CN111919880A - 一种基于物联网的恒温恒湿解冻装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于物联网的恒温恒湿解冻装置及其控制方法，该解冻装置包括：保温隔热库体、电加热系统、加湿系统、制冷系统、控制系统以及远程控制系统。该装置包括两种工作模式，分别为解冻模式和保鲜模式。在解冻模式下，所述电加热系统和所述制冷系统联合控制，实现变温解冻控制，加湿系统根据设定的目标湿度进行湿度控制，保证解冻过程在恒定高湿环境下进行；在保鲜模式下，所述制冷系统进行恒温控制。本发明可根据不同需求进行相应食品解冻与保鲜处理，并且可以实现远程在线的参数配置及其控制，极大方便了解冻参数的设置与更新，保证了解冻食品的品质，经济效益可观。

Description

一种基于物联网的恒温恒湿解冻装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及物联网领域，特别是涉及一种基于物联网的恒温恒湿解冻装置及其控制方法。
背景技术
解冻一直是肉类食品加工工艺中非常重要的环节，解冻的好坏直接影响肉类的品质。我国对于解冻的研究起步较晚，但对于解冻装置研究颇多，有空气解冻装置、水解冻装置等。这些解冻装置虽然能较好地完成解冻，但是在解冻过程中也存在各自的缺点。低温空气解冻操作简单，但解冻时间长，内外温差大，液汁流失严重，而且占地面积大，投资费用高。水解冻装置简单，解冻速度快、重量损失少，但存在水资源浪费，食品的可溶性物质易流失、食品易被水中微生物污染等缺点。
因此，如何设计一种适用于解冻各种冻品并且解冻质量好的解冻装置及其控制方法，成为本领域当前要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是针对于目前解冻装置存在的弊端，提供一种基于物联网的恒温恒湿解冻装置及其控制方法，该装置可根据不同需求进行相应食品解冻与保鲜处理，并且可以实现远程在线的参数配置及其控制，极大方便了解冻参数的设置与更新，保证了解冻食品的品质，经济效益可观。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种基于物联网的恒温恒湿解冻装置，包括：保温隔热库体、电加热系统、加湿系统、制冷系统、控制系统以及远程控制系统；
所述电加热系统的控制端、所述加湿系统的控制端和所述制冷系统的控制端分别与所述控制系统连接；
所述电加热系统的执行端、所述加湿系统的执行端和所述制冷系统的执行端分别设置于所述保温隔热库体内部；
所述控制系统通过物联网与所述远程控制系统连接；
所述远程控制系统向所述控制系统发送执行命令，并实时显示所述解冻装置的相关环境信息；
所述控制系统根据接收到的执行命令，控制所述电加热系统、所述加湿系统和所述制冷系统运行，实现解冻功能；
所述控制系统根据接收到的执行命令，控制所述制冷系统运行，实现保鲜功能。
可选的，所述控制系统包括温度控制模块、湿度控制模块、远程通信模块和人机交互模块；
所述温度控制模块与所述电加热系统的控制端连接，所述温度控制模块用于控制所述电加热系统的运行；
所述湿度控制模块与所述加湿系统的控制端连接，所述湿度控制模块用于控制所述加湿系统的运行；
所述远程通信模块通过物联网与所述远程控制系统连接，用于完成信息的传输与控制命令的下发；
所述人机交互模块分别与所述温度控制模块和所述湿度控制模块连接，用于完成实时信息的显示功能与控制命令的下发。
可选的，所述电加热系统包括电加热装置和电加热控制模组；
所述电加热装置安装于所述保温隔热库体的内部，所述电加热控制模组输入端与所述温度控制模块连接，所述电加热控制模组输出端和所述电加热装置连接，所述温度控制模块向所述电加热控制模组发送指令，所述电加热控制模组根据接收指令控制所述电加热装置运行。
可选的，所述加湿系统包括蒸汽发生器、风机循环系统和加湿控制模组；
所述蒸汽发生器和所述风机循环系统分别与所述加湿控制模组连接，并安装于所述保温隔热库体的内部，所述加湿控制模组的输入端与所述湿度控制模块连接，所述加湿控制模组的输出端分别与所述蒸汽发生器和所述风机循环系统连接，所述湿度控制模块向所述加湿控制模组发送指令，所述加湿控制模组根据接收指令控制所述蒸汽发生器和所述风机循环系统运行；
所述加湿系统用于保证整个解冻过程在湿度大于80％的环境下进行。
可选的，所述制冷系统包括板式蒸发器、涡旋压缩机、热力膨胀阀和风冷冷凝器；
所述板式蒸发器通过管道分别与所述涡旋压缩机的一端和所述热力膨胀阀的一端连接，所述风冷冷凝器通过管道分别与所述涡旋压缩机的另一端和所述热力膨胀阀的另一端连接，所述板式蒸发器安装于所述保温隔热库体的内部；
所述制冷系统和所述电加热系统联合控制用于保证解冻过程的变温控制。
可选的，所述保温隔热库体内设置有温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和所述湿度传感器分别与所述人机交互模块连接；
所述人机交互模块实时显示所述温度传感器和所述湿度传感器上传的温度信息和湿度信息。
一种基于物联网的恒温恒湿解冻装置的控制方法，所述解冻装置上电后确定工作模式，所述工作模式分为解冻模式和保鲜模式；
当为解冻模式时：获取用户端输入的解冻品的参数信息；
根据所述参数信息从数据库调用相应的解冻模型；
利用所述解冻模型根据所述参数信息计算电加热系统、加湿系统和制冷系统的运行参数；
将所述运行参数发送给所述电加热系统、所述加湿系统和所述制冷系统；
控制所述电加热系统、所述加湿系统和所述制冷系统根据所述运行参数进行闭环变温与湿度控制，并实时将当前的参数信息和运行参数反馈给用户端，所述用户端包括WEB网站、手机APP和人机交互模块；
当解冻时间到，完成解冻工作；
当为保鲜模式时：获取用户端输入的保鲜参数信息；
将所述保鲜参数信息发送给制冷系统；
控制所述制冷系统根据所述保鲜参数信息进行闭环恒温控制，并实时将当前的保鲜参数信息反馈给所述用户端；
当接收到返回指令，完成保鲜工作。
可选的，所述WEB网站和所述手机APP采用3G/4G或NBIOT模式，与所述数据库完成实时数据通信。
可选的，根据解冻品记录所述用户端初次输入的解冻参数，生成解冻模型并存储在数据库中；当所述用户端再次输入相同的解冻参数时自动从数据库中调用相应的解冻模型。
可选的，所述保鲜模式的保鲜温度为+5℃至-5℃。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供了一种基于物联网的恒温恒湿解冻装置及其控制方法，该装置包括制冷系统、保温隔热库体、电加热系统，加湿系统、控制系统以及专用WEB网站和手机APP；该装置采用电加热装置与制冷系统综合控制进行解冻变温曲线控制，采用独立加湿系统进行湿度控制，并且结合物联网技术，可以实现远程在线的参数设定，并能根据解冻品的厚度、品种等多种参数实时计算温度曲线，并通过网络远程控制解冻装置，保证解冻品在变温恒湿条件下完成解冻。该装置能够用于解冻各种肉产品、解冻质量好、使用操作简便。因此本发明具有重要的现实指导意义以及广阔的市场前景和社会经济价值。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的基于物联网的恒温恒湿解冻装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的基于物联网的恒温恒湿解冻装置的控制方法的流程图；
符号说明：1、涡旋压缩机；2、板式蒸发器；3、热力膨胀阀；4、风冷冷凝器；5、第一风扇；6、第二风扇；7、第三风扇。
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。
本发明的目的是提供一种基于物联网的恒温恒湿解冻装置及其控制方法，通过电加热系统、制冷系统、加湿系统、控制系统以及远程控制系统，可以实现远程在线的参数设定，并能根据根据解冻品的厚度、品种等多种参数实时计算温度曲线，并通过远程控制系统控制解冻装置，保证解冻品在变温恒湿条件下完成解冻。同时，在保鲜模式下，根据远程设定的参数，可以实现+5℃至-5℃的恒温保鲜。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明实施例提供的基于物联网的恒温恒湿解冻装置包括：
保温隔热库体、电加热系统、加湿系统、制冷系统、控制系统以及远程控制系统；
所述电加热系统的控制端、所述加湿系统的控制端和所述制冷系统的控制端分别与所述控制系统连接；
所述电加热系统的执行端、所述加湿系统的执行端和所述制冷系统的执行端分别设置于所述保温隔热库体内部；
所述控制系统通过物联网与所述远程控制系统连接；
所述远程控制系统向所述控制系统发送执行命令，并实时显示所述解冻装置的相关环境信息；
所述控制系统根据接收到的执行命令，控制所述电加热系统、所述加湿系统和所述制冷系统运行，实现解冻功能；
所述控制系统根据接收到的执行命令，控制所述制冷系统运行，实现保鲜功能。
具体的，所述控制系统包括温度控制模块、湿度控制模块、远程通信模块和人机交互模块；
所述温度控制模块与所述电加热系统的控制端连接，所述温度控制模块用于控制所述电加热系统的运行；
所述湿度控制模块与所述加湿系统的控制端连接，所述湿度控制模块用于控制所述加湿系统的运行；
所述远程通信模块通过物联网与所述远程控制系统连接，用于完成信息的传输与控制命令的下发；
所述人机交互模块分别与所述温度控制模块和所述湿度控制模块连接，用于完成实时信息的显示功能与控制命令的下发。
在实际应用中，所述电加热系统包括电加热装置和电加热控制模组；
所述电加热装置安装于所述保温隔热库体的内部，所述电加热控制模组输入端与所述温度控制模块连接，所述电加热控制模组输出端和所述电加热装置连接，所述温度控制模块向所述电加热控制模组发送指令，所述电加热控制模组根据接收指令控制所述电加热装置运行。
所述电加热系统还包括第一风扇7，所述第一风扇7直接与所述电加热系统连接，当所述电加热系统工作时，所述第一风扇7用于给所述电加热装置和所述电加热控制模组散热。
所述加湿系统包括蒸汽发生器、风机循环系统和加湿控制模组；
所述蒸汽发生器和所述风机循环系统分别与所述加湿控制模组连接，并安装于所述保温隔热库体的内部，所述加湿控制模组的输入端与所述湿度控制模块连接，所述加湿控制模组的输出端分别与所述蒸汽发生器和所述风机循环系统连接，所述湿度控制模块向所述加湿控制模组发送指令，所述加湿控制模组根据接收指令控制所述蒸汽发生器和所述风机循环系统运行；
所述加湿系统用于保证整个解冻过程在湿度大于80％的环境下进行。
所述制冷系统包括板式蒸发器2、涡旋压缩机1、热力膨胀阀3和风冷冷凝器4；
所述板式蒸发器2通过管道分别与所述涡旋压缩机1的一端和所述热力膨胀阀3的一端连接，所述风冷冷凝器4通过管道分别与所述涡旋压缩机1的另一端和所述热力膨胀阀3的另一端连接，所述板式蒸发器2安装于所述保温隔热库体的内部；
当所述制冷系统工作时，液态制冷剂经过所述热力膨胀阀3进行膨胀，在所述板式蒸发器2中吸收热量，所述液态制冷剂发生相变为低温低压气体，所述低温低压气体经过涡旋压缩机1压缩成为高温高压气体，所述高温高压气体经过风冷冷凝器4放热，变为高温高压液体，以此完成循环制冷的过程。
所述制冷系统还包括第二风扇5和第三风扇6，所述第二风扇5与所述板式蒸发器2直接连接；所述第三风扇6与所述风冷冷凝器4直接连接；当所述制冷系统工作时，所述第二风扇5用于给所述板式蒸发器2散热；所述第三风扇6用于给所述风冷冷凝器4散热。
而且，所述制冷系统可实现-25℃至10℃的蒸发温度调节，所述制冷系统和所述电加热系统联合控制用于保证解冻过程的变温控制。
另外，在所述保温隔热库体内设置有温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和所述湿度传感器分别与所述人机交互模块连接；
所述人机交互模块实时显示所述温度传感器和所述湿度传感器上传的温度信息和湿度信息。
本发明在解冻模式下，所述电加热系统和所述制冷系统联合控制，实现变温解冻控制，加湿系统根据设定的目标湿度进行湿度控制，保证解冻过程在恒定高湿环境下进行；在保鲜模式下，所述制冷系统进行恒温控制。本发明可根据不同需求进行相应食品解冻与保鲜处理，并且可以实现远程在线的参数配置及其控制，极大方便了解冻参数的设置与更新，保证了解冻食品的品质。
如图2所示，本发明实施例提供的基于物联网的恒温恒湿解冻装置的控制方法包括：
所述解冻装置上电后确定工作模式，所述工作模式分为解冻模式和保鲜模式。
当为解冻模式时：获取用户端输入的解冻品的参数信息，所述参数信息包括解冻品质量、厚度、类型等。
根据所述参数信息从数据库调用相应的解冻模型。具体过程为：根据解冻品记录所述用户端初次输入的解冻参数，生成解冻模型并存储在数据库中；当所述用户端再次输入相同的解冻参数时自动从数据库中调用相应的解冻模型。
利用所述解冻模型根据所述参数信息计算电加热系统、加湿系统和制冷系统的运行参数，所述运行参数包括解冻时长、变温曲线、湿度等。
将所述运行参数发送给所述电加热系统、所述加湿系统和所述制冷系统；
控制所述电加热系统、所述加湿系统和所述制冷系统根据所述运行参数进行闭环变温与湿度控制，并实时将当前的参数信息和运行参数反馈给用户端，所述用户端包括WEB网站、手机APP和人机交互模块；所述WEB网站和所述手机APP采用3G/4G或NBIOT模式，与所述数据库完成实时数据通信；
当解冻时间到，完成解冻工作。
当为保鲜模式时：获取用户端输入的保鲜参数信息，所述保鲜参数信息包括保鲜时间、温度等；所述保鲜模式的保鲜温度为+5℃至-5℃；
将所述保鲜参数信息发送给制冷系统；
控制所述制冷系统根据所述保鲜参数信息进行闭环恒温控制，并实时将当前的保鲜参数信息反馈给所述用户端；
当接收到返回指令，完成保鲜工作。
综上，本发明采用电加热装置与制冷系统综合控制进行解冻变温曲线控制，采用独立加湿系统进行湿度控制，并且结合物联网技术，可以实现远程在线的参数设定，并能根据解冻品的厚度、类型等多种参数实时计算温度曲线，并通过网络远程控制解冻装置，保证解冻品在变温恒湿条件下完成解冻。而且本发明也可以通过远程控制，实现食品的恒温保鲜控制。因此，本发明具有广阔的市场前景和经济价值。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种基于物联网的恒温恒湿解冻装置，其特征在于，包括：保温隔热库体、电加热系统、加湿系统、制冷系统、控制系统以及远程控制系统；
所述电加热系统的控制端、所述加湿系统的控制端和所述制冷系统的控制端分别与所述控制系统连接；
所述电加热系统的执行端、所述加湿系统的执行端和所述制冷系统的执行端分别设置于所述保温隔热库体内部；
所述控制系统通过物联网与所述远程控制系统连接；
所述远程控制系统向所述控制系统发送执行命令，并实时显示所述解冻装置的相关环境信息；
所述控制系统根据接收到的执行命令，控制所述电加热系统、所述加湿系统和所述制冷系统运行，实现解冻功能；
所述控制系统根据接收到的执行命令，控制所述制冷系统运行，实现保鲜功能。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的恒温恒湿解冻装置，其特征在于，所述控制系统包括温度控制模块、湿度控制模块、远程通信模块和人机交互模块；
所述温度控制模块与所述电加热系统的控制端连接，所述温度控制模块用于控制所述电加热系统的运行；
所述湿度控制模块与所述加湿系统的控制端连接，所述湿度控制模块用于控制所述加湿系统的运行；
所述远程通信模块通过物联网与所述远程控制系统连接，用于完成信息的传输与控制命令的下发；
所述人机交互模块分别与所述温度控制模块和所述湿度控制模块连接，用于完成实时信息的显示功能与控制命令的下发。
3.根据权利要求2所述的基于物联网的恒温恒湿解冻装置，其特征在于，所述电加热系统包括电加热装置和电加热控制模组；
所述电加热装置安装于所述保温隔热库体的内部，所述电加热控制模组输入端与所述温度控制模块连接，所述电加热控制模组输出端和所述电加热装置连接，所述温度控制模块向所述电加热控制模组发送指令，所述电加热控制模组根据接收指令控制所述电加热装置运行。
4.根据权利要求2所述的基于物联网的恒温恒湿解冻装置，其特征在于，所述加湿系统包括蒸汽发生器、风机循环系统和加湿控制模组；
所述蒸汽发生器和所述风机循环系统分别与所述加湿控制模组连接，并安装于所述保温隔热库体的内部，所述加湿控制模组的输入端与所述湿度控制模块连接，所述加湿控制模组的输出端分别与所述蒸汽发生器和所述风机循环系统连接，所述湿度控制模块向所述加湿控制模组发送指令，所述加湿控制模组根据接收指令控制所述蒸汽发生器和所述风机循环系统运行；
所述加湿系统用于保证整个解冻过程在湿度大于80％的环境下进行。
5.根据权利要求2所述的基于物联网的恒温恒湿解冻装置，其特征在于，所述制冷系统包括板式蒸发器、涡旋压缩机、热力膨胀阀和风冷冷凝器；
所述板式蒸发器通过管道分别与所述涡旋压缩机的一端和所述热力膨胀阀的一端连接，所述风冷冷凝器通过管道分别与所述涡旋压缩机的另一端和所述热力膨胀阀的另一端连接，所述板式蒸发器安装于所述保温隔热库体的内部；
所述制冷系统和所述电加热系统联合控制用于保证解冻过程的变温控制。
6.根据权利要求2所述的基于物联网的恒温恒湿解冻装置，其特征在于，所述保温隔热库体内设置有温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和所述湿度传感器分别与所述人机交互模块连接；
所述人机交互模块实时显示所述温度传感器和所述湿度传感器上传的温度信息和湿度信息。
7.一种如权利要求1-6任意一项所述的基于物联网的恒温恒湿解冻装置的控制方法，其特征在于，
所述解冻装置上电后确定工作模式，所述工作模式分为解冻模式和保鲜模式；
当为解冻模式时：获取用户端输入的解冻品的参数信息；
根据所述参数信息从数据库调用相应的解冻模型；
利用所述解冻模型根据所述参数信息计算电加热系统、加湿系统和制冷系统的运行参数；
将所述运行参数发送给所述电加热系统、所述加湿系统和所述制冷系统；
控制所述电加热系统、所述加湿系统和所述制冷系统根据所述运行参数进行闭环变温与湿度控制，并实时将当前的参数信息和运行参数反馈给用户端，所述用户端包括WEB网站、手机APP和人机交互模块；
当解冻时间到，完成解冻工作；
当为保鲜模式时：获取用户端输入的保鲜参数信息；
将所述保鲜参数信息发送给制冷系统；
控制所述制冷系统根据所述保鲜参数信息进行闭环恒温控制，并实时将当前的保鲜参数信息反馈给所述用户端；
当接收到返回指令，完成保鲜工作。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述WEB网站和所述手机APP采用3G/4G或NBIOT模式，与所述数据库完成实时数据通信。
9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，根据解冻品记录所述用户端初次输入的解冻参数，生成解冻模型并存储在数据库中；当所述用户端再次输入相同的解冻参数时自动从数据库中调用相应的解冻模型。
10.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述保鲜模式的保鲜温度为+5℃至-5℃。
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