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    基于B/S的冷鏈物流冷庫溫濕度采集與控制系統(tǒng)研究

    2017-05-09 22:15:06李竹林姚馨雨王百朵吳昊昕
    現(xiàn)代電子技術(shù) 2017年8期
    關(guān)鍵詞:冷鏈物流冷庫溫濕度

    李竹林+姚馨雨+王百朵+吳昊昕

    摘 要: “互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略為農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流提供了發(fā)展契機,開拓了創(chuàng)新發(fā)展模式。針對冷鏈物流冷庫運行管理中存在的一些不足,提出基于B/S的冷鏈物流冷庫溫濕度采集與控制系統(tǒng)研究,設(shè)計并實現(xiàn)由計算機集中管理冷庫溫濕度的參數(shù)的設(shè)置、采集、顯示、自適應(yīng)調(diào)整以及報警等功能。結(jié)果表明,該研究不但提高了冷庫的信息化管理水平,還促進(jìn)了冷庫由“貯藏型”向“物流型”轉(zhuǎn)變。

    關(guān)鍵詞: 冷鏈物流; 冷庫; 溫濕度; B/S

    中圖分類號: TN911?34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號: 1004?373X(2017)08?0039?03

    Research on B/S?based refrigeration house temperature?humidity acquisition and

    control system for cold?chain logistics

    LI Zhulin, YAO Xinyu, WANG Baiduo, WU Haoxin

    (Coffege of Mathemtics and Computer Science, Yanan University, Yanan 716000, China)

    Abstract: "Internet +" strategy provides the development opportunity for agricultural products cold?chain logistics and exploit its innovation mode. To make up the insufficient existing in the refrigeration house management for cold?chain logistics, a B/S?based refrigeration house temperature?humidity acquisition and control system for cold chain logistics is proposed. The system to carry out the centralized management of temperature?humidity parameters by computer was designed and implemented, which has the functions of acquisition, display, adaptive adjustment, alarm, etc. The result shous that the research has improved the information management level of refrigeration house, and has promoted the transformation of refrigeration house from "storage mode" to "logistics mode".

    Keywords: cold?chain logistics; refrigeration house; temperature?humidity acquisition; B/S

    近年來,隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和居民消費水平的提高,生鮮農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和流通量逐年增加,全社會對生鮮農(nóng)產(chǎn)品的安全和品質(zhì)提出了更高的要求。加快發(fā)展農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流,對于促進(jìn)農(nóng)民持續(xù)增收和保障消費安全具有十分重要的意義[1?3]。但也存在一些問題[4?6]:落后的物流基礎(chǔ)設(shè)施,不完善的物流供應(yīng)鏈體系,薄弱的物流信息網(wǎng)絡(luò)和物流技術(shù)落后。

    為了解決存在的問題,國家對冷鏈物流高度重視,加大投資。于是,冷庫與氣調(diào)庫(冷庫)如雨后春筍般地在全國各地建立起來,然而冷庫的信息化管理方面卻嚴(yán)重滯后,直接影響到冷鏈物流的發(fā)展[7?8]。所以提高冷庫的信息化管理是冷鏈物流的首要任務(wù)之一。2015 年3 月,李克強總理在政府工作報告中提出了制定“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃[9?10],推動移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等與現(xiàn)代制造業(yè)結(jié)合[11?12]。可見,在農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流發(fā)展過程中,信息化的管理與鏈接是非常重要的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為此,本文在大量調(diào)研的基礎(chǔ)上,針對目前冷庫的管理狀況,提出基于B/S的冷鏈物流冷庫溫濕度采集與控制系統(tǒng)研究。該系統(tǒng)中,計算機統(tǒng)一集中完成了冷庫的溫濕度參數(shù)設(shè)置、溫濕度采集與控制以及報警等功能。

    1 冷庫管理中存在的問題

    據(jù)調(diào)查統(tǒng)計,目前冷庫的使用過程中,存在以下問題:

    (1) 溫濕度的采集方式不合理。目前,冷庫內(nèi)溫濕度的采集是通過在冷庫內(nèi)放置溫、濕度計,然后每次要打開冷庫,工作人員進(jìn)入庫內(nèi)抄寫溫濕度表。不合理體現(xiàn)在三個方面:第一,不能及時掌握冷庫內(nèi)的溫濕度,可能會造成果蔬的新鮮度和質(zhì)量受損;第二,冷庫對氣密性要求很高,每次打開冷庫門,必然會造成庫內(nèi)氣體成分的波動,破壞氣調(diào)狀態(tài),造成果蔬的新鮮度和質(zhì)量受損,且額外消耗大量的電能源;第三,人工操作過程過于繁瑣。

    (2) 溫濕度的控制方式不科學(xué)。目前,溫濕度的設(shè)置與控制是通過工作人員在冷庫控制面板上的按鈕來調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)的依據(jù)也是工作人員根據(jù)經(jīng)驗值人為設(shè)置。不科學(xué)體現(xiàn)在不適合無人值守的情況,導(dǎo)致了及時性差。

    針對上述問題,依托延安市科技攻關(guān)項目,設(shè)計并實現(xiàn)了冷庫的溫濕度采集與控制功能的信息化管理系統(tǒng)。運行結(jié)果表明,不僅方便了用戶操作,及時掌握冷庫內(nèi)的溫濕度情況,同時也提高了果蔬保鮮質(zhì)量,延長了果蔬期,降低了能源損耗。

    2 溫濕度采集與控制系統(tǒng)的設(shè)計

    2.1 氣調(diào)庫的工作原理

    果蔬采摘后,仍是有生命的有機體,其生命活動最主要的表現(xiàn)是呼吸作用,由于脫離了母體,物質(zhì)與能量供應(yīng)中斷,只能靠消耗自身積蓄的物質(zhì)和能量[13?14]。呼吸作用最直接的結(jié)果就是水果的主要成份碳水化合物、有機酸等有機物的消耗,這意味著水果品質(zhì)的下降。氣調(diào)儲藏,是在保持適宜的低溫條件同時,降低環(huán)境的含O2 量,控制CO2 含量以減低水果呼吸強度,減少水果本身營養(yǎng)物質(zhì)的損耗和蒸發(fā)作用,抑制果膠的分解和乙烯對水果的催熟作用,從而延長果蔬保鮮期,延長果實的貯藏壽命和貨架期[15]。氣調(diào)研究開始于水果保鮮,在蘋果和梨的保鮮貯藏中取得了很大的成功,并且已經(jīng)在其他不易貯藏的物品中推廣應(yīng)用并取得了成功,如獼猴桃、香蕉、蔬菜、肉類、水產(chǎn)品、花卉以及運動員的低氧訓(xùn)練等方面[16?17]。因此面對氣調(diào)技術(shù)如此廣泛的應(yīng)用與作用,氣調(diào)裝置自動化技術(shù)的提高急需解決,產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)方面和社會方面的雙重效益。

    2.2 氣調(diào)裝置人機控制面板

    目前正在使用的氣調(diào)系統(tǒng)的人機控制面板比較簡單,參數(shù)設(shè)置如圖1所示,每個庫每次都要逐項進(jìn)行設(shè)置,不能根據(jù)存放的果蔬名稱自動設(shè)置;氣調(diào)庫的溫濕度沒有庫內(nèi)濕度值顯示,如圖2所示;特別不適用于無人值守情況,給用戶帶來不便。

    2.3 氣調(diào)庫溫濕度采集與控制系統(tǒng)的改進(jìn)

    (1) 改進(jìn)思路。依托延安市項目,針對系統(tǒng)存在的問題,將參數(shù)設(shè)置、溫濕度采集與控制以及報警系統(tǒng)集中用計算機管理,并可連接手機與iPad等智能通信設(shè)備,使得一方面通過計算機實現(xiàn)如下功能:通過計算機采集氣調(diào)庫的實時溫濕度并顯示;結(jié)合實時溫濕度,再根據(jù)每種果蔬的設(shè)置的溫濕度閾值,自動調(diào)節(jié)每個庫的溫度與濕度;發(fā)現(xiàn)報警。另一方面,通過手機或iPad實現(xiàn)實時溫濕度的觀察以及發(fā)現(xiàn)報警現(xiàn)象。改進(jìn)圖如圖3所示。

    (2) 接口技術(shù)。系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集控制的下位機和顯示并調(diào)節(jié)控制的上位機兩部分組成。系統(tǒng)是由N臺(本系統(tǒng)中N=5)現(xiàn)場監(jiān)控的下位機串聯(lián)在RS 485總線并連接到一臺監(jiān)控上位機構(gòu)成。用戶可以通過計算機上位機設(shè)定每一個氣調(diào)庫的溫濕度的上下限值,對N個氣調(diào)庫溫濕度進(jìn)行監(jiān)測,并按所設(shè)定上下限值實現(xiàn)自動調(diào)節(jié),同時將采集到的溫濕度的實時值傳送給上位機,如圖4所示。

    3 編程技術(shù)

    系統(tǒng)采用B/S四層體系架構(gòu),基于數(shù)據(jù)庫的模塊化編程思想。其中數(shù)據(jù)庫中存儲了各種果蔬的溫濕度標(biāo)值及閾值、氣調(diào)庫的歷史與實時溫濕度值、以及預(yù)警與報警的相關(guān)資料值等。系統(tǒng)設(shè)計了四大類:數(shù)據(jù)訪問類DataAccess、業(yè)務(wù)類Bussiness、菜單類Menu、頁面消息類ShowMessagae等。程序主要包含了數(shù)據(jù)采集與顯示、巡檢、標(biāo)校、調(diào)控、報警以及數(shù)據(jù)的統(tǒng)計匯總與分析對比等多個子程序。

    4 測試運行結(jié)果

    4.1 溫濕度參數(shù)設(shè)置與實時采集

    該系統(tǒng)以SQL Server 2008為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),用Microsoft Visual Studio 2010作為開發(fā)平臺。溫濕度參數(shù)設(shè)置運行頁面如圖5所示,多個氣調(diào)庫實時溫濕度采集頁面如圖6所示,解決了第2.2節(jié)中存在的問題,即只要選中庫內(nèi)存放的果蔬種類與名稱,系統(tǒng)將自動啟動溫濕度的參數(shù)設(shè)置;給溫濕度設(shè)計了上下界變化范圍,更有利于溫濕度的自動化調(diào)整。

    4.2 效益分析

    (1) 降低了管理成本。用計算機與智能手機集中控制管理方式,由原來的1個人專門監(jiān)測變?yōu)橛善髽I(yè)的管理人員兼職完成,每年節(jié)約人員工資為: 1人每月工資2 000元,按10個月計算,總工資為2萬元。

    (2) 延長果蔬保鮮期。每庫平均延時1個月,根據(jù)氣調(diào)庫的經(jīng)營形式分為兩種:

    出租:每公斤果蔬1個月的租賃費為0.1元,每庫存儲能力按400 t計算,假設(shè)存儲能力達(dá)到一半,則獲取利潤為:200×1 000×0.1=2萬元。

    自營:假設(shè)企業(yè)自己存儲蘿卜,若保鮮質(zhì)量能延長1個月,則市場價能提高0.1元/kg,每庫400 t獲取的利潤能提高400×1 000×0.1=4萬元。

    (3) 用電量降低。據(jù)企業(yè)估算,因不用打開庫進(jìn)庫讀濕度,每年電量節(jié)約5 000元。

    5 結(jié) 語

    該計算機軟件系統(tǒng)的研發(fā),整合了氣調(diào)庫功能的集中控制,實現(xiàn)了氣調(diào)庫溫濕度采集和控制的完全自動化。系統(tǒng)的使用,不僅方便了用戶的操作,避免了用戶要時刻值守冷庫的現(xiàn)狀,而且提高了冷庫企業(yè)的管理效率的經(jīng)濟(jì)收入。更重要的是,基于B/S的冷鏈物流冷庫溫濕度采集與控制系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用,對冷庫由“貯藏型”向“物流型”順利轉(zhuǎn)變具有重要的現(xiàn)實意義。

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