采用完全透明的传输协议，应用在短距离无线传输中具有较高的性价比，该无线模块接收节点控制器传送的果蔬保鲜运输车的各种信息；RFID模块采用ZLG500B14读写器，该读写模块支持Mifarel S50/ S70, MifareO ultralight、Mifare Pro, Mifare desfire 等多种型号的射频卡；ZLG500B14 读写器所使用的RFID卡采用Mifare射频卡Mifarel S50，卡中EEPROM中存储了果蔬货号、 目的地等货物信息；GPS模块采用G-MOUSE接收器，该GPS接收器每个固定时间就通过串口向ARM系统板发送一次车辆的位置信息；短信通信模块采用法国WAVEC0M公司生产的双频 GSM/GPRS模块Q2403A，该模块可直接使用移动通信公司发行的SIM卡，SIM卡号可以作为发送端地址或目的端地址，收发的短信息存储在SIM卡中internet连接模块采用GPRS/3G 模块，用于与果蔬保鲜运输监控服务器相连接进行数据通信功能；LCD显示屏可以显示主控制器上的菜单及各种信息；导航仪作为车辆导航设备为果蔬保鲜运输车导航；电子门锁与摄像机记录、监视车门的开启；存储卡保存视频数据。
主控制器的工作原理为以ARM嵌入式微处理器为核心，通过RFID读写器用于在果蔬装卸时读取包装箱上RFID卡，以获得果蔬的货号批次、种类、出发地、目的地等信息； 通过无线传感网络获取冷藏车果蔬物流中的环境信息；通过GPS模块获得果蔬冷藏保鲜运输车的位置信息；主控制器通过短信通信模块或hternet连接模块向果蔬保鲜运输监控服务器(后台果蔬物流中心)发送冷藏车果蔬物流中的环境信息或果蔬冷藏保鲜运输车的位置信息；通过短信通信模块或hternet连接模块接收果蔬保鲜运输监控服务器发送的指令，并通过温/湿度控制模块控制果蔬保鲜运输车的温度和湿度；通过电子门锁和摄像机监视、记录车门的开启。主控制器以ARM嵌入式微处理器为核心，对冷藏车果蔬物流中的环境信息、货物信息、车辆位置信息进行监测和传输，实现无线传感数据接收、果蔬冷藏保鲜运输车定位、GSM报警及接收命令、果蔬包装箱RFID卡的读取、显示、记录车上相关数据、 以及记录车门开启等功能。
如图4所示，果蔬保鲜运输监控服务器由计算机、短信通信模块、Internet连接模块连接构成，该果蔬保鲜运输监控服务器安装在果蔬物流监控中心，监控中心通过移动通信网与主控制器相连接，通过短信通信模块或hternet连接模块接收主控制器发送的数据，并可以依据果蔬保鲜环境信息、车辆位置信息和货物信息进行科学调度，将调度指令通过短信通信模块或hternet连接模块发送到主控制器中。
果蔬保鲜运输监控服务器的具体功能及处理数据过程，如图5所示。传到果蔬保鲜运输监控服务器的果蔬保鲜环境信息(温度、湿度、氧气、乙烯、二氧化碳)、车辆位置信息(GPQ和货物信息数据，通过果蔬品质评价模型，可以得到果蔬当前的品质状况；通过果蔬品质预测模型，可以预测果蔬的保质期。根据得到的果蔬品质状况与及保质期，可以用来辅助决策是需要调整存储环境还是调整运输路径。如果需要调整存储环境，则发送控制信号，调整温度和湿度；如果需要调整路径，则果蔬保鲜运输监控服务器根据传输上来的GPS 信号，结合GIS系统，将新的路径信息发送到冷藏车上的液晶屏和导航仪上。另外，中心果蔬保鲜运输监控服务器根据传输上来的GPS信号，结合GIS系统，也可以实时显示冷藏车的位置。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式
中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
权利要求
1.一种果蔬物流保鲜运输控制系统，其特征在于包括节点控制器、主控制器和果蔬保鲜运输监控服务器，若干个节点控制器通过无线传感网络与主控制器连接在一起，节点控制器将采集到的果蔬保鲜运输车内的环境信息通过无线传感网络发送给主控制器，主控制器通过移动通信网与果蔬保鲜运输监控服务器连接在一起实现对果蔬保鲜运输车的温度、湿度控制功能。
2.根据权利要求1所述的果蔬物流保鲜运输控制系统，其特征在于所述的节点控制器包括微处理器、温度传感器、湿度传感器和无线模块，微处理器通过1 接口与温度传感器相连接，通过A/D转换接口与湿度传感器相连接，通过SPI接口与无线模块相连接，该无线模块通过无线传感网络与主控制器相连接进行温度和湿度数据传输。
3.根据权利要求2所述的果蔬物流保鲜运输控制系统，其特征在于所述的微处理器还分别通过A/D转换接口与氧气传感器、乙烯传感器、二氧化碳传感器相连接并通过无线模块与主控制器相连接传输氧气、乙烯、二氧化碳数据。
4.根据权利要求1所述的果蔬物流保鲜运输控制系统，其特征在于所述的主控制器包括ARM嵌入式微控制器、无线模块、RFID读写器、GPS模块、温/湿度控制模块、短信通信模块和IXD显示屏，ARM嵌入式微控制器通过SPI接口与无线模块相连接接收果蔬保鲜运输车的环境信息，通过RS232接口与RFID读写器、GPS模块、短信通信模块相连接分别实现读取果蔬保鲜运输车的货物信息、位置信息和与果蔬保鲜运输监控服务器进行数据传输的功能，通过I/O接口与温/湿度控制模块对果蔬保鲜运输车进行温度和湿度的控制，通过I/O 接口与LCD显示屏相连接进行各种信息的显示。
5.根据权利要求4所述的果蔬物流保鲜运输控制系统，其特征在于所述的ARM嵌入式微控制器还通过RS232接口与hternet连接模块相连接，该hternet连接模块采用 GPRS/3G模块与果蔬保鲜运输监控服务器相连接进行数据通信。
6.根据权利要求4所述的果蔬物流保鲜运输控制系统，其特征在于所述的ARM嵌入式微控制器还通过RS232接口与电子门锁相连接实现车门开启记录功能，通过USB接口与摄像机相连接实现对车门开启的视频监视和记录，通过SPI接口与SD存储卡相连接存储视频数据。
7.根据权利要求4所述的果蔬物流保鲜运输控制系统，其特征在于所述的ARM嵌入式微控制器还通过UART接口与导航仪相连接实现车辆导航功能。
8.根据权利要求1所述的果蔬物流保鲜运输控制系统，其特征在于所述的果蔬保鲜运输监控服务器由计算机、短信通信模块连接构成，该短信通信模块通过移动通信网与主控制器相连接进行数据通信。
9.根据权利要求8所述的果蔬物流保鲜运输控制系统，其特征在于所述的计算机还连接一 hternet连接模块，该hternet连接模块采用GPRS/3G模块并通过移动通信网与主控制器相连接进行数据通信。
10.根据权利要求4所述的果蔬物流保鲜运输控制系统，其特征在于所述的无线模块采用的是CR1C400ANC模块；所述的短信通信模块采用的是双频GSM/GPRS模块Q2403A。
全文摘要
本发明涉及一种果蔬物流保鲜运输控制系统，其主要技术特点是包括节点控制器、主控制器和果蔬保鲜运输监控服务器，若干个节点控制器通过无线传感网络与主控制器连接在一起，节点控制器将采集到的果蔬保鲜运输车内的环境信息通过无线传感网络发送给主控制器，主控制器通过移动通信网与果蔬保鲜运输监控服务器连接在一起实现对果蔬保鲜运输车的温度、湿度控制功能。本发明通过安装在果蔬保鲜运输车上的节点控制器、主控制器实时采集果蔬环境的温度、湿度、氧气、二氧化碳、乙烯数据等信息并对温度、湿度进行有效控制，保证了果蔬保鲜运输过程中果蔬的质量；同时了实现监控中心的统一调度和管理，提高了自动化处理水平和工作效率。
文档编号G05B19/418GK102495595SQ20111037292
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月22日 优先权日2011年11月22日
发明者张锐, 李达, 王以忠, 黄华芳, 黄国全 申请人:天津科技大学