物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在倉儲冷庫的實際應(yīng)用解決方案

1、物聯(lián)網(wǎng)冷庫綜合監(jiān)控系統(tǒng)項目介紹1、項目背景：山東省金鄉(xiāng)縣全縣轄8鎮(zhèn)4鄉(xiāng)，總面積885平方公里，年均種植大蒜50余萬畝，是我國主要的大蒜、圓蔥、蔬菜生產(chǎn)基地。金鄉(xiāng)大蒜年均產(chǎn)量60萬噸左右，大蒜出口合格率在90以上，出口量占全國的70以上。圓蔥年均產(chǎn)量50萬噸，遠銷日本、美國等三十八個國家和地區(qū)及國內(nèi)各大市場。隨著大蒜產(chǎn)量及價格的提升，冷庫存儲行業(yè)在金鄉(xiāng)已成巨規(guī)模，目前建成冷庫800多家約3500間，成為金鄉(xiāng)大蒜、圓蔥、蒜薹等蔬菜存儲必不可少的存儲方式。農(nóng)產(chǎn)品的冷庫存儲系統(tǒng)關(guān)系到儲存產(chǎn)品的質(zhì)量跟蹤管理，是農(nóng)產(chǎn)品出庫質(zhì)量的保證。如大蒜的冷庫存儲，就要做到芽不超過1/4，無糖瓣、無脫水現(xiàn)象發(fā)生，做好長

2、期儲存、保證存儲質(zhì)量。只有做到保證了產(chǎn)品存儲質(zhì)量，才能保住產(chǎn)品的價值。這樣就要求大蒜存儲空間保持0至-3的恒溫，同時既要加大庫內(nèi)二氧化碳濃度以減少大蒜的呼吸作用，又要保證工作人員入庫后的人身安全。整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)對溫度、二氧化碳濃度的實時監(jiān)控提出了嚴格要求。山東移動將現(xiàn)代化信息技術(shù)引入農(nóng)村管理，建設(shè)和完善農(nóng)村信息化管理及服務(wù)體系。針對金鄉(xiāng)冷庫的管理，山東移動制定了基于無線網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用-智能冷庫管理系統(tǒng)，把國家目前最前沿科學(xué)技術(shù)引入到農(nóng)村，如數(shù)據(jù)實時展示、溫度閥值設(shè)定及監(jiān)控告警、二氧化碳閥值設(shè)定及監(jiān)控告警、短信查詢及定時發(fā)送、制冷及排風(fēng)自動控制等，實現(xiàn)了農(nóng)村信息化。2、系統(tǒng)構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)冷庫綜合監(jiān)控

3、系統(tǒng)主要由三大部分組成，分別是傳感采集器、無線終端、監(jiān)控軟件平臺。通過各組件功能，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時展現(xiàn)、短信告警、機電自動控制等功能。圖15 冷庫報警系統(tǒng)拓撲圖（1）傳感終端實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集 傳感終端主要分為溫度傳感器、二氧化碳傳感器、聲光報警器三個部分，分別采集溫度數(shù)據(jù)、二氧化碳濃度數(shù)據(jù)、發(fā)送聲光警報信息。n 溫度傳感器：通過在冷庫內(nèi)布置溫度傳感器，實現(xiàn)庫內(nèi)溫度數(shù)據(jù)的實時采集。為避免庫內(nèi)溫度差過大，存儲量在300噸以上的大中型冷庫分散安裝3部或3部以上溫度傳感器。電子溫度傳感器是諸多傳感器中最為成熟一種傳感器，價格較低。但考慮到庫內(nèi)高潮濕、低溫的監(jiān)控環(huán)境，應(yīng)選取質(zhì)量過硬的工業(yè)級傳感器，同時要求精度誤

4、差0.01以內(nèi)。圖16 電子溫度傳感器n 二氧化碳傳感器通過在冷庫內(nèi)布置二氧化碳傳感器，實現(xiàn)庫內(nèi)二氧化碳濃度數(shù)據(jù)的實時采集。由于氣體分布較為均勻，每間冷庫安裝1處二氧化碳傳感器便可滿足需求。二氧化碳為“下沉”氣體，為保證二氧化碳濃度的數(shù)據(jù)準確性，傳感器放置在地面1.5-2米處。二氧化碳傳感器是較為常用一項氣體傳感器，目前市場上此類產(chǎn)品價格較高且種類繁多。出于用戶接受能力和產(chǎn)品性能考慮，采用模擬非分光紅外傳感技術(shù)，控制成本的同時最大程度保證設(shè)備測量精確度。傳感器量程0-10000ppm，相對誤差5%以內(nèi)。圖17 非分光紅外檢測二氧化碳傳感器n 聲光報警器聲光報警器安裝在庫房上端，當(dāng)溫度、二氧化碳

5、濃度超出設(shè)定閥值后，由控制終端觸發(fā)聲光報警器。 圖18 安裝完畢的聲光報警器（2）無線終端實現(xiàn)數(shù)據(jù)計算及傳輸 無線傳輸終端包括業(yè)務(wù)模塊及GPRS傳輸模塊。實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的收集與傳輸。 無線終端集成了模擬信號采集、過程IO控制和無線數(shù)據(jù)通信于一體的高性能測控裝置，可以直接接入標準變送器信號或儀表輸出的模擬信號、電平信號、干觸點、脈沖信號等，是小規(guī)模過程信號實施無線測控的最佳手段。同時GPRS網(wǎng)絡(luò)具有實時在線、穩(wěn)定高速的特點。圖19 通信終端3、系統(tǒng)功能監(jiān)控軟件平臺接受無線終端實時傳輸?shù)臏囟?、二氧化碳?shù)據(jù)后，進行解碼，將結(jié)果展示在用戶使用界面上。并能根據(jù)用戶需求，有選擇性的調(diào)閱某個時間段的數(shù)據(jù)變化

6、，表格、曲線圖、柱狀圖等多種展示方法，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時展示。根據(jù)冷庫存儲的貨物不同，用戶可以設(shè)置冷庫運行閥值。如庫內(nèi)存儲的為大蒜，則上限閥值設(shè)定為-2，下線閥值設(shè)定為-3，如冷庫內(nèi)溫度超出閥值范圍，平臺會發(fā)送報警。通過短信告警發(fā)送到預(yù)置人群的手機上，同時，平臺發(fā)出的報警指令激活聲光報警器，提醒值守人員及時打開/關(guān)閉制冷系統(tǒng)。為防止人員、存貨二氧化碳中毒，設(shè)定二氧化碳的閥值。平臺中的二氧化碳預(yù)設(shè)閥值為4000ppm，超出閥值將對人身造成傷害。如為封閉型冷庫，用戶可以根據(jù)存儲的貨物不同設(shè)定相應(yīng)的閥值。冷庫內(nèi)二氧化碳濃度超出閥值，平臺發(fā)出的報警指令激活聲光報警器，短信告警發(fā)送到預(yù)置人群的手機上，同時無線

7、終端自動打開冷庫排風(fēng)系統(tǒng)。在平臺中完成注冊的用戶，可以通過手機短信查詢自有冷庫的參數(shù)指標。同時也可以利用互聯(lián)網(wǎng)登陸監(jiān)控平臺，設(shè)定定時信息發(fā)送。將冷庫制冷、排風(fēng)的配電系統(tǒng)與通信模塊對接，實現(xiàn)手動、自動控制冷庫制冷系統(tǒng)和排風(fēng)系統(tǒng)。手動操作模式下，由工作人員根據(jù)冷庫內(nèi)溫度和二氧化碳濃度情況手工開啟/關(guān)閉制冷或排風(fēng)系統(tǒng)。自動模式下，用戶設(shè)定相關(guān)指標閥值，超出后由通信模塊自動控制制冷與排風(fēng)的開啟/關(guān)閉。如當(dāng)溫度上線超出預(yù)設(shè)閥值0時，通信模塊將自動開啟制冷系統(tǒng)，當(dāng)溫度降低到閥值以內(nèi)時關(guān)閉。當(dāng)二氧化碳濃度超出預(yù)設(shè)閥值4000ppm時，通信模塊自動開啟排風(fēng)系統(tǒng)，二氧化碳濃度降低到閥值內(nèi)時，排風(fēng)系統(tǒng)自動關(guān)閉。圖20 手動/自動控制箱監(jiān)控軟件平臺實現(xiàn)了多級管理，每個冷庫業(yè)主僅對自己的冷庫有權(quán)限監(jiān)控、修改數(shù)據(jù)，同時為政府監(jiān)管部門預(yù)留超級管理權(quán)限，以便將來對所有冷庫數(shù)據(jù)的管理和查詢。4、效益分析在工業(yè)化與信息化融合的時代，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用已滲透各行業(yè)，同時為農(nóng)村信息化奠定了良好的發(fā)展基礎(chǔ)。“智能冷庫監(jiān)控系統(tǒng)”正是利用物聯(lián)網(wǎng)這一先進技術(shù)，幫助農(nóng)民兄弟實現(xiàn)信息化生產(chǎn)、減少成本投入。該系統(tǒng)提升冷