CN117806394B - 基于生鲜冷链运输的温度时效控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于生鲜冷链运输的温度时效控制系统，属于温度控制技术领域，本发明在二氧化碳平均增量与目标增量的差值的绝对值大于阈值时，即二氧化碳增长过快时，进行第一阶段温度调节，使得温度快速下降，在二氧化碳平均增量与目标增量的差值的绝对值小于等于阈值时，即二氧化碳增长较缓时，进行第二阶段温度调节，使得二氧化碳增量情况与目标增量达到一致，避免过低或者过高的温度，实现根据二氧化碳的增量情况，调节生鲜冷链运输的温度，提高温度调节的精度，使得生鲜处于适宜温度。

Description

基于生鲜冷链运输的温度时效控制系统

技术领域

本发明涉及温度控制技术领域，具体涉及一种基于生鲜冷链运输的温度时效控制系统。

背景技术

随着人们生活水平的提高和健康意识的增强，对生鲜食品的需求日益增长。然而，生鲜产品在运输过程中极易腐败变质，这对冷链物流提出了极高的要求。有效的温控时效控制对于保证食品安全、减少经济损失至关重要。

现有的冷链运输的温度多以手动操作为主，无法满足温度的精准调控需求，同时不同的生鲜运输适宜的温度不同，在温度偏高时，微生物繁殖旺盛，生鲜容易腐败，在温度偏低时，生鲜易被冻坏，同时，造成过多的能耗。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种基于生鲜冷链运输的温度时效控制系统解决了现有生鲜冷链运输的温度调节精度低的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种基于生鲜冷链运输的温度时效控制系统，包括：二氧化碳检测仪、增量获取单元、第一温度调节模型和第二温度调节模型；

所述二氧化碳检测仪用于检测生鲜冷链运输过程中的二氧化碳浓度；

所述增量获取单元用于根据二氧化碳浓度，获取单位时间内二氧化碳增量，并计算一段时间内二氧化碳平均增量；

在二氧化碳平均增量与目标增量的差值的绝对值大于阈值时，所述第一温度调节模型用于根据二氧化碳平均增量和二氧化碳实时增量，进行第一阶段生鲜冷链运输温度调节；

在二氧化碳平均增量与目标增量的差值的绝对值小于等于阈值时，第二温度调节模型用于根据二氧化碳平均增量和二氧化碳实时增量，进行第二阶段生鲜冷链运输温度调节。

本发明的有益效果为：本发明在二氧化碳平均增量与目标增量的差值的绝对值大于阈值时，即二氧化碳增长过快时，进行第一阶段温度调节，使得温度快速下降，在二氧化碳平均增量与目标增量的差值的绝对值小于等于阈值时，即二氧化碳增长较缓时，进行第二阶段温度调节，使得二氧化碳增量情况与目标增量达到一致，避免过低或者过高的温度，实现根据二氧化碳的增量情况，调节生鲜冷链运输的温度，提高温度调节的精度，使得生鲜处于适宜温度。

进一步地，所述第一温度调节模型包括：调节系数获取模块和调节温度获取模块；

所述调节系数获取模块用于根据二氧化碳平均增量与目标增量的差值，以及二氧化碳实时增量与目标增量的差值，计算温度调节系数；

所述调节温度获取模块用于根据温度调节系数，对生鲜冷链运输当前温度进行调节。

进一步地，所述调节系数获取模块的表达式为：

，

其中，γ为温度调节系数，C_avg为二氧化碳平均增量，C_tar为目标增量，| |为绝对值运算，C_t为二氧化碳实时增量。

进一步地，所述调节温度获取模块的表达式为：

，

其中，T_fr为调节后的生鲜冷链运输温度，T_f为生鲜冷链运输当前温度。

上述进一步地方案的有益效果为：本发明中二氧化碳平均增量表征一段时间内的二氧化碳平均增长情况，二氧化碳实时增量表征最新时刻二氧化碳增长情况，通过二氧化碳平均增量和二氧化碳实时增量，计算出温度调节系数，实现根据二氧化碳增量情况，自适应快速调节生鲜冷链运输温度，避免温度调节时间过长，生鲜腐败。

进一步地，所述第二温度调节模型包括：第一温度控制模块、第二温度控制模块和输出模块；

所述第一温度控制模块用于根据二氧化碳平均增量与目标增量的差值，计算第一调节温度；

所述第二温度控制模块用于根据二氧化碳实时增量与目标增量的差值，计算第二调节温度；

所述输出模块用于根据第一调节温度和第二调节温度，输出第二阶段的生鲜冷链运输控制温度。

进一步地，所述第一温度控制模块的表达式为：

，

其中，T_1,t为第t时刻输出的第一调节温度，r_t为第t时刻二氧化碳平均增量与目标增量的差值，K₁为第一比例系数，e为自然常数，| |为绝对值运算。

进一步地，所述第二温度控制模块的表达式为：

，

其中，T_2,t为第t时刻输出的第二调节温度，s_t为第t时刻二氧化碳实时增量与目标增量的差值，K₂为第二比例系数，e为自然常数。

进一步地，所述输出模块的表达式为：

，

其中，T_t为第二阶段的第t时刻生鲜冷链运输控制温度，T_t-1为第二阶段的第t-1时刻生鲜冷链运输控制温度，w为第一调节温度的权重，T_1,t为第t时刻输出的第一调节温度，T_2,t为第t时刻输出的第二调节温度。

上述进一步地方案的有益效果为：本发明中综合考虑二氧化碳平均增量和二氧化碳实时增量与目标增量的差值情况，提高温度控制的时效性，通过第一温度控制模块预测第一调节温度，通过第二温度控制模块预测第二调节温度，综合第一调节温度和第二调节温度，一方面提高温度调节的精度，另一方面能提高温度调节的时效性。本发明中第一阶段实现温度的粗调节，第二阶段实现温度的精调节，粗调节使温度快速变化，精调节使得温度满足生鲜保鲜适应性需求。

附图说明

图1为一种基于生鲜冷链运输的温度时效控制系统的系统框图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图1所示，一种基于生鲜冷链运输的温度时效控制系统，包括：二氧化碳检测仪、增量获取单元、第一温度调节模型和第二温度调节模型；

所述二氧化碳检测仪用于检测生鲜冷链运输过程中的二氧化碳浓度；

所述增量获取单元用于根据二氧化碳浓度，获取单位时间内二氧化碳增量，并计算一段时间内二氧化碳平均增量；

在二氧化碳平均增量与目标增量的差值的绝对值大于阈值时，所述第一温度调节模型用于根据二氧化碳平均增量和二氧化碳实时增量，进行第一阶段生鲜冷链运输温度调节；

在二氧化碳平均增量与目标增量的差值的绝对值小于等于阈值时，第二温度调节模型用于根据二氧化碳平均增量和二氧化碳实时增量，进行第二阶段生鲜冷链运输温度调节。

在本实施例中，阈值根据实验和经验进行设置。

所述第一温度调节模型包括：调节系数获取模块和调节温度获取模块；

所述调节系数获取模块用于根据二氧化碳平均增量与目标增量的差值，以及二氧化碳实时增量与目标增量的差值，计算温度调节系数；

所述调节温度获取模块用于根据温度调节系数，对生鲜冷链运输当前温度进行调节。

在本实施例中，二氧化碳平均增量为一段时间内二氧化碳增量的平均，二氧化碳实时增量为最新的二氧化碳增量。

所述调节系数获取模块的表达式为：

，

其中，γ为温度调节系数，C_avg为二氧化碳平均增量，C_tar为目标增量，| |为绝对值运算，C_t为二氧化碳实时增量。

所述调节温度获取模块的表达式为：

，

其中，T_fr为调节后的生鲜冷链运输温度，T_f为生鲜冷链运输当前温度。

本发明中二氧化碳平均增量表征一段时间内的二氧化碳平均增长情况，二氧化碳实时增量表征最新时刻二氧化碳增长情况，通过二氧化碳平均增量和二氧化碳实时增量，计算出温度调节系数，实现根据二氧化碳增量情况，自适应快速调节生鲜冷链运输温度，避免温度调节时间过长，生鲜腐败。

所述第二温度调节模型包括：第一温度控制模块、第二温度控制模块和输出模块；

所述第一温度控制模块用于根据二氧化碳平均增量与目标增量的差值，计算第一调节温度；

所述第二温度控制模块用于根据二氧化碳实时增量与目标增量的差值，计算第二调节温度；

所述输出模块用于根据第一调节温度和第二调节温度，输出第二阶段的生鲜冷链运输控制温度。

所述第一温度控制模块的表达式为：

，

其中，T_1,t为第t时刻输出的第一调节温度，r_t为第t时刻二氧化碳平均增量与目标增量的差值，K₁为第一比例系数，e为自然常数，| |为绝对值运算。

所述第二温度控制模块的表达式为：

，

其中，T_2,t为第t时刻输出的第二调节温度，s_t为第t时刻二氧化碳实时增量与目标增量的差值，K₂为第二比例系数，e为自然常数。

所述输出模块的表达式为：

，

其中，T_t为第二阶段的第t时刻生鲜冷链运输控制温度，T_t-1为第二阶段的第t-1时刻生鲜冷链运输控制温度，w为第一调节温度的权重，T_1,t为第t时刻输出的第一调节温度，T_2,t为第t时刻输出的第二调节温度。

在本发明中，第一比例系数K₁、第二比例系数K₂和权重w的取值范围为0到1之间。

在本实施例中，权重w取0.5，则同等比例考虑第一调节温度和第二调节温度，兼顾时效性和精度，若权重w取大于0.5，则重点考虑精度，若权重w取小于0.5，则重点考虑时效性。

在本发明中，第一比例系数K₁用于调节第一调节温度T_1,t的增长幅度，第二比例系数K₂用于第二调节温度T_2,t的增长幅度，可将0~1之间的多个小数依次赋予第一比例系数K₁和第二比例系数K₂，在每次赋予值后（每次赋予值计为一次实验），采用第二温度调节模型进行调节。选出多次实验中，在固定时间内，使得(s_t+r_t)最小的一次实验对应的第一比例系数K₁和第二比例系数K₂。

本发明中综合考虑二氧化碳平均增量和二氧化碳实时增量与目标增量的差值情况，提高温度控制的时效性，通过第一温度控制模块预测第一调节温度，通过第二温度控制模块预测第二调节温度，综合第一调节温度和第二调节温度，一方面提高温度调节的精度，另一方面能提高温度调节的时效性。本发明中第一阶段实现温度的粗调节，第二阶段实现温度的精调节，粗调节使温度快速变化，精调节使得温度满足生鲜保鲜适应性需求。

本发明在二氧化碳平均增量与目标增量的差值的绝对值大于阈值时，即二氧化碳增长过快时，进行第一阶段温度调节，使得温度快速下降，在二氧化碳平均增量与目标增量的差值的绝对值小于等于阈值时，即二氧化碳增长较缓时，进行第二阶段温度调节，使得二氧化碳增量情况与目标增量达到一致，避免过低或者过高的温度，实现根据二氧化碳的增量情况，调节生鲜冷链运输的温度，提高温度调节的精度，使得生鲜处于适宜温度。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于生鲜冷链运输的温度时效控制系统，其特征在于，包括：二氧化碳检测仪、增量获取单元、第一温度调节模型和第二温度调节模型；

所述二氧化碳检测仪用于检测生鲜冷链运输过程中的二氧化碳浓度；

所述增量获取单元用于根据二氧化碳浓度，获取单位时间内二氧化碳增量，并计算一段时间内二氧化碳平均增量；

在二氧化碳平均增量与目标增量的差值的绝对值大于阈值时，所述第一温度调节模型用于根据二氧化碳平均增量和二氧化碳实时增量，进行第一阶段生鲜冷链运输温度调节；

在二氧化碳平均增量与目标增量的差值的绝对值小于等于阈值时，第二温度调节模型用于根据二氧化碳平均增量和二氧化碳实时增量，进行第二阶段生鲜冷链运输温度调节；

所述第一温度调节模型包括：调节系数获取模块和调节温度获取模块；

所述调节系数获取模块用于根据二氧化碳平均增量与目标增量的差值，以及二氧化碳实时增量与目标增量的差值，计算温度调节系数；

所述调节温度获取模块用于根据温度调节系数，对生鲜冷链运输当前温度进行调节；

所述调节系数获取模块的表达式为：

，

其中，γ为温度调节系数，C_avg为二氧化碳平均增量，C_tar为目标增量，| |为绝对值运算，C_t为二氧化碳实时增量；

所述调节温度获取模块的表达式为：

，

其中，T_fr为调节后的生鲜冷链运输温度，T_f为生鲜冷链运输当前温度；

所述第二温度调节模型包括：第一温度控制模块、第二温度控制模块和输出模块；

所述第一温度控制模块用于根据二氧化碳平均增量与目标增量的差值，计算第一调节温度；

所述第二温度控制模块用于根据二氧化碳实时增量与目标增量的差值，计算第二调节温度；

所述输出模块用于根据第一调节温度和第二调节温度，输出第二阶段的生鲜冷链运输控制温度；

所述第一温度控制模块的表达式为：

，

其中，T_1,t为第t时刻输出的第一调节温度，r_t为第t时刻二氧化碳平均增量与目标增量的差值，K₁为第一比例系数，e为自然常数，| |为绝对值运算；

所述第二温度控制模块的表达式为：

，

其中，T_2,t为第t时刻输出的第二调节温度，s_t为第t时刻二氧化碳实时增量与目标增量的差值，K₂为第二比例系数，e为自然常数。

2.根据权利要求1所述的基于生鲜冷链运输的温度时效控制系统，其特征在于，所述输出模块的表达式为：

，

其中，T_t为第二阶段的第t时刻生鲜冷链运输控制温度，T_t-1为第二阶段的第t-1时刻生鲜冷链运输控制温度，w为第一调节温度的权重，T_1,t为第t时刻输出的第一调节温度，T_2,t为第t时刻输出的第二调节温度。