面向果蔬冷链物流呼吸速率的监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种面向果蔬冷链物流呼吸速率的监测装置及方法，属于冷链物流领域。该方法确定了果蔬冷链物流环境中呼吸速率随时间、温度变化的测定方法和步骤，可以记录果蔬冷链物流过程中的时间、温度、湿度、O2、CO2、乙烯和呼吸速率信息，记录方式为存储、有线发送和无线发送。本发明专利技术能够有效实现对果蔬冷链物流呼吸速率监测与记录，对研究果蔬冷链物流过程中的品质变化和有效控制呼吸作用以及各种生命活动提供了研究基础，为果蔬冷链物流全过程提供数据的透明性和追溯性，便于及时发现并解决冷链物流中存在的问题。

Monitoring device and method for cold chain logistics respiration rate of fruits and vegetables

The present invention provides a monitoring device and method for the cold chain logistics respiration rate of fruit and vegetable, which belongs to the field of cold chain logistics. The method to determine the methods and steps of determination with time and temperature changes of respiration rate of fruit and vegetable cold chain logistics environment, can record the fruit and vegetable cold chain logistics in the process of time, temperature, humidity, O2, CO2, ethylene and respiration rate information recording mode for storage, transmission cable and wireless transmission. The invention can effectively realize the respiration rate of fruit and vegetable cold chain logistics monitoring and recording, this study provides a basis for research on quality changes of fruit and vegetable cold chain logistics process and effective control of respiration and various life activities, provide data transparency and traceability for the whole process of fruit and vegetable cold chain logistics, to discover and solve the existing cold chain logistics problems.

【技术实现步骤摘要】
面向果蔬冷链物流呼吸速率的监测装置及方法
本专利技术实施例涉及冷链物流领域，更具体地，涉及一种面向果蔬冷链物流呼吸速率的监测装置及方法。
技术介绍
果蔬类作物具有含水量高、易损伤、品类多、易于腐烂变质等特性，通常采摘后会因呼吸、蒸腾、乙烯催熟、休眠等生理现象，且在贮存过程中会受到自身的呼吸作用及贮存环境的影响，造成果蔬中的水分会逐渐散失，导致果蔬萎蔫，易出现失水、失重、快速软化、果实腐烂、果肉褐变等影响品质的质量问题。因此，如何对果蔬在冷链物流环境中的呼吸速率进行监测是个重要问题。传统呼吸速率监测设备大多是在线的，没有无线功能，也没有存储功能，而且只能监测O2、CO2信息，没有能够直接监测呼吸速率和乙烯信息的，不能实时、全面记录果蔬长途冷链物流运输过程中的环境、呼吸速率和乙烯变化。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的面向果蔬冷链物流呼吸速率的监测装置及方法。根据本专利技术实施例的第一方面，提供了一种面向果蔬冷链物流呼吸速率的监测装置，该装置包括：微控制模块、时钟模块、传感器模块、数据传输模块及存储模块；微控制模块分别与时钟模块、传感器模块、数据传输模块及存储模块连接；时钟模块，用于根据微控制模块的时钟指令，产生时间信息，并将时间信息上传给微控制模块；传感器模块，用于根据微控制模块的采集指令，按照时间信息，采集果蔬冷链物流环境中影响果蔬呼吸速率的参数信息，参数信息包括温度、湿度、O2体积、CO2体积和乙烯体积；数据传输模块，用于根据微控制模块的发送指令，发送时间信息以及参数信息；存储模块，用于存储时间信息以及参数信息，并根据微控制模块的获取指令，将所述时间信息以及所述参数信息上传至所述微控制模块。本专利技术实施例提供的方法，通过采集果蔬冷链物流环境中影响果蔬呼吸速率的参数信息，参数信息包括温度、湿度、O2体积、CO2体积和乙烯体积。通过发送果蔬冷链物流过程中的时间、温度、湿度、O2、CO2、乙烯和呼吸速率信息，从而有效地实现对果蔬冷链物流呼吸速率监测与记录，对研究果蔬冷链物流过程中的品质变化和有效控制呼吸作用以及各种生命活动提供了研究基础，为果蔬冷链物流全过程提供数据的透明性和追溯性，便于及时发现并解决冷链物流中存在的问题，为进一步提高果蔬冷链物流保鲜效率以及果蔬的品质提供依据。另外，监测装置的存储容量大、成本低、功耗低以及体积小。根据本专利技术实施例的第二方面，提供了一种面向果蔬冷链物流呼吸速率的监测方法，包括：按照预设周期采集果蔬采摘后在冷链物流过程中的温度数据T，并设定6个能够覆盖果蔬物流温度范围的恒定温度间隔T1、T2、T3、T4、T5及T6，通过监测装置分别获取O2体积、CO2体积和乙烯体积随时间的变化量x、y和z；其中，监测装置的体积为V，果蔬的质量和体积分别为m和V1；计算T1、T2、T3、T4、T5及T6条件下果蔬的呼入O2速率值rx及呼出CO2速率值ry；分别在T1、T2、T3、T4、T5及T6条件下对rx随时间变化的曲线进行拟合，得到6个温度条件下拟合方程的斜率分别为K11、K12、K13、K14、K15及K16，且对应的拟合度为分别在T1、T2、T3、T4、T5及T6条件下对ry随时间变化的曲线进行拟合，得到6个温度条件下拟合方程的斜率分别为K21、K22、K23、K24、K25及K26，且对应的拟合度为根据K11、K12、K13、K14、K15及K16，分别计算6个温度条件下果蔬呼入O2的呼入速率常数k11、k12、k13、k14、k15及k16，根据K21、K22、K23、K24、K25及K26，分别计算6个温度条件下果蔬呼出CO2的呼出速率常数k21、k22、k23、k24、k25及k26；分别对rx及ry取自然对数，得到lnrx和lnry；对T1、T2、T3、T4、T5及T6条件下lnrx随时间变化的曲线进行拟合，得到6个温度条件下拟合方程的斜率分别为K31、K32、K33、K34、K35及K36，且对应的拟合度为对T1、T2、T3、T4、T5及T6条件下lnry随时间变化的曲线进行拟合，得到6个温度条件下拟合方程的斜率分别为K41、K42、K43、K44、K45及K46，且对应的拟合度为根据K31、K32、K33、K34、K35及K36，分别计算6个温度条件下果蔬呼入O2的呼入速率常数k31、k32、k33、k34、k35及k36，根据K41、K42、K43、K44、K45及K46，分别计算6个温度条件下果蔬呼出CO2的呼出速率常数k41、k42、k43、k44、k45及k46；确定及中的最大值max，并基于最大值max及确定呼吸速率模型中的各项参数，并根据确定参数后的呼吸速率模型实现呼吸速率监测。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术实施例。附图说明图1为本专利技术实施例的一种面向果蔬冷链物流呼吸速率的监测装置的框图；图2为本专利技术实施例的一种面向果蔬冷链物流呼吸速率的监测装置的结构示意图；图3为本专利技术实施例的一种面向果蔬冷链物流呼吸速率的监测方法的流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术实施例的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术实施例，但不用来限制本专利技术实施例的范围。果蔬类作物具有含水量高、易损伤、品类多、易于腐烂变质等特性，通常采摘后会因呼吸、蒸腾、乙烯催熟、休眠等生理现象，且在贮存过程中会受到自身的呼吸作用及贮存环境的影响，造成果蔬中的水分会逐渐散失，导致果蔬萎蔫，易出现失水、失重、快速软化、果实腐烂、果肉褐变等影响品质的质量问题。因此，如何对果蔬在冷链物流环境中的呼吸速率进行监测是个重要问题。传统呼吸速率监测设备大多是在线的，没有无线功能，也没有存储功能，而且只能监测O2、CO2信息，没有能够直接监测呼吸速率和乙烯信息的，不能实时、全面记录果蔬长途冷链物流运输过程中的环境、呼吸速率和乙烯变化。针对上述情形，本专利技术实施例提供了一种面向果蔬冷链物流呼吸速率的监测装置。参见图1，该装置包括：微控制模块101、时钟模块102、传感器模块103及数据传输模块104；微控制模块101分别与时钟模块102、传感器模块103、数据传输模块104及存储模块105连接；时钟模块102，用于根据微控制模块的时钟指令，产生时间信息，并将时间信息上传给微控制模块；传感器模块103，用于根据微控制模块的采集指令，按照时间信息，采集果蔬冷链物流环境中影响果蔬呼吸速率的参数信息，参数信息包括温度、湿度、O2体积、CO2体积和乙烯体积；数据传输模块104，用于根据微控制模块的发送指令，发送时间信息以及参数信息；存储模块105，用于存储时间信息以及所述参数信息，并根据微控制模块101的获取指令，将时间信息以及参数信息上传至微控制模块101。本专利技术实施例提供的监测装置，通过传感器模块103采集果蔬冷链物流环境中影响果蔬呼吸速率的参数信息，参数信息包括温度、湿度、O2体积、CO2体积和乙烯体积。通过数据传输模块104发送果蔬冷链物流过程中的时间、温度、湿度、O2、CO2、乙烯和呼吸速率信息，从而有效地实现对果蔬冷链物流呼吸速率监测与记录，对研究果蔬冷链物流过程中的品质变化和有效控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向果蔬冷链物流呼吸速率的监测装置，其特征在于，包括：微控制模块、时钟模块、传感器模块、数据传输模块及存储模块；所述微控制模块分别与所述时钟模块、所述传感器模块、所述数据传输模块及所述存储模块连接；所述时钟模块，用于根据所述微控制模块的时钟指令，产生时间信息，并将所述时间信息上传给所述微控制模块；所述传感器模块，用于根据所述微控制模块的采集指令，按照所述时间信息，采集果蔬冷链物流环境中影响果蔬呼吸速率的参数信息，所述参数信息包括温度、湿度、O2体积、CO2体积和乙烯体积；所述数据传输模块，用于根据所述微控制模块的发送指令，发送所述时间信息以及所述参数信息；所述存储模块，用于存储所述时间信息以及所述参数信息，并根据所述微控制模块的获取指令，将所述时间信息以及所述参数信息上传至所述微控制模块。

【技术特征摘要】
1.一种面向果蔬冷链物流呼吸速率的监测装置，其特征在于，包括：微控制模块、时钟模块、传感器模块、数据传输模块及存储模块；所述微控制模块分别与所述时钟模块、所述传感器模块、所述数据传输模块及所述存储模块连接；所述时钟模块，用于根据所述微控制模块的时钟指令，产生时间信息，并将所述时间信息上传给所述微控制模块；所述传感器模块，用于根据所述微控制模块的采集指令，按照所述时间信息，采集果蔬冷链物流环境中影响果蔬呼吸速率的参数信息，所述参数信息包括温度、湿度、O2体积、CO2体积和乙烯体积；所述数据传输模块，用于根据所述微控制模块的发送指令，发送所述时间信息以及所述参数信息；所述存储模块，用于存储所述时间信息以及所述参数信息，并根据所述微控制模块的获取指令，将所述时间信息以及所述参数信息上传至所述微控制模块。2.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述数据传输模块包括：无线发送单元及有线发送单元；所述无线发送单元，用于无线发送所述时间信息以及所述参数信息；所述有线发送单元，用于有线发送所述时间信息以及所述参数信息。3.根据权利要求2所述的监测装置，其特征在于，所述装置还包括：选择模块；所述选择模块分别与所述微控制模块、所述数据传输模块连接及所述存储模块；所述选择模块，用于根据所述微控制模块的选择指令，选择处理所述时间信息以及所述参数信息对应的处理模式，所述处理模式为无线发送模式、有线发送模式及存储模式中的任一种；其中，当所述处理模式为无线发送模式时，通过所述无线发送单元发送所述时间信息及所述参数信息；当所述处理模式为有线发送模式时，通过所述有线发送单元发送所述时间信息及所述参数信息；当所述处理模式为存储模式时，通过所述存储模块存储所述时间信息及所述参数信息。4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的监测装置，其特征在于，所述装置还包括：显示模块；所述显示模块，用于显示温度、湿度、O2体积、CO2体积和乙烯体积。5.一种面向果蔬冷链物流呼吸速率的监测方法，其特征在于，包括：按照预设周期采集果蔬采摘后在冷链物流过程中的温度数据T，并设定6个能够覆盖果蔬物流温度范围的恒定温度间隔T1、T2、T3、T4、T5及T6，通过监测装置分别获取O2体积、CO2体积和乙烯体积随时间的变化量x、y和z；其中，所述监测装置的体积为V，所述果蔬的质量和体积分别为m和V1；计算T1、T2、T3、T4、T5及T6条件下果蔬的呼入O2速率值rx及呼出CO2速率值ry；分别在T1、T2、T3、T4、T5及T6条件下对所述rx随时间变化的曲线进行拟合，得到6个温度条件下拟合方程的斜率分别为K11、K12、K13、K14、K15及K16，且对应的拟合度为分别在T1、T2、T3、T4、T5及T6条件下对所述ry随时间变化的曲线进行拟合，得到6个温度条件下拟合方程的斜率分别为K21、K22、K23、K24、K25及K26，且对应的拟合度为根据K11、K12、K13、K14、K15及K16，分别计算6个温度条件下果蔬呼入O2的呼入速率常数k11、k12、k13、k14、k15及k16，根据K21、K22、K23、K24、K25及K26，分别计算6个温度条件下果蔬呼出CO2的呼出速率常数k21、k22、k23、k24、k25及k26；分别对所述rx及所述ry取自然对数，得到lnrx和lnry；对T1、T2、T3、T4、T5及T6条件下所述lnrx随时间变化的曲线进行拟合，得到6个温度条件下拟合方程的斜率分别为K31、K32、K33、K34、K35及K36，且对应的拟合度为对T1、T2、T3、T4、T5及T6条件下所述lnry随时间变化的曲线进行拟合，得到6个温度条件下拟合方程的斜率分别为K41、K42、K43、K44、K4...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小栓，王想，穆维松，肖新清，朱鸿亮，张旭，王红磊，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11