冷藏車監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)方法

摘 要：隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，越來越多的消費(fèi)者選擇通過線上各種渠道購(gòu)買各類食物，由于現(xiàn)在國(guó)內(nèi)冷藏運(yùn)輸技術(shù)方面還存在一定的問題，使得食物在運(yùn)輸過程中可能發(fā)生腐敗而失去其食用價(jià)值，造成一定的損失。為了解決這一問題，保證冷藏運(yùn)輸過程中食物的質(zhì)量，本文設(shè)計(jì)了一種冷藏車監(jiān)控系統(tǒng)，車載終端的物理信息和位置信息會(huì)實(shí)時(shí)更新并發(fā)送至移動(dòng)客戶端，從而方便工作人員了解和掌握冷藏車的移動(dòng)軌跡和車內(nèi)的溫度、濕度等物理信息并進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，以期有效減少運(yùn)輸過程中的損失，同時(shí)也為其它監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)提供一定的思路。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);冷藏車;監(jiān)控系統(tǒng);移動(dòng)客戶端

1.???? 國(guó)內(nèi)冷藏車監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)冷藏車監(jiān)控系統(tǒng)的整體情況是冷藏車監(jiān)控系統(tǒng)未形成完整體系，各種監(jiān)控手段不能很好的相互配合使用，彼此之間存在功能重疊或某些方面存在缺陷的問題。具體來說表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

第一， 監(jiān)控系統(tǒng)操作困難，某些監(jiān)控系統(tǒng)一味追求功能多樣化造成操作復(fù)雜以及冷藏車駕駛者的文化水平及嚴(yán)重限制了冷藏車監(jiān)控系統(tǒng)的使用;目前主要通過冷藏車上的 PLC 對(duì)冷藏車上的車載冷凍設(shè)備進(jìn)行控制，遠(yuǎn)程控制冷凍設(shè)備難以實(shí)現(xiàn)，這大大地限制了冷凍車實(shí)現(xiàn)大規(guī)模自動(dòng)化的監(jiān)控。

第二， 通信技術(shù)不先進(jìn)，當(dāng)前主要進(jìn)行的是以電話和無線電臺(tái)為主的傳統(tǒng)語(yǔ)音通信方式，存在實(shí)時(shí)性差以及通信費(fèi)用高的缺點(diǎn)，記錄的數(shù)據(jù)難以及時(shí)進(jìn)行傳播和備份工作。這樣的數(shù)據(jù)處理方式增加了物流企業(yè)的成本，一定程度上限制了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

第三， 車輛定位不便，監(jiān)控中心的調(diào)度工作嚴(yán)重受到對(duì)車輛實(shí)時(shí)跟蹤定位的影響，但冷藏車的用途決定了它必須長(zhǎng)期處于移動(dòng)狀態(tài)中，這就使得監(jiān)控中心調(diào)度不便。

綜上所述，目前的冷藏車監(jiān)控系統(tǒng)還有很大的提升空間。

2.???? 冷藏車監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)方法

2.1??? 監(jiān)控系統(tǒng)終端設(shè)計(jì)

監(jiān)控系統(tǒng)終端主要是車載的硬件設(shè)備，分為采集模塊、傳輸模塊和處理模塊。采集模塊是含有一個(gè)電容式感濕元件和一個(gè)高準(zhǔn)確度的測(cè)溫軟件的溫濕度傳感器。該模塊主要用于冷藏室內(nèi)溫度和濕度的測(cè)量，是整套裝置的感受器。傳輸模塊是利用移動(dòng)通訊商提供的 GSM/ GPRS 網(wǎng)絡(luò)信號(hào)將數(shù)據(jù)采集模塊產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)監(jiān)控中心的裝置，冷藏車的位置則可以利用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)直接傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。處理模塊是利用大數(shù)據(jù)和人工智能對(duì)來自數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，其重要性就和人體的大腦一樣。如果采集的冷藏車內(nèi)的溫度和濕度等數(shù)據(jù)超過系統(tǒng)的預(yù)設(shè)值，控制中心的終端處理器就會(huì)判定為異常情況并向監(jiān)控中心的控制人員發(fā)出警報(bào)信號(hào)，并調(diào)節(jié)冷藏車內(nèi)的設(shè)備使溫度等恢復(fù)正常。

2.2??? 移動(dòng)客戶端設(shè)計(jì)

移動(dòng)客戶端主要指以智能手機(jī)和筆記本電腦顯示為主的客戶查看端。值得注意的是，數(shù)據(jù)采集模塊監(jiān)控系統(tǒng)中的所有數(shù)據(jù)都需要上傳到服務(wù)器進(jìn)行保存和備份，但是只有經(jīng)過數(shù)據(jù)控制中心的數(shù)據(jù)處理模塊分析和處理后的最終數(shù)據(jù)才會(huì)被發(fā)到安卓系統(tǒng)的移動(dòng)客戶端以及因特爾系統(tǒng)的PC 端，這個(gè)過程依據(jù)的主要是 Socket 通信通過從服務(wù)器下載數(shù)據(jù)，這里對(duì)傳輸數(shù)據(jù)安全的保障需要依靠冷藏車監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)企業(yè)和冷藏車使用客戶通過簽訂數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議來實(shí)現(xiàn)。移動(dòng)客戶端實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)終端用戶對(duì)冷藏車實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息的得到，而利用智能手機(jī)作為終端客戶獲得數(shù)據(jù)方式也大大地便利了用戶對(duì)冷藏車監(jiān)控系統(tǒng)的使用。

2.3??? 系統(tǒng)整體流程設(shè)計(jì)

針對(duì)機(jī)械冷藏車的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，整體中各部分的正常運(yùn)轉(zhuǎn)必須得到保障。整個(gè)系統(tǒng)在首次開始后需要進(jìn)行系統(tǒng)初始化，初始化過程包括時(shí)鐘時(shí)間設(shè)定、GPRS 模塊的開啟和使用、Flash 模塊的使用。系統(tǒng)在進(jìn)行初始化之后，主機(jī)開始進(jìn)入主循環(huán)中，這時(shí)在冷凍車上的冷凍設(shè)備開始工作，冷凍室內(nèi)的監(jiān)控設(shè)備首先開始利用射頻卡掃描采集信息，然后通過信息傳輸模塊將信息傳到控制中心的終端系統(tǒng)，服務(wù)器的終端系統(tǒng)對(duì)首次傳入的信息進(jìn)行分析和綜合，并將該信息進(jìn)行備份到數(shù)據(jù)庫(kù)后傳至移動(dòng)端。移動(dòng)客戶在此時(shí)應(yīng)該等待接收查詢消息，查詢的消息是通過串口接收的中斷實(shí)現(xiàn)的，移動(dòng)端客戶獲得消息后，最重要的需要關(guān)注的是各模塊傳輸?shù)男畔⑹欠裢暾Ｒ苿?dòng)客戶端收集到的首次測(cè)試的信息應(yīng)該包括以下幾種。冷凍車的運(yùn)行參數(shù)，制冷機(jī)組當(dāng)前的工作狀態(tài)，以及各線路中信號(hào)的傳輸情況。在該調(diào)度過程中，地圖是保障成功的關(guān)鍵因素。這里說的地圖應(yīng)該含有放大，縮小，平移，長(zhǎng)度測(cè)量，地圖刷新，搜索等功能。使用過的地圖數(shù)據(jù)需要上傳至數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行備份和保存。

在上述過程中，起到輔助作用的是實(shí)時(shí)時(shí)鐘和 Flash 模塊，該過程對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高。實(shí)時(shí)性的保證是經(jīng)過衛(wèi)星通信和 GSM 通信實(shí)現(xiàn)的。在衛(wèi)星通信線路中，需要將數(shù)據(jù)傳至衛(wèi)星再利用衛(wèi)星網(wǎng)管中心傳抵控制中心， 該過程可能會(huì)有一定的時(shí)間延遲。GSM 通信則可以緩解這個(gè)問題，減小時(shí)間延遲以保證移動(dòng)客戶端獲得的數(shù)據(jù)具有時(shí)效性。延時(shí)太長(zhǎng)的消息對(duì)于使用者來說的意義很小，不能及時(shí)對(duì)冷藏車出現(xiàn)的故障發(fā)現(xiàn)和排除極有可能會(huì)造成運(yùn)輸物資的腐敗變質(zhì)。

保障系統(tǒng)的可靠性對(duì)整個(gè)過程也十分重要。他需要對(duì)系統(tǒng)硬件經(jīng)過嚴(yán)格的低溫測(cè)試，以保證硬件系統(tǒng)能在低溫環(huán)境中穩(wěn)定的工作。為保障信息的正常通信，我們需要進(jìn)行重連，超時(shí)，回執(zhí)，重發(fā)等機(jī)制。在控制中心的監(jiān)控終端設(shè)備上還應(yīng)該有校驗(yàn)機(jī)制，以保證消除錯(cuò)誤的代碼，保證所監(jiān)測(cè)獲得的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3.???? 結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理結(jié)合的方式對(duì)冷藏物流中冷藏室內(nèi)各物理狀態(tài)的監(jiān)控以及可能出現(xiàn)的故障的處理，系統(tǒng)對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)的備份和處理依托人工智能和大數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果和結(jié)論會(huì)發(fā)送到移動(dòng)客戶端。在總體設(shè)計(jì)成本和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性上較有優(yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]??? 邵玲軒，劉源，吳海云，等.基于無線網(wǎng)絡(luò)的冷藏車遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)[J].天津農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，23（3）：39-42. DOI：10.3969/j.issn.1008-5394.2016.03.010.

[2]??? 一汽解放汽車有限公司. 一種智能冷藏車和冷藏車監(jiān)控系統(tǒng)： CN201921122036.1[P].2020-01-17.

[3]??? 翁衛(wèi)兵，吳堅(jiān).機(jī)械冷藏車遠(yuǎn)程可視化全況監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [J]. 物流技術(shù)，2014，33（1）：314-317. DOI：10.3969/j.issn.1005-152X.2014.01.097.

[4]??? 中車山東機(jī)車車輛有限公司.一種用于車軸發(fā)電的鐵路冷藏車監(jiān)控系統(tǒng)及方法：CN202010027279.8[P].2020-05-19.

作者簡(jiǎn)介：

羅中奎（1986.04.20）性別：男、名族：漢、籍貫：安徽省阜陽(yáng)市穎州區(qū)、學(xué)歷：大專、職稱：助理工程師、研究方向：冷藏車。