CN215639569U - 一种基于物联网技术的柑橘仓储品质气体监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于物联网技术的柑橘仓储品质气体监测系统，其特征在于，包括气体检测装置、云管理系统、App端和网页端；气体检测装置置于待监测柑橘仓储中，所述气体检测装置包括电源供电模块、主控模块、环境监测模块、显示模块、存储模块、定位及4G信号传输模块；所述主控模块与其他模块间信号连接，且利用定位及4G信号传输模块与云管理系统之间实现信息传输，网页端从云管理系统中获取数据信息，生成柑橘仓储地图；App端从云管理系统中获取数据信息，并对气体检测装置气体检测装置的工作状态进行远程控制。

Description

一种基于物联网技术的柑橘仓储品质气体监测系统

技术领域

本实用新型属于农产品品质无损检测技术领域，具体涉及一种基于物联网技术的柑橘仓储品质气体监测系统及方法，通过检测贮藏过程中柑橘散发气体变化从而达到监测柑橘仓储品质的目的。

背景技术

柑橘不仅有很高的营养价值还有一定的药用价值，因此深受人们喜爱。我国是柑橘生产大国，柑橘资源丰富，品类繁多，种植面积和产量均居世界第一。但我国柑橘的损毁率和其他发达国家比较高，出现这个问题的原因除了自然灾害和运输损害，更主要是由于柑橘在贮藏过程中易患传染病并且没有得到及时处理。我国对于仓储柑橘劣变监测手段落后，无法对内部品质损坏的柑橘进行及时的筛选并且信息传达不及时，导致发现患病柑橘时已经造成大部分感染，损失惨重。经研究发现，仓储过程中的柑橘在发生劣变过程中最先出现的特征是散发的气体发生明显变化，如乙醇、乙烯、挥发性有机物等，因此开发基于无损检测技术的在仓储环境中柑橘劣变监测方法就显得尤为迫切。

经检索，目前没有基于气体变化无损检测技术检测柑橘在贮存过程中的品质变化，为对于成熟水果内部品质检测的方法大多使用的是近红外光谱或者光声光谱来完成。公开号 CN202010801832.9的实用新型专利公开了果蔬技术检测领域的一种与智能手机相匹配的果蔬内部品质检测，使用的是微型光谱传感器采集光谱数据后使用云端数据库预载的标准理化值和光谱矩阵预测模型算计出内部品质的预测值，达到对水果内部品质进行检测的目的；公开号为CN104777129A的实用新型专利公开了一种基于可见近红外光谱的柑橘类水果内部品质在线检测装置，分别通过理化试验获得柑橘的糖度，通过光谱检测获取柑橘的光谱信息，再将两者信息融合后，形成有效的柑橘内部品质检测模型，从而实现柑橘内部品质的在线无损检测；公开号为CN104849321A的实用新型专利公开了一种基于嗅觉指纹图谱快速检测柑橘品质的方法，通过随机森林模型建立电子鼻传感器的嗅觉指纹信息与柑橘汁中的维生素C、总酸、总糖的定量预测模型，预测待测柑橘汁中的维生素C、总酸、总糖其中近红外光谱检测方法不适合于大批量的储藏跟踪监测，而所述电子鼻监测方法属于有损监测，无法应用于仓储环境中。

气体检测可以以特定的传感器和模式识别系统快速提取被测样品整体信息，具有高灵敏度、可靠性和重复性，可以对仓储环境中的柑橘品质进行量化分析，对一些成分快速定性定量，实现了由仪器“嗅觉”对产品进行客观分析。物联网技术可以快速的将结果传达至管理员，并且生成仓储地图，能够更加直观快捷的了解当前仓储情况。气味检测和物联网技术的结合是一种便捷客观的品质检测及监测方法，在食品、农产品检测领域拥有广阔的应用前景。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的不足，本实用新型提出了一种基于物联网技术的柑橘仓储品质气体监测系统及方法，可在不破坏柑橘的情况在线监测柑橘的品质的变化，并及时的进行信息分享。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种基于物联网技术的柑橘仓储品质气体监测系统，包括气体检测装置、云管理系统、 App端和网页端；气体检测装置置于待监测柑橘仓储中，所述气体检测装置包括电源供电模块、主控模块、环境监测模块、显示模块、存储模块、定位及4G信号传输模块；所述主控模块与其他模块间信号连接，且利用定位及4G信号传输模块与云管理系统之间实现信息传输，网页端从云管理系统中获取数据信息，生成柑橘仓储地图；App端从云管理系统中获取数据信息，并对气体检测装置气体检测装置的工作状态进行远程控制。

进一步，所述电源供电模块由锂电池、电源适配器、电源充电接口和电量显示模块组成；220V的市电经过电源充电接口到电源适配器转化成气体检测装置可用的24V供电电压，并分别给可充电的锂电池充电和气体检测装置的各个模块供电，电量显示模块连接锂电池的放电口，实时显示锂电池当前剩余电量。

进一步，环境检测模块包括电路板以及集成在电路板上的温湿度传感器和多种气体传感器组成。

进一步，气体传感器包括二氧化碳气体传感器、挥发有机物气体传感器、乙烯气体传感器、乙醇气体传感器；

进一步，环境检测模块还设有预留传感器接口。

进一步，主控模块包括电路板和集成在电路板上的电源供电接口、微控处理器、连接接口；主控模块通过电源供电接口连接电源模块，由电源模块向主控模块供电。

进一步，存储模块，用于存储仓储环境气体浓度信息、仓储环境温湿度信息和对应时间信息；且存储模块配有USB接口；

进一步，定位及4G信号传输模块包括微控处理器、GPS定位天线和4G信号传输天线，GPS定位天线和4G信号传输天线分别信号连接微控处理器。

进一步，将上述电源供电模块、主控模块、环境监测模块、显示模块、存储模块、定位及4G信号传输模块集成在壳体内，形成气体检测装置。同时在壳体上设有进风扇和排风扇，进风扇和排风扇均与电源供电模块、主控模块连接，通过进风扇和排风扇加速气体检测装置内外气流循环，利用内部的环境监测模块对吸入的气体进行监测。

本实用新型的有益效果：

1.可以远程实时获取柑橘仓储过程中气体的变化从而监测柑橘的品质。

2.可以实现无人看管，在节约人力资源的同时可以降低管理员进入仓储环境导致窒息的风险。

3.通过App和Web产生的地图可以帮助仓库管理员直观即时的了解当前仓储库存情况，进行调货，极大的节约时间成本。

附图说明

图1是本实用新型监测系统总体结构示意图；

图2是本实用新型监测系统结构示意图；

图3是本实用新型气体检测装置装备示意图；

图4是本实用新型气体检测装置环境监测模块示意图；

图5是本实用新型气体检测装置主控模块示意图；

图6是本实用新型对新鲜柑橘监测主要传感器数据折线图；

图中：1.电源模块，1-1.锂电池；1-2.电源适配器；1-3.电源充电接口；1-4.电量显示模块；2.环境监测模块，2-1.备用传感器接口；2-2.二氧化碳传感器；2-3.挥发有机物传感器；2-4.乙烯传感器；2-5.乙醇传感器；2-6.温湿度传感器；3.主控模块；3-1.电源供电接口；3-2.微控处理器；3-3.连接接口；4.显示模块；5.存储模块；5-1.USB接口； 6.定位及4G信号传输模块；6-1.GPS定位天线；6-2.4G信号传输天线；7.进风扇；8.排风扇。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示的一种基于物联网技术的柑橘仓储品质气体监测系统，包括气体检测装置、云管理系统、App端和网页端。如图2所示的气体检测装置包括电源供电模块1、主控模块3、环境监测模块2、显示模块4、存储模块5、定位及4G信号传输模块6。其中，电源供电模块1由锂电池1-1、电源适配器1-2、电源充电接口1-3和电量显示模块1-4组成； 220V的市电经过电源充电接口1-3到电源适配器1-2转化成气体检测装置可用的24V供电电压，并分别给可充电的锂电池1-1充电和气体检测装置的各个模块供电，电量显示模块 1-4连接锂电池1-1的放电口，实时显示锂电池1-1当前剩余电量。

如图2、3和4，环境检测模块2包括电路板以及集成在电路板上的温湿度传感器2-6和多种气体传感器组成。气体传感器包括二氧化碳气体传感器2-2、挥发有机物气体传感器2-3、乙烯气体传感器2-4、乙醇气体传感器2-5，并有两个预留传感器接口2-1，环境检测模块2与主控模块3的之间信号相连。利用环境监测模块2监测环境中的气体变化和温湿度变化；并将所监测到的气体变化信息、温湿度变化信息输入主控模块3。

如图5主控模块3包括电路板和集成在电路板上的电源供电接口3-1、微控处理器3-2、连接接口3-3，主控模块3通过连接接口3-3分别连接控制环境监测模块2、显示模块4、存储模块5、定位和4G信号传输模块6；主控模块3通过电源供电接口3-1连接电源模块 1，由电源模块1向主控模块3供电。

显示模块4为显示屏，用于显示主控模块3传输的数据信息；包括4G信号强度信息、时间信息以及气体传感器采集的气体浓度信息。

存储模块5，用于存储仓储环境气体浓度信息、仓储环境温湿度信息和对应时间信息；且存储模块5配有USB接口5-1；存储模块5通过USB接口5-1可以插U盘读取数据。

定位及4G信号传输模块6包括微控处理器、GPS定位天线6-1和4G信号传输天线6-2， GPS定位天线6-1和4G信号传输天线6-2分别信号连接微控处理器。利用GPS定位天线 6-1可以定位当前气体检测装置的位置信息；利用4G信号传输天线6-2可以将微控处理器处理的数据信息通过发送至云管理系统。

网页端从云管理系统中获取数据信息，包括柑橘仓储温湿度信息、气体浓度信息和位置信息后进行显示，可以生成柑橘仓储地图，用户可以通过网页端对过去三十天内的数据信息进行查询和导出。

手机App端从云管理系统中获取数据信息，包括柑橘仓储温湿度信息、气体浓度信息以及位置信息后在手机端进行显示，生成柑橘仓储地图，用户可以通过App端对气体检测装置的工作状态进行远程控制。

另外，将上述电源供电模块1、主控模块3、环境监测模块2、显示模块4、存储模块5、定位及4G信号传输模块6集成在壳体内，形成气体检测装置。同时在壳体上设有进风扇7和排风扇8，进风扇7和排风扇8均与电源供电模块1、主控模块3连接，通过进风扇 7和排风扇8加速气体检测装置内外气流循环，利用内部的环境监测模块2对吸入的气体进行监测。

结合图6所示对新鲜柑橘监测主要传感器数据折线图，从图中可以看出，随着柑橘储藏天数的增加柑橘所产生的VOC气体、乙烯气体和乙醇气体都呈现上升趋势。

以上实施例仅用于说明本实用新型的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，本实用新型的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本实用新型所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于物联网技术的柑橘仓储品质气体监测系统，其特征在于，包括气体检测装置、云管理系统、App端和网页端；气体检测装置置于待监测柑橘仓储中，所述气体检测装置包括电源模块(1)、主控模块(3)、环境监测模块(2)、显示模块(4)、存储模块(5)、定位及4G信号传输模块(6)；所述主控模块(3)与其他模块间信号连接，且利用定位及4G信号传输模块(6)与云管理系统之间实现信息传输，网页端从云管理系统中获取数据信息，生成柑橘仓储地图；App端从云管理系统中获取数据信息，并对气体检测装置气体检测装置的工作状态进行远程控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的柑橘仓储品质气体监测系统，其特征在于，所述电源模块(1)由锂电池(1-1)、电源适配器(1-2)、电源充电接口(1-3)和电量显示模块(1-4)组成；220V的市电经过电源充电接口1-3到电源适配器(1-2)转化成气体检测装置可用的24V供电电压，并分别给锂电池(1-1)充电和气体检测装置的各个模块供电，电量显示模块(1-4)连接锂电池(1-1)的放电口，实时显示锂电池(1-1)当前剩余电量。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的柑橘仓储品质气体监测系统，其特征在于，环境监测模块(2)包括电路板以及集成在电路板上的温湿度传感器(2-6)和多种气体传感器组成。

4.根据权利要求3所述的一种基于物联网技术的柑橘仓储品质气体监测系统，其特征在于，气体传感器包括二氧化碳气体传感器(2-2)、挥发有机物气体传感器(2-3)、乙烯气体传感器(2-4)、乙醇气体传感器(2-5)。

5.根据权利要求3所述的一种基于物联网技术的柑橘仓储品质气体监测系统，其特征在于，环境监测模块(2)还设有预留传感器接口(2-1)。

6.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的柑橘仓储品质气体监测系统，其特征在于，主控模块(3)包括电路板和集成在电路板上的电源供电接口(3-1)、微控处理器(3-2)、连接接口(3-3)；主控模块(3)通过电源供电接口(3-1)连接电源模块(1)，由电源模块(1)向主控模块(3)供电。

7.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的柑橘仓储品质气体监测系统，其特征在于，存储模块(5)，用于存储仓储环境气体浓度信息、仓储环境温湿度信息和对应时间信息；且存储模块(5)配有USB接口(5-1)。

8.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的柑橘仓储品质气体监测系统，其特征在于，定位及4G信号传输模块(6)包括微控处理器、GPS定位天线(6-1)和4G信号传输天线(6-2)，GPS定位天线(6-1)和4G信号传输天线(6-2)分别信号连接微控处理器。

9.根据权利要求1-8中任意一项权利要求所述的一种基于物联网技术的柑橘仓储品质气体监测系统，其特征在于，将电源模块(1)、主控模块(3)、环境监测模块(2)、显示模块(4)、存储模块(5)、定位及4G信号传输模块(6)集成在壳体内，在壳体上设有进风扇(7)和排风扇(8)，通过进风扇(7)和排风扇(8)加速气体检测装置内外气流循环，利用内部的环境监测模块(2)对吸入的气体进行监测。

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