冷藏车监控系统设计与开发方法

摘 要：随着物联网的不断进步与发展，越来越多的消费者选择通过线上各种渠道购买各类食物，由于现在国内冷藏运输技术方面还存在一定的问题，使得食物在运输过程中可能发生腐败而失去其食用价值，造成一定的损失。为了解决这一问题，保证冷藏运输过程中食物的质量，本文设计了一种冷藏车监控系统，车载终端的物理信息和位置信息会实时更新并发送至移动客户端，从而方便工作人员了解和掌握冷藏车的移动轨迹和车内的温度、湿度等物理信息并进行及时调整，以期有效减少运输过程中的损失，同时也为其它监控系统的设计与开发提供一定的思路。

关键词：物联网;冷藏车;监控系统;移动客户端

1.     国内冷藏车监控系统现状

目前国内冷藏车监控系统的整体情况是冷藏车监控系统未形成完整体系，各种监控手段不能很好的相互配合使用，彼此之间存在功能重叠或某些方面存在缺陷的问题。具体来说表现在以下三个方面：

第一， 监控系统操作困难，某些监控系统一味追求功能多样化造成操作复杂以及冷藏车驾驶者的文化水平及严重限制了冷藏车监控系统的使用;目前主要通过冷藏车上的 PLC 对冷藏车上的车载冷冻设备进行控制，远程控制冷冻设备难以实现，这大大地限制了冷冻车实现大规模自动化的监控。

第二， 通信技术不先进，当前主要进行的是以电话和无线电台为主的传统语音通信方式，存在实时性差以及通信费用高的缺点，记录的数据难以及时进行传播和备份工作。这样的数据处理方式增加了物流企业的成本，一定程度上限制了物联网的发展。

第三， 车辆定位不便，监控中心的调度工作严重受到对车辆实时跟踪定位的影响，但冷藏车的用途决定了它必须长期处于移动状态中，这就使得监控中心调度不便。

综上所述，目前的冷藏车监控系统还有很大的提升空间。

2.     冷藏车监控系统设计与开发方法

2.1    监控系统终端设计

监控系统终端主要是车载的硬件设备，分为采集模块、传输模块和处理模块。采集模块是含有一个电容式感湿元件和一个高准确度的测温软件的温湿度传感器。该模块主要用于冷藏室内温度和湿度的测量，是整套装置的感受器。传输模块是利用移动通讯商提供的 GSM/ GPRS 网络信号将数据采集模块产生的数据传输到数据监控中心的装置，冷藏车的位置则可以利用北斗卫星导航系统直接传输到监控中心。处理模块是利用大数据和人工智能对来自数据传输系统的数据进行分析和处理，其重要性就和人体的大脑一样。如果采集的冷藏车内的温度和湿度等数据超过系统的预设值，控制中心的终端处理器就会判定为异常情况并向监控中心的控制人员发出警报信号，并调节冷藏车内的设备使温度等恢复正常。

2.2    移动客户端设计

移动客户端主要指以智能手机和笔记本电脑显示为主的客户查看端。值得注意的是，数据采集模块监控系统中的所有数据都需要上传到服务器进行保存和备份，但是只有经过数据控制中心的数据处理模块分析和处理后的最终数据才会被发到安卓系统的移动客户端以及因特尔系统的PC 端，这个过程依据的主要是 Socket 通信通过从服务器下载数据，这里对传输数据安全的保障需要依靠冷藏车监控系统开发企业和冷藏车使用客户通过签订数据传输协议来实现。移动客户端实现了移动终端用户对冷藏车实时动态信息的得到，而利用智能手机作为终端客户获得数据方式也大大地便利了用户对冷藏车监控系统的使用。

2.3    系统整体流程设计

针对机械冷藏车的远程监控系统，整体中各部分的正常运转必须得到保障。整个系统在首次开始后需要进行系统初始化，初始化过程包括时钟时间设定、GPRS 模块的开启和使用、Flash 模块的使用。系统在进行初始化之后，主机开始进入主循环中，这时在冷冻车上的冷冻设备开始工作，冷冻室内的监控设备首先开始利用射频卡扫描采集信息，然后通过信息传输模块将信息传到控制中心的终端系统，服务器的终端系统对首次传入的信息进行分析和综合，并将该信息进行备份到数据库后传至移动端。移动客户在此时应该等待接收查询消息，查询的消息是通过串口接收的中断实现的，移动端客户获得消息后，最重要的需要关注的是各模块传输的信息是否完整。移动客户端收集到的首次测试的信息应该包括以下几种。冷冻车的运行参数，制冷机组当前的工作状态，以及各线路中信号的传输情况。在该调度过程中，地图是保障成功的关键因素。这里说的地图应该含有放大，缩小，平移，长度测量，地图刷新，搜索等功能。使用过的地图数据需要上传至数据库进行备份和保存。

在上述过程中，起到辅助作用的是实时时钟和 Flash 模块，该过程对实时性要求较高。实时性的保证是经过卫星通信和 GSM 通信实现的。在卫星通信线路中，需要将数据传至卫星再利用卫星网管中心传抵控制中心， 该过程可能会有一定的时间延迟。GSM 通信则可以缓解这个问题，减小时间延迟以保证移动客户端获得的数据具有时效性。延时太长的消息对于使用者来说的意义很小，不能及时对冷藏车出现的故障发现和排除极有可能会造成运输物资的腐败变质。

保障系统的可靠性对整个过程也十分重要。他需要对系统硬件经过严格的低温测试，以保证硬件系统能在低温环境中稳定的工作。为保障信息的正常通信，我们需要进行重连，超时，回执，重发等机制。在控制中心的监控终端设备上还应该有校验机制，以保证消除错误的代码，保证所监测获得的数据的准确性。

3.     结语

本系统采用数据采集，数据传输和数据处理结合的方式对冷藏物流中冷藏室内各物理状态的监控以及可能出现的故障的处理，系统对所测数据的备份和处理依托人工智能和大数据，对数据分析的结果和结论会发送到移动客户端。在总体设计成本和數据的准确性上较有优势。

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作者简介：

罗中奎（1986.04.20）性别：男、名族：汉、籍贯：安徽省阜阳市颖州区、学历：大专、职称：助理工程师、研究方向：冷藏车。