CN208537947U - 一种制冷设备冷链管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于制冷设备物联网控制技术领域，涉及一种制冷设备冷链管理系统。一种制冷设备冷链管理系统，包括制冷设备、智能盒子、云服务器和系统终端，所述智能盒子安装在制冷设备内，并采集制冷设备的运行状态信息，所述云服务器和智能盒子连接，并接收和管理智能盒子采集的运行状态信息，所述系统终端分别与智能盒子和云服务器连接，系统终端通过云服务器显示运行状态的异常信息，并控制管理智能盒子的运行。智能盒子防护等级为IP65，PCB板采用三防处理，采用耐低温密封圈密封，同时将湿度探头有效的暴露在测试空气中。旋转拆分盒子，快速更换锂电池。无需改造现有制冷设备，可以通过胶带、螺钉或磁铁安装直接、快速安装在冷柜上。

Description

一种制冷设备冷链管理系统

技术领域

本实用新型属于制冷设备物联网控制技术领域，涉及一种制冷设备冷链管理系统。

背景技术

目前，市场上已经使用的冷柜，具有分布地广、零星分布、数量大、型号多、品牌杂等特点，管理成本高，效率低。同时，大部分都是普通机械式的非智能冷柜，长期使用线路老化，对其进行智能化升级难度大，升级成本高。

近年来，人力成本过快的增长，以及未来这一不可逆转的增长趋势，已成为企业成本控制必须应对课题，而且管理成本无疑是一笔非常大的投入。对于普通冷柜的智能化改造成为一个急切的课题，尤其是低温工况下直接采集温湿度的课题，解决市场上现有冷柜的远程管理问题，配合新投放市场的智能冷柜，使得一个企业或个人能够全面管理所拥有的冷柜，提高冷柜资产的管理效率和减低管理成本。

现有中国专利文献公开了申请号为申请号：201610977562.0的一种全程监控冷链物流系统，该系统包括冷链设备、设备监控管理系统和智慧冷链云管理系统，冷链设备包括存储设备和转运设备，冷链设备中有设有数据采集模块、联网模块和定位模块，管理系统读取冷链设备的运行参数状态数据和位置数据并传输给智慧冷链云管理系统，管理系统连接系统管理后台，系统管理后台连接用户端，通过设备监控管理系统和智慧冷链云管理系统对全程冷链全参数监控，实现了对整个系统的无缝隙覆盖，实现额冷链物流运输的标准化和参数化监控以及大数据物联网。

发明内容

本实用新型针对上述问题，提出了一种制冷设备冷链管理系统。该方法解决了如何针对市场已投放制冷设备进行快速、有效、低成本智能升级，有效实现制冷设备资产动态智能管理的问题。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种制冷设备冷链管理系统，包括制冷设备、智能盒子、云服务器和系统终端，所述智能盒子安装在制冷设备内，并采集制冷设备的运行状态信息，所述云服务器和智能盒子连接，并接收和管理智能盒子采集的运行状态信息，所述系统终端分别与智能盒子和云服务器连接，系统终端通过云服务器显示运行状态的异常信息，并控制管理智能盒子的运行。

在上述的制冷设备冷链管理系统，所述智能盒子包括传感器模块、处理器模块、GPRS模块和电源模块，所述处理器模块分别与传感器模块和GPRS模块连接，所述电源模块分别与传感器模块、处理器模块和GPRS模块连接。

在上述的制冷设备冷链管理系统，所述传感器模块采用HDC1080 传感器，HDC1080传感器包括温度传感器和湿度传感器。

在上述的制冷设备冷链管理系统，所述处理器模块采用MCU处理器。

在上述的制冷设备冷链管理系统，系统终端包括PC客户端和手机客户端。

在上述的制冷设备冷链管理系统，所述PC客户端包括保修模块、权限管理模块、温度监视模块、湿度监视模块和位置监视模块。

在上述的制冷设备冷链管理系统，所述手机客户端包括拍照上传模块、巡检管理模块和设备管理模块。

在上述的制冷设备冷链管理系统，所述制冷设备为冰箱或冷柜或冷库或陈列柜或冷链车或自提点专用冷柜及生鲜自提柜。

本实用新型相比现有技术突出且有益的技术效果是：

1.智能盒子防护等级为IP65，PCB板采用三防处理，采用耐低温密封圈密封，同时将湿度探头有效的暴露在测试空气中。

2.采用耐低温的电器元器件，GPRS型号G510系列：-40℃～70℃工作温度，MCU型号STM320系列，工作温度-40℃～70℃，定制的锂电池型号为CR17450，锂锰材料，确保盒子能够在-40℃～60℃的正常工作。

3.采集通讯方式：定时(默认1分钟，间隔可调)采集信号，平时休眠，GPRS定时(默认24小时，时间可调)发送信息，发送信息的时候接受云服务器的发送的指令；当采集的温湿度、位置信息超出预设范围，GPRS模式实时发送报警信息给云服务器，平时处于休眠状态，确保能耗最优化。

4.旋转拆分盒子，快速更换锂电池。

5.无需改造现有制冷设备，可以通过胶带、螺钉或磁铁安装直接、快速安装在冷柜上。

6.智能盒子根据冷藏、冷冻、冰鲜、冷却等模式选择工作模式，或者通过测量制冷设备内的制冷温度，自行统计最高T1、最低值T2，并将T1-T2差值的+30％作为报警余量，即高温报警值为T1+30％* (T1-T2)，低温报警值为T2-30％*(T1-T2)；后续自己学习调整数值；湿度的情况类似。

附图说明

图1为冷链管理方法的系统模块图及连接关系。

图2为智能盒子内部模块图及连接关系。

图3为温度报警的流程图。

图4为湿度报警的流程图。

图5为位移报警的流程图。

图6为多台制冷设备与系统终端的关系图。

图7为温度异常监控及云服务器处理的具体方式的流程图。

图8为云服务器对制冷设备进行数据监控和管理的示意图。

图9为云服务器的管理模块运行示意图。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本实用新型作进一步描述，

一种制冷设备冷链管理系统，包括以下步骤：

参照图1和图2所示：

步骤1：在制冷设备的内壁上安装智能盒子，将智能盒子绑定添加到系统终端中，并选择或不选择工作模式；智能盒子通过胶带、螺钉或磁铁安装直接、快速安装在冷柜上，无需对现有制冷设备进行改造而直接进行智能升级。工作模式包含冷藏、冷冻、冰鲜、冷却等模式，每一种模式都对应不同的报警温湿度设定阀值、数据采集时间间隔和数据上报时间间隔。

进一步的，若在安装智能盒子的时没有选择相应的工作模式，那么智能盒子就会进入自行学习模式，统计制冷设备内温度最高值T1、最低值T2,并将T1-T2差值的+30％作为报警余量，即高温报警值为 T1+30％*(T1-T2)，低温报警值为T2-30％*(T1-T2)；后续自己学习调整数值；湿度的情况类似。同时也会设定相应的数据采集时间和数据上报时间间隔。避免由于忘记设置工作模式导致整个系统不能正常进行工作。

智能盒子包括传感器、MCU处理器、GPRS模块和电源模块，传感器型号为HDC1080，用于检测温度和湿度，HDC1080传感器与MCU处理器相连，MCU处理器用于储存HDC1080传感器收集的信息以及将当前信息与温度和湿度信息设定阀值进行比较判断，GPRS模块与MCU处理器相连，在智能盒子中起到与云服务器进行数据交换的作用，其通过 GPRS发射基站连接到云服务器，同时实现定位功能。电源模块同时连接HDC1080传感器、MCU处理器和GPRS模块为它们供电。

进一步的，在整个智能盒子中电源模块电量消耗最大的是GPRS 模块，传统的GPRS模块数据交换往往采用长联接，即GPRS模块实时处在与云服务器数据交换的过程，因此耗电量比较大，在本实用新型中的智能盒子，GPRS模块与云服务器为短联接，即GPRS模块与云服务器的数据交换时间间隔可以通过设定改变想要的时间间隔，以保证将耗电量降到最低。如将GPRS模块定时发送消息的时间设置为24小时，那么在正常情况下，GPRS模块一天仅和云服务器发生一次数据交换。

参照图1-4所示：

步骤1：在制冷设备的内壁上安装智能盒子，将智能盒子绑定添加到系统终端中，并选择或不选择工作模式；智能盒子通过胶带、螺钉或磁铁安装直接、快速安装在冷柜上，无需对现有制冷设备进行改造而直接进行智能升级。工作模式包括冰箱、冷柜、陈列柜、冷库、冷链车等模式，每一种模式都对应不同的报警温湿度设定阀值、数据采集时间间隔和数据上报时间间隔。

进一步的，若在安装智能盒子的时没有选择相应的工作模式，那么智能盒子就会进入自行学习模式，统计制冷设备内温度最高值T1、最低值T2,并将T1-T2差值的+30％作为报警余量，即高温报警值为 T1+30％*(T1-T2)，低温报警值为T2-30％*(T1-T2)；后续自己学习调整数值；湿度的情况类似。同时也会设定相应的数据采集时间和数据上报时间间隔。避免由于忘记设置工作模式导致整个系统不能正常进行工作。

智能盒子包括传感器、MCU处理器、GPRS模块和电源模块，传感器型号为HDC1080，用于检测温度和湿度，HDC1080传感器与MCU处理器相连，MCU处理器用于储存HDC1080传感器收集的信息以及将当前信息与温度和湿度信息设定阀值进行比较判断，GPRS模块与MCU处理器相连，在智能盒子中起到与云服务器进行数据交换的作用，其通过 GPRS发射基站连接到云服务器，同时实现定位功能。电源模块同时连接HDC1080传感器、MCU处理器和GPRS模块为它们供电。

进一步的，在整个智能盒子中电源模块电量消耗最大的是GPRS 模块，传统的GPRS模块数据交换往往采用长联接，即GPRS模块实时处在与云服务器数据交换的过程，因此耗电量比较大，在本发明中的智能盒子，GPRS模块与云服务器为短联接，即GPRS模块与云服务器的数据交换时间间隔可以通过设定改变想要的时间间隔，以保证将耗电量降到最低。如将GPRS模块定时发送消息的时间设置为24小时，那么在正常情况下，GPRS模块一天仅和云服务器发生一次数据交换。

步骤2：智能盒子定时采集制冷设备内的温度和湿度信息；并将采集的信息储存到智能盒子中；

步骤3：智能盒子通过GPRS模块定时将储存的信息发送至云服务器，云服务器接收所有制冷设备上智能盒子所收集的信息，并通过云服务器的管理模块集中管理,对所有制冷设备的温度、湿度及运行有无异常进行监控；同时在GPRS在向云服务器发送信息时，云服务器获知智能盒子的位置信息；

步骤4：云服务器连接至系统终端，系统终端通过云服务器的管理模块将温度、湿度及运行有无异常等信息显示出来，同时通过系统终端对智能盒子的各项数据参数进行控制管理。

参照图3-6所示：

温度报警流程和湿度报警流程情况类似，均由工作模式给到对应相应的设定阀值，或，自行学习获得相应的设定阀值，或，通过人工设定相应的设定阀值。

以温度报警流程为例：HDC1080传感器对制冷设备内的温度信息进行采集，采集后信息由智能盒子内的MCU处理器进行判断是否处于设定的阀值内：

情况一：超出设定阀值、未处于预警状态，标志位N＝1；则，进入预警状态并延时一分钟以后重新判断采集的温度和湿度信息是否处于各自设定阀值内；

情况二：超出设定阀值、已处于预警状态，并且温湿度仍呈不正常趋势；则，MCU处理器马上通过GPRS模块将数据信息马上发送至云服务器；云服务器持续不断向系统终端发送报警信息，系统终端再提示用户，同时标志位N清零；

情况三：超出设定阀值，已处于预警状态，并且温湿度呈恢复正常趋势，最后恢复至正常范围，不进行报警指示；

情况四：超出设定阀值，已处于预警状态，并且温湿度呈恢复正常趋势，最后仍处于异常范围，标志位N＝N+1，当标志位N>3时，MCU 处理器马上通过GPRS模块将数据信息马上发送至云服务器；云服务器持续不断向系统终端发送报警信息，系统终端再提示用户，同时标志位N清零；

情况五：处于设定阀值内时；则，不进行报警指示。

上述过程中，第一次温湿度异常时，对该检测时刻标志位N＝1，一分钟以后进行二次检测，检测1分钟，一分钟检测5次，该检测时间间隔和检测次数可以依据需要更改，若二次检测的温湿度情况呈恢复正常趋势，并且最后一次检测的温湿度值处于正常范围内，及设定阀值内，不进行报警；

若二次检测的结果呈正常趋势，但是最后一次检测的温湿度依旧处于异常范围外，即超出设定阀值，则对最后一侧检测时刻标志位 N＝N+1，重复上述过程，如果N>3时，则进行报警指示，并消除标志位 N清零，如果在该过程中，恢复正常，并最后一次温湿度检测值处于正常范围内，则不进行报警指示；

若二次检测的结果呈不正常趋势，则立马进行报警指示，标志位 N清零。

该温度报警机制与湿度的报警机制一致。

温度和湿度信息的实时监控，在温度和湿度超出设定值时进行报警，根据温度和湿度及持续的时间重新确定制冷设备内部存储产品的保质期。通过对温度和湿度的控制保证了制冷的持续有效运行，保证了制冷设备内部产品的质量和安全监控。

参照图7所示:

步骤3-4中，智能盒子通过GPRS模块对附近基站进行定位从而确定智能盒子的位置，同时云服务器通过管理模块对位置信息实时监控和管理，在位置信息超出位移半径时进行报警。

GPRS模块定时向云服务器发送数据，完成基站定位，同时云服务器获得智能盒子的位置信息；

云服务器通过管理模块判断智能盒子的当前位移半径是否处于设定阀值内；

情况一：若处于设定阀值内，没有发生位移，云服务器通过管理模块将智能盒子的位置信息显示在系统终端上，不进行报警指示；

情况二：若处于设定阀值内，位移发生变化，云服务器通过管理模块将智能盒子位移路径在系统终端上进行显示，不进行报警指示；

情况三：超出设定阀值，云服务器通过管理模块向系统终端发送报警信息，系统终端再提示用户，同时云服务器通过管理模块将智能盒子的位移路径在系统终端上进行显示。

通过GPRS模块，根据GPRS模块对附近基站进行定位从而确定对应制冷设备的位置。通过本方法对制冷设备进行位置信息的实时定位，保证制冷设备不丢失。

进一步的，GPRS模块还会将电池模块的电量信息通过云服务器管理模块显示在系统终端上，告知用户电池余量。

参照图8所示：系统终端通过云服务器对连接的所有制冷设备进行数据的监控和管理。每个制冷设备独立收集自身的定位信息、温度信息和湿度信息。图中有制冷设备A、制冷设备B、制冷设备C及由省略号组成的若干制冷设备，通过智能盒子及云服务器进行统一管理，并将信息显示在系统终端上。

参照图9所示：所述云服务器的管理模块依据采集的数据，通过云服务器的管理模块进行数据的分析以及计算，匹配对应数据模型，将结果显示在系统终端上，并告知用户需要采取相应操作。

所述云服务器的管理模块具体操作包括以下步骤：

步骤①：云服务器的管理模块依据GPRS发送的信息，计算一段时间内前面10个单位时间内的平均温度X1和后面10个单位时间内的平均温度X2；

步骤②：云服务器的管理模块依据平均温度X1和平均温度X2获得单位时间内的温度变化值X3，将X3与云服务器内设置的数据模型进行比较，在该数据匹配过程中，云服务器管理模块会判断X3的数值是否大于0，以及判断X3的绝对值相较于上一阶段X3的绝对值的变化情况，最终匹配对应的数据模型，总共五类数据模型，对应情况一到情况五；

情况一：当X3属于大于零并绝对数值逐渐变大，到超过阀值值, 云服务器通知用户关注制冷设备的使用情况并建议用户调低设定温度或减少设备内的负载、尽量少开门、蒸发器结冰造成制冷差；

情况二：当X3属于小于零并绝对数值逐渐变大,到超过阀值,云服务器通知用户关注制冷设备的使用情况并建议用户调高设定温度避免负载冻坏；

情况三：当X3属于绝对数值逐渐变小、趋于零,云服务器支持监控不进行干预；

情况四：当X3属于相对于平均值增大50％，设备温度增高过大，云服务器提醒用户关注是否开门太频繁、开门时间过长、热负载放入过多或负载太多堵塞风道、人为调高设定温度等；

情况五：当X3属于相对于平均值减少50％，设备温度降低过大，云服务器提醒用户关注是否人为调低设定温度等。

该冷链管理方法除了会判断温度、湿度、位置的异常信息以外，还能根据温度的变化值，提前告知用户制冷设备运行的异常情况，提前告知用户解决方式，避免报警以后，带来不必要的损失。

本发明的工作原理：

系统终端包括手机客户端和PC客户端，手机客户端内安装有APP 或是与云服务器连接的微信网站等方式在移动设备上进行安装实现云服务器对冷柜管理的呈现和控制操作。报警表现也在系统终端中体现。系统终端通过云服务器对连接的所有制冷设备进行数据的监控和管理。制冷设备和GPRS发射基站的通信是通过GPRS进行连接。云服务器与手机客户端通过GPRS进行网络连接，云服务器与PC客户端通过 TC/IP进行网络连接，而云服务器与GPRS发射基站是通过TC/IP进行网络连接。

每个制冷设备独立收集自身的定位信息、温度信息、湿度信息。通过实时监控制冷设备的自动定位信息可以保证制冷设备不丢失。通过对制冷设备的运行及制冷温度信息的监控可以保证制冷设备的运行是否正常，有没有影响到制冷效果及制冷设备内商品的质量。同时对制冷温度的监控是防止停止制冷或是制冷温度达不到放在制冷设备里商品的制冷温度要求。通过上述对冷柜的监控和管理实现了冷柜动态智能管理。

上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种制冷设备冷链管理系统，其特征在于，包括制冷设备、智能盒子、云服务器和系统终端，所述智能盒子安装在制冷设备内，并采集制冷设备的运行状态信息，所述云服务器和智能盒子连接，并接收和管理智能盒子采集的运行状态信息，所述系统终端分别与智能盒子和云服务器连接，系统终端通过云服务器显示运行状态的异常信息，并控制管理智能盒子的运行。

2.根据权利要求1所述的制冷设备冷链管理系统，其特征在于，所述智能盒子包括传感器模块、处理器模块、GPRS模块和电源模块，所述处理器模块分别与传感器模块和GPRS模块连接，所述电源模块分别与传感器模块、处理器模块和GPRS模块连接。

3.根据权利要求2所述的制冷设备冷链管理系统，其特征在于，所述传感器模块采用HDC1080传感器，HDC1080传感器包括温度传感器和湿度传感器。

4.根据权利要求2所述的制冷设备冷链管理系统，其特征在于，所述处理器模块采用MCU处理器。

5.根据权利要求1所述的制冷设备冷链管理系统，其特征在于，系统终端包括PC客户端和手机客户端。

6.根据权利要求5所述的制冷设备冷链管理系统，其特征在于，所述PC客户端包括保修模块、权限管理模块、温度监视模块、湿度监视模块和位置监视模块。

7.根据权利要求5所述的制冷设备冷链管理系统，其特征在于，所述手机客户端包括拍照上传模块、巡检管理模块和设备管理模块。

8.根据权利要求1所述的制冷设备冷链管理系统，其特征在于，所述制冷设备为冰箱或冷柜或冷库或陈列柜或冷链车或自提点专用冷柜及生鲜自提柜。