基于物联网技术的冷藏车智能监控系统

2010-09-13李洋张永辉

通信技术 2010年11期

李洋, 张永辉

(海南大学信息科学技术学院,海南海口 570228)

0 引言

近年来食品药品安全事故不断出现,人们对日常生活中的食品药品安全问题也格外重视,特别是水果、奶制品和肉类食品的保鲜问题更是广受关注。冷藏车运输是冷链运输过程中的一个重要环节,在这一环节中,有必要对冷藏车箱内的温湿度状况、箱门的开关状态和冷藏车所在位置做到实时监控,以确保货物的质量安全,实现全程可追溯[1-2]。

物联网概念近几年得到迅速的发展与广泛应用,物联网技术是将各种信息传感设备,如 RFID装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等与互联网结合起来,形成一个巨大的网络,在物流运输行业得到广泛的应用[3-4]。

系统基于物联网的概念,利用先进的 RFID技术、传感器技术、GPRS/GPS技术等无线通信技术共同与互联网组成一个冷藏车远程监控的智能系统,可以实时监控冷藏车箱内的温湿度、门开关状态、货物信息及定位车辆位置,实现整个运输过程的全程监控与可追溯。

1 智能监控系统设计方案

图 1 系统组成

冷藏车因其运输范围广,且有些还在环境较恶劣的地区,导致运输过程中管理困难。运输的货物又大都是新鲜肉类、水果、蔬菜及乳制品、冷饮、保健食品等,对箱内的环境要求很高。结合冷藏车运输过程的以上特点,设计出一个基于物联网技术的冷藏车远程智能监控系统,系统实行模块化设计,由多点温湿度采集模块、门开关监控装置、RFID模块、车内监控模块、GPRS/GPS模块、无线通信网络、远程监控中心组成,系统组成框图如图 1。系统以先进的物联网技术为依托,结合现有的传感器技术和无线通信技术,达到实时准确的监控目的。通过高性能的温湿度传感器构成温湿度采集模块用于实时读取车箱内的温度、湿度数据。为测得箱内分布温湿度数据,可以根据实际需要在箱内不同地方放置多个温湿度采集模块。门开关监控装置用于监控箱门开关状态,避免运输过程中的货物流失。通过先进的 RFID技术,在货物上贴电子标签,标签上录入货物的相关信息,箱门旁装置RFID阅读器,在货物装车或卸车时RFID阅读器感应货物信息。温湿度数据、门开关状态和RFID信息都通过 RS-485总线发送到冷藏车驾驶舱内监控模块显示屏上,供驾驶舱内随车人员查看和管理,冷藏车位置由GPS定位卫星定位跟踪,将返回的定位信息同温湿度数据、门开关状态及货物信息通过 GPRS网络和互联网传到远程监控中心,在远程监控中心终端上利用智能分析软件实时显示冷藏车箱内温湿度数据、门开关状态和货物信息,对冷藏车所在位置进行定位跟踪,以实行智能监控管理,整个系统构成一个实时、智能的物联网。

2 冷藏车内监控中心

冷藏车上多点温湿度采集模块、门开关监控装置和RFID阅读器、GPRS/GPS模块与车内的监控模块组合在一起可以看作是冷藏车内的监控中心,系统框图如图 2。箱内读取的温度、湿度数据、门开关状态和货物信息通过 RS-485总线发送到驾驶舱内的监控模块上,同时通过GPS定位卫星返回定位信息确定冷藏车所在位置,在监控模块液晶屏上实时显示温湿度数据、门开关状态和货物信息及冷藏车位置信息。并且监控模块上有报警装置,当车箱内温湿度数据超出预设数值上限或低于下限时,自动向随车人员、远程监控中心报警,随车人员做出相应处理。车内还安装紧急求救开关,遇到特殊事件时,只要车内人员按下紧急开关,远程监控中心就知道该冷藏车需要援助。车内监控模块读取冷藏车上一切信息的同时,也通过 GPRS模块把车内的一切信息发送到远程监控中心。

图2 冷藏车内监控系统

2.1 温湿度采集模块

温湿度采集模块用于读取冷藏车箱内的温度、湿度。利用SHT10高性能温湿度传感器构成的温湿度采集模块具有响应时间快、采集数据精度高和采集范围大的特点,其温度测量范围是-40℃～+123.8℃,温度测量精度：±0.5℃,湿度测量范围是 0%RH～100%RH,湿度测量精度：±4.5%RH,满足测试冷藏车运输过程中车箱内环境状况的要求。根据实际情况在车箱内不同位置安装多个温湿度采集模块,可以同时多点采集车箱内温湿度。各个模块采集到的数据都通过RS-485总线传到冷藏车内监控中心。

2.2 门开关监控模块

为了避免在运输过程中由于箱门的非正常开关造成的货物损失,需要对车箱门开关状态进行实时地监控。门开关状态监控装置利用霍尔传感器探测冷藏车箱门的开关状态,对冷藏车箱整个供应过程中的每次车箱门开关的时间地点等相关信息进行记录,并随时将这些关键信息传送给到远程监控中心。

2.3 RFID模块

RFID俗称电子标签,是一种简单的无线系统,系统由一个阅读器和很多标签组成,是物联网技术的重要组成部分,广泛用于货物的信息交换、检测和跟踪。该系统利用该技术在所运货物上贴电子标签,并将标签号、货物相关信息录入到标签上,在箱门旁装 RFID阅读器,在装入或卸载货物时,货物都会被RFID阅读器识别,从标签上读取的信息通过 RS-485总线发送监控模块并传到远程监控中心,远程监控中心人员通过查看传来的数据随时了解箱内货物境况。

3 远程监控中心

冷藏车内监控中心可经无线通信网络与Internet网连接到远程监控中心,远程监控中心对冷藏车进行实时监控。远程监控中心的监控终端利用智能分析软件设计人性化监控界面,对传来的数据在界面上输出,对各辆冷藏车的数据进行实时显示,报警、处理和记录、打印,确定每辆冷藏车所在位置。同时监控装入和卸载货物信息量,记录装入和卸载时间、货物的信息,确定货物运输过程中的安全状况。当冷藏车运输过程中有不正常操作时,远程监控中心报警提示,整个系统做到智能化、信息化监控。