一种农产品冷链物流的智能化监控系统及方法

1.一种农产品冷链物流的智能化监控系统，其特征在于，它包括：工作设备系统、信息处理交换网关和车载控制系统三大部分；其中工作设备系统包括无线智能感知单元、环境空间可视化单元和智能调控设备单元，车载控制系统包括物流环境参数数据模块、无线智能感知设备状态信息数据模块、图像视频数据模块、智能调控设备工作指令信息数据模块和智能调控设备状态信息数据模块；无线智能感知单元依次与信息处理交换网关、物流环境参数数据模块相连，环境空间可视化单元依次与信息处理交换网关、图像视频数据模块相连，智能调控设备单元依次与信息处理交换网关、智能调控设备状态信息数据模块相连；
无线智能感知设备状态信息数据模块依次与信息处理交换网关、无线智能感知单元相连，智能调控设备工作指令信息数据模块依次与信息处理交换网关、智能调控设备单元相连；
工作设备系统和信息处理交换网关之间通过无线方式相连，车载控制系统和信息处理交换网关之间通过无线方式连接，无线方式包括但不限于GPRS、GSM、3G或4G；
所述的工作设备系统是整个农产品冷链物流的智能化监控系统的前端，负责实时反馈农产品从采集地到目的地整个农产品冷链物流过程中运输车厢环境和各个农产品包装内的各类环境参数数据；所述的无线智能感知单元负责实时采集并反馈贮运农产品物流车厢环境的温度、湿度、二氧化碳、乙烯数据和各个农产品包装内的温度、湿度、二氧化碳、乙烯数据，以及实时反馈无线智能感知单元中各工作设备的工作状况数据；所述的环境空间可视化单元负责实时采集并反馈农产品物流环境的图像视频数据和地理位置信息数据；所述的智能调控设备单元负责实时反馈农产品物流车上制冷设备、通风设备的工作状况数据；
所述的车载控制系统是整个农产品冷链物流的智能化监控系统的后端，负责接收前端工作设备系统中各个单元传输过来的各类数据信息，经过后台处理，将指令信息反馈给前端工作设备系统，从而进一步调控工作设备工作；所述的物流环境参数数据模块负责接收贮运农产品物流车厢环境的温度、湿度、二氧化碳、乙烯数据和各个农产品包装内的温度、湿度、二氧化碳、乙烯数据；所述的图像视频数据模块负责接收农产品物流环境的图像视频数据和地理位置信息数据；所述的智能调控设备状态信息数据模块负责接收农产品物流车上制冷设备、通风设备的工作状况数据；所述的无线智能感知设备状态信息数据模块负责发送无线智能感知设备参数设置和修改的指令；所述的智能调控设备工作指令信息数据模块负责发送制冷设备、通风设备的工作指令。
2.一种根据权利要求1所述的农产品冷链物流的智能化监控系统的监控方法，其特征在于，所述的车载控制系统作为后方平台，集成和汇总了所有设备参数、运行工况、物流环境温度、湿度、二氧化碳、乙烯、农产品包装内温度、湿度、二氧化碳、乙烯、农产品图像、物流环境实时图像一系列农产品物流过程中的综合信息，起到农产品物流全过程的实时监测；
具体包括：所述的无线智能感知单元将贮运农产品物流车厢环境的温度、湿度、二氧化碳、乙烯数据和各个农产品包装内的温度、湿度、二氧化碳、乙烯数据以及无线智能感知单元中各工作设备的工作状况数据通过无线网络传输到信息处理交换网关，再由信息处理交换网关通过无线网络把数据传输到车载控制系统的物流环境参数数据模块和无线智能感知设备状态信息数据模块；所述的环境空间可视化单元将农产品物流环境的图像视频数据和地理位置信息数据通过无线网络传输到信息处理交换网关，再由信息处理交换网关通过无线网络把数据传输到车载控制系统的图像视频数据模块；所述的智能调控设备单元将农产品物流车上制冷设备、通风设备的工作状况数据通过无线网络传输到信息处理交换网关，再由信息处理交换网关通过无线网络把数据传输到车载控制系统的智能调控设备状态信息数据模块和智能调控设备工作指令信息数据模块。
3.根据权利要求2所述的监控方法，其特征在于，所述的车载控制系统内嵌专家知识库系统，在收集到前端工作设备系统传输的数据后，对数据进行二次判断，根据农产品的保鲜条件输出相应的处理决策意见，对车载制冷设备、通风设备和气体环境进行干预，主动调控农产品物流环境；具体包括：根据无线智能感知单元中各工作设备的工作状况数据，车载控制系统可判断无线智能感知设备是否正常工作，同时车载控制系统可通过无线智能感知设备状态信息数据模块输出无线智能感知设备参数设置和修改的指令；车载控制系统可根据物流环境参数数据和制冷设备、通风设备的工作状况数据判断物流环境参数是否正常、制冷通风设备是否正常工作、是否发生故障，进一步的利用专家知识库系统，输出调控制冷设备、通风设备的工作指令到智能调控设备工作指令信息数据模块，再由智能调控设备工作指令信息数据模块通过无线网络传输到信息处理交换网关，由信息处理交换网关通过无线网络把指令传输给智能调控设备单元，完成相应制冷设备通风设备的工作调控过程。

一种农产品冷链物流的智能化监控系统及方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及农产品冷链物流品质维持与质量安全控制技术领域，特别是一种农产品冷链物流的智能化监控系统及方法。\n背景技术\n[0002] 以果蔬为代表的易腐农产品是人们日常生活中不可缺少的食品和副食品。我国是世界第一大易腐农产品生产国，蔬菜产量高达4.5 亿吨，果品总产量已超过6000万吨。由于农产品产后技术与装备的研究和资金投入的严重不足，导致我国农产品产后处理体系严重落后于产业需求，农产品物流损失也高居全球榜首，每年在贮藏、运输当中变质的果蔬占总产量的25-30%，造成巨大浪费。\n[0003] 现有农产品冷链物流的环境监测模式大部分还是比较单一，并且在实施方式上存在着局限性，如中国发明申请CN103135640A公开了基于北斗系统的绿色储运与冷链物流监管系统及方法，该监管系统是基于北斗定位系统的远程监控管理系统，其运算和管理方式借助于远程系统和查询平台，这对于动态运输且实时性要求较高的农产品冷链物流来说具有一定的缺陷：其一，该系统采集的所有数据均需要统一上传至远程监控系统进行管理，在环境条件较恶劣或者卫星信号接收中断、无法接收的情况下，该系统就无法与处于上端的远程监控平台通信，导致数据信息无法及时上传，从而导致远程管理系统的不作为；其二，该系统主要通过超值非正常报警以实现人员警示作用，其依赖于远程监控管理系统的人为干预和各设备生产厂家及物流公司的程度较高，这对于实时性要求较高的农产品保鲜冷链运输来说还是存在着一定的时间滞后；其三，该系统只在温度达到临界的上下限值时才启动相应的制冷设备进行降温制冷，而对于实时环境的控制来说则过于粗放，农产品冷链运输讲究的是冷藏保鲜，且不同农产品的保鲜条件各不相同，如果单一的采用同一种温度上下限报警模式，则农产品品质就无法保证。\n发明内容\n[0004] 为了克服现有农产品物流环境监测模式的不足，本发明公开了一种农产品冷链物流的智能化监控系统及方法；该系统是一种内嵌专家分析系统的车载智能化管理系统，能自动实时将前端数据信息和后端分析控制结合起来，无需物流驾驶员等其他人为措施干预，该系统包括工作设备系统、信息处理交换网关和车载控制系统三大部分。\n[0005] 所述的工作设备系统包括无线智能感知单元、环境空间可视化单元和智能调控设备单元；所述的车载控制系统包括物流环境参数数据模块、无线智能感知设备状态信息数据模块、图像视频数据模块、智能调控设备工作指令信息数据模块和智能调控设备状态信息数据模块。无线智能感知单元依次与信息处理交换网关、物流环境参数数据模块相连，环境空间可视化单元依次与信息处理交换网关、图像视频数据模块相连，智能调控设备单元依次与信息处理交换网关、智能调控设备状态信息数据模块相连；无线智能感知设备状态信息数据模块依次与信息处理交换网关、无线智能感知单元相连，智能调控设备工作指令信息数据模块依次与信息处理交换网关、智能调控设备单元相连。所述的工作设备系统和信息处理交换网关之间通过无线方式相连，车载控制系统和信息处理交换网关之间通过无线方式连接，无线方式包括但不限于GPRS、GSM、3G和4G。附图所示虚线箭头不代表传输通道数量，只示意无线网络中的数据传递方向。\n[0006] 所述的工作设备系统是整个农产品冷链物流的智能化监控系统的前端，负责实时反馈农产品从采集地到目的地整个农产品冷链物流过程中运输车厢环境和各个农产品包装内的各类环境参数数据；具体包括：所述的无线智能感知单元负责实时采集并反馈贮运农产品物流车厢环境的温度、湿度、二氧化碳、乙烯数据和各个农产品包装内的温度、湿度、二氧化碳、乙烯数据，以及实时反馈无线智能感知单元中各工作设备的工作状况数据；所述的环境空间可视化单元负责实时采集并反馈农产品物流环境的图像视频数据和地理位置信息数据；所述的智能调控设备单元负责实时反馈农产品物流车上制冷设备、通风设备的工作状况数据。\n[0007] 所述的车载控制系统是整个农产品冷链物流的智能化监控系统的后端，负责接收前端工作设备系统中各个单元传输过来的各类数据信息，经过后台处理，将指令信息反馈给前端工作设备系统，从而进一步调控工作设备工作；具体包括：所述的物流环境参数数据模块负责接收贮运农产品物流车厢环境的温度、湿度、二氧化碳、乙烯数据和各个农产品包装内的温度、湿度、二氧化碳、乙烯数据；所述的图像视频数据模块负责接收农产品物流环境的图像视频数据和地理位置信息数据；所述的智能调控设备状态信息数据模块负责接收农产品物流车上制冷设备、通风设备的工作状况数据；所述的无线智能感知设备状态信息数据模块负责发送无线智能感知设备参数设置和修改的指令；所述的智能调控设备工作指令信息数据模块负责发送制冷设备、通风设备的工作指令。\n[0008] 所述的车载控制系统作为后方平台，集成和汇总了所有设备参数、运行工况、物流环境温度、湿度、二氧化碳、乙烯、农产品包装内温度、湿度、二氧化碳、乙烯、农产品图像、物流环境实时图像等一系列农产品物流过程中的综合信息，起到农产品物流全过程的实时监测；具体包括：所述的无线智能感知单元将贮运农产品物流车厢环境的温度、湿度、二氧化碳、乙烯数据和各个农产品包装内的温度、湿度、二氧化碳、乙烯数据以及无线智能感知单元中各工作设备的工作状况数据通过无线网络传输到信息处理交换网关，再由信息处理交换网关通过无线网络把数据传输到车载控制系统的物流环境参数数据模块和无线智能感知设备状态信息数据模块；所述的环境空间可视化单元将农产品物流环境的图像视频数据和地理位置信息数据通过无线网络传输到信息处理交换网关，再由信息处理交换网关通过无线网络把数据传输到车载控制系统的图像视频数据模块；所述的智能调控设备单元将农产品物流车上制冷设备、通风设备的工作状况数据通过无线网络传输到信息处理交换网关，再由信息处理交换网关通过无线网络把数据传输到车载控制系统的智能调控设备状态信息数据模块和智能调控设备工作指令信息数据模块。\n[0009] 所述的车载控制系统内嵌专家知识库系统，在收集到前端工作设备系统传输的数据后，对数据进行二次判断，根据农产品的保鲜条件输出相应的处理决策意见，对车载制冷设备、通风设备和气体环境进行干预，主动调控农产品物流环境；具体包括：根据无线智能感知单元中各工作设备的工作状况数据车载控制系统可判断无线智能感知设备是否正常工作，同时车载控制系统可通过无线智能感知设备状态信息数据模块输出无线智能感知设备参数设置和修改的指令；车载控制系统可根据物流环境参数数据和制冷设备、通风设备的工作状况数据判断物流环境参数是否正常、制冷通风设备是否正常工作、是否发生故障，进一步的利用专家知识库系统，输出调控制冷设备、通风设备的工作指令到智能调控设备工作指令信息数据模块，再由智能调控设备工作指令信息数据模块通过无线网络传输到信息处理交换网关，由信息处理交换网关通过无线网络把指令传输给智能调控设备单元，完成相应制冷设备通风设备的工作调控过程。\n[0010] 工作设备系统是整个农产品冷链物流的智能化监控系统的前端，车载控制系统是整个农产品冷链物流的智能化监控系统的后端，信息处理交换网关在传输层实现了监控系统前后端的数据传输。\n[0011] 本发明的有益效果：该系统对农产品物流相关的环境和设备运行工况数据进行全面的实时监控，对农产品物流环境内的车厢空气温度、车厢空气湿度、农产品温度、农产品湿度、二氧化碳、乙烯以及产品图像等多项数据实现智能化监控，为农产品的高品质物流提供保障。同时，根据专家分析系统的农产品保鲜模型，及时实时对车载制冷设备和气体环境进行干预，主动调整农产品的储藏和运输环境，保证农产品在储藏和运输过程中的品质。\n附图说明\n[0012] 附图1是一种农产品冷链物流的智能化监控系统的结构示意图。\n[0013] 图中，工作设备系统1、无线智能感知单元2、环境空间可视化单元3、智能调控设备单元4、信息处理交换网关5、车载控制系统6、物流环境参数数据模块7、无线智能感知设备状态信息数据模块8、图像视频数据模块9、智能调控设备工作指令信息数据模块10和智能调控设备状态信息数据模块11。\n具体实施方式\n[0014] 如附图1所示，一种农产品冷链物流的智能化监控系统包括工作设备系统1、信息处理交换网关5和车载控制系统6三大部分；其中工作设备系统1包括无线智能感知单元\n2、环境空间可视化单元3和智能调控设备单元4，车载控制系统6包括物流环境参数数据模块7、无线智能感知设备状态信息数据模块8、图像视频数据模块9、智能调控设备工作指令信息数据模块10和智能调控设备状态信息数据模块11。无线智能感知单元2依次与信息处理交换网关5、物流环境参数数据模块7相连，环境空间可视化单元3依次与信息处理交换网关5、图像视频数据模块相连9，智能调控设备单元4依次与信息处理交换网关5、智能调控设备状态信息数据模块11相连；无线智能感知设备状态信息数据模块8依次与信息处理交换网关5、无线智能感知单元2相连，智能调控设备工作指令信息数据模块10依次与信息处理交换网关5、智能调控设备单元4相连。\n[0015] 工作设备系统1负责实时反馈农产品从采集地到目的地整个农产品冷链物流过程中运输车厢环境和各个农产品包装内的各类环境参数数据；具体包括：无线智能感知单元2负责实时采集并反馈贮运农产品物流车厢环境的温度、湿度、二氧化碳、乙烯数据和各个农产品包装内的温度、湿度、二氧化碳、乙烯数据，以及实时反馈无线智能感知单元中各工作设备的工作状况数据；环境空间可视化单元3负责实时采集并反馈农产品物流环境的图像视频数据和地理位置信息数据；智能调控设备单元4负责实时反馈农产品物流车上制冷设备、通风设备的工作状况数据。\n[0016] 车载控制系统6负责接收前端工作设备系统1中各个单元传输过来的各类数据信息，经过后台处理，将指令信息反馈给前端工作设备系统1，从而进一步调控各类工作设备工作；具体包括：物流环境参数数据模块7负责接收贮运农产品物流车厢环境的温度、湿度、二氧化碳、乙烯数据和各个农产品包装内的温度、湿度、二氧化碳、乙烯数据；图像视频数据模块9负责接收农产品物流环境的图像视频数据和地理位置信息数据；智能调控设备状态信息数据模块11负责接收农产品物流车上制冷设备、通风设备的工作状况数据；无线智能感知设备状态信息数据模块8负责发送无线智能感知设备参数设置和修改的指令；智能调控设备工作指令信息数据模块11负责发送制冷设备、通风设备的工作指令。\n[0017] 无线智能感知单元2将贮运农产品物流车厢环境的温度、湿度、二氧化碳、乙烯数据和各个农产品包装内的温度、湿度、二氧化碳、乙烯数据以及无线智能感知单元中各工作设备的工作状况数据通过无线网络传输到信息处理交换网关5，再由信息处理交换网关5通过无线网络把数据传输到车载控制系统6的物流环境参数数据模块7和无线智能感知设备状态信息数据模块8；环境空间可视化单元3将农产品物流环境的图像视频数据和地理位置信息数据通过无线网络传输到信息处理交换网关5，再由信息处理交换网关5通过无线网络把数据传输到车载控制系统6的图像视频数据模块9；智能调控设备单元4将农产品物流车上制冷设备、通风设备的工作状况数据通过无线网络传输到信息处理交换网关5，再由信息处理交换网关5通过无线网络把数据传输到车载控制系统6的智能调控设备工作指令信息数据模块10和智能调控设备状态信息数据模块11。\n[0018] 根据无线智能感知单元2中各工作设备的工作状况数据，车载控制系统6可判断无线智能感知设备是否正常工作，同时车载控制系统6可通过无线智能感知设备状态信息数据模块8输出无线智能感知设备参数设置和修改的指令；车载控制系统6可根据物流环境参数数据和制冷设备、通风设备的工作状况数据判断物流环境参数是否正常、制冷通风设备是否正常工作、是否发生故障，进一步的利用专家知识库系统，输出调控制冷设备、通风设备的工作指令到智能调控设备工作指令信息数据模块10，再由智能调控设备工作指令信息数据10模块通过无线网络传输到信息处理交换网关5，由信息处理交换网关5通过无线网络把指令传输给智能调控设备单元4，完成相应制冷设备通风设备的工作调控过程。