CN103759767B - 无人值守的库房温湿度远程监测装置及其控制系统 - Google Patents

无人值守的库房温湿度远程监测装置及其控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了无人值守的库房温湿度远程监测装置，包括温湿度传感器、MCU、GPRS模块、管理员手机，所述MCU与GPRS模块通信，所述MCU接收温湿度传感器所检测到的实时数据，当实时数据超标时，MCU通过GPRS模块向管理员手机发送短信，还包括采用B/S结构的服务器和用户终端，所述GPRS模块通过GPRS网络将MCU接收的数据上传至服务器，用户终端通过互联网访问服务器获得温度传感器检测的实时数据。本发明还公开了上述监测装置的控制系统。本发明通过GPRS网络将数据上传至服务器，在手机信号差时通过互联网可查询实时数据，提高监测装置的稳定性；可以同时查询多个库房的实时数据，更加便捷，减少人力投入，效率更高。

Description

无人值守的库房温湿度远程监测装置及其控制系统
技术领域
本发明涉及温湿度监测领域，具体涉及无人值守的库房温湿度远程监测装置及其控制系统。
背景技术
随着经济的发展和科技的进步，人们生活中可供选择的包括食品、药品、保健品、化妆品、医疗器械在内的“四品一械”的种类越来越丰富，人们在购买的时候大多会注意到标注的生产日期及保质期，储藏条件往往被所忽视，而储藏条件是影响保质期长短的关键因素，如果在被采购之前存在储藏不善的问题，那人们所购买的“四品一械”会提前变质，容易造成人身伤害，因此储藏食品、药品的库房环境监测是十分重要的环节。
目前的库房普遍采用单机式的温湿度监控装置，以温湿度传感器检测库房内的环境因素数据，将数据与设定的上、下限值进行比较，超标时发出报警，通过GPRS模块向管理员手机发送报警短信以实现无人值守，这种监控装置要求管理员手机处于手机信号覆盖的地区，一旦超出服务区，便无法及时获得报警信息，而且无法同时查看多个库房的环境因素数据，存在稳定性不高、便捷性差的问题；另外，这种监控装置的开放性差，只有管理人员可以查看库房的环境因素数据，无法满足社会公众对“四品一械”安全信息服务及数据交互服务的需求，如政务公开、预警信息、信用查询、数据查询等，也无法满足监管机构实现远程、实时、动态监管及信息高度共享的需求，严重影响工作效率，对监管机构在社会公众心中的形象造成负面影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供无人值守的库房温湿度远程监测装置及其控制系统，可以解决现有库房普遍采用单机式的温湿度监控装置，存在稳定性不高、便捷性差、开放性差的问题。
本发明通过以下技术方案实现：
无人值守的库房温湿度远程监测装置，包括温湿度传感器、MCU、GPRS模块、管理员手机，所述MCU与GPRS模块通信，所述MCU接收温湿度传感器所检测到的实时数据，当实时数据超标时，MCU通过GPRS模块向管理员手机发送短信报警，还包括采用B/S结构即浏览器/服务器结构的服务器和用户终端，所述GPRS模块通过GPRS网络将MCU接收的数据上传至服务器，用户终端通过互联网访问服务器获得温度传感器检测的实时数据；所述MCU的存储器中储存有至少3个电话号码，发送短信报警时GPRS模块从MCU的存储器中读取电话号码，并分别向所述的至少3个电话号码发送短信。
所述服务器为PC机。
所述用户终端为PC机。
所述MCU还连接有报警器，当实时数据超标时启动报警器。
上述无人值守的库房温湿度远程监测装置的控制系统，所述MCU执行以下步骤：
（1）进行初始化设备；
（2）检测是否修改设备参数，若检测结果为是，则设定设备参数，然后返回步骤（1）；
（3）若步骤（2）的检测结果为否，则开启GPRS模块电源；
（4）进行GPRS模块信号搜索；
（5）检测有信号，若检测结果为否，则返回步骤（4）；
（6）若步骤（5）的检测结果为是，则进行SIM卡识别；
（7）检测是否识别到SIM卡，若检测结果为否，则返回步骤（6）；
（8）若步骤（7）的检测结果为是，则进行附着GPRS网络；
（9）进行分配本地动态IP地址；
（10）检测分配IP是否成功，若检测结果为否，贼返回步骤（9）；
（11）若步骤（10）的检测结果为是，则连接服务器；
（12）检测连接是否成功，若检测结果为否，则返回步骤（11）；
（13）若步骤（12）的检测结果为是，则进行温湿度数据采集；
（14）将温湿度数据传输至服务器；
（15）检测数据是否超标，若检测为否，则返回步骤（13）；
（16）若步骤（15）的检测结果为是，则进行数据超标报警。
所述数据超标报警包括发送短信报警和启动报警器。
本发明与现有技术相比的优点在于：
一、GPRS模块通过GPRS网络将MCU接收的数据上传至服务器，用户终端通过互联网访问服务器获得温度传感器检测的实时数据，在手机信号差或超出服务区时管理员使用用户终端可随时查询库房的环境因素实时数据，提高监测装置的稳定性；
二、将多个库房的环境因素实时数据上传至服务器，管理员可以同时查询多个库房的实时、历史数据，更加便捷，对于以城市为单位的“四品一械”库房管理，大大减少了人力投入，同时效率更高；
三、采用浏览器/服务器结构的服务器，管理员以外的用户也可以随时查询库房的数据，开放性好，满足社会公众对“四品一械”安全信息服务的需求，增加公众的安全感，也满足监管机构对实现远程、实时、动态监管及信息高度共享的需求，大幅提高工作效率，提升监管机构在社会公众心中的形象；
四、同时给至少三个电话号码发送短信报警，满足2013新版GSP标准的要求；
五、监测装置的结构简单，操作、维护方便，使用成本投入少，有利于大范围推广。
附图说明
图1为本发明的装置结构框图。
图2为本发明的电源电路。
图3为MCU接线图。
图4为GPRS接线图。
图5为程序烧录接口接线图。
图6为温湿度传感器接线图。
图7为蜂鸣器电路。
图8为继电器电路。
图9为本发明的控制系统流程图。
具体实施方式
如图1所示的无人值守的库房温湿度远程监测装置，包括温湿度传感器、MCU、GPRS模块、管理员手机，所述MCU连接有蜂鸣器作为报警器，所述MCU与GPRS模块通信，所述MCU接收温湿度传感器所检测到的实时数据，所述MCU的存储器中储存有6个电话号码，当实时数据超标时，MCU启动报警功能，启动蜂鸣器报警的同时，GPRS模块从MCU的存储器中读取电话号码，并分别向所述的6个电话号码发送短信，还包括作为服务器的采用浏览器/服务器结构的PC机和作为用户终端的PC机，所述GPRS模块通过GPRS网络将MCU接收的数据上传至服务器，用户终端通过互联网访问服务器获得温度传感器检测的实时数据。
电源电路如图2所示，GPRS模块的电源管理模块采用带使能引脚的低压差线性电源管理器MIC37302BR，所述MIC37302BR的引脚JIN2与MCU电源电路的稳压芯片U3的输入端并联后通过接口JP1连接6V/2A的直流电源，MIC37302BR的引脚JIN4连接GPRS模块的供电脚，引脚JIN1连接MCU的IO引脚A，引脚JIN3接地，电阻R10和电阻R11串联于引脚JIN3和引脚JIN4之间，引脚JIN5连接于电阻R10和电阻R11的连接点；当引脚JIN1输入高电平时，引脚JIN4输出电压为GPRS模块供电；当引脚JIN1输入低电平时，引脚JIN4输出电压为0，使GPRS模块断电。装置启动时MCU输出高电平使GPRS模块启动并通信，当GPRS模块异常时MCU输出低电平使GPRS模块断电，再输出高电平使GPRS模块上电，然后输出复位信号使GPRS模块复位；采用带使能引脚的低压差线性电源管理器，GPRS模块异常时MCU控制GPRS模块断电再上电复位，克服了复位失败的缺点，有效提高了装置的稳定性，提高了库房监测的安全性。
MCU接线图如图3所示，U1是型号为Stm32f103c8t6的MCU芯片，GND接系统地，MCU电源接VDD3.3，电阻R1、电阻R2、电阻R9起BOOT作用，电容C4、电容C5、晶振Y1组成32.768KHZ振荡电路，电容C6、电容C13、晶振Y2组成8MHZ振荡电路，C14，R8复位电路，电容C15、电容C16起滤波作用，电容C23起滤波抗干扰作用，电阻R6增加驱动能力，引脚PB9连接GPRS模块的来电引脚，引脚PB8控制GPRS模块的复位，引脚PB7、引脚PB6外接IIC存储器，引脚PB5控制GPRS模块开关机，引脚PB15控制GPRS模块的电源开关，引脚PB3、引脚PB4、引脚PA15分别接指示灯，引脚PA13、引脚PA14接程序烧写接口JP2，引脚PC13接继电器电路，引脚PA0~3、引脚PB12~14接GPRS模块的通信接口，引脚PA11、引脚PA12接GPRS模块，分别检测GPRS模块是否在线和是否处于通信状态，引脚PA4、引脚PA5、引脚PA6、引脚PA7、引脚PB0分别接SPI总线，既可接DATAFLASH存储器又可接温湿度传感器，还可以接SPI接口的显示器，引脚PA8、引脚PA9、引脚PA10接RS485芯片，其中引脚PA8、引脚PA9还可以接RS232芯片与电脑通信。
GPRS模块接线图如图4所示，采用型号为Sim900的GPRS模块，引脚PIN3~10用于MCU与GPRS模块通信，引脚PIN1用于GPRS模块的开关机，引脚PIN16用于复位，引脚PIN17、引脚PIN18接地，引脚PIN19~22预留，引脚PIN30~34接手机卡，引脚PIN52、引脚PIN66分别用于输出是否在线和是否在传输数据状态至MCU，引脚PIN60接手机天线。
程序烧录接口电路如图5所示， JP2接口的引脚PIN1接VDD3.3，引脚PIN4接地，引脚PIN2、引脚PIN3接程序烧录器。
温湿度传感器电路如图6所示，JP3接口的引脚PIN1接VDD3.3，引脚PIN2、引脚PIN3分别接温湿度传感器，引脚PIN4~6接显示器，引脚PIN7接地。
蜂鸣器电路如图7所示，JP5接口接蜂鸣器，电阻R12连接于JP5接口的引脚PIN1控制蜂鸣器响度，电阻R13控制连接于JP5接口的引脚PIN2的三极管Q1放大，三极管Q1用于驱动蜂鸣器。
还包括如图8所示的继电器接口电路作预留之用，JP6接口的引脚PIN1、引脚PIN2通过开关K1连接继电器，二极管D3起保护电路作用，电容C24起抗干扰作用，三极管Q2用于驱动继电器，电阻R17起限流作用，GPM_5V接5~6V的直流电源。
如图9所示，上述无人值守的库房温湿度远程监测装置的控制系统，所述MCU执行以下步骤：
（1）进行初始化设备；
（2）检测是否修改设备参数，若检测结果为是，则设定设备参数，然后返回步骤（1）；
（3）若步骤（2）的检测结果为否，则开启GPRS模块电源；
（4）进行GPRS模块信号搜索；
（5）检测有信号，若检测结果为否，则返回步骤（4）；
（6）若步骤（5）的检测结果为是，则进行SIM卡识别；
（7）检测是否识别到SIM卡，若检测结果为否，则返回步骤（6）；
（8）若步骤（7）的检测结果为是，则进行附着GPRS网络；
（9）进行分配本地动态IP地址；
（10）检测分配IP是否成功，若检测结果为否，贼返回步骤（9）；
（11）若步骤（10）的检测结果为是，则连接服务器；
（12）检测连接是否成功，若检测结果为否，则返回步骤（11）；
（13）若步骤（12）的检测结果为是，则进行温湿度数据采集；
（14）将温湿度数据传输至服务器；
（15）检测数据是否超标，若检测为否，则返回步骤（13）；
（16）若步骤（15）的检测结果为是，则进行数据超标报警，包括发送短信报警和启动报警器。

Claims (5)

1.无人值守的库房温湿度远程监测装置，包括温湿度传感器、MCU、GPRS模块、管理员手机，所述MCU与GPRS模块通信，所述MCU接收温湿度传感器所检测到的实时数据，当实时数据超标时，MCU通过GPRS模块向管理员手机发送短信报警，其特征在于：还包括采用B/S结构即浏览器/服务器结构的服务器和用户终端，所述GPRS模块通过GPRS网络将MCU接收的数据上传至服务器，用户终端通过互联网访问服务器获得温度传感器检测的实时数据；所述MCU的存储器中储存有至少3个电话号码，发送短信报警时GPRS模块从MCU的存储器中读取电话号码，并分别向所述的至少3个电话号码发送短信；所述MCU执行以下步骤：
（1）进行初始化设备；
（2）检测是否修改设备参数，若检测结果为是，则设定设备参数，然后返回步骤（1）；
（3）若步骤（2）的检测结果为否，则开启GPRS模块电源；
（4）进行GPRS模块信号搜索；
（5）检测有信号，若检测结果为否，则返回步骤（4）；
（6）若步骤（5）的检测结果为是，则进行SIM卡识别；
（7）检测是否识别到SIM卡，若检测结果为否，则返回步骤（6）；
（8）若步骤（7）的检测结果为是，则进行附着GPRS网络；
（9）进行分配本地动态IP地址；
（10）检测分配IP是否成功，若检测结果为否，则返回步骤（9）；
（11）若步骤（10）的检测结果为是，则连接服务器；
（12）检测连接是否成功，若检测结果为否，则返回步骤（11）；
（13）若步骤（12）的检测结果为是，则进行温湿度数据采集；
（14）将温湿度数据传输至服务器；
（15）检测数据是否超标，若检测为否，则返回步骤（13）；
（16）若步骤（15）的检测结果为是，则进行数据超标报警。
2.如权利要求1所述的无人值守的库房温湿度远程监测装置，其特征在于：所述服务器为PC机。
3.如权利要求1所述的无人值守的库房温湿度远程监测装置，其特征在于：所述用户终端为PC机。
4.如权利要求1所述的无人值守的库房温湿度远程监测装置，其特征在于：所述MCU还连接有报警器，当实时数据超标时启动报警器。
5.如权利要求1所述的无人值守的库房温湿度远程监测装置，其特征在于：所述数据超标报警包括发送短信报警和启动报警器。
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