冷链物流温度监测系统

摘要

本发明提供一种冷链物流温度监测系统，涉及冷链温度监测技术领域。该系统包括数据采集发送端和远程监控中心服务器端，数据采集发送端设置在冷链物流汽车的运输箱内，发送端包括采集器主站和多个采集节点；多个采集节点分布设置在运输箱内各个需要采集温度的节点处；采集器主站设置在车厢内；采集器主站的硬件包括微处理器、5G模组、LORA模组、GPS/BDS模组以及电源电路模块，采集器主站利用LORA模组与多个采集节点进行无线通信。本系统利用LORA与各个分节点进行通信，具有低功耗、延时短的特点，在不进行数据收发时可进入休眠状态，更大程度降低了工作功耗，同时由于加入了LORA的应用，解决了冷链车布线困难的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及冷链温度监测技术领域，具体涉及一种冷链物流温度监测系统。

背景技术

在工业生产、医疗管理、药品制备及运输等领域内，温度控制一直是产品质量保证的重要环节，例如冷藏、冷冻药品属于温度敏感性药品，在储藏及运输过程中需要专业的设备来保证温度的控制范围。由于冷链物流设备一般都是金属集装箱结构，存在信号屏蔽与干扰的情况，若是通过有线连接温度传感器，会极大增加检测前期的布点时间与难度，同时冷链物流设备中一般温度较低，会降低数据通讯模块中芯片、电池等电子元器件的性能。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种冷链物流温度监测系统，以解决冷链车温度监测的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供了一种冷链物流温度监测系统，该系统包括数据采集发送端和远程监控中心服务器端，数据采集发送端设置在冷链物流汽车的运输箱内，并且数据采集发送端包括采集器主站和多个采集节点；

所述多个采集节点分布设置在运输箱内各个需要采集温度的节点处，用于定时采集对应点处的温度并将采集数据返回给采集器主站；采集器主站设置在冷链物流汽车的车厢内，并且采集器主站由冷链物流汽车的汽车电瓶进行供电，采集器主站用于定时向各个采集节点请求数据并且将数据整合通过无线信号发送至远程监控中心服务器端；远程监控中心服务器端包括数据库和分析软件，远程监控中心服务器端用于对数据采集发送端发送来的数据进行接收存储、处理分析和实时显示；

采集器主站的硬件包括微处理器、5G模组、LORA模组、GPS/BDS模组以及电源电路模块，采集器主站利用LORA模组与所述多个采集节点进行无线通信。

可选地，采集器主站通过5G模组将数据发送至远程监控中心服务器端。

可选地，LORA模组经由无线数据通信模块获取所述多个采集节点的数据，无线数据通信模块包括LORA采集模块、温度采集模块、电池和电源电路；无线数据通信模块采用电池供电，温度采集模块为温度采集传感器，温度采集传感器采用温度采集芯片并且内置在各个采集节点电路上。

可选地，电池为锂电池。

可选地，LORA模组在非数据传输阶段进入休眠状态，其工作电流低至16uA，采用定时唤醒的方式将温度采集传感器的数据发送至LORA协调器，发送时电流在120mA以下。

可选地，温度采集传感器的数量范围为20个至32个；并且温度采集传感器在空间上均匀地分布在运输箱内。

可选地，温度采集传感器的数量为30个。

可选地，LORA模组通过LORA无线网关读取温度采集传感器的数据，数据采集发送端通过数据采集网关读取LORA无线网关的温度数据，并且数据采集发送端通过数据采集网关读取GPS/BDS模组的定位数据，以获取冷链物流汽车当前的轨迹以及车速，然后数据采集网关通过5G模组将数据上传至远程监控中心服务器端，从而实现30个温度点同时在线监测。

可选地，数据采集网关设定有第一预设警告值和第二预设警告值，第一预设警告值大于第二预设警告值，当采集到的温度大于第一预设警告值或者小于第二预设警告值时，数据采集网关发送警告。

可选地，在数据采集网关发送警告时，数据采集网关激活本地声光报警器，并且远程监控中心服务器端向指定人员的手机发送告警短信。

本发明的有益效果包括：

本发明提供的冷链物流温度监测系统包括数据采集发送端和远程监控中心服务器端，数据采集发送端设置在冷链物流汽车的运输箱内，并且数据采集发送端包括采集器主站和多个采集节点；所述多个采集节点分布设置在运输箱内各个需要采集温度的节点处，用于定时采集对应点处的温度并将采集数据返回给采集器主站；采集器主站设置在冷链物流汽车的车厢内，并且采集器主站由冷链物流汽车的汽车电瓶进行供电，采集器主站用于定时向各个采集节点请求数据并且将数据整合通过无线信号发送至远程监控中心服务器端；远程监控中心服务器端包括数据库和分析软件，远程监控中心服务器端用于对数据采集发送端发送来的数据进行接收存储、处理分析和实时显示；采集器主站的硬件包括微处理器、5G模组、LORA模组、GPS/BDS模组以及电源电路模块，采集器主站利用LORA模组与所述多个采集节点进行无线通信。本系统利用LORA与各个分节点进行通信，具有低功耗、延时短的特点，在不进行数据收发时可进入休眠状态，更大程度降低了工作功耗，同时由于加入了LORA的应用，解决了冷链车布线困难的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例提供的冷链物流温度监测系统的结构示意图；

图2示出了本发明实施例提供的采集器主站的结构示意图；

图3示出了本发明实施例提供的无线数据通信模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由于冷链物流设备一般都是金属集装箱结构，存在信号屏蔽与干扰的情况，若是通过有线连接温度传感器，会极大增加检测前期的布点时间与难度，同时冷链物流设备中一般温度较低，会降低数据通讯模块中芯片、电池等电子元器件的性能。为此，本发明提供了一种冷链物流温度监测系统，以解决上述问题。

图1示出了本发明实施例提供的冷链物流温度监测系统的结构示意图；图2示出了本发明实施例提供的采集器主站的结构示意图；图3示出了本发明实施例提供的无线数据通信模块的结构示意图。

下面将参照图1至图3详细描述本发明。

本发明实施例提供了一种冷链物流温度监测系统，如图1所示，该系统包括数据采集发送端和远程监控中心服务器端，数据采集发送端设置在冷链物流汽车的运输箱内，并且数据采集发送端包括采集器主站和多个采集节点。

所述多个采集节点分布设置在运输箱内各个需要采集温度的节点处，用于定时采集对应点处的温度并将采集数据返回给采集器主站；采集器主站设置在冷链物流汽车的车厢内，并且采集器主站由冷链物流汽车的汽车电瓶进行供电，采集器主站用于定时向各个采集节点请求数据并且将数据整合通过无线信号发送至远程监控中心服务器端；远程监控中心服务器端包括数据库和分析软件，在上位机实现，远程监控中心服务器端用于对数据采集发送端发送来的数据进行接收存储、处理分析和实时显示；采集器主站例如可以将数据通过2G/4G/5G信号发送至远程监控中心服务器端。

如图2所示，采集器主站的硬件包括微处理器、5G模组、LORA模组、GPS/BDS模组以及电源电路模块，采集器主站利用LORA模组与所述多个采集节点进行无线通信。

采集主站硬件部分主要由微处理器(MCU)、LORA模组、5G模组、GPS模组和电源电路模块组成，利用LORA与各个分节点进行通信，具有低功耗、延时短的特点，在不进行数据收发时可进入休眠状态，更大程度降低了工作功耗，同时由于加入了LORA的应用，解决了冷链车布线困难的问题。

可选地，采集器主站通过5G模组将数据发送至远程监控中心服务器端。采用5G网络进行数据发送，具有传输速度快、传输数据量大、数据传输稳定等优点。

LORA模组经由无线数据通信模块获取所述多个采集节点的数据。如图3所示，无线数据通信模块包括LORA采集模块、温度采集模块、电池和电源电路；无线数据通信模块采用电池供电，温度采集模块为温度采集传感器，温度采集传感器采用温度采集芯片并且内置在各个采集节点电路上。无线数据通讯模块采用锂电池供电，无需外接电源，安装方便。温度采集传感器采用温度采集芯片，内置在采集节点电路上，避免外置互感器的接线，减小整体安装空间。温度芯片工作温度范围在(-40～125)℃。采集节点以锂电池进行供电，电池由电池保护芯片进行充放电管理，其工作温度支持(-40～85)℃，可保障电池正常安全工作。

可选地，电池为锂电池。

可选地，LORA模组在非数据传输阶段进入休眠状态，其工作电流低至16uA，采用定时唤醒的方式将温度采集传感器的数据发送至LORA协调器，发送时电流在120mA以下。

利用LORA与各个分节点进行通信，它具有低功耗的特点，进行数据收发时工作电流低至120mA，在不进行数据收发时可进入休眠状态，更大程度降低了工作功耗。LORA模块从睡眠状态转入工作状态只需要15ms，节点进入网络只需30ms，延时短，更进一步节省电能。LORA模块工作温度在(-40～125)℃，满足使用环境。

可选地，温度采集传感器的数量范围为20个至32个；并且温度采集传感器在空间上均匀地分布在运输箱内。采用多个传感器同时进行温度采集，将冷链物流设备温度传感器均匀分布在设备空间中，传感器连接的5G无线数据通讯模块并组成网络，同步记录各参数，实时传输到系统软件中。多点采集确保数据的真实性、连贯性。

可选地，温度采集传感器的数量为30个。温度芯片工作温度范围在(-40～125)℃，工作电流在5mA以下；采集节点以锂电池进行供电，电池由电池保护芯片进行充放电管理，其工作温度支持(-40～85)℃。由于冷链物流设备温度监测点需要均匀分布在检测对象中，检测点数量较多，需连接的无线数据通讯模块也较多，项目组需合理整合各检测硬件并组成网络，同步记录各参数，实时传输到系统软件中。项目软件核心部分为通过GPS/BDS技术实现检测对象实时定位与轨迹跟踪、实时记录检测参数并显示、对检测对象温度异常状态进行报警。

可选地，LORA模组通过LORA无线网关读取温度采集传感器的数据，数据采集发送端通过数据采集网关读取LORA无线网关的温度数据，并且数据采集发送端通过数据采集网关读取GPS/BDS模组的定位数据，以获取冷链物流汽车当前的轨迹以及车速，然后数据采集网关通过5G模组将数据上传至远程监控中心服务器端，从而实现30个温度点同时在线监测。通过加入GPS/BDS，实现冷链车的轨迹记录与车速管控。

可选地，数据采集网关设定有第一预设警告值和第二预设警告值，第一预设警告值大于第二预设警告值，当采集到的温度大于第一预设警告值或者小于第二预设警告值时，数据采集网关发送警告。

可选地，在数据采集网关发送警告时，数据采集网关激活本地声光报警器，并且远程监控中心服务器端向指定人员的手机发送告警短信。

综上所述，本发明通过5G更快速准确得出报表和验证结论，提高了工作效率和准确度。本发明加入了LORA的应用，解决了冷链车布线困难的问题，加入GPS/BDS，实现冷链车的轨迹记录与车速管控。数据采集网关可设定高温告警值和低温告警值，当采集到的温度过高或者过低时，产生告警，本地可接声光报警器，同时远程服务器会发送告警短信至负责人手机。本发明提供的冷链物流温度监测系统实现了如下功能：温度冷链物流温度在线实时监测、冷链物流温度异常报警、冷链物流温度指标验证、及冷链车移动轨迹实时追踪。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。