CN214409742U - 一种数字化智能冷藏保鲜系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种数字化智能冷藏保鲜系统，包括环境感知器组，制冷设备，气体调节设备，消毒设备以及控制主机，环境感知器组包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、氧气传感器、乙烯传感器和臭氧传感器。环境感知器组的个数可以根据实际需要进行设置，对冷库的温湿度及各气体浓度进行有效监测，提升监测全面性和可靠性，制冷设备可以对冷库进行制冷，使得冷库内温度处于一个比较适宜的范围，气体调节设备基于系统所匹配的环境参数实现冷库内各项环境气体浓度及湿度的自动化调节，避免冷库内湿度及各类气体浓度超出设定阈值而对农产品造成不可逆的影响，消毒设备实现农产品在贮藏过程中的消毒除菌，提升农产品的储存品质。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种数字化智能冷藏保鲜系统。
背景技术
目前，农产品大多需要在冷库可靠贮藏。首先，在贮藏过程中都需要处于一个适宜该农产品温度区间，温度过高会引发腐烂，温度过低会导致冻伤。其次，农产品储存过程中对储存环境要求极高，空气湿度及环境中的氧气、二氧化碳、乙烯等各种气体成本比例如未能控制在合适的区间范围，都会影响果品的储存质量。农产品在储存过程中不断进行呼吸作用，吸入氧气，产生二氧化碳，因此要想提升农产品保鲜质量、延长货架期，除保持适宜湿度之外，就必须通过脱氧的方式降低贮藏环境中的氧气含量使农产品进入休眠状态。与此同时还必须及时排除农产品呼吸作用产生的过量二氧化碳，过量堆积的二氧化会对库内农产品造成不可逆的影响，如“黑心病”、“褐斑病”、“虎皮病”等等。此外，农产品在贮藏是还会释放乙烯，过量乙烯将会导致农产品自我催熟。最后，农产品贮藏过程中需要对农产品进行消毒杀菌，降低潜在发生的病害风险。
因此，整个农产品的贮藏过程必须实现对仓储环境的实时监测及自动化反馈控制才能更好的保证农产品储存质量及商业价值，但是目前冷库均无法进行多仓区环境监测评估以及可靠控制，即便是气体调节库也无法实现全部实现上述需求。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种数字化智能冷藏保鲜系统，用于解决目前冷库控制方式的可靠性比较低的技术问题。
一种数字化智能冷藏保鲜系统，包括：
环境感知器组，所述环境感知器组包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、氧气传感器、乙烯传感器和臭氧传感器；
制冷设备；
气体调节设备；
消毒设备；以及
控制主机，所述控制主机的信号输入端连接所述环境感知器组，所述控制主机的信号输出端连接所述制冷设备、气体调节设备和消毒设备。
进一步地，所述数字化智能冷藏保鲜系统还包括显示设备，所述控制主机的信号输出端连接所述显示设备。
进一步地，所述数字化智能冷藏保鲜系统还包括无线通信器，所述控制主机的通信端连接所述无线通信器。
进一步地，所述数字化智能冷藏保鲜系统包括至少两个所述环境感知器组，用于分别设置在冷库中的不同位置。
进一步地，所述消毒设备为臭氧发生器。
进一步地，所述制冷设备包括制冷控制器、制冷风机和压缩机。
进一步地，所述气体调节设备包括碳分子筛、除氧催化装置、超声水雾装置、气体管道和循环风机。
本实用新型的有益效果为：环境感知器组的个数由实际需要进行设置，可以只设置一个，也可以设置多个，当设置多个时，各环境感知器组用于设置在冷库中的不同位置，就可以实现冷库分区监测，避免只设置一个环境感知器组导致数据监测的片面性，提升数据监测的全面性和可靠性，而且，环境感知器组包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、氧气传感器、乙烯传感器和臭氧传感器，通过设置的各种传感器可以对冷库中涉及到的各气体浓度进行有效监测，实现数据监测的全面性，进而提升冷库控制的可靠性；制冷设备可以对冷库进行制冷，以使得冷库的温度处于一个比较适宜的温度范围，避免造成温度过低会冻坏农产品，温度过高会缩短农产品的保鲜期，气体调节设备实现冷库内湿度及主要气体浓度的调控，避免冷库内湿度及各类气体浓度超出设定阈值而对农产品造成不可逆的影响，消毒设备实现农产品在贮藏过程中的消毒除菌，提升农产品的储存品质。因此，本实用新型提供的数字化智能冷藏保鲜系统的可靠性比较高，能够进行可靠控制。
附图说明
图1是数字化智能冷藏保鲜系统的结构图；
图2是冷库分区与环境感知器组的布置示意图；
图3是结合智能冷库运营管理系统，数字化智能冷藏保鲜系统的一种具体实施方式结构图。
具体实施方式
本实施例提供一种数字化智能冷藏保鲜系统，该数字化智能冷藏保鲜系统的应用对象为冷库。如图1所示，数字化智能冷藏保鲜系统包括环境感知器组，环境感知器组可以只设置一个，也可以设置至少两个，若环境感知器组只有一个，则根据实际需要将其设置在所需检测位置，若环境感知器组设置至少两个，则各环境感知器组用于设置在冷库中的不同位置。本实施例中，环境感知器组以至少两个为例，环境感知器组的具体个数由冷库具体的分区个数决定，设置多个环境感知器组，就可以实现冷库分区监测，避免只设置一个环境感知器组导致数据监测的片面性，提升数据监测的全面性和可靠性。如图2所示，作为一个具体实施方式，将冷库分为六个存储区，那么，就需要设置六个环境感知器组（图2中的感知器组即为环境感知器组），各环境感知器组设置在对应的存储区内。
环境感知器组包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、氧气传感器、乙烯传感器和臭氧传感器。其中，温度传感器用于对所在区域的环境温度进行检测，可以为常规的温度检测器件。湿度传感器用于对所在区域的环境湿度进行检测，可以为常规的湿度检测器件。二氧化碳传感器用于对所在区域的二氧化碳浓度进行检测，可以为常规的二氧化碳浓度检测器件。氧气传感器用于对所在区域的氧气浓度进行检测，可以为常规的氧气浓度检测器件。乙烯传感器用于对所在区域的乙烯浓度进行检测，可以为常规的乙烯浓度检测器件。臭氧传感器用于对所在区域的臭氧浓度进行检测，可以为常规的臭氧浓度检测器件。应当理解，环境感知器组中的各传感器的个数由实际需要进行设置，可以只设置一个，也可以设置至少两个。
数字化智能冷藏保鲜系统还包括制冷设备、气体调节设备、消毒设备和控制主机。制冷设备、气体调节设备、消毒设备和控制主机在一个冷库中可以只设置一个。
制冷设备用于对冷库进行制冷操作，可以为常规的工业用空调设备，作为一个具体实施方式，制冷设备包括制冷控制器、制冷风机和压缩机。其中，制冷风机设置在冷库内，压缩机设置在冷库外。利用该制冷设备控制制冷过程中，打开内循环系统，可以有效的让冷空气流过较热的果品存放区，将其中心温度与下层温度有效地降低，减少能源损耗的同时，也能良好的保证果品的贮藏效果。由于在库内二氧化碳与乙烯浓度过高的情况下，会加剧果品的呼吸作用并进行自我催熟，也就是会加快腐烂的进程，那么，此时可以将管路切换至气体交换状态，将库内含有过高浓度二氧化碳及乙烯的空气抽送至库外，将经过气调设备处理过的各项指标适宜的空气输送至库内，以达到良好的贮藏效果。
气体调节设备用于实现冷库内湿度及主要气体浓度的调控，本实施例中，气体调节设备包括碳分子筛、除氧催化装置、超声水雾装置以及气体管道和循环风机。气体管道中通常设置有阀门。其中，碳分子筛用于分离空气中的氧气和氮气；除氧催化装置为常规的除氧装置；超声水雾装置用于实现喷雾，以调节湿度。作为其他的实施方式，气体调节设备还可以根据实际气体成分的调节需要，具体确定各内部组成，比如包括用于吸附二氧化碳的吸附装置、用于消除臭氧的臭氧消除装置等等。更加一般地，气体调节设备还可以仅仅包括气体管道和循环风机，循环风机设置气体管道和通过循环风机对库内的气体进行抽吸，实现气体调节的作用。
消毒设备用于为冷库内的农产品进行消毒除菌，本实施例中，通过臭氧进行消毒，那么，消毒设备为臭氧发生器。消毒设备在具体实现中，气体调节设备在内循环的基础上，设计一根与臭氧输入管管径相同的支管路，其采用自锁接头，该自锁接头在未有管道接入的时候，呈闭锁状态；当有管道接入的时候，可以锁住接入管道，并打开通路，将臭氧送入内循环系统中，配合消毒。
控制主机的信号输入端连接各环境感知器组，控制主机的信号输出端连接制冷设备、气体调节设备和消毒设备。
控制主机具有两种实现方式，设置在本地或者设置在云端，若设置在本地，则控制主机可以为常规的控制器或者控制设备，比如单片机或者DSP，单片机的具体型号由实际需要进行设置，比如89C51系列单片机。若设置在云端，则控制主机为云端服务器，各环境感知器组和其他各设备通过网关与云端服务器通信连接，如图2所示。
本实施例中，数字化智能冷藏保鲜系统还包括无线通信器，控制主机的通信端连接无线通信器，控制主机可以通过无线通信器进行数据传输，比如：若控制主机为本地控制设备，则通过无线通信器将数据信息发送至云端服务器，以实现智能化控制；若控制主机为云端服务器，则通过无线通信器将数据信息可以发送至可视化移动交互终端（比如智能手机），以实现智能化控制。
本实施例中，为了实现数据显示，数字化智能冷藏保鲜系统还包括显示设备，控制主机的信号输出端连接显示设备。显示设备可以为显示屏，则显示设备可以设置在监控室内，也可以为具备显示功能的移动终端设备。
作为一个具体实施方式，通过显示设备可以实现分区温湿度可视化、分区气体浓度可视化以及其他相关数据的可视化，比如库存状态可视化、设备状态可视化等等。因此，通过显示设备可以实现库内各区域的环境相关指标的可视化，避免只能频繁入库查看并记录相关仪器读数，降低维护成本，并降低工作人员的安全风险。
各环境感知器组检测对应分区的环境数据，并输出给控制主机，控制主机根据接收到的数据信息对制冷设备、气体调节设备和消毒设备进行控制，比如当二氧化碳浓度和乙烯浓度过高时，控制气体调节设备进行气体调节，当温度过高时，控制制冷设备进行制冷，当需要进行消毒时（比如臭氧浓度过低时），控制消毒设备输出臭氧。
应当理解，本实用新型保护的是一种数字化智能冷藏保鲜系统的硬件结构，不局限于其中涉及到的数据处理过程，本实用新型保护的数字化智能冷藏保鲜系统只是利用了已有的数据处理过程，并不受其约束。作为一个具体应用场景，该数字化智能冷藏保鲜系统还可以与智能冷库运营管理系统配合使用，智能冷库运营管理系统为软件系统，实现冷库的智能化运营管理。
如图3所示，智能冷库运营管理系统包括：存货管理模块、预警信息管理模块、权限管理模块、冷库可视化交互模块。
在具体实施过程中，权限管理模块用于获取用户输入的账号和密码，并进行匹配，若匹配成功，则跳转至用户所属权限对应的区域导航页，若匹配失败，则返回登录页；冷库基本信息模块用于在系统中匹配冷库编号，调取冷库的基本信息并展示；冷库环境参数管理模块用于在系统中匹配冷库编号，根据选择确定的时间区间，展示时间区间内冷库的环境参数，并根据选择的命令按钮，执行相应管理操作。
预警信息管理模块用于将输入的目标数据存入系统的redis中，再由redis发送给数字化智能冷藏保鲜系统。其中，目标数据包括冷库编号信息、温度上下限信息、湿度上下限信息、二氧化碳浓度上下限信息以及臭氧浓度上下限信息中的至少一种；冷库控制模块用于将冷库编号和选择的目标模式编成一条指令存入redis中，再由数字化智能冷藏保鲜系统进行处理。其中，目标模式包括平台手动模式、平台自动模式和本地模式。
进一步的，智能冷库运营管理系统还可包括：平台手动模式模块和平台自动模式模块。平台手动模式模块用于匹配冷库编号，在平台手动模式下展示可控制的制冷和气体调节按钮；根据选择操作对应的按钮，将带有冷库编号和控制信号和相应的控制对象的控制指令存入redis中，再由冷库数字化控制(子)系统进行处理；平台自动模式模块用于匹配冷库编号，在平台自动模式下，每隔预定时间轮检一次数据库，并按照自动控制逻辑发送控制指令。
由于需要同时管理的冷库数量可能较多，该智能冷库运营管理系统可将使用者分为三种权限身份，分别是高级管理员、一般管理员和普通用户，权限管理模块将根据输入账号和密码等信息进行判别，确定登陆者的身份信息。相应的，将区域导航页设置成包括预设的分别对应高级管理员的区域导航页、对应一般管理员的区域导航页以及对应普通用户的区域导航页的导航页。其中，高级管理员的区域导航页：可查看所有冷库的基本信息，包括冷库号、冷库在线状态、冷库的操作模式和冷库内智能设备的状态；可查看冷库的阈值，并且可修改；可查看当前冷库的上次消毒时间，并且可将该冷库的历史消毒时间数据以时序数据导出；可查询冷库内环境参数，并且可将数据以时序数据导出；可控制冷库，即可更改冷库的操作模式，且在平台手动模式下，可控制制冷和气体调节状态。一般管理员的区域导航页：可查看属于自己负责区域内的冷库的基本信息，包括冷库号、冷库在线状态、冷库的操作模式和冷库内智能设备的状态；可查看属于自己负责区域内的冷库的阈值，并且可修改；可查看属于自己负责区域内的冷库的上次消毒时间，并且可将该冷库的历史消毒时间数据以时序数据导出；可查看属于自己负责区域内的冷库的环境参数，并且可将数据以时序数据导出；可控制属于自己负责区域内的冷库，即可更改冷库的操作模式，且在平台手动模式下，可控制制冷和气体调节状态。普通用户的区域导航页：可查看属于自己区域内的冷库的基本信息，包括冷库号、冷库在线状态和冷库内智能设备的状态；可查看属于自己区域内的冷库的上次消毒时间，并且可将该冷库的历史消毒时间数据以时序数据导出；可查看属于自己区域内的冷库的环境参数，并且可将数据以时序数据导出。在具体实施过程中，智能冷库运营管理系统的使用者面向冷库超级管理人员，普通管理人员，普通用户，所以用户数量相对较多，数据被访问的频度会相对较大，流量也相对较大。并在采集数据的时候，时间间隔不会太长，由1分钟到30分钟，同时会由平台实时监听所采集的数据，下发相对应的指令。
因此，在与上述中的智能冷库运营管理系统配合下，本实施例提供的数字化智能冷藏保鲜系统能够根据所储存农产品品种的不同，自动调节冷库内部温度，湿度，主要气体浓度（氧浓度、二氧化碳浓度、乙烯浓度等）并且实现冷库数字化管理与信息共享，在实现减少能源损耗的同时达到更好的农产品储存保鲜效果，并且提升其管理效率和业务经营能力，具体有如下技术效果：
（1）针对多批次出入库实现自动统计分析，并生成相关报表便于管理。
（2）针对产地冷库由于入库出库的农产品：小批量、多批次、同种不同权属间货物辨识度低、权属关系多变、出入库时间灵活的特点，电子仓单和智能冷库运营管理系统帮助存货人和冷库管理人员明晰权属，做到信息实时同步，提高运营效率。
（3）分区温湿度可视化模块，实现对库内各个仓储区的温湿度状态进行实时监控与阈值管理，配合数字化智能冷藏保鲜系统将农产品损耗降到最小。
（4）通过气体调节模块，实现对库内气体环境的精准管控，有效杜绝因二氧化碳浓度过高或乙烯气体累积做造成的诸如：“黑心病”、“褐斑病”、“虎皮病”等病变，最大化的保障果品品质，使果品在仓储环境中实现良好的休眠状态，延长果品的货架期。
（5）即便是专业气调冷库，其脱氧效率普遍较低，达到标准浓度所需时间较长和能耗较大，且无法做到有效的实时气体监测，难以有效降低农产品呼吸强度，使其进入休眠状态，以起到提升保鲜品质和延长货架期的作用。
（6）相对于市面上的专业气调库，配备消毒设备，可实现对库内环境进行实时消毒，最大化的保障果品的品质安全。
（7）智能冷库运营管理系统实现了对库内环境的直观了解，无须频繁出入冷库即可远程掌握库内各个仓储区的环境参数，有效降低维护成本，并且杜绝相关人员安全隐患。
（8）对冷库所储存的果品进行周期性品质检验，并提供科研机构的技术支持，做到科学管理，有效累积优化果品仓储技术。
Claims (7)
1.一种数字化智能冷藏保鲜系统，其特征在于，包括：
环境感知器组，所述环境感知器组包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、氧气传感器、乙烯传感器和臭氧传感器；
制冷设备；
气体调节设备；
消毒设备；以及
控制主机，所述控制主机的信号输入端连接所述环境感知器组，所述控制主机的信号输出端连接所述制冷设备、气体调节设备和消毒设备。
2.根据权利要求1所述的数字化智能冷藏保鲜系统，其特征在于，所述数字化智能冷藏保鲜系统还包括显示设备，所述控制主机的信号输出端连接所述显示设备。
3.根据权利要求1所述的数字化智能冷藏保鲜系统，其特征在于，所述数字化智能冷藏保鲜系统还包括无线通信器，所述控制主机的通信端连接所述无线通信器。
4.根据权利要求1所述的数字化智能冷藏保鲜系统，其特征在于，所述数字化智能冷藏保鲜系统包括至少两个所述环境感知器组，用于分别设置在冷库中的不同位置。
5.根据权利要求1所述的数字化智能冷藏保鲜系统，其特征在于，所述消毒设备为臭氧发生器。
6.根据权利要求1所述的数字化智能冷藏保鲜系统，其特征在于，所述制冷设备包括制冷控制器、制冷风机和压缩机。
7.根据权利要求1所述的数字化智能冷藏保鲜系统，其特征在于，所述气体调节设备包括碳分子筛、除氧催化装置、超声水雾装置、气体管道和循环风机。
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