CN105607559A - 冷藏车或仓库多点监测及数据回传设备 - Google Patents

冷藏车或仓库多点监测及数据回传设备 Download PDF

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刘雨顺
徐智远
陈焕超
李刚
刘志贤
王俊
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种冷藏车或仓库多点监测及数据回传设备，包括监测单元、监测数据回传单元、显示单元、键盘和报警单元，监测单元、监测数据回传单元、显示单元、键盘和报警单元均连接到控制单元；本发明在冷藏车或仓库内设置多个温度和湿度监测点，可以全方位监测车厢或仓库内的环境参数，当温湿度高于预先设定的上限值或低于预先设定的下限值时，发出声光报警信号，并将实时监测数据通过GPRS无线网络传送到后台管理服务器或指定手机，及时提醒监测人员采取补救措施，充分保障冷藏车所运输疫苗、生物制剂及食品等在冷链运输过程中的质量安全或者仓库内的药品、食品等的质量安全。

Description

冷藏车或仓库多点监测及数据回传设备
技术领域
本发明涉及一种冷藏车或仓库多点监测及数据回传设备,属于冷链物流中保证食品和药品在整个供应链中质量和运输安全的技术领域。所以冷链车或仓库多点监测及数据回传设备非常适用于仓储物流行业。
背景技术
在医药冷链冷藏运输和食品、奶制器及蔬菜等在运输过程中需要低温保存的行业，特别是医药中的血液制品、疫苗等在运输过程中对冷藏车或仓库有明确规定，如新版医药GSP明确规定医药冷链冷藏车在药品运输过程必须对车内温度进行全程监测。
现有的冷藏车监测设备存储容量小，不能跟踪车辆行驶轨迹及记录车门的开关状态，不能随时随地查看车辆状态，对监管的温湿度的环境的改变不能实时了解。
发明内容
本发明的目的是为解决目前冷藏车或仓库监测设备存储容量小，不能跟踪车辆行驶轨迹及记录车门的开关状态，不能用同一台管理主机监测冷藏车或者仓库的多点温湿度及开关门状态，不能实时打印历史数据，不能随时随地查看车辆状态，对监管的温湿度的环境的改变不能实时了解的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种冷藏车或仓库多点监测及数据回传设备，包括监测单元、监测数据回传单元、显示单元、键盘和控制单元，监测单元、监测数据回传单元、显示单元和键盘均连接到控制单元；
所述监测单元包括：
设于车厢内的温度传感器模块和湿度传感器模块，所述温度传感器模块和湿度传感器模块的信号输出端均通过RS485接口连接到所述控制单元，将监测到的温度和湿度数据存储于控制单元上的存储器；
设于车厢门锁处的磁开关，所述磁开关的信号输出端通过RS485接口连接到所述控制单元，将监测到的车厢门的开关状态数据存储于控制单元上的存储器；
和GPS定位模块，所述GPS定位模块的位置信号输出端连接到所述控制单元，将监测到的冷藏车或仓库位置数据存储于控制单元上的存储器；GPS定位模块的卫星信号接收端连接到GPS天线；
所述监测数据回传单元包括：
GPRS通信模块，所述GPRS通信模块包括SIM卡组件，GPRS通信模块的信号输入端连接到所述控制单元上的存储器，GPRS通信模块的无线信号输出端连接到GPRS天线，将监测到的温度、湿度、车厢门开关状态和冷藏车或仓库位置数据无线发送至后台管理服务器；
所述显示单元在控制单元的控制下显示GPRS信号状态、数据回传进度、车厢门开关状态、GPS定位状态、数据监测状态、报警状态、存储器状态、时钟状态、温度和湿度数据；
所述键盘包括电源开关键、功能键、翻页键和选择键，在所述控制单元的控制下，当按下所述功能键时，在所述显示单元显示以下四个功能菜单之一：设备管理、系统参数、记录信息和打印报告；当按下所述翻页键时，在上述四个功能菜单之间依次切换；当按下所述选择键时，选定所述显示单元当前显示的功能菜单。
进一步地，所述GPRS通信模块还将测到的温度、湿度、车厢门开关状态和冷藏车或仓库位置数据无线发送至手机。
进一步地，还包括报警单元，所述报警单元连接到所述控制单元，当所述监测单元测得的温度或湿度值超过预先设定的限值时，控制单元控制报警单元发出声光报警信号。
进一步地，当所述磁开关监测到的车厢门开关状态为开时，所述控制单元控制所述报警单元发出声光报警信号。
进一步地，当所述GPS定位模块检测到的冷藏车或仓库运行轨迹偏离预设轨迹时，所述控制单元控制所述报警单元发出声光报警信号,并用于查看任何时刻所述冷藏车的位置及其在此位置的温度、湿度和车厢门开关状态。
进一步地，所述控制单元还将预设时间段内的温度监测数据以曲线形式显示于所述显示单元。
进一步地，所述控制单元设有USB接口，所述USB接口连接至后台管理服务器，所述后台管理服务器配置控制单元，设置控制单元的工作参数。
进一步地，所述控制单元设有蓝牙通信模块，所述蓝牙通信模块连接到打印机，所述打印机无线打印回传数据。
进一步地，所述控制单元的存储器容量为256Mbit。
进一步地，所述控制单元设有SD卡接口。
本发明在冷藏车或仓库车厢内设置多个温度和湿度监测点，可以全方位监测车厢内的环境参数，当温湿度高于预先设定的上限值或低于预先设定的下限值时，发出声光报警信号，并将实时监测数据通过GPRS无线网络传送到后台管理服务器或指定手机，及时提醒监测人员采取补救措施，充分保障冷藏车或仓库所运输疫苗、生物制剂及食品等在冷链运输过程中的质量安全；通过安装在冷藏车或仓库车厢门上的磁开关实时监测车厢门的开关情况，当车厢门意外打开时，会发出声光报警信号并通过GPRS无线网络回传给后台管理服务器或手机，防止偷盗事件发生；通过GPS定位模块实时监测冷藏车或仓库的行驶轨迹，当冷藏车或仓库的实际行驶路线偏离预设的计划行走路线时，会发出声光报警信号并通过GPRS无线网络回传给后台管理服务器或手机，防止劫持等安全事故的发生；本发明的控制单元带有大容量存储器，可以存储冷藏车或仓库长距离运输过程中的监测数据，方便历史记录的查询和出现质量及安全事故的事后追溯。
附图说明
图1为本发明的电气原理框图；
图2为本发明人机操作界面示意图。
图中：1无线信号显示区；2无线发送指示区；3开关门指示；4GPS定位状态；5工作状态区；6设备报警提示区；7报警状态提示；8磁盘显示区；9时钟指示；10USB线插入显示；11记录提示区；12充电指示区；13电池电量区；14温湿度传感器编号；15菜单选项；16传感器连接失败标识；17温度显示区；18时间显示区；19湿度显示区。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，且其不应理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明的冷藏车或仓库多点监测及数据回传设备包括监测单元、监测数据回传单元、显示单元、键盘和控制单元，监测单元、监测数据回传单元、显示单元和键盘均连接到控制单元；控制单元的微处理器采用基于ARM-CrotexM3的32位单片机STM32F103，存储器采用FSMC总线256Mbit容量的型号为HY27UF081G2A的NandFlash；微处理器具有USB接口，可连接到后台管理服务器，后台管理服务器可进一步通过诸如基于TCP/IP协议的网络连接到若干数据处理终端，如计算机、打印机和数据库服务器等；微处理器还具有SD存储卡接口，可随时插入SD卡扩展存储容量，以更好地满足长距离运输过程中全程监测数据的记录；微处理器还可连接一个蓝牙通信模块，蓝牙通信模块可无线连接到打印机进行监测报告的无线打印；
其中，监测单元包括：设于车厢内四个角落的温度传感器模块和湿度传感器模块、设于车厢门锁处的磁开关和GPS定位模块，其中温度传感器模块和湿度传感器模块的信号输出端均通过RS485接口连接到控制单元，将监测到的温度和湿度数据存储于控制单元上的存储器，磁开关的信号输出端通过RS485接口连接到控制单元，将监测到的车厢门的开关状态数据存储于控制单元上的存储器；GPS定位模块采用L70型模块，其位置信号输出端连接到控制单元，将监测到的冷藏车或仓库位置数据存储于控制单元上的存储器，GPS定位模块的卫星信号接收端连接到GPS天线；
监测数据回传单元包括：GPRS通信模块，GPRS通信模块采用M72型模块，包括SIM卡组件，GPRS通信模块的信号输入端连接到控制单元上的存储器，GPRS通信模块的无线信号输出端连接到GPRS天线，将监测到的温度、湿度、车厢门开关状态和冷藏车或仓库位置数据无线发送至后台管理服务器；
显示单元采用LCD显示器，3.2寸彩屏，显示控制器型号为ISL9341，在控制单元的控制下显示GPRS信号状态、数据回传进度、车厢门开关状态、GPS定位状态、数据监测状态、报警状态、存储器状态、时钟状态、温度和湿度等数据；
键盘包括电源开关键、功能键、翻页键和选择键；电源开关键采用轻触按键或薄膜按键，在电池供电的情况下，长按开启或关闭电池电源；在控制单元的控制下，当按下功能键时，在显示单元显示以下四个功能菜单之一：设备管理、系统参数、记录信息和打印报告；当按下翻页键时，在上述四个功能菜单之间依次切换；当按下选择键时，选定显示单元当前显示的功能菜单。
GPRS通信模块还可将测到的温度、湿度、车厢门开关状态和冷藏车或仓库位置数据无线发送至指定号码的手机，通过短信等方式进行预警，使值班人员随时了解冷藏车或仓库所处的环境数据。
本设备还可包括报警单元，包括蜂鸣器和LED指示灯，报警单元连接到控制单元，当监测单元测得的温度或湿度值超过预先设定的限值时，控制单元控制报警单元发出声光报警信号；当磁开关监测到的车厢门开关状态为开时，控制单元控制报警单元发出声光报警信号；当GPS定位模块检测到的冷藏车或仓库运行轨迹偏离预设轨迹时，控制单元控制报警单元发出声光报警信号。
控制单元还可将预设时间段内的温度监测数据以曲线形式显示于显示单元，非常直观，方便历史数据查询和突发事件的追溯。
如图2所示，为本设备工作时的人机操作界面，包括键盘和显示器，显示器的显示界面有多个信息显示区组成：
无线信号显示区1，实时显示信号连接状态，以及信号强度；屏幕显示图标表示设备正在通过GPRS与服务器进行通讯，屏幕上如果没有显示GPRS信号，表示设备的GPRS模块进入了休眠状态，待休眠周期结束，屏幕上会自动出现图标。
无线发送指示区2，无线发送进度指示，进度条走完显示代表发送成功一次。
开关门指示3，显示开关门状态，表示现在处于开门状态；表示关门状态。
GPS定位状态4，当显示与轮回交换时，设备在搜索GPS信号，表示搜索中；当显示时，打开定位功能，定位成功。
工作状态区5，显示设备是否正在采集。当设备正在采集时显示“●”。
设备报警提示区6，设备显示设备有超限预警或报警。
报警状态提示7，显示“▲”，设备记录温度有上限超限报警；显示设备记录温度有下限超限报警。显示“∧”，设备采集温度上限预警。显示设备采集温度下限预警。
磁盘显示区8，当出现时，表示磁盘损坏。
时钟指示9，当出现表示时钟错误，时钟芯片不正常工作。不显示时，表示时间正确。
USB线插入显示10，当设备插上USB线与电脑连接成功时，显示此标志。
记录提示区11，显示本产品有多少条数据,尚未通过GPRS上传服务器。
充电指示区12，当给设备插上适配器给设备充电时显示不插适配器时不显示。
电池电量区13，显示电池电量信息,电池满电量为四格电量。
温湿度传感器编号14，此编号为车厢内温湿度传感器的编号，为一一对应的关系。
菜单选项15，按“功能”键可以显示菜单内容。
传感器连接失败标识16，显示传感器未连接成功标识“-NC-”，即“”NotConnected”。
温度显示区17，正常温度下显示的为蓝色，超温情况下显示为红色。
时间显示区18，正常状态下，实时时间与序列号切换显示。
湿度显示区19，显示实时采集到的湿度(％)，正常湿度下显示的为蓝色，超湿情况下显示为红色，低湿情况下显示为绿色。
本发明的核心为控制单元，其在硬件设计设计上使用ARM-CrotexM3，32位单片机STM32F103，外部使用9-36V电源供电，锂电池采用3.7V，充电管理电路采用TP4056，可存储8K条温湿度采集记录，掉电后，保存的数据不丢失。优化GPRS网络设置，保证采集数据实时上传，无延迟。采用RS485总线接口，传感器电源采用5V隔离供电。本设计还设计了远程升级功能，方便用户升级设备。为了增加产品的实用性预留了SD卡接口；内置小功率蜂鸣器，支持外部大功率蜂鸣器报警接口，开关量输出。为了更方便的查看此设备增加了蓝牙打印和有线打印功能，打印功能可以配置，用户可以根据需要选择要打印的数据，以及打印的时间段。
本发明的冷藏车或仓库温湿度监控系统实现了对冷藏车或仓库抑或是其他温湿度环境内温湿度的实时监管，能充分保障疫苗、生物制剂、食品、药品以及冷鲜食品在冷链运输过程的中安全，可以大大提高冷藏运输质量，为未来药品及食品冷藏运输的现代物流企业的发展提供可靠保障，为公路冷藏运输的结构从计划模式向市场模式的转变奠定基础；监控回传数据可存储在指定的联网终端，对需要低温保存运输的行业，温湿度的监管更智能，更方便，推动了我国产品运输行业向物联网方面发展。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.冷藏车或仓库多点监测及数据回传设备，其特征在于，包括监测单元、监测数据回传单元、显示单元、键盘和控制单元，监测单元、监测数据回传单元、显示单元和键盘均连接到控制单元；
所述监测单元包括：
设于车厢内的温度传感器模块和湿度传感器模块，所述温度传感器模块和湿度传感器模块的信号输出端均通过RS485接口连接到所述控制单元，将监测到的温度和湿度数据存储于控制单元上的存储器；
设于车厢门锁处的磁开关，所述磁开关的信号输出端通过RS485接口连接到所述控制单元，将监测到的车厢门的开关状态数据存储于控制单元上的存储器；
和GPS定位模块，所述GPS定位模块的位置信号输出端连接到所述控制单元，将监测到的冷藏车或仓库位置数据存储于控制单元上的存储器；GPS定位模块的卫星信号接收端连接到GPS天线；
所述监测数据回传单元包括：
GPRS通信模块，所述GPRS通信模块包括SIM卡组件，GPRS通信模块的信号输入端连接到所述控制单元上的存储器，GPRS通信模块的无线信号输出端连接到GPRS天线，将监测到的温度、湿度、车厢门开关状态和冷藏车或仓库位置数据无线发送至后台管理服务器；
所述显示单元在控制单元的控制下显示GPRS信号状态、数据回传进度、车厢门开关状态、GPS定位状态、数据监测状态、报警状态、存储器状态、时钟状态、温度和湿度数据；
所述键盘包括电源开关键、功能键、翻页键和选择键，在所述控制单元的控制下，当按下所述功能键时，在所述显示单元显示以下四个功能菜单之一：设备管理、系统参数、记录信息和打印报告；当按下所述翻页键时，在上述四个功能菜单之间依次切换；当按下所述选择键时，选定所述显示单元当前显示的功能菜单。
2.根据权利要求1所述的冷藏车或仓库多点监测及数据回传设备，其特征在于，所述GPRS通信模块还将测到的温度、湿度、车厢门开关状态和冷藏车或仓库位置数据无线发送至手机。
3.根据权利要求1或2所述的冷藏车或仓库多点监测及数据回传设备，其特征在于，还包括报警单元，所述报警单元连接到所述控制单元，当所述监测单元测得的温度或湿度值超过预先设定的限值时，控制单元控制报警单元发出声光报警信号。
4.根据权利要求3所述的冷藏车或仓库多点监测及数据回传设备，其特征在于，当所述磁开关监测到的车厢门开关状态为开时，所述控制单元控制所述报警单元发出声光报警信号。
5.根据权利要求3所述的冷藏车或仓库多点监测及数据回传设备，其特征在于，当所述GPS定位模块检测到的冷藏车运行轨迹偏离预设轨迹时，所述控制单元控制所述报警单元发出声光报警信号,并用于查看任何时刻所述冷藏车的位置及其在此位置的温度、湿度和车厢门开关状态。
6.根据权利要求1所述的冷藏车或仓库多点监测及数据回传设备，其特征在于，所述控制单元还将预设时间段内的温度监测数据以曲线形式显示于所述显示单元。
7.根据权利要求1所述的冷藏车或仓库多点监测及数据回传设备，其特征在于，所述控制单元设有USB接口，所述USB接口连接至后台管理服务器，所述后台管理服务器配置控制单元，设置控制单元的工作参数。
8.根据权利要求1所述的冷藏车或仓库多点监测及数据回传设备，其特征在于，所述控制单元设有蓝牙通信模块，所述蓝牙通信模块连接到打印机，所述打印机无线打印回传数据。
9.根据权利要求1所述的冷藏车或仓库多点监测及数据回传设备，其特征在于，所述控制单元的存储器容量为256Mbit。
10.根据权利要求1所述的冷藏车或仓库多点监测及数据回传设备，其特征在于，所述控制单元设有SD卡接口。
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