冷藏車(chē)車(chē)廂微環(huán)境信息感知系統設計
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2 系統設計
2．1 傳感器節點(diǎn)
傳感器節點(diǎn)處在冷藏車(chē)車(chē)廂微環(huán)境信息感知系統的最基礎部分，是整個(gè)系統的感知部分，負責對冷藏車(chē)車(chē)廂微環(huán)境信息感知系統進(jìn)行監測。冷鏈運輸可以被看作是在車(chē)廂內的特殊微環(huán)境下的短期儲藏，廂體內的溫度、濕度、氣體成分等都會(huì )對貨物的運輸品質(zhì)產(chǎn)生重要影響。
溫度是運輸中最受關(guān)注的環(huán)境條件之一。運輸溫度對產(chǎn)品品質(zhì)起著(zhù)決定性的影響，從原料到成品，任何細小的溫度變化都會(huì )導致細菌的滋生及食品質(zhì)量的降低。溫度過(guò)高，會(huì )加快產(chǎn)品衰老，使品質(zhì)下降：溫度過(guò)低，使產(chǎn)品容易受冷或凍害。此外，在運輸過(guò)程中，溫度波動(dòng)頻繁或過(guò)大都對保持產(chǎn)品質(zhì)量不利。
事實(shí)上，濕度也是很重要的。在低溫運輸條件下，由于車(chē)廂的密封和產(chǎn)品堆積的高度密集，運輸環(huán)境中的相對濕度常在很短的時(shí)間內即達到95％～100％，高濕度會(huì )影響果蔬的品質(zhì)和腐爛率。
另外就是氣體成分。在低溫運輸中，由于車(chē)鞴體的密閉，運輸環(huán)境中就可能會(huì )有CO2的積累。
本系統中的溫濕度傳感器模塊采用的是瑞士Sensirion公司出品的SHT75溫濕度傳感器。該模塊具有14位A／D轉換器，測濕精度±1．8％RH，測溫精度±0_3℃，量程范圍-40～123．8℃。模塊中的二氧化碳傳感器采用B-530，該傳感器的測量范圍為0～10 000 ppm，檢測精度為±30 ppm±5％讀數，具有高可靠性、穩定性、快速響應性和對外界干擾的低靈敏度等特點(diǎn)，性?xún)r(jià)比較高。傳感器末梢節點(diǎn)是一個(gè)帶外圍傳感器(溫度感應器、濕度感應器、光強感應器等)和ZigBee無(wú)線(xiàn)通信模塊的低功耗嵌入式MCU，可采用電池供電，并具有感知數據采集、計算處理、無(wú)線(xiàn)通信、自動(dòng)組網(wǎng)和設備控制等能力。
2．2 處理器模塊
處理器模塊是整個(gè)網(wǎng)絡(luò )協(xié)調器的核心，負責信息的管理與收發(fā)，要求有較高的存儲能力。本系統選擇基于A(yíng)RM9S3C2430內核的微控制器(MCU)，操作系統為L(cháng)inux?；贏(yíng)RM9的Linux程序能以IAR平臺為核心開(kāi)發(fā)，專(zhuān)門(mén)用于處理多任務(wù)，并可轉化信號，將ZigBee信息發(fā)送到GPRS接收端。
2．3 GPRS傳輸模塊
該模塊是實(shí)現數據遠程無(wú)線(xiàn)傳輸的關(guān)鍵，采用GPRS通信芯片SIM900。SIM900具備TCP／IP協(xié)議棧，可支持幾種頻段的操作。通過(guò)串口連接網(wǎng)絡(luò )協(xié)調器與計算機，基于Linux操作系統的操作平臺燒寫(xiě)接收程序，并可在服務(wù)器端開(kāi)發(fā)信息接收程序和解析PDU(Protocol Data Unit，協(xié)議數據單元)碼，以便接收數據并自動(dòng)寫(xiě)入數據庫。
2．4 冷藏車(chē)車(chē)廂環(huán)境信息感知系統
考慮到冷藏車(chē)車(chē)廂環(huán)境信息感知系統模塊的多用戶(hù)性和可擴展性，本系統采用B／S體系結構，終端服務(wù)器為系統數據接收、處理和發(fā)布的中心，可由數據通信軟件和基于Web的數據分析顯示軟件系統組成，其功能模塊如圖2所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/159397.htm
圖2中的系統管理模塊包括權限管理和系統維護功能?？筛鶕煌挠脩?hù)設定不同的權限，以保證系統數據的安全性。
遠程信息控制模塊可以為用戶(hù)提供設備遠程控制、信息瀏覽、數據查詢(xún)及記錄下載等服務(wù)，包括設備管理、遠程預警、數據實(shí)時(shí)顯示、信息查詢(xún)等功能。在冷藏車(chē)微環(huán)境的管理中，對車(chē)廂的儲藏環(huán)境實(shí)行品質(zhì)安全預警，也就是對影響冷藏車(chē)車(chē)廂內的貨物品質(zhì)質(zhì)量安全的環(huán)境中的溫濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，以便實(shí)時(shí)提出預警信息，給出糾偏建議，提醒冷藏車(chē)管理者。
遠程預警是通過(guò)對比設定的冷藏車(chē)車(chē)廂中的標準儲藏參數來(lái)實(shí)現的。將車(chē)廂內溫濕度含量按照貨物的儲藏標準設置為標準數據，可在檢測到車(chē)廂微環(huán)境內含量超標或者低于標準數據時(shí)發(fā)送預警信號，傳送給管理員提示信息，提示需要采取增加氧氣或者降溫，同時(shí)將實(shí)時(shí)信息數據傳送給服務(wù)器，并保存至數據庫，實(shí)現對果品儲藏期的品質(zhì)安全質(zhì)量監控。
針對以往監測系統中信息采集參數不易更改，缺乏控制的情況，本系統設計了遠程參數設置模塊。各傳感器節電的工作模式、數據采樣時(shí)間等系統參數的設置，都可通過(guò)客戶(hù)端遠程設置頁(yè)面完成。服務(wù)器后臺處理程序可以從數據庫讀取設置的參數值，并通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )以短信方式發(fā)送至網(wǎng)關(guān)節點(diǎn)，再經(jīng)底層傳感器網(wǎng)絡(luò )完成對傳感器節點(diǎn)的參數設置。這樣，通過(guò)與服務(wù)器數據庫的交互，就可實(shí)現Web方式下客戶(hù)端對傳感器節點(diǎn)的遠程參數設置功能。
數據管理模塊包括數據接收、解析、存儲和處理等功能。通過(guò)監聽(tīng)服務(wù)器端口和創(chuàng )建控件數組，可同時(shí)接受多個(gè)連接請求，將網(wǎng)關(guān)節點(diǎn)通過(guò)GPRS發(fā)來(lái)的數據按照自定義的數據幀協(xié)議解析后存入數據庫。
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