CN109460083A - 一种保温箱无线监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种保温箱无线监测系统及方法，该系统主要包括嵌入式控制器、温度传感器、不间断电源系统、无线通讯模块、GPS定位模块、储存模块、数据下载接口、人机交互模块、时钟模块、远程服务器。冷藏保温箱具有蓄冷区和冷藏区两个腔体组成；温度传感器分别布置在蓄冷区、冷藏区和保温箱外壁；无线监测系统可以实时监控蓄冷区、冷藏区、保温箱外的温度变化、保温箱的位置信息和电池电量信息，根据温度变化情况估计蓄冷区冷能剩余量大小，将采集的数据通过无线模块发送到远程服务器同时记录在本地的储存模块。当温度超出预定的范围、冷能剩余量不足、电池意外断电系统发出警报信息，同时将警报信号发送到远程服务器，提醒相关人员处理。

Description

一种保温箱无线监测系统及方法

技术领域

本发明涉及冷链装备的监测技术领域，尤其涉及一种蓄冷冷藏的保温箱的温度、蓄冷冷能的远程无线高可靠性监测技术。

背景技术

目前水果、蔬菜、生鲜食品、部分药品在运输的过程中主要依赖冷链物流装备，主要以冷藏车和冷藏保温箱为主，由于冷藏箱在物流末端配送环节更加灵活，具有非常广阔的应用场景。果蔬、食品、药品等货物的运输过程中温度会直接影响其品质，针对保温箱的温度监测系统并不常见，同时现有少量的温度监测系统主要监控温度变换，监控变量比较单一，系统设计简单，较少考虑温度监测系统的可靠持续工作的能力以及对保温箱保温能力的监测能力。

因此，现有技术需要进一步改进和完善。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种更为安全可靠、全面、智能化程度更高的基于大数据的温度监测系统。

本发明的另一目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于上述监测系统的监测方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种保温箱无线监测系统，该无线检测系统主要包括保温箱、以及安装在保温箱内的监控部分。

具体的，所述监控部分包括嵌入式控制器、温度传感器、不间断电源、无线通讯模块、GPS定位模块、储存模块、数据下载接口、人机交互模块、时钟模块、以及远程服务器。所述嵌入式控制器分别与温度传感器、不间断电源、无线通讯模块、GPS模块、储存模块、数据下载接口、人机交互模块、时钟模块相连接。

具体的，所述保温箱包括蓄冷区和冷藏区两个腔体。所述蓄冷区内设有蓄冷板。所述温度传感器设有三个温度探头，分别布置在所述蓄冷区内壁、所述冷藏区内壁和所述保温箱外壁。所述不间断电源包括主电池、备用电池和电源控制电路。所述电源控制电路分别连接主电池和备用电池。所述无线通讯模块通过广域网与远程服务器建立连接。监测系统采集保温箱蓄冷区、冷藏区、保温箱外壁的温度信息，根据剩余冷能估计模型估算蓄冷区内蓄冷板的冷能剩余量大小，并实时将温度信息、估算的剩余冷能信息、保温箱位置信息、电池剩余电量信息发送至远程服务器，同时记录在本地的储存模块中。

作为本发明的优选方案，所述冷藏区腔体和所述制冷区腔体体积确定的情况下，以所述蓄冷区温度、所述保温箱外壁温度、所述冷藏区温度下降速率构建估计模型。

作为本发明的优选方案，所述无线通讯模块采用串口和所述嵌入式控制器进行数据传输，将所述嵌入式控制器收集到的温度、剩余冷能信息、位置信息、电池电量、时间通过4G网络发送到所述远程服务器。

作为本发明的优选方案，所述GPS模块采用串口与嵌入式控制器通讯，实时采集保温箱的全球坐标信息并采用TTL协议将信号发送给嵌入式控制器，由嵌入式控制器通过所述无线通讯模块发送到远程的服务器。

进一步的，所述时钟模块内包括时钟芯片和纽扣电池，在监测系统主电池和备用电池全部耗尽时，时钟芯片仍然可以通过纽扣电池记录时间。

作为本发明的优选方案，所述储存模块采用flash芯片焊接在监测系统硬件电路板上，嵌入式控制器将采集到的温度、剩余冷能信息、时间、位置实时写入到flash芯片内。所述储存模块采用循环写入方式，当芯片容量被写满时覆盖最早的数据。

本发明的另一目的通过下述技术方案实现：

一种保温箱无线监测系统的监测方法，该监测方法主要包括如下具体步骤：

步骤S1：剩余冷能估计模型是根据冷藏区腔体和蓄冷区腔体的大小，以蓄冷区内壁温度、保温箱外壁、冷藏区温度下降速率三者关系构建的估计模型；

步骤S2：当冷藏区温度在第k次到达上极限值T_max，蓄冷区开始向冷藏区传递冷能，此时蓄冷区的温度为T_ik，保温箱外壁的温度为T_ok，当冷藏区的温度到达调控的下极限值T_min，此时可以得到第k次调控的时间此时根据T_ik，T_ok，拟合t和T_i，T_o在第k次调控的关系：

t＝f_k(T_i,T_o)；

步骤S3：当冷藏区温度在第k+1次到达温度的上极限值T_max，此时蓄冷区的温度为T_ik+1，保温箱外壁的温度为T_ok+1，系统根据在第k次得到的关系式预测在k+1次调控需要的时间

步骤S4：当在第k+1次的调控结束，冷藏区的温度到达调控的下极限值T_min，此时可以得到第k+1次调控的时间此时根据T_ik+1，T_ok+1，拟合t和T_i，T_o在第k+1次调控的关系：

t＝f_k+1(T_i,T_o)；

步骤S5：通过不断更新调控时间和蓄冷温度、保温箱外部温度的关系，预测下次的调控时间，如果估计某次的调控时间超过阈值则认为蓄冷板的冷能已经耗尽，需要更换蓄冷板。

作为本发明的优选方案，所述远程服务器可以接收一个或多个所述冷藏箱发回的信息，同时将接收到的信息储存在服务器的数据库系统，当接收到报警信号，服务器会以短信或者微信的方式通知相关人员。所述远程服务器可以向指定保温箱发送储存货物信息从而远程设定冷藏区目标温度，同时可以向保温箱发送时间信号，以校准所有连接的保温箱时钟信息；所述远程服务器根据接收到的位置信息和剩余冷能信息结合运输目的地对剩余冷能进行预警，当剩余冷能较低且不足以抵达目的地时，服务器向运输人员发送微信或者短信，提醒运输人员及时更换蓄冷板。

作为本发明的优选方案，所述无线通讯模块采用4G无线网络与远程服务器建立数据连接，将嵌入式控制器采集的温度信息、剩余冷能信息、位置信息、时间信息、电池电量信息、温度报警信号、电池报警信号发送给所述远程服务器。

与现有技术相比，本发明还具有以下优点：

(1)本发明所提供的保温箱无线监测系统及方法对双温区蓄冷冷藏箱的温度变化进行建模，可以同时监控温度与蓄冷冷能剩余量信息，所设计的温度、冷能、电量报警机制使系统具有较高的可靠性。

(2)本发明设计了针对双温区蓄冷保温箱的温度、蓄冷冷能剩余量的监测系统，冗余电源、冗余数据记录方式使系统的可靠性大幅度提高，保证了果蔬、食品、药品在冷藏运输过程温度的绝对溯源要求。

(3)本发明所提供的保温箱无线监测系统及方法具有精度高、系统运行平稳、可靠性高的优点，从而显著提高冷链运输的安全性。

附图说明

图1是本发明所提供的保温箱无线监测系统的结构示意图。

图2是本发明所提供的保温箱的结构示意图。

图3是本发明所提供的不间断电源的结构示意图。

图4是本发明所提供的预警流程图。

上述附图中的标号说明：

101-嵌入式控制器，102-蓄冷区温度探头，103-不间断电源，104-蓄冷区，105-蓄冷板，106-冷藏区，107-冷藏区温度探头，108-保温箱外壁温度探头，109-GPS定位模块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1至图4所示，本实施例公开了一种保温箱无线监测系统，该无线检测系统主要包括保温箱、以及安装在保温箱内的监控部分。

具体的，所述监控部分包括嵌入式控制器101、温度传感器、不间断电源103、无线通讯模块、GPS定位模块109、储存模块、数据下载接口、人机交互模块、时钟模块、以及远程服务器。所述嵌入式控制器101分别与温度传感器、不间断电源103、无线通讯模块、GPS模块、储存模块、数据下载接口、人机交互模块、时钟模块相连接。

具体的，所述保温箱包括蓄冷区104和冷藏区106两个腔体。所述蓄冷区104内设有蓄冷板105。所述温度传感器设有三个温度探头，分别布置在所述蓄冷区104内壁的蓄冷区温度探头102、所述冷藏区106内壁的冷藏区温度探头107和所述保温箱外壁的保温箱外壁温度探头108。所述不间断电源103包括主电池、备用电池和电源控制电路。所述电源控制电路分别连接主电池和备用电池。所述无线通讯模块通过广域网与远程服务器建立连接。监测系统采集保温箱蓄冷区104、冷藏区106、保温箱外壁的温度信息，根据剩余冷能估计模型估算蓄冷区104内蓄冷板105的冷能剩余量大小，并实时将温度信息、估算的剩余冷能信息、保温箱位置信息、电池剩余电量信息发送至远程服务器，同时记录在本地的储存模块中。

作为本发明的优选方案，所述冷藏区106腔体和所述制冷区腔体体积确定的情况下，以所述蓄冷区温度、所述保温箱外壁温度、所述冷藏区106温度下降速率构建估计模型。

作为本发明的优选方案，所述无线通讯模块采用串口和所述嵌入式控制器101进行数据传输，将所述嵌入式控制器101收集到的温度、剩余冷能信息、位置信息、电池电量、时间通过4G网络发送到所述远程服务器。

作为本发明的优选方案，所述GPS模块采用串口与嵌入式控制器101通讯，实时采集保温箱的全球坐标信息并采用TTL协议将信号发送给嵌入式控制器101，由嵌入式控制器101通过所述无线通讯模块发送到远程的服务器。

进一步的，所述时钟模块内包括时钟芯片和纽扣电池，在监测系统主电池和备用电池全部耗尽时，时钟芯片仍然可以通过纽扣电池记录时间。

作为本发明的优选方案，所述储存模块采用flash芯片焊接在监测系统硬件电路板上，嵌入式控制器101将采集到的温度、剩余冷能信息、时间、位置实时写入到flash芯片内。所述储存模块采用循环写入方式，当芯片容量被写满时覆盖最早的数据。

本发明的另一目的通过下述技术方案实现：

一种保温箱无线监测系统的监测方法，该监测方法主要包括如下具体步骤：

步骤S1：剩余冷能估计模型是根据冷藏区106腔体和蓄冷区104腔体的大小，以蓄冷区104内壁温度、保温箱外壁、冷藏区106温度下降速率三者关系构建的估计模型；

步骤S2：当冷藏区106温度在第k次到达上极限值T_max，蓄冷区104开始向冷藏区106传递冷能，此时蓄冷区104的温度为T_ik，保温箱外壁的温度为T_ok，当冷藏区106的温度到达调控的下极限值T_min，此时可以得到第k次调控的时间此时根据T_ik，T_ok，拟合t和T_i，T_o在第k次调控的关系：

t＝f_k(T_i,T_o)；

步骤S3：当冷藏区106温度在第k+1次到达温度的上极限值T_max，此时蓄冷区104的温度为T_ik+1，保温箱外壁的温度为T_ok+1，系统根据在第k次得到的关系式预测在k+1次调控需要的时间

步骤S4：当在第k+1次的调控结束，冷藏区106的温度到达调控的下极限值T_min，此时可以得到第k+1次调控的时间此时根据T_ik+1，T_ok+1，拟合t和T_i，T_o在第k+1次调控的关系：

t＝f_k+1(T_i,T_o)；

步骤S5：通过不断更新调控时间和蓄冷温度、保温箱外部温度的关系，预测下次的调控时间，如果估计某次的调控时间超过阈值则认为蓄冷板105的冷能已经耗尽，需要更换蓄冷板105。

作为本发明的优选方案，所述远程服务器可以接收一个或多个所述冷藏箱发回的信息，同时将接收到的信息储存在服务器的数据库系统，当接收到报警信号，服务器会以短信或者微信的方式通知相关人员。所述远程服务器可以向指定的保温箱发送储存货物信息从而远程设定冷藏区106目标温度，同时可以向保温箱发送时间信号，以校准所有连接的保温箱时钟信息；所述远程服务器根据接收到的位置信息和剩余冷能信息结合运输目的地对剩余冷能进行预警，当剩余冷能较低且不足以抵达目的地时，服务器向运输人员发送微信或者短信，提醒运输人员及时更换蓄冷板105。

作为本发明的优选方案，所述无线通讯模块采用4G无线网络与远程服务器建立数据连接，将嵌入式控制器101采集的温度信息、剩余冷能信息、位置信息、时间信息、电池电量信息、温度报警信号、电池报警信号发送给所述远程服务器。

实施例2：

本实施例公开了一种双温区蓄冷冷藏保温箱监测系统，所述双温区蓄冷冷藏保温箱监测系统包括嵌入式控制器101、温度传感器、不间断电源103系统、无线通讯模块、GPS定位模块109、储存模块、数据下载接口、人机交互模块、时钟模块、远程服务器。

优选的，所述双温区蓄冷冷藏保温箱包括蓄冷区104和冷藏区106两个腔体，蓄冷区104内布置温度较低的蓄冷板105，冷藏区106内用来运输储存货物。

优选的，所述温度传感器包含三个温度探头，分别布置在所述蓄冷区104内壁的蓄冷区温度探头102、所述冷藏区106内壁的冷藏区温度探头107、所述保温箱外壁的保温箱外壁温度探头108，所述嵌入式控制器101与所述三个温度探头连接，实时监测蓄冷区104、冷藏区106、冷藏箱外的温度。

作为本发明的优选方案，所述不间断电源103系统包括主电池、备用电池和电源控制电路，所述主电池为锂电池模组，可以方便拆装，所述备用电池为锂电池模组，固定在所述监测系统内部，不能轻易被拆卸，所述备用电池电量可以支撑所述监测系统持续运行1h以上，所述电源控制电路在系统正常工作时使用所述主电池向所述监测系统供电并监测所述主电池的剩余电量信息发送给嵌入式控制器101，当所述主电源正常所述备用电源电量未充满时，所述电源控制电路使用所述主电源想所述备用电源充电，当所述主电源电量耗尽或者发生故障时，所述电源控制电路切换备用电源向所述监测系统供电同时发送电量报警信号给所述嵌入式控制器101。

作为本发明的优选方案，所述GPS模块与所述嵌入式控制器101连接，所述GPS模块采集全球定位信号传输给所述嵌入式控制器101。

作为本发明的优选方案，所述时钟模块包括时钟芯片和纽扣电池，在外部无供电的情况下独立记录时间信息，所述嵌入式控制器101与所述时钟模块连接，时钟模块将时间信息发送给嵌入式控制器101。

作为本发明的优选方案，所述无线通讯模块与嵌入式控制器101连接，所述无线通讯模块采用4G无线网络与远程服务器建立数据连接，将嵌入式控制器101采集的温度信息、剩余冷能信息、位置信息、时间信息、电池电量信息、温度报警信号、电池报警信号发送给所述远程服务器。

作为本发明的优选方案，所述温度信息是布置在所述冷藏区106、所述蓄冷区104、所述保温箱外壁三个温度探头采集的温度信号读数。

作为本发明的优选方案，所述剩余冷能信息是根据剩余冷能估计模型估计的剩余冷能大小；

作为本发明的优选方案，所述剩余冷能估计模型是根据冷藏区106腔体和蓄冷区104腔体的大小，以蓄冷区104内壁温度、保温箱外壁、冷藏区106温度下降速率三者关系构建的估计模型。当冷藏区106温度在第k次到达上极限值T_max，蓄冷区104开始向冷藏区106传递冷能，此时蓄冷区104的温度为T_ik，保温箱外壁的温度为T_ok，当冷藏区106的温度到达调控的下极限值T_min，此时可以得到第k次调控的时间此时根据T_ik，T_ok，拟合t和T_i，T_o在第k次调控的关系：

t＝f_k(T_i,T_o)

当冷藏区106温度在第k+1次到达温度的上极限值T_max，此时蓄冷区104的温度为T_ik+1，保温箱外壁的温度为T_ok+1，系统根据在第k次得到的关系式预测在k+1次调控需要的时间

当在第k+1次的调控结束，冷藏区106的温度到达调控的下极限值T_min，此时可以得到第k+1次调控的时间此时根据T_ik+1，T_ok+1，拟合t和T_i，T_o在第k+1次调控的关系：

t＝f_k+1(T_i,T_o)

这样不断更新调控时间和蓄冷温度、保温箱外部温度的关系，预测下次的调控时间，如果估计某次的调控时间超过阈值则认为蓄冷板105的冷能已经耗尽，需要更换蓄冷板105。

作为本发明的优选方案，所述位置信息是根据GPS模块采集的保温箱全球定位的绝对坐标信息。

作为本发明的优选方案，所述时间信息是根据时钟模块读取的系统当前时间信息。

作为本发明的优选方案，所述电池电量信息是根据所述不间断电源103系统采集的所述主电池剩余电量的百分比。

作为本发明的优选方案，所述温度报警信号是指当冷藏区106的实时温度不在设定的温度区间时，嵌入式控制器101发出的警报信号。

作为本发明的优选方案，所述电池报警信号是指当所述主电池电量耗尽或者发生故障时，所述不间断供电系统向嵌入式控制器101发出的警报信号。

作为本发明的优选方案，所述储存模块与所述嵌入式控制器101连接，所述储存模块采用flash芯片直接焊接在监测系统的硬件电路板上，不能被拆下，所述嵌入式控制器101在将采集到的监测信号和报警信号发送到远程服务器的同时以循环的方式写入到所述储存模块，所述以循环的方式写入是指当flash芯片容量写满后首先覆盖最早的数据。

作为本发明的优选方案，所述数据下载接口与所述嵌入式控制器101连接，所述数据下载接口可以是usb接口亦或是TF卡接口、SD卡接口，可以连接可移动储存装置，在系统正常工作状态下当可移动储存装置接入数据下载接口，系统自动将flash芯片内的所有数据拷贝至可移动储存装置内。

作为本发明的优选方案，所述人机交互模块包括TFT液晶屏和按键，所述嵌入式控制器101与人机交互模块连接，所述TFT液晶屏可以将嵌入式控制器101采集的温度信息、剩余冷能信息、位置信息、时间信息、电池电量信息、温度报警信号、电池报警信号进行实时展示，所述按键可以设置冷藏物品的种类从而设定冷藏区106的温度，同时按键可以人工校准监测系统的时间。

作为本发明的优选方案，所述远程服务器可以与多个保温箱建立无线数据连接，接收多台的监测数据，所述远程服务器包含数据库系统、预警系统、质量分析系统、消息推送机制，所述数据库系统储存所有保温箱传到服务器的监测信息，所述预警系统根据保温箱当前位置、目的地位置、剩余冷能监测信息、剩余电池电量信息对蓄冷板105和主电池的更换时机进行预警，所述消息推送机制可以将服务器生成的预警信息通过微信或者短信推送到运输人员和管理人员的手机，所述质量分析系统根据质量预测模型预测运输物品的品质劣化概率，所述质量预测模型指根据运输物品的种类、运输过程中温度随时间的变换曲线使用机器学习方法训练得到的品质劣化概率归纳数学模型。

实施例3：

本发明以蓄冷板105蓄冷的双温区蓄冷冷藏保温箱的无线监测预警系统为例，图1展示了此系统的框架图，包括嵌入式控制器101、不间断供电系统、温度传感器、无线模块、GPS模块、储存模块、数据下载接口、时钟模块。嵌入式控制器101选择Atmage2560单片机，工作电压为5V，具备54路数字IO口，16路模拟输入端口，4路UART串口。不间断供电系统向单片机芯片供电供电，同时与单片机芯片采用数字量信号连接，传输剩余电量信号和电量报警信息。温度传感器与单片机采用模拟信号连接，将采集的温度信息通过模拟量传送给单片机。无线模块与Atmage2560单片机控制器采用串口连接，控制器通过串口将监测信息传送给无线模块，无线模块再发送到远程服务器。GPS模块与Atmage2560单片机控制器采用串口连接，将采集的定位信息通过串口发送给单片机控制器。储存模块采用W25M121AV芯片，采用SPI接口与Atmage2560单片机控制器连接。数据下载接口采用USB接口与Atmage2560单片机控制器连接。人机交互模块的屏幕采用TFT液晶屏通过串口与Atmage2560单片机控制器连接，其中按键直接与Atmage2560单片机控制器连接。时钟模块采用DS3231芯片，采用IIC总线与Atmage2560单片机控制器连接。

所述双温区冷藏保温箱结构形式如图2所示，监测系统的布置如下，101是无线监测系统的控制器，其中包含了无线模块、储存模块、数据下载接口、人机交互模块、时钟模块这几部分组成。102是布置在蓄冷区104的温度探头，103是不间断供电系统，104是冷藏保温箱的蓄冷区，105是在蓄冷区104布置的蓄冷板，106是冷藏保温箱的冷藏区，107是布置在冷藏区106的温度探头，108是布置在保温箱外壁的温度探头，109是安装在保温箱外壁的GPS模块。

所述温度探头采用工业铂电阻PT100，探头与温度变送器相连接，将-100℃～100℃的温度变化转化为0～5V的电压信号输出，温度变送器与Atmage2560单片机控制器的模拟量输入引脚相连接，控制器通过测量引脚电压大小得到温度探头采集的温度。

所述无线模块采用4G DTU模块，使用串口与Atmage2560单片机控制器连接，控制器将采集的信息通过串口发送到DTU模块，DTU模块将数据通过4G网络传输到远程服务器。

所述GPS模块采用ATGM336H-5N芯片，可以接收BDS、GPS、GLONASS、GALILEO、QZSS等卫星信号，到达2.5m的定位精度，将得到的定位信息通过串口发送到Atmage2560单片机控制器。

所述剩余冷能估计模型是根据冷藏区106腔体和蓄冷区104腔体的大小，以蓄冷区104内壁温度、保温箱外壁、冷藏区106温度下降速率三者关系构建的估计模型。当冷藏区106温度在第k次到达上极限值T_max，蓄冷区104开始向冷藏区106传递冷能，此时蓄冷区104的温度为T_ik，保温箱外壁的温度为T_ok，当冷藏区106的温度到达调控的下极限值T_min，此时可以得到第k次调控的时间此时根据T_ik，T_ok，拟合t和T_i，T_o在第k次调控的关系：

t＝f_k(T_i,T_o)

当冷藏区106温度在第k+1次到达温度的上极限值T_max，此时蓄冷区104的温度为T_ik+1，保温箱外壁的温度为T_ok+1，系统根据在第k次得到的关系式预测在k+1次调控需要的时间

当在第k+1次的调控结束，冷藏区106的温度到达调控的下极限值T_min，此时可以得到第k+1次调控的时间此时根据T_ik+1，T_ok+1，拟合t和T_i，T_o在第k+1次调控的关系：

t＝f_k+1(T_i,T_o)

这样不断更新调控时间和蓄冷温度、保温箱外部温度的关系，预测下次的调控时间，如果估计某次的调控时间超过阈值则认为蓄冷板105的冷能已经耗尽，需要更换蓄冷板105。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种保温箱无线监测系统，其特征在于，包括保温箱、以及安装在保温箱内的监控部分；

所述监控部分包括嵌入式控制器、温度传感器、不间断电源、无线通讯模块、GPS定位模块、储存模块、数据下载接口、人机交互模块、时钟模块、以及远程服务器，所述嵌入式控制器分别与温度传感器、不间断电源、无线通讯模块、GPS模块、储存模块、数据下载接口、人机交互模块、时钟模块相连接；

所述保温箱包括蓄冷区和冷藏区两个腔体；所述蓄冷区内设有蓄冷板；所述温度传感器设有三个温度探头，分别布置在所述蓄冷区内壁、所述冷藏区内壁和所述保温箱外壁；所述不间断电源包括主电池、备用电池和电源控制电路；所述电源控制电路分别连接主电池和备用电池；所述无线通讯模块通过广域网与远程服务器建立连接；监测系统采集保温箱蓄冷区、冷藏区、保温箱外壁的温度信息，根据剩余冷能估计模型估算蓄冷区内蓄冷板的冷能剩余量大小，并实时将温度信息、估算的剩余冷能信息、保温箱位置信息、电池剩余电量信息发送至远程服务器，同时记录在本地的储存模块中。

2.根据权利要求1所述的保温箱无线监测系统，其特征在于，所述冷藏区腔体和所述制冷区腔体体积确定的情况下，以所述蓄冷区温度、所述保温箱外壁温度、所述冷藏区温度下降速率构建估计模型。

3.根据权利要求1所述的保温箱无线监测系统，其特征在于，所述无线通讯模块采用串口和所述嵌入式控制器进行数据传输，将所述嵌入式控制器收集到的温度、剩余冷能信息、位置信息、电池电量、时间通过4G网络发送到所述远程服务器。

4.根据权利要求1所述的保温箱无线监测系统，其特征在于，所述GPS模块采用串口与嵌入式控制器通讯，实时采集保温箱的全球坐标信息并采用TTL协议将信号发送给嵌入式控制器，由嵌入式控制器通过所述无线通讯模块发送到远程的服务器。

5.根据权利要求1所述的保温箱无线监测系统，其特征在于，所述时钟模块内包括时钟芯片和纽扣电池，在监测系统主电池和备用电池全部耗尽时，时钟芯片仍然可以通过纽扣电池记录时间。

6.根据权利要求1所述的保温箱无线监测系统，其特征在于，所述储存模块采用flash芯片焊接在监测系统硬件电路板上，嵌入式控制器将采集到的温度、剩余冷能信息、时间、位置实时写入到flash芯片内；所述储存模块采用循环写入方式，当芯片容量被写满时覆盖最早的数据。

7.根据权利要求1所述的保温箱无线监测系统监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：剩余冷能估计模型是根据冷藏区腔体和蓄冷区腔体的大小，以蓄冷区内壁温度、保温箱外壁、冷藏区温度下降速率三者关系构建的估计模型；

步骤S2：当冷藏区温度在第k次到达上极限值T_max，蓄冷区开始向冷藏区传递冷能，此时蓄冷区的温度为T_ik，保温箱外壁的温度为T_ok，当冷藏区的温度到达调控的下极限值T_min，此时可以得到第k次调控的时间此时根据T_ik，T_ok，拟合t和T_i，T_o在第k次调控的关系：

t＝f_k(T_i,T_o)；

步骤S3：当冷藏区温度在第k+1次到达温度的上极限值T_max，此时蓄冷区的温度为T_ik+1，保温箱外壁的温度为T_ok+1，系统根据在第k次得到的关系式预测在k+1次调控需要的时间

步骤S4：当在第k+1次的调控结束，冷藏区的温度到达调控的下极限值T_min，此时可以得到第k+1次调控的时间此时根据T_ik+1，T_ok+1，拟合t和T_i，T_o在第k+1次调控的关系：

t＝f_k+1(T_i,T_o)；

步骤S5：通过不断更新调控时间和蓄冷温度、保温箱外部温度的关系，预测下次的调控时间，如果估计某次的调控时间超过阈值则认为蓄冷板的冷能已经耗尽，需要更换蓄冷板。

8.根据权利要求7所述的保温箱无线监测系统监测方法，其特征在于，所述远程服务器可以接收一个或多个所述冷藏箱发回的信息，同时将接收到的信息储存在服务器的数据库系统，当接收到报警信号，服务器会以短信或者微信的方式通知相关人员；所述远程服务器可以向指定的保温箱发送储存货物信息从而远程设定冷藏区目标温度，同时可以向保温箱发送时间信号，以校准所有连接的保温箱时钟信息；所述远程服务器根据接收到的位置信息和剩余冷能信息结合运输目的地对剩余冷能进行预警，当剩余冷能较低且不足以抵达目的地时，服务器向运输人员发送微信或者短信，提醒运输人员及时更换蓄冷板。

9.根据权利要求7所述的保温箱无线监测系统监测方法，其特征在于，所述无线通讯模块采用4G无线网络与远程服务器建立数据连接，将嵌入式控制器采集的温度信息、剩余冷能信息、位置信息、时间信息、电池电量信息、温度报警信号、电池报警信号发送给所述远程服务器。