CN111149793A - 一种生物细胞休眠保鲜系统平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物细胞休眠保鲜系统平台，包括预检系统、休眠隧道控制系统和冷链运输监控系统，预检系统，利用探测针式传感器对生物体产品进行初始预备休眠监测，得到适合生物体产品细胞休眠的初始数据，将初始数据返回数据中心，由数据中心分析出最佳临界点数据，将最佳临界点数据传输至休眠隧道控制系统；休眠隧道控制系统，根据数据中心给出的最佳临界点数据来控制休眠隧道设备的温度、时间及频率的正常生产；冷链运输监控系统，在生物体产品出库到被接收过程中，保持生物体产品始终处于合适的保存环境。本发明实现整个生物细胞休眠过程的精准控制，冷链环境的实施精准监控，提高监控效率，保证冷链环境下物品的质量安全。
Description
技术领域
本发明属于冷藏保鲜技术领域，更具体的说是涉及一种生物细胞休眠保鲜系统平台。
背景技术
冷链泛指温度敏感性生物体产品(如冷藏冷冻类海鲜、食品、时令水果等)在生产、贮藏、运输到配送消费前的各个环节中始终处于规定的低温环境之下，以保证食品质量安全，同时减少损耗的系列过程。
随着国家对海鲜、食品、水果等安全的重视，及人民生活水平的提高，海鲜、食品、水果等物品的冷藏存储、运输工作已经越来越受到政府和民众的关注，对温湿度冷链全程的监测与控制也产生了迫切的需求。
现有的冷链全程的监测存在数据读取难度大，数据存档难度高，数据监控实时性差以及数据追溯难度高、监管难度高的问题。
因此，如何提供一种生物细胞休眠保鲜系统平台是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种生物细胞休眠保鲜系统平台，实现整个生物细胞休眠过程的精准控制，冷链环境的实施精准监控，提高监控效率，保证冷链环境下物品的质量安全。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种生物细胞休眠保鲜系统平台，包括：预检系统、休眠隧道控制系统和冷链运输监控系统，其中，
预检系统，对生物体产品进行初始预备休眠监测，得到适合生物体产品细胞休眠的初始数据，将初始数据返回数据中心，由数据中心分析出最佳临界点数据，将最佳临界点数据传输至休眠隧道控制系统；
休眠隧道控制系统，根据数据中心给出的最佳临界点数据来控制休眠隧道设备的温度、时间及频率的正常生产；
冷链运输监控系统，在生物体产品出库到被接收过程中，保持生物体产品始终处于最佳的保存环境。
进一步，所述预检系统包括探测针式传感器、控制终端、无线收发模块和冷冻休眠机，探测针式传感器监测冷冻休眠机内部的环境温度，探测针式传感器通过无线收发模块与控制终端无线连接，将监测数据传输至控制终端，控制终端通过无线收发模块与冷冻休眠机无线连接，控制冷冻休眠机的工作参数。
进一步，所述休眠隧道控制系统包括冷冻隧道室、温度检测模块、中央处理控制器、链条传送模块，链条传送模块设置在冷冻隧道室内以输送生物体产品，温度检测模块用于在生物体进入冷冻隧道室之前对生物体初始体温的检测，中央处理控制器与温度检测模块连接，中央处理控制器与链条传送模块中链条的驱动器电连接，中央处理控制器用于获取生物体初始体温信息并控制链条传送的速度以使生物体达到休眠温度。
进一步，还包括贮藏环境监控系统，经冷链运输后的生物体产品储存在保鲜库内，通过贮藏环境监控系统实施监控。
进一步，还包括上位机，所述预检系统、休眠隧道控制系统、贮藏环境监控系统和冷链运输监控系统均通过互联网与上位机相连。
进一步，所述贮藏环境监控系统包括数据采集单元、数据监控管理单元和信息发布单元；所述数据采集单元采集冷链保鲜库内的环境数据，并将环境数据传输至数据监控管理单元，数据监控管理单元对接收的环境数据进行处理分析后，将处理分析结果传输至信息发布单元，由信息发布单元发布处理分析结果。
进一步，所述数据采集单元包括温湿度探测器一和数据采集传输单元，温湿度探测器一通过数据采集传输单元与数据监控管理单元相连。
进一步，所述数据采集单元还包括气体检测传感器和设备控制器，气体检测传感器通过数据采集传输单元与数据监控管理单元相连，数据监控管理单元与设备控制器电性连接。
进一步，所述冷链运输监控系统包括冷藏箱、温湿度探测器二、定位模块、数据管理模块、无线传输模块和移动终端，温度探测器二用于监测冷藏箱内的温湿度，定位模块用于对冷藏箱进行定位，所述数据管理模块分别与温湿度探测器二和定位模块电性连接，用于对接收的定位数据和温湿度数据进行处理分析，并将处理分析结果通过无线传输模块传输至移动终端。
进一步，所述温湿度探测器一和所述温湿度探测器二的温度探测符合以下要求：测量范围在0℃～40℃之间，温度的最大允许误差为±0.5℃，测量范围在－25℃～0℃之间，温度的最大允许误差为±1.0℃；湿度他侧符合以下要求：最大允许误差不大于3％；且温湿度探测器一和温湿度探测器二的数据采集间隔时间在1秒～10分钟范围内进行设定。
进一步，所述冷链运输监控系统还包括报警模块，所述报警模块与所述数据管理模块电性连接。
本发明的有益效果在于：
本发明通过保鲜平台，采用预检系统、休眠隧道控制系统和冷链运输监控系统整合预检、保鲜库、冷链运输过程的环境监测数据，且对数据汇总、分析、处理，实现实现整个生物细胞休眠过程的精准控制，冷链环境的实施精准监控，贮藏环境的精准监控，提高监控效率，保证冷链环境下物品的质量安全。本发明对通过国际环保制冷机组产生的强冷空气，对生物体体表进行预冷，逐渐达到浅度-中度-深度生物代谢抑制作用，使用针式的探测针式传感器获取生物体初始温度，并发送至控制终端，精准测定抑制生物代谢的临界点；以此作为休眠保鲜系统平台的保鲜参数，以更精准的抑制生物体细胞的新陈代谢，抑制细胞分裂老化，保证生物体产品的细胞活性，延长了生物体产品的寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅附图1，本发明提供了一种生物细胞休眠保鲜系统平台，包括：预检系统、休眠隧道控制系统和冷链运输监控系统，其中，
预检系统，对生物体产品进行初始预备休眠监测，得到适合生物体产品细胞休眠的初始数据，将初始数据返回数据中心，由数据中心分析出最佳临界点数据，将最佳临界点数据传输至休眠隧道控制系统；
休眠隧道控制系统，根据数据中心给出的最佳临界点数据来控制休眠隧道设备的温度、时间及频率的正常生产；
冷链运输监控系统，在生物体产品出库到被接收过程中，保持生物体产品始终处于最佳的保存环境。
预检系统包括探测针式传感器、控制终端、无线收发模块和冷冻休眠机，探测针式传感器监测冷冻休眠机内部的环境温度，探测针式传感器通过无线收发模块与控制终端无线连接，将监测数据传输至控制终端，控制终端通过无线收发模块与冷冻休眠机无线连接，控制冷冻休眠机的工作参数。
休眠隧道控制系统包括冷冻隧道室、温度检测模块、中央处理控制器、链条传送模块，链条传送模块设置在冷冻隧道室内以输送生物体产品，温度检测模块用于在生物体进入冷冻隧道室之前对生物体初始中心体温的检测，中央处理控制器与温度检测模块连接，中央处理控制器与链条传送模块中链条的驱动器电连接，中央处理控制器用于获取生物体初始体温信息并控制链条传送的速度以使生物体达到最佳所需的休眠温度。
本发明还包括贮藏环境监控系统，经冷链运输后的生物体产品储存在保鲜库内，通过贮藏环境监控系统实施监控。
本发明还包括上位机，预检系统、休眠隧道控制系统、贮藏环境监控系统和冷链运输监控系统均通过互联网与上位机相连。
贮藏环境监控系统包括数据采集单元、数据监控管理单元和信息发布单元；数据采集单元采集冷链保鲜库内的环境数据，并将环境数据传输至数据监控管理单元，数据监控管理单元对接收的环境数据进行处理分析后，将处理分析结果传输至信息发布单元，由信息发布单元发布处理分析结果。
数据采集单元包括温湿度探测器一和数据采集传输单元，温湿度探测器一通过数据采集传输单元与数据监控管理单元相连。
数据采集单元还包括气体检测传感器和设备控制器，气体检测传感器通过数据采集传输单元与数据监控管理单元相连，数据监控管理单元与设备控制器电性连接。
冷链运输监控系统包括冷藏箱、温湿度探测器二、定位模块、数据管理模块、无线传输模块和移动终端，温度探测器二用于监测冷藏箱内的温湿度，定位模块用于对冷藏箱进行定位，数据管理模块分别与温湿度探测器二和定位模块电性连接，用于对接收的定位数据和温湿度数据进行处理分析，并将处理分析结果通过无线传输模块传输至移动终端。
温湿度探测器一和温湿度探测器二的温度探测符合以下要求：测量范围在0℃～40℃之间，温度的最大允许误差为±0.5℃，测量范围在－25℃～0℃之间，温度的最大允许误差为±1.0℃；湿度他侧符合以下要求：最大允许误差不大于3％。且温湿度探测器一和温湿度探测器二体积小，使用场景灵活。温湿度探测器一和温湿度探测器二的数据采集间隔时间应设计为根据用户需求(1秒～10分钟)可调。记录间隔时间同样根据用户需求可调。对于设备存储器容量，应该保证可存储10万条数据以上。设备单次充电后可连续使用10天以上。
温湿度探测器启动、关闭设计：在温湿度探测器装箱、开箱时候，分别要使温湿度探测器处于开启状态或者关闭状态。这里对设备关闭进行说明。在保证设备正常工作的同时，在开箱时刻，设备应自动关闭，防止读取到异常数据(箱外环境温湿度值)。我们设计通过光线探测的方式，开箱后设备探测到光线，自动关闭温湿度探测器。
数据采集传输单元用于采集温湿度探测器发送的无线数据，对数据进行打包、解析，并可通过RS232、TCP/IP将数据传输到数据监控管理单元，也可TCP/IP、GPRS/3G/4G网络方式将打包好的数据发送到云端服务器。
在偏远地区没有信号的情况下有两种解决方案：1.只能本地存储数据，当能接收信号时再将存储在本地的数据上传到云端；2.通过超短波无线数传电台往外传输数据，但是造价会很昂贵。
超短波无线传输电台采用先进的数字信号处理及软件无线电技术，它具有以下特点：1.采用COFDM/恒定幅度CPFSK调制方式，具有功率效率高，设备体积小，传输距离远的优点；2.采用数字中频采样及软件无线电技术，由高速DSP及FPGA完成调制编码处理；3.采用长达255字节的长RS纠错编码技术，具有高传输可靠性；4.SPI/LAN接口。
冷链运输监控系统还包括报警模块，报警模块与数据管理模块电性连接。如果有温湿度探测器探测到的温湿度超过设定的正常范围，移动终端界面将弹出报警信息，提醒管理员对该温湿度探测器所在区域(或箱体)进行检查。保证异常情况可以及时发现、及时解决。移动终端上安装的保鲜库温湿度管理软件还具有设备温湿度历史曲线生成，导出数据报表等功能。
本发明通过保鲜平台，采用预检系统、休眠隧道控制系统和冷链运输监控系统整合预检、保鲜库、冷链运输过程的环境监测数据，且对数据汇总、分析、处理，实现对整个冷链环境的实施监控，提高了冷鲜生物体产品的监控效率，保证冷链环境下生物体产品的质量安全；且本发明包含了保鲜库环境应用及冷链物流应用，保鲜库中各温湿度探测器将探测数据通过无线方式发送到数据监控管理单元，数据监控管理单元对数据进行打包，利用RS232、TCP/IP或者USB通讯的方式将数据传输至上位机，或者通过wifi/4G网络将数据直接上发到云端服务器中心，数据存储容量大，同时可离线保存10万条以上的数据，方便供求双方、监管单位进行数据查看及追溯。由对应的管理软件进行数据解析、数据存储等操作。在存在异常情况的情况下，及时发出报警信息。
实施例
本实施例以水产生物体细胞休眠为试点，实现预检、冷链保鲜库、冷链物流的温湿度监控和异常报警监控数据信息整合，提高对冷链环境的监控水平。
预检系统就是通过生物控制细胞休眠专利技术，让水产生物体通过速冻机形成浅度、中度、深度等不同类型的休眠，通过探测针式传感器探测生物体的温度数据，先设定数据的初步临界点，找到适合细胞休眠的数据点，通过高精度的分布式多层探测针式传感器探测水产生物体原始温度，自动调节探测数据，通过数据挖掘和分析，最终测算出最精确的数据值，保证活体的细胞在临界点以休眠的状态下，通过技术手段保证在8-24小时，再次放到水里仍然保持鲜活的状态。
通过在控制终端上设定温度上下限阀值，每个托盘里都有个探测针式传感器，冷冻休眠机的箱体里有个控制终端，当活体水产通过丝网传送带传送进速冻机的时候，此时置于托盘中的探测针式传感器开始工作，采集到的数据通过WIFI/4G传输给控制终端，通过连续速冻隧道，实时监测水产生物体温度，当检测值(高)低于设定阀值时，上传给云端平台分析对比，上位机开始变频调节控制器发出指令回传终端变频器，控制传送带的速度，以达到水产生物休眠所需要的温度临界值。
探测针式传感器由锂电池供电，主要有低功耗mcu，无线收发器(比如WIFI、lora等)、供电模块和测温传感器及其他需要的外围器件组成，将其放入盛放水产生物体的周转箱中通过冷冻休眠机，实时将传感器数据发送到控制终端。
控制终端主要由WIFI或4G等能连接外围服务器的网络设备、主控制器、lora无线收发器、供电模块等组成，其主要是实时接收探测针式传感器发送来的传感器数据，然后进行冷冻休眠机的自主闭环控制，并保存关键数据，将必要的信息上传到上位机。
预检系统集无线SmartNode通讯技术、温度传感技术、物联网技术、数据库技术于一体。
预检系统采集水产生物体的温度参数，这些参数通过探测针式传感器来收集，将数据传输到控制终端。由控制终端将数据上传到中心服务器显示，并通过中心网络将精准数据传送到远端上位机供查询监控。并根据数据的变化来远程指令终端变频器来控制传送带速度。
通过探测针式传感器在预检系统中采集的数据，是大数据分析的来源，然后将其传输给云端大数据分析平台，通过大数据对比，然后给出分析结果，一个是将结果通过移动终端展示出来，另一个就是根据结果将数据返回预检系统，并控制终端设备进行数据调整，形成一个有反馈的闭环。
在储存库里通过温湿度探测器一或温湿度探测器二对温湿度数据进行采集，采用气体检测传感器对氧气，二氧化氮，乙烯等实时采集存储、数据自动录入监控信息系统，并通过设备控制器对制冷机组，加湿器，除氧机，除氮机，除乙烯机，量子发生器，光源控制器，换气设备及视频控制器等进行控制，由数据监控管理单元自动、智能地完成监控数据的分析和整理。提供收货方、监管部门对应的数据查看、数据追溯平台，保证物品安全可靠。
通过移动终端或数据监控Web网站可在地图显示当前冷藏箱所在车辆的位置，车辆运动路径，物流车内温湿度情况，以及驾驶员联系方式等。如有异常，可继续联系到驾驶员并对设备进行排除，及时处理故障。
移动终端App主要为供货方、收货方设计，对于仓储环境，移动终端App可实施读取并显示保鲜库每个温湿度探测器读取的温湿度信息；对于冷链物流车，移动终端App除了可查看温湿度探测器读取的温湿度信息外，还可查看冷链物流车辆位置信息，并可在地图中显示。地图大小可自由缩放。利用移动端App进行数据监控时，点击设定好的设备名称，即可弹出该设备对应的相关信息。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种生物细胞休眠保鲜系统平台，其特征在于，包括：预检系统、休眠隧道控制系统和冷链运输监控系统，其中，
预检系统，对生物体产品进行初始预备休眠监测，得到适合生物体产品细胞休眠的初始数据，将初始数据返回数据中心，由数据中心分析出最佳临界点数据，将最佳临界点数据传输至休眠隧道控制系统；
休眠隧道控制系统，根据数据中心给出的最佳临界点数据来控制休眠隧道设备的温度、时间及频率的正常生产；
冷链运输监控系统，在生物体产品出库到被接收过程中，保持生物体产品始终处于最佳的保存环境。
2.根据权利要求1所述的一种生物细胞休眠保鲜系统平台，其特征在于，所述预检系统包括探测针式传感器、控制终端、无线收发模块和冷冻休眠机，探测针式传感器监测冷冻休眠机内部的环境温度，探测针式传感器通过无线收发模块与控制终端无线连接，将监测数据传输至控制终端，控制终端通过无线收发模块与冷冻休眠机无线连接，控制冷冻休眠机的工作参数。
3.根据权利要求1或2所述的一种生物细胞休眠保鲜系统平台，其特征在于，所述休眠隧道控制系统包括冷冻隧道室、温度检测模块、中央处理控制器、链条传送模块，链条传送模块设置在冷冻隧道室内以输送生物体产品，温度检测模块用于在生物体进入冷冻隧道室之前对生物体初始体温的检测，中央处理控制器与温度检测模块连接，中央处理控制器与链条传送模块中链条的驱动器电连接，中央处理控制器用于获取生物体初始体温信息并控制链条传送的速度以使生物体达到休眠温度。
4.根据权利要求1所述的一种生物细胞休眠保鲜系统平台，其特征在于，还包括贮藏环境监控系统，经冷链运输后的生物体产品储存在保鲜库内，通过贮藏环境监控系统对生物体产品所在保鲜库的环境进行监控，保证该环境条件符合生物体产品的存储要求。
5.根据权利要求4所述的一种生物细胞休眠保鲜系统平台，其特征在于，还包括上位机，所述预检系统、休眠隧道控制系统、贮藏环境监控系统和冷链运输监控系统均通过互联网与上位机相连。
6.根据权利要求5所述的一种生物细胞休眠保鲜系统平台，其特征在于，所述贮藏环境监控系统包括数据采集单元、数据监控管理单元和信息发布单元；所述数据采集单元采集冷链保鲜库内的环境数据，并将环境数据传输至数据监控管理单元，数据监控管理单元对接收的环境数据进行处理分析后，将处理分析结果传输至信息发布单元，由信息发布单元发布处理分析结果。
7.根据权利要求6所述的一种生物细胞休眠保鲜系统平台，其特征在于，所述数据采集单元包括温湿度探测器一和数据采集传输单元，温湿度探测器一通过数据采集传输单元与数据监控管理单元相连。
8.根据权利要求6或7所述的一种生物细胞休眠保鲜系统平台，其特征在于，所述数据采集单元还包括气体检测传感器和设备控制器，气体检测传感器通过数据采集传输单元与数据监控管理单元相连，数据监控管理单元与设备控制器电性连接。
9.根据权利要求8所述的一种生物细胞休眠保鲜系统平台，其特征在于，所述冷链运输监控系统包括冷藏箱、温湿度探测器二、定位模块、数据管理模块、无线传输模块和移动终端，温度探测器二用于监测冷藏箱内的温湿度，定位模块用于对冷藏箱进行定位，所述数据管理模块分别与温湿度探测器二和定位模块电性连接，用于对接收的定位数据和温湿度数据进行处理分析，并将处理分析结果通过无线传输模块传输至移动终端。
10.根据权利要求9所述的一种生物细胞休眠保鲜系统平台，其特征在于，所述温湿度探测器一和所述温湿度探测器二的温度探测符合以下要求：测量范围在0℃～40℃之间，温度的最大允许误差为±0.5℃，测量范围在－25℃～0℃之间，温度的最大允许误差为±1.0℃；湿度他侧符合以下要求：最大允许误差不大于3％；且温湿度探测器一和温湿度探测器二的数据采集间隔时间在1秒～10分钟范围内进行设定。
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