CN115504068A - 一种食品质量远程监控装置、监控系统及监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种食品质量远程监控装置、监控系统及监控方法，配合使用变质气味监控和温湿度监控，通过将食品分别放置在储物空间内部，减少了食品大量堆积，防止食品内部腐败从而加快整堆食品的腐败；通过将放置同一品种的食物的储物空间相互连通，并采用共同控制湿度和温度的方法，减小了控制设备的运行频率和数量，使得能耗减小，实现了保鲜柜体当前层下的温湿度同步调控；通过嗅觉监控单元、侧柜门控制模块和抽气控制模块对储物空间进行封闭精确监测，减小了细菌和变质气体的扩散，减少变质食品对于其他食品的影响，减小损耗，通过多次电势差变化精确测量到食品的变质程度，实现食品的远距离监控。
Description
技术领域
本发明涉及食品监控技术领域，尤其涉及一种食品质量远程监控装置、监控系统及监控方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，消费者越来越关心食品的质量安全问题，在这样的前提下，实现食品安全的信息化、可追溯与质量安全监控变得越来越重要。
现有技术中的食品运输一般采用集装箱，而运输过程中集装箱是全封闭的，只能通过获取集装箱中的温度和湿度数据，以便监控食品的储藏情况。在长距离的运输过程中，不可避免产生食品的变质，食品变质会产生细菌或变质气体，如二甲胺、甲胺、硫化氢等，而这些细菌或变质气体会导致其他食品产生变质，导致食品的运输损耗急剧提高。
因此，迫切需要开发一种食品质量远程监控系统，以解决上述问题。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种食品质量远程监控装置、监控系统及监控方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种食品质量远程监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将食品放置在保鲜柜体的对应层的储物空间内部，相邻储物空间相互连通，共同控制每层中储物空间的温度和湿度；
S2、当监测到一层中存在变质气味时，将相邻储物空间关闭连通，并对每个封闭的储物空间进行排气；同时，每个储物空间独立控制温度和湿度；
S3、每个储物空间独立监测内部的变质气味，确定变质食品所在的储物空间，并将该储物空间的位置和变质程度远程发送至终端；
S4、将相邻的无变质食品的储物空间连通，对连续的储物空间进行温度和湿度的共同控制。
本发明一个较佳实施例中，在所述S1中，储物空间顶部对食品表面进行成膜处理。
本发明一个较佳实施例中，所述成膜处理为向食物表面涂敷或喷洒褐藻寡糖溶液。
本发明一个较佳实施例中，所述褐藻寡糖溶液的浓度为0.01～0.1％。
本发明一个较佳实施例中，在所述S2和S3中，使用嗅觉监控单元监测到空气中含有变质气味时，相应位置的传感器内部敏感电阻会发生变化并产生电势差，根据电势差可以判别储物空间中存在食品变质和变质的程度。
本发明提供了一种食品质量远程监控装置，其特征在于：包括保鲜柜体和控制组件：所述保鲜柜体设置有若干用于储存不同类型食品的层，每层形成有若干储物空间，相邻所述储物空间通过侧柜门连通；
所述控制组件包括：位于每层所述保鲜柜体两侧的中央温湿度控制件，以及设置在每个所述储物空间内部的子温湿度控制件；
每个所述储物空间的内部设置有监测组件，所述监测组件包括：温度监控单元、湿度监控单元和嗅觉监测单元；
每个所述储物空间连接有通气组件，用于将所述储物空间内部的气体排出。
本发明一个较佳实施例中，每个所述储物空间的内部设置有喷淋组件，所述喷淋组件设置在所述储物空间的顶部，用于将褐藻寡糖溶液喷洒至食物表面。
本发明一个较佳实施例中，所述中央温湿度控制件包括：中央信号接收模块、中央存储模块、中央处理模块、中央控制器、中央除湿件、中央加湿件和中央温度控制件；所述子温湿度控制件包括：子信号接收模块、子存储模块、子处理模块、子控制器、子除湿件、子加湿件和子温度控制件。
本发明提供了一种监控系统，应用于上述所述的监控装置，包括：变质气味监控系统和温湿度监控系统；
所述变质气味监控系统监控系统包括：嗅觉监测单元、A/D转换模块、MCU程序、报警模块、显示模块以及侧柜门控制模块、抽气控制模块以及无线通信模块；
所述嗅觉监控单元通过所述A/D转换模块与所述MCU程序连接，所述MCU程序的输出端与所述无线通信模块和所述侧柜门控制模块分别连接；所述侧柜门控制模块与所述抽气控制模块连接，所述抽气控制模块与所述嗅觉监测单元连接；
所述温湿度监控系统为温湿度控制模块，所述温湿度控制模块与所述侧柜门控制模块连接。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括报警模块和显示模块，所述MCU程序的输出端与所述报警模块和所述显示模块连接，用于MCU程序食物变质程度、位置的显示以及发出声光警报。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
(1)本发明提供了一种食品质量远程监控方法，配合使用变质气味监控和温湿度监控；将食品分别放置在储物空间内部，减少了食品大量堆积，防止食品内部腐败从而加快整堆食品的腐败，减小了食品保鲜损耗。通过将放置同一品种的食物的储物空间相互连通，并采用共同控制湿度和温度的方法，减小了控制设备的运行频率和数量，使得能耗减小，实现了保鲜柜体当前层下的温湿度同步调控。
(2)本发明通过在食品表面喷淋褐藻寡糖溶液，其作用在于：1、褐藻寡糖溶液为粘稠的溶液，含有大量的亲水性基团,具有良好的增稠、乳化、保水功能性，利用褐藻寡糖的成膜特性，会在食品的表面形成薄膜，以减少食品的氧化和微生物生长，以延长食品的保鲜时间，或减缓变质食物的腐败速率；2、薄膜为食品提供“二级屏障”，第一屏障在于：变质后的食品产生的细菌或变质气味在穿过表面薄膜时较为困难，即细菌随着空气迁移的可能性降低，减少了变质食品影响其他食品的可能性；第一屏障在于：变质气味或空气裹挟的细菌难以穿过薄膜落在食品上，并直接作用在未变质食品的表面，进一步降低未变质食品与细菌接触的可能性；3、喷淋褐藻寡糖溶液和侧柜门控制结合，褐藻寡糖溶液的成膜作用，为后续嗅觉监测和换气排气的过程提供响应延迟。
(3)本发明的嗅觉监控单元在第一次监测到变质气味时，MCU程序关闭侧柜门并对储物空间进行抽气后，实现对储物空间封闭后的精确监测，一方面减小了细菌和变质气体的扩散，减少变质食品对于其他食品的影响，减小损耗；另一方面通过多次电势差变化精确测量到食品的变质程度。
(4)本发明采用可以模拟人类真实的嗅觉系统的嗅觉监控单元监测到空气中含有变质气味，通过相应位置的传感器内部敏感电阻发生变化并产生的电势差，即通过电势差变化实现变质食品的远距离监测，使整个系统更加智能化。
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中记载的一些实施例，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他的附图；
图1是本发明的实施例一的监控方法的流程图；
图2是本发明的实施例二的监控方法的流程图；
图3是本发明的优选实施例的监控系统的示意图。
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。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本发明中的食品质量监测主要适用于保鲜食品的保存或运输过程。食品的种类包括肉类、蔬菜和水果类。由于肉类、蔬菜或水果类的保鲜温度不同，且在不同温度下，不同种类的食品的变质速度不同，因此本发明中的食品在保存或运输过程中应该是同一品种的食品保鲜，即肉类和肉类，蔬菜和蔬菜，以及水果和水果同时保鲜保存。
实施例一
如图1所示，本发明提供了一种食品质量远程监控方法，包括以下步骤：
S1、将食品放置在保鲜柜体的对应层的储物空间内部，相邻储物空间相互连通，共同控制每层中储物空间的温度和湿度；
S2、当监测到一层中存在变质气味时，将相邻储物空间关闭连通，并对每个封闭的储物空间进行排气；同时，每个储物空间独立控制温度和湿度；
S3、每个储物空间独立监测内部的变质气味，确定变质食品所在的储物空间，并将该储物空间的位置和变质程度远程发送至终端；
S4、将相邻的无变质食品的储物空间连通，对连续的储物空间进行温度和湿度的共同控制。
上述方法在对食品监控时，将食品分别放置在储物空间内部，减少了食品大量堆积，防止食品内部腐败从而加快整堆食品的腐败，减小了食品保鲜损耗。该实施例考虑到同一大品种下保鲜的温度和湿度一致，通过将放置同一品种的食物的储物空间相互连通，并采用共同控制湿度和温度的方法，减小了控制设备的运行频率和数量，使得能耗减小，实现了保鲜柜体当前层下的温湿度同步调控。
实施例二
如图2所示，本实施例在实施例一的基础上进行改进，在食品放置在保鲜柜体前对食品进行成膜处理，或在食品放置在保鲜柜体后对其表面喷淋成膜剂。
上述成膜处理的方法为：将食品采用浸泡、涂敷、喷淋或包覆的方式在食品的表面形成一层薄膜。
本实施例中优选使用成膜剂进行喷淋处理，成膜剂优选为褐藻寡糖溶液。褐藻寡糖溶液的浓度为0.01～0.1％。其中，褐藻寡糖溶液的制备方法为：按照每升水中加入1～10g的褐藻寡糖，混合均匀后形成浓度为0.01～0.1％(w/v)的褐藻寡糖保鲜剂溶液。
本实施例通过在食品表面喷淋褐藻寡糖溶液，其作用在于：1、褐藻寡糖溶液为粘稠的溶液，含有大量的亲水性基团,具有良好的增稠、乳化、保水功能性，利用褐藻寡糖的成膜特性，会在食品的表面形成薄膜，以减少食品的氧化和微生物生长，以延长食品的保鲜时间，或减缓变质食物的腐败速率；2、薄膜为食品提供“二级屏障”，第一屏障在于：变质后的食品产生的细菌或变质气味在穿过表面薄膜时较为困难，即细菌随着空气迁移的可能性降低，减少了变质食品影响其他食品的可能性；第一屏障在于：变质气味或空气裹挟的细菌难以穿过薄膜落在食品上，并直接作用在未变质食品的表面，进一步降低未变质食品与细菌接触的可能性；3、为后续嗅觉监测和换气排气的过程提供响应延迟。
本实施例中的薄膜相对于现有技术中的保鲜膜，保鲜膜在包裹水果蔬菜后，水果蔬菜呼出的二氧化碳无法排出，促进了厌氧菌的繁殖，这使得食品的腐败速度更快，保鲜时间更短。
本发明提供了一种食品质量远程监控装置，包括保鲜柜体和控制组件。
保鲜柜体设置有若干用于储存不同类型食品的层，每层形成有若干储物空间。
控制组件包括：位于每层保鲜柜体两侧的中央温湿度控制件，以及设置在每个储物空间内部的子温湿度控制件。其中，中央温湿度控制件包括：中央信号接收模块、中央存储模块、中央处理模块、中央控制器、中央除湿件、中央加湿件和中央温度控制件；子温湿度控制件包括：子信号接收模块、子存储模块、子处理模块、子控制器、子除湿件、子加湿件和子温度控制件。
每个储物空间的内部设置有监测组件和喷淋组件。
监测组件用于监测储藏空间内部的温度、湿度和变质气味，包括：温度监控单元、湿度监控单元和嗅觉监测单元。本发明中的嗅觉监控单元监测到空气中含有变质气味时，相应位置的传感器内部敏感电阻会发生变化并产生电势差，根据电势差可以判别储物空间中存在食品变质。
需要说明的是，本发明中的嗅觉监测单元可以模拟人类真实的嗅觉系统，采用气敏传感器，是利用体电阻效应的金属氧化物原理构成的，主要是利用粉末冶金方法，并在二氧化锡粉末中参杂铂和钯金等以提高对于气体探测的灵敏度和选择性。传感器采用真空磁控溅射成膜技术，用平面集成工艺制作集成化的二氧化锡基纳米薄膜，并利用纳米尺度薄膜电性能与常规体电导效应的差异，将传感器工作温度降到多数可燃气体着火点以下。本发明中的变质气味的主要成分不限于二甲胺、甲胺、硫化氢、氨和甲硫醇等。
本发明中喷淋组件设置在储物空间的顶部，用于将褐藻寡糖溶液喷洒至食物表面；褐藻寡糖溶液的浓度为0.01～0.1％，用于在食品的表面形成薄膜。
每个储物空间连接有通气组件，用于将储物空间内部的气体排出。
本发明使用生鲜柜体对不同食品进行分类储藏，使得在监测到食品变质后追踪到食品的溯源，实现食品安全的信息化、可追溯与质量安全监控。
本发明还提供了一种监控系统，包括变质气味监控系统和温湿度监控系统。其中，变质气味监控系统监控系统包括：嗅觉监测单元、A/D转换模块、MCU程序、报警模块、显示模块以及侧柜门控制模块、抽气控制模块以及无线通信模块。其中，嗅觉监控单元通过A/D转换模块与MCU程序连接，MCU程序的输出端与无线通信模块、侧柜门控制模块、报警模块以及显示模块分别连接；侧柜门控制模块与抽气控制模块连接，抽气控制模块与嗅觉监测单元连接。
本发明的变质气味监控系统使用时，嗅觉监控单元相应位置的传感器内部敏感电阻会发生变化并产生电势差，采集电压经过放大后送入A/D转换芯片，MCU程序将A/D转换值与数表中的标准进行对比，从而确定食品是否变质；MCU程序将变质信息发送至侧柜门控制模块，侧柜门控制模块控制当前层中所有的侧柜门关闭；感应到侧柜门关闭后，侧柜门控制模块将变质信息发送至当前层的储物空间中的抽气模块，抽气控制模块控制抽气组件对每个储物空间进行抽气，抽气完成后；抽气控制模块将信号发送至嗅觉监控单元，嗅觉监控单元继续对每个储物空间内部的气体进行监测，进一步确定食品的变质程度和变质食品的对应储物空间的位置，MCU程序将变质信息再次传递至侧柜门控制模块，侧柜门控制模块将没有变质的储物空间的侧柜门开启。同时MCU程序将食品信息根据通信协议进行编码并通过无线通信模块传送给终端，控制中心将数据进行分析后，根据预案采取相应措施；MCU程序还将食品信息发送至生鲜柜体上的报警模块和显示模块，用于显示食物变质的位置以及发出声光警报。
本发明中的温湿度监控系统为温湿度控制模块，该温湿度控制模块与上述侧柜门控制模块连接。当侧柜门控制模块启动关闭侧柜门信号后，温湿度控制模块控制当前层的中央温湿度控制件切换为子温湿度控制件。
本发明的嗅觉监控单元在第一次监测到变质气味时，MCU程序关闭侧柜门并对储物空间进行抽气后，实现对储物空间封闭后的精确监测，一方面减小了细菌和变质气体的扩散，减少变质食品对于其他食品的影响，减小损耗；另一方面通过多次电势差变化精确测量到食品的变质程度。
需要说明的是，当确定的变质食品的储物空间两侧的储物空间与中央温湿度控制件连通，且连续、数量不少于一个，则启动中央温湿度控制件；当确定的变质食品的储物空间两侧的储物空间不与中央温湿度控制件连通，或不连续，则储物空间使用子温湿度控制件。
如图3所示，本发明还提供了一种食品质量远程监控装置的监控方法，包括以下步骤：S1、将食品放置在保鲜柜体的对应层的储物空间内部，储物空间顶部的喷淋组件对食品表面喷洒褐藻寡糖溶液；S2、每层中的侧柜门打开，相邻储物空间相互连通，保鲜柜体一侧的中央温湿度控制件控制对应层中所有储物空间的温度和湿度；S3、当嗅觉监测单元监测到保鲜柜体一层中存在变质气味时，当前层的侧柜门完全关闭，通气组件工作，将当前层的储物空间内部的气体排出；同时，当前层的中央温湿度控制件停止工作，每个储物空间中的子温湿度控制件开始工作；S4、当前层中的每个储物空间中的嗅觉监测单元每间隔单位时间监测一次变质气味，确定变质食品所在的储物空间，并将该储物空间的位置远程发送至终端；S5、将变质食品两侧的储物空间的侧门打开，实现无变质食品的储物空间的连通。
以上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技术性范围。
Claims (10)
1.一种食品质量远程监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将食品放置在保鲜柜体的对应层的储物空间内部，相邻储物空间相互连通，共同控制每层中储物空间的温度和湿度；
S2、当监测到一层中存在变质气味时，将相邻储物空间关闭连通，并对每个封闭的储物空间进行排气；同时，每个储物空间独立控制温度和湿度；
S3、每个储物空间独立监测内部的变质气味，确定变质食品所在的储物空间，并将该储物空间的位置和变质程度远程发送至终端；
S4、将相邻的无变质食品的储物空间连通，对连续的储物空间进行温度和湿度的共同控制。
2.根据权利要求1所述的监控方法，其特征在于：在所述S1中，储物空间顶部对食品表面进行成膜处理。
3.根据权利要求2所述的监控方法，其特征在于：所述成膜处理为向食物表面涂敷或喷洒褐藻寡糖溶液。
4.根据权利要求3所述的监控方法，其特征在于：所述褐藻寡糖溶液的浓度为0.01～0.1％。
5.根据权利要求1所述的监控方法，其特征在于：在所述S2和S3中，使用嗅觉监控单元监测到空气中含有变质气味时，相应位置的传感器内部敏感电阻会发生变化并产生电势差，根据电势差可以判别储物空间中存在食品变质和变质的程度。
6.一种食品质量远程监控装置，采用权利要求1的监控方法，其特征在于：包括保鲜柜体和控制组件，其特征在于：所述保鲜柜体设置有若干用于储存不同类型食品的层，每层形成有若干储物空间，相邻所述储物空间通过侧柜门连通；
所述控制组件包括：位于每层所述保鲜柜体两侧的中央温湿度控制件，以及设置在每个所述储物空间内部的子温湿度控制件；
每个所述储物空间的内部设置有监测组件，所述监测组件包括：温度监控单元、湿度监控单元和嗅觉监测单元；
每个所述储物空间连接有通气组件，用于将所述储物空间内部的气体排出。
7.根据权利要求6所述的一种食品质量远程监控装置，其特征在于：每个所述储物空间的内部设置有喷淋组件，所述喷淋组件设置在所述储物空间的顶部，用于将褐藻寡糖溶液喷洒至食物表面。
8.根据权利要求6所述的一种食品质量远程监控装置，其特征在于：所述中央温湿度控制件包括：中央信号接收模块、中央存储模块、中央处理模块、中央控制器、中央除湿件、中央加湿件和中央温度控制件；所述子温湿度控制件包括：子信号接收模块、子存储模块、子处理模块、子控制器、子除湿件、子加湿件和子温度控制件。
9.一种监控系统，应用于权利要求6-8中任一项所述的监控装置，其特征在于，包括：变质气味监控系统和温湿度监控系统；
所述变质气味监控系统监控系统包括：嗅觉监测单元、A/D转换模块、MCU程序、报警模块、显示模块以及侧柜门控制模块、抽气控制模块以及无线通信模块；
所述嗅觉监控单元通过所述A/D转换模块与所述MCU程序连接，所述MCU程序的输出端与所述无线通信模块和所述侧柜门控制模块分别连接；所述侧柜门控制模块与所述抽气控制模块连接，所述抽气控制模块与所述嗅觉监测单元连接；
所述温湿度监控系统为温湿度控制模块，所述温湿度控制模块与所述侧柜门控制模块连接。
10.根据权利要求9所述的监控系统，其特征在于：进一步包括报警模块和显示模块，所述MCU程序的输出端与所述报警模块和所述显示模块连接，用于MCU程序食物变质程度、位置的显示以及发出声光警报。
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