CN103994789A - 一种冷链智能蓄冷箱配送系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冷链智能蓄冷箱配送系统，包括至少一个智能蓄冷箱、协调器、车载终端、无线传感器标签和485总线，每个智能蓄冷箱包括温湿度传感器、数据线、数据线槽、固定标签的纽扣式卡槽、聚乙烯材料外壳和隔热层，温湿度传感器置于智能蓄冷箱内，温湿度传感器温度信号通过数据线送入嵌入智能蓄冷箱外壁的无线传感器标签，每个智能蓄冷箱温湿度信号通过无线传感器标签送到置于运输车中的协调器，协调器通过485总线与车载终端相连。设计低成本、低复杂度，实现了食品配送过程的信息化、安全化，实现了多温共配过程中同时监测与采集不同配送温度食品的温湿度信息，有利于加强食品配送的安全性，以及对配送过程中的故障的及时补救。

Description

一种冷链智能蓄冷箱配送系统

技术领域

本发明涉及一种信息传输技术，特别涉及一种冷链智能蓄冷箱配送系统。

背景技术

随着食品冷冻冷藏技术的快速发展，食品种类和数目逐渐增多，以及不同储存温度食品在冷藏运输中不能“混装”的要求，传统单温配送越来越难以满足市场需求，多温配送显得更适合现代市场发展的要求。并且，在冷藏运输过程中，温湿度是影响食品品质的最主要因素，对配送食品品质起着决定性的作用。因此，有必要对其进行全程监控，使得食品流通信息透明化，实现多温共配的全程可追溯性，保证配送食品安全，最终可以有效地监管运输食品的品质，以及提高冷藏运输的效率。

然而，蓄冷箱是目前多温共配食品的主要载体，以及配送车辆上每个蓄冷箱中分别配送不同温湿度的食品，因此，为了能够在冷链配送过程中实时采集每个与监测每个蓄冷箱中食品的温湿度，必须在蓄冷箱上建立起行之有效的数据采集监测模块，并且能够实时传输出去。

无线传感网络技术具有低功耗、低成本、高可靠性等特点，并且能够实现在每个监测节点之间进行相互独立、互不干扰的信息传输，以及具备动态管理能力。已经逐步渗入冷链物流的各个领域。然而针对多温共配特殊配送情况下的冷链信息监测还鲜有报道。

NRF2401，是一款支持多点通信，体积小、功耗低、成本低，可自由组网，没有复杂协议的射频无线收发一体芯片。MSP430单片机具有处理能力强、运行速度快，超低功耗等有点，目前已各种移动便携终端领域得以广泛应用。因此，本发明利用这种芯片的特点与优势结合蓄冷箱的特点，设计制作了带有超低功耗的无线传感标签智能蓄冷箱，将蓄冷箱作为终端节点组成局域网，以满足整个配送过程的需求。

发明内容

本发明是针对冷藏运输对温度要求高的问题，提出了一种冷链智能蓄冷箱配送系统，可实现对多温共配过程中，实时采集与传输不同温度食品同时配送时的温湿度信息，实现了多温共配过程中的配送食品的信息化与透明化，最大限度的保证了食品品质与配送安全，能够及时处理好多温共配过程中的应急问题。

本发明的技术方案为：一种冷链智能蓄冷箱配送系统，包括至少一个智能蓄冷箱、协调器、车载终端、无线传感器标签和485总线，每个智能蓄冷箱包括温湿度传感器、数据线、数据线槽、固定标签的纽扣式卡槽、聚乙烯材料外壳和隔热层，温湿度传感器置于智能蓄冷箱内，温湿度传感器温度信号通过数据线和智能蓄冷箱外壁上的数据线槽相连，数据线槽上下方各有一个纽扣式卡槽，无线传感器标签的背部有与数据线槽、两个纽扣式卡槽位置对应的槽，无线传感器标签通过对应的槽嵌入智能蓄冷箱外壁中，数据线卡槽将温湿度数据线接入到无线传感器标签，每个智能蓄冷箱温湿度信号通过无线传感器标签送到置于运输车中的协调器，协调器通过485总线与车载终端相连。

所述无线传感器标签包括MSP430单片机的微处理器和NRF2401无线模块，固定在蓄冷箱内部的温湿度传感器采集蓄冷箱内部配送食品的温湿度信息，采集的温湿度信息通过数据线以I2C协议与微处理器进行通信，再通过SPI的方式控制NRF2401无线模块将配送信息发送出去。

所述无线传感器标签前面有可翻动的盖子，用于方便的更换电池。

本发明的有益效果在于：本发明冷链智能蓄冷箱配送系统，设计低成本、低复杂度，实现了食品配送过程的信息化、安全化，实现了多温共配过程中同时监测与采集不同配送温度食品的温湿度信息，有利于加强食品配送的安全性，以及对配送过程中的故障的及时补救。

附图说明

图1为本发明冷链智能蓄冷箱配送系统结构示意图；

图2为本发明智能蓄冷箱的智能标签安装结构示意图；

图3为本发明智能蓄冷箱使用的无线传感器标签前视图；

图4为本发明智能蓄冷箱使用的无线传感器标签后视图；

图5为本发明智能标签结构示意图。

具体实施方式

如图1所示冷链智能蓄冷箱配送系统结构示意图，利用NRF2401无线模块作为局域网的组网方式，将其无线传感器标签巧妙的嵌入蓄冷箱体内部用于采集多温共配过程中蓄冷箱内部食品的真实温湿度信息，在工作过程中可以随意的加入图1中的无线网络，其网络包括了一个车载终端C、一个或多个智能蓄冷箱An（n=1、2、3……n）、协调器B、485总线D。其中，在一次冷藏车配送过程中包括了多个智能蓄冷箱A1、A2…An，和无线传感器网络协调器B，用于同时实时的采集多温配送过程中，不同温湿度食品配送的实际情况，以及自组网和配送信息的设置。然后协调器将B收集的蓄冷箱内部配送食品的温湿度信息，通过485总线D传输到车载终端C，然后，由车载终端C以无线的方式将信息传输出去或是存储。

如图1中智能蓄冷箱A放大图，每个智能蓄冷箱A包括了温湿度传感器1，数据线2，数据线槽3，固定标签的纽扣式卡槽4，聚乙烯材料外壳5，隔热层6。当需要使用蓄冷箱配送时将无线传感器标签接入蓄冷箱外壳上面安装无线传感器标签的部位7中，通过纽扣式卡槽4将其固定，同时数据线卡槽3将温湿度数据线接入到无线传感器标签，使得温湿度传感器1接入无线标签电路。其中温湿度传感器1是固定安装在蓄冷箱内部用于采集配送食品的温湿度信息。隔热层6为蓄冷箱的保温材料，用于保持配送过程中配送食品的处于恒定的温度状态。

如图2所示，蓄冷箱上安装无线标签的部位7中有两个对称的卡槽4用于固定标签，中间为数据线槽3，通过数据线2接箱体内温湿度传感器1。无线传感器标签E如图3、4所示，图3中9为标签前视图，图4中8为标签背视图，其中，无线传感器标签的背部8有与蓄冷箱体外壳上安装无线传感器标签的部位7上相对应的槽，用于方便的将无线传感器标签嵌入到蓄冷箱上，在标签前视图上面设计有盖子10，用于方便的更换电池，保证标签工作的持久性以及标签的可重复利用性。

如图5所示，无线传感器标签主要由MSP430单片机的微处理器和NRF2401无线模块组成。固定在蓄冷箱内部的温湿度传感器采集蓄冷箱内部配送食品的温湿度信息，然后，将采集的温湿度信息通过数据线以I2C协议与微处理器进行通信，再通过SPI的方式控制NRF2401无线模块将配送信息发送出去。

另一实施例，一种基于无线传感器网络的智能蓄冷箱包括：蓄冷箱体，数据线槽，纽扣卡槽，无线传感器标签；所述的蓄冷箱正常工作时接入的系统包括：智能蓄冷箱，无线传感器网络协调器，485总线，车载终端等。

所述的无线传感器标签用处理和传输采集的配送食品温湿度信息。将标签嵌入到蓄冷箱上与固定的在蓄冷箱上的温湿度传感器组成了无线传感器节点用于采集配送食品的温湿度信息，并接采集的信息通无线的方式传输出去；所述的无线传感器标签主要由MSP430微处理器和NRF2401无线收发一体芯片组成，其中，无线模块与微处理器采用SPI方式进行通信。

所述无线传感器网络协调器主要用于接收智能蓄冷箱上无线传感器标签传输过来的信息，并且将信息传输到车载终端监控，以及在开始配送时通过无线传感器网络协调器设置智能蓄冷箱的工作方式。

本发明揭示了一种基于无线传感器网络的智能蓄冷箱，所述蓄冷箱的具体实施包括如下步骤：

1）、将温湿度传感器模块固定于蓄冷箱的内壳上，将温湿度传感器的数据线穿过三层结构的蓄冷箱体，数据线的另一头接上微型数据线槽固定在蓄冷箱体的外壳，当有标签接入时可以将温湿度传感器通过标签相对应数据线槽进行连接，形成温湿度采集回路。

2）、在蓄冷箱的外壳上根据标签大小的要求，在箱体的外壳上面温湿度传感器线槽旁边设置两个固定标签的卡槽，以防止其在配送时的脱落，同时保证数据传输的实时性与可行性。

3）、无线传感器标签，采用的是NRF2401无线模块和超低功耗的MSP430微处理器的设计，具有自由组网和组网迅速等特点，当需要进行配送时，通过蓄冷箱体外壳上的卡槽固定住，并将温湿度的采集线槽与其背部对应线槽接口连接，形成温湿度采集回路。然后，使用MSP430微处理器控制温湿度传感器采集数据，并且将其处理后，与蓄冷箱标签的基本信息一起打包，再控制NRF2401无线模块传输到车厢中部的无线网络协调器，再由协调器将其传输到车载监控终端进行存储、显示、或发送到远程监控终端等。实现了实时多温共配蓄冷箱的温湿度采集与监测。并且无线传感器节点可以实时接收到无线网络协调器发送过来的配置信息，对无线传感器标签工作方式或状态进行配置。

4）、在配送车厢中的多个温度的冷链配送蓄冷箱上的标签，通过无线传感器节点与固定在车厢中部的协调器组成无线传感网络，实现了实时采集不同温度配送食品的温湿度信息。

综上所述，本发明提出的一种基于无线传感器网络的蓄冷箱，是一个低成本、低复杂度、高效率的系统，实现了多温共配过程中的温湿度信息采集，以及配送过程中食品信息化，标准化，能够实现多温配送过程中信息的透明化，能够及时的对故障进行补救和处理，以及对配送食品的可追溯性。

Claims (3)

1.一种冷链智能蓄冷箱配送系统，其特征在于，包括至少一个智能蓄冷箱、协调器、车载终端、无线传感器标签和485总线，每个智能蓄冷箱包括温湿度传感器、数据线、数据线槽、固定标签的纽扣式卡槽、聚乙烯材料外壳和隔热层，温湿度传感器置于智能蓄冷箱内，温湿度传感器温度信号通过数据线和智能蓄冷箱外壁上的数据线槽相连，数据线槽上下方各有一个纽扣式卡槽，无线传感器标签的背部有与数据线槽、两个纽扣式卡槽位置对应的槽，无线传感器标签通过对应的槽嵌入智能蓄冷箱外壁中，数据线卡槽将温湿度数据线接入到无线传感器标签，每个智能蓄冷箱温湿度信号通过无线传感器标签送到置于运输车中的协调器，协调器通过485总线与车载终端相连。

2.根据权利要求1所述冷链智能蓄冷箱配送系统，其特征在于，所述无线传感器标签包括MSP430单片机的微处理器和NRF2401无线模块，固定在蓄冷箱内部的温湿度传感器采集蓄冷箱内部配送食品的温湿度信息，采集的温湿度信息通过数据线以I2C协议与微处理器进行通信，再通过SPI的方式控制NRF2401无线模块将配送信息发送出去。

3.根据权利要求1所述冷链智能蓄冷箱配送系统，其特征在于，所述无线传感器标签前面有可翻动的盖子，用于方便的更换电池。