CN110456717A - 一种铁路冷链运输电动冷藏集装箱监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路冷链运输电动冷藏集装箱监控系统及方法，包括温湿度传感器、氧气浓度检测仪、新风系统、MCU处理器和安装在中控室的中央远程控制终端；其中，所述MCU处理器与所述电动冷藏集装箱的冷机控制器连接；所述MCU处理器与所述电动冷藏集装箱的电池管理系统BMS连接；所述MCU处理器与所述温湿度传感器连接；所述MCU处理器与所述新风系统连接，所述中央远程控制终端与所述MCU处理器无线连接，实现了纯电动冷藏集装箱的冷藏和安全所需的基本运行状态监控，保证冷藏物品的新鲜、安全，无需人现场值守，充分满足铁路冷链长途运输的需求，在中控室就能完成整个监控，提高冷链物品的运输效率和运输安全，且安全环保。

Description

一种铁路冷链运输电动冷藏集装箱监控系统及方法

技术领域

本发明涉及电动冷藏集装箱技术领域，尤其涉及一种铁路冷链运输电动冷藏集装箱监控系统及方法。

背景技术

随着中国经济的快速发展，人民生活水平不断提高，需要进行冷链运输的食品和物品运输总量也不断增加，但目前铁路冷藏装备远不能满足我国冷藏货物运输的需要，研制系列符合市场需求的新型铁路冷藏运输装备已迫在眉睫。

为了适应当今信息化技术的发展，使用纯电动冷藏集装箱作为一种新型铁路冷藏运输装备，可提高运输效率，且安全环保。但目前还缺乏相应的能保证铁路长途冷链运输的纯电动冷藏集装箱的监控技术。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本申请实施例通过提供一种铁路冷链运输电动冷藏集装箱监控系统及方法。

本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：

一种铁路冷链运输电动冷藏集装箱监控系统，包括温湿度传感器、氧气浓度检测仪、新风系统、MCU处理器和安装在中控室的中央远程控制终端；其中，

所述MCU处理器与所述电动冷藏集装箱的冷机控制器连接，以接收所述冷机控制器发送的关于所述电动冷藏集装箱的冷机运行的参数信息，并向所述冷机控制器发送冷机控制指令；

所述MCU处理器与所述电动冷藏集装箱的电池管理系统BMS连接，以接收所述BMS发送的中关于所述电动冷藏集装箱的电池运行参数信息，并向所述BMS发送电池控制指令；

所述MCU处理器与所述温湿度传感器连接，以接收所述温湿度传感器采集并发送的所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内的温度和湿度参数信息；

所述MCU处理器与所述氧气浓度检测仪连接，以接收所述氧气浓度检测仪采集并发送的所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内的氧气浓度信息；

所述MCU处理器与所述新风系统连接，以向所述新风系统发送新风控制指令；

所述中央远程控制终端与所述MCU处理器无线连接，以进行基于参数信息的信息交互。

可选的，所述MCU处理器与所述电动冷藏集装箱的门磁开关连接，以接收所述门磁开关的开关信号。

可选的，所述系统还包括安装在所述电动冷藏集装箱上的定位器，所述MCU处理器与所述定位器连接，以接收所述定位器的定位信息。

可选的，所述定位器为GPS和/或北斗。

可选的，所述系统还包括报警器，所述MCU处理器与所述报警器连接，以向所述报警器发送报警命令。

可选的，所述系统还包括数据储存器，所述数据储存器与所述MCU处理器连接，以储存所述MCU处理器接收到的信息。

可选的，所述冷机控制器和所述BMS均通过CAN通信与MCU处理器连接。

可选的，所述中央远程控制终端与所述MCU处理器通过以太网无线连接。

基于同样的发明构思，本申请通过本申请的另一实施例提供一种铁路冷链运输电动冷藏集装箱控制方法，基于上述系统，所述方法包括：

接收所述温湿度传感器采集并发送的所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内的湿度参数信息以及所述氧气浓度检测仪采集并发送的所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内的氧气浓度信息；

基于所述湿度参数信息和氧气浓度信息，判断所述湿度是否满足预设湿度值以及所述氧气浓度是否满足预设氧气浓度值；

若所述湿度不满足预设湿度值和/或所述氧气浓度不满足预设氧气浓度值，则向所述新风系统发送控制指令，以调整所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内的氧气浓度和湿度，使所述湿度满足预设湿度值以及所述氧气浓度满足预设氧气浓度值。

可选的，所述方法还包括：

控制所述新风系统按照预设的时间间隔间歇性运行，以对所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内进行换气。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明的电动冷藏集装箱监控系统，包括温湿度传感器、氧气浓度检测仪新风系统、MCU处理器和安装在中控室的中央远程控制终端；其中，所述MCU处理器与所述电动冷藏集装箱的冷机控制器连接，以接收所述冷机控制器发送的关于所述电动冷藏集装箱的冷机运行的参数信息，并向所述冷机控制器发送冷机控制指令；可监控冷机的工作状态，并控制冷机的运行状态；所述MCU处理器与所述电动冷藏集装箱的电池管理系统BMS连接，以接收所述BMS发送的关于所述电动冷藏集装箱的电池运行参数信息，并向所述BMS发送电池控制指令；以监控电池组工作状态，并控制电池组的运行；所述MCU处理器与所述温湿度传感器连接，以接收所述温湿度传感器采集并发送的所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内温度和湿度参数信息；可监控冷藏室的温湿度情况；所述MCU处理器与所述氧气浓度检测仪连接，以接收所述氧气浓度检测仪采集并发送的所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内的氧气浓度信息，监控氧气浓度情况；所述MCU处理器与所述新风系统连接，以向所述新风系统发送新风控制指令，以对所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内进行换气，并调节冷藏空间内的湿度；所述中央远程控制终端与所述MCU处理器无线连接，以基于参数信息进行信息交互，可实现远程监控。由于铁路冷链运输路途长、跨度大、时间长，且集装箱处于独立无人照看的状态，远程监控才能做到实时的监测与及时的控制，本发明的系统可对纯电动冷藏集装箱的冷机、新风系统、电池组以及冷藏室的温湿度、氧气浓度进行监控，实现了纯电动冷藏集装箱的冷藏和安全所需的基本运行状态监控，保证冷藏物品的新鲜、安全，无需人现场值守，充分满足铁路冷链长途运输的需求，在中控室就能完成整个监控，提高冷链物品的运输效率和运输安全，且安全环保。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明一种实施例中铁路冷链运输电动冷藏集装箱监控系统构架图；

图2是本发明另一种实施例中铁路冷链运输电动冷藏集装箱监控方法的流程图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种铁路冷链运输电动冷藏集装箱监控系统，解决了现有技术中的技术问题。

本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

一种铁路冷链运输电动冷藏集装箱监控系统，包括温湿度传感器、新风系统、MCU处理器和安装在中控室的中央远程控制终端；其中，所述MCU处理器与所述电动冷藏集装箱的冷机控制器连接，以接收所述冷机控制器发送的关于所述电动冷藏集装箱的冷机运行的参数信息，并向所述冷机控制器发送冷机控制指令；所述MCU处理器与所述电动冷藏集装箱的电池管理系统BMS连接，以接收所述BMS发送的中关于所述电动冷藏集装箱的电池运行参数信息，并向所述BMS发送电池控制指令；所述MCU处理器与所述温湿度传感器连接，以接收所述温湿度传感器采集并发送的所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内温度和湿度参数信息；所述MCU处理器与所述氧气浓度检测仪连接，以接收所述氧气浓度检测仪采集并发送的所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内的氧气浓度信息；所述MCU处理器与所述新风系统连接，以向所述新风系统发送新风控制指令；所述中央远程控制终端与所述MCU处理器无线连接，以进行基于参数信息的信息交互。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

首先说明，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

另外，文本中出现的“内”和“外”是常规意义的内和外，是为了便于描述清楚，并不是任何限定。

需要说明的是，新能源电池供电技术已广泛应用于我国电动汽车，城市小型冷链物流配送等我国多个行业和领域，具有节能环保，降噪等优点。但目前在我国铁路冷链装备应用领域还处于空白阶段，现阶段铁路冷链运输主要以海运冷藏箱和柴油驱动的机械冷藏集装箱为主。

海运冷藏集装箱用于铁路运输时，工作必须依赖于外界电力，铁路总公司现阶段正在尝试由发电箱集中供电进行冷藏集装箱铁路运输，运输模式一般为1个发电箱带8个标准海运冷藏集装箱，发电箱动力来自大功率柴油机组。

机械冷藏集装箱采用柴油驱动的独立机组及800L的柴油箱，可满足从中国到欧洲往返运输货物单程所需20天的油量需求，具有货物运输量大等优点。但在运输过程中燃油燃烧能源消耗较大，且对环境污染严重。

充电系统为电动汽车运行提供能量补给，是电动汽车的重要基础支撑系统，也是电动汽车商业化、产业化过程中的重要环节。随着电动汽车产业的快速发展，充电技术成为制约行业发展关键因素之一，智能、快速的充电方式成为电动汽车充电技术发展的趋势。

因此，纯电动的冷藏集装箱成为节能环保的理想铁路运输集装箱。跟新能源汽车一样，纯电动冷藏集装箱在除了基本的冷藏功能外，其电池组管理和监控是集装箱能否安全高效使用的关键，而目前的监控系统还没有对集装箱电池系统进行监控的。

铁路冷链运输不同与公路运输，其利用固定的轨道，长距离、大跨度、长时间的运输，冷链运输主要针对冷藏需要保鲜的物品，对冷藏环境的温度、湿度、氧气和二氧化碳浓度有较高的要求，而长时间的密闭运输，地域性的大跨度，使温湿度变化较大，因此，对电动冷藏集装箱监控系统的冷藏环境的监控难度较大。本申请针对纯电动集装箱，在实现冷藏基本功能的监控外，还对电池组进行监控管理，解决了现有技术存在的问题。

实施例一

如图1所示，本实施例中，提供一种铁路冷链运输电动冷藏集装箱监控系统，包括温湿度传感器、氧气浓度检测仪、新风系统、MCU处理器和安装在中控室的中央远程控制终端；其中，

所述MCU处理器与所述电动冷藏集装箱的冷机控制器连接，以接收所述冷机控制器发送的关于所述电动冷藏集装箱的冷机运行的参数信息，并向所述冷机控制器发送冷机控制指令；

所述MCU处理器与所述电动冷藏集装箱的电池管理系统BMS连接，以接收所述BMS发送的关于所述电动冷藏集装箱的电池运行参数信息，并向所述BMS发送电池控制指令；

所述MCU处理器与所述温湿度传感器连接，以接收所述温湿度传感器采集并发送的的所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内温度和湿度参数信息；

所述MCU处理器与所述氧气浓度检测仪连接，以接收所述氧气浓度检测仪采集并发送的所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内的氧气浓度信息；

所述MCU处理器与所述新风系统连接，以向所述新风系统发送新风控制指令；

所述中央远程控制终端与所述MCU处理器无线连接，以基于参数信息的进行信息交互。

MCU处理器与电动冷藏集装箱的电池管理系统BMS连接，不仅可以接收所述BMS中关于所述电动冷藏集装箱的电池运行参数信息，并向所述BMS发送电池控制指令；由于MCU处理器与BMS连接，还能在电池组与充电桩连接时，监控充电的状态。

此外，作为一种可选的实施方式，所述MCU处理器与所述电动冷藏集装箱的门磁开关连接，以接收所述门磁开关的开关信号。从而远程监控集装箱门的开关状态，保证运输的安全性。

作为一种可选的实施方式，所述系统还包括安装在所述电动冷藏集装箱上的定位器，所述MCU处理器与所述定位器连接，以接收所述定位器的定位信息。

具体的，所述定位器为GPS和/或北斗。

可准确定位集装箱的位置，以在集装箱出现紧急情况时，及时获知集装箱的具体位置，以便及时采取补救措施。

作为一种可选的实施方式，所述系统还包括报警器，所述MCU处理器与所述报警器连接，以向所述报警器发送报警命令。

具体的，报警器的报警形式不限，可以是声音或者闪烁的灯等；其报警的情况可以是但不限于以下几种：

1、MCU处理器接收到温湿度值超出预设警戒范围；

2、MCU处理器接收到BMS或冷机的参数显示工作异常；

3、MCU处理器接收到集装箱门在运行状态下打开。

作为一种可选的实施方式，所述系统还包括数据储存器，所述数据储存器与所述MCU处理器连接，以储存所述MCU处理器接收到的信息。方便拷贝和查询。

作为一种可选的实施方式，所述冷机控制器和所述BMS均通过CAN通信与MCU处理器连接。

作为一种可选的实施方式，所述中央远程控制终端与所述MCU处理器通过以太网无线连接。

具体的，所述中央远程控制终端包括服务器、显示器和输入设备；其中，

所述服务器与所述MCU处理器通过以太网无线连接，以进行信息交互；

所述显示器与所述服务器连接，以显示所述服务器接收到的信息；

所述输入设备与所述所述服务器连接，以向所述服务器发送控制命令。

具体的，中央远程控制终端类似于待无线功能的PC，设置在中控室，通过无线与MCU处理器进行数据交互，以接收数据，进行显示，并通过输入设备发送控制指令，例如键盘和鼠标。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

本发明的电动冷藏集装箱监控系统，包括温湿度传感器、氧气浓度检测仪新风系统、MCU处理器和安装在中控室的中央远程控制终端；其中，所述MCU处理器与所述电动冷藏集装箱的冷机控制器连接，以接收所述冷机控制器发送的关于所述电动冷藏集装箱的冷机运行的参数信息，并向所述冷机控制器发送冷机控制指令；可监控冷机的工作状态，并控制冷机的运行状态；所述MCU处理器与所述电动冷藏集装箱的电池管理系统BMS连接，以接收所述BMS发送的关于所述电动冷藏集装箱的电池运行参数信息，并向所述BMS发送电池控制指令；以监控电池组工作状态，并控制电池组的运行；所述MCU处理器与所述温湿度传感器连接，以接收所述温湿度传感器采集并发送的所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内温度和湿度参数信息；可监控冷藏室的温湿度情况；所述MCU处理器与所述氧气浓度检测仪连接，以接收所述氧气浓度检测仪采集并发送的所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内的氧气浓度信息，监控氧气浓度情况；所述MCU处理器与所述新风系统连接，以向所述新风系统发送新风控制指令，以对所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内进行换气，并调节冷藏空间内的湿度；所述中央远程控制终端与所述MCU处理器无线连接，以基于参数信息进行信息交互，可实现远程监控。由于铁路冷链运输路途长、跨度大、时间长，且集装箱处于独立无人照看的状态，远程监控才能做到实时的监测与及时的控制，本发明的系统可对纯电动冷藏集装箱的冷机、新风系统、电池组以及冷藏室的温湿度、氧气浓度进行监控，实现了纯电动冷藏集装箱的冷藏和安全所需的基本运行状态监控，保证冷藏物品的新鲜、安全，无需人现场值守，充分满足铁路冷链长途运输的需求，在中控室就能完成整个监控，提高冷链物品的运输效率和运输安全，且安全环保。

实施例二

本实施例中，提供一种铁路冷链运输电动冷藏集装箱控制方法，基于实施例一种的系统，参见图2，所述方法包括：

S101、接收所述温湿度传感器采集并发送的所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内的湿度参数信息以及所述氧气浓度检测仪采集并发送的所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内的氧气浓度信息；

S102、基于所述湿度参数信息和氧气浓度信息，判断所述湿度是否满足预设湿度值以及所述氧气浓度是否满足预设氧气浓度值；

S103、若所述湿度不满足预设湿度值和/或所述氧气浓度不满足预设氧气浓度值，则向所述新风系统发送控制指令，以调整所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内的氧气浓度和湿度，使所述湿度满足预设湿度值以及所述氧气浓度满足预设氧气浓度值。

在具体实施过程中，温湿度传感器实时采集电动冷藏集装箱的冷藏空间内的温度和湿度参数信息，氧气浓度检测仪采集并发送的所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内的氧气浓度信息，并可通过MCU处理器将温湿度参数信息和氧气浓度信息发送给中央远程控制终端进行显示，以实现监测的作用。因此，有S101中接收所述温湿度传感器采集并发送的所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内的湿度参数信息以及所述氧气浓度检测仪采集并发送的所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内的氧气浓度信息的过程。

在此基础上，MCU处理器基于湿度参数信息和氧气浓度信息，执行S102，判断所述湿度是否满足预设湿度值以及所述氧气浓度是否满足预设氧气浓度值；其中，MCU处理器可以是根据中央远程控制终端的操作指令，触发判断所述湿度是否满足预设湿度值以及所述氧气浓度是否满足预设氧气浓度值的程序，从而实现远程控制。

接下来，执行S103、若所述湿度不满足预设湿度值和/或所述氧气浓度不满足预设氧气浓度值，则向所述新风系统发送控制指令，以调整所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内的氧气浓度和湿度，使所述湿度满足预设湿度值以及所述氧气浓度满足预设氧气浓度值。其中，预设湿度值和预设氧气浓度值可以是一个值，也可以是区间，可以根据运输的冷藏物品的保鲜温湿度和氧气浓度要求进行设置，以保证运输物品的新鲜。

作为一种可选的实施方式，所述方法还包括：

控制所述新风系统按照预设的时间间隔间歇性运行，以对所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内进行换气。可定时进行冷藏空间内的换气，保证保鲜的需要。其中，预设的时间间隔可根据冷藏空间内的换气需要以及新风系统的排风量进行设置，只要满足冷藏空间内的氧气和二氧化碳浓度符合保鲜标准即可。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种铁路冷链运输电动冷藏集装箱监控系统，其特征在于，包括温湿度传感器、氧气浓度检测仪、新风系统、MCU处理器和安装在中控室的中央远程控制终端；其中，

所述MCU处理器与所述电动冷藏集装箱的冷机控制器连接，以接收所述冷机控制器发送的关于所述电动冷藏集装箱的冷机运行的参数信息，并向所述冷机控制器发送冷机控制指令；

所述MCU处理器与所述电动冷藏集装箱的电池管理系统BMS连接，以接收所述BMS发送的中关于所述电动冷藏集装箱的电池运行参数信息，并向所述BMS发送电池控制指令；

所述MCU处理器与所述温湿度传感器连接，以接收所述温湿度传感器采集并发送的所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内的温度和湿度参数信息；

所述MCU处理器与所述氧气浓度检测仪连接，以接收所述氧气浓度检测仪采集并发送的所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内的氧气浓度信息；

所述MCU处理器与所述新风系统连接，以向所述新风系统发送新风控制指令；

所述中央远程控制终端与所述MCU处理器无线连接，以进行基于参数信息的信息交互。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述MCU处理器与所述电动冷藏集装箱的门磁开关连接，以接收所述门磁开关的开关信号。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括安装在所述电动冷藏集装箱上的定位器，所述MCU处理器与所述定位器连接，以接收所述定位器的定位信息。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述定位器为GPS和/或北斗。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括报警器，所述MCU处理器与所述报警器连接，以向所述报警器发送报警命令。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括数据储存器，所述数据储存器与所述MCU处理器连接，以储存所述MCU处理器接收到的信息。

7.如权利要求1-6的任一项所述的系统，其特征在于，所述冷机控制器和所述BMS均通过CAN通信与MCU处理器连接。

8.如权利要求1-6的任一项所述的系统，其特征在于，所述中央远程控制终端与所述MCU处理器通过以太网无线连接。

9.一种铁路冷链运输电动冷藏集装箱控制方法，其特征在于，基于权利要求1-8的任一项所述的系统，所述方法包括：

接收所述温湿度传感器采集并发送的所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内的湿度参数信息以及所述氧气浓度检测仪采集并发送的所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内的氧气浓度信息；

基于所述湿度参数信息和氧气浓度信息，判断所述湿度是否满足预设湿度值以及所述氧气浓度是否满足预设氧气浓度值；

若所述湿度不满足预设湿度值和/或所述氧气浓度不满足预设氧气浓度值，则向所述新风系统发送控制指令，以调整所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内的氧气浓度和湿度，使所述湿度满足预设湿度值以及所述氧气浓度满足预设氧气浓度值。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

控制所述新风系统按照预设的时间间隔间歇性运行，以对所述电动冷藏集装箱的冷藏空间内进行换气。