一种果蔬仓储环境物联网监测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种果蔬仓储环境物联网监测系统及方法，系统包括副机、主机、云服务器和移动终端；所述副机包括传感器模块，传感器模块用于采集果蔬仓储环境内的温度、湿度和气体信息，副机还用于采集的时间、地点并传递给主机；主机获取各副机数据上传到云服务器；云服务器根据主机传送的信息和果蔬品质监测预警模型判断果蔬腐败等级，当果蔬腐败等级超过预设值时，发出预警信息；云服务器将各副机的腐败信息传输至主机；主机将各副机的腐败等级结果传输至各副机；用户通过移动终端由区块链获取果蔬仓储环境的数据信息。本发明专利技术本可对果蔬仓储实时监测，可以判别果蔬腐败等级和发出预警，解决果蔬仓储环境远程监测和预警的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种果蔬仓储环境物联网监测系统及方法
本专利技术属于果蔬仓储环境监测领域，具体涉及一种果蔬仓储环境物联网监测系统及方法。
技术介绍
中国水果和蔬菜总面积和总产量一直稳居世界第一，是国内外市场前景广阔且具有较强国际竞争力的优势农业产业。随着经济的发展和人民生活水平的提高，消费者对果蔬质量和安全性要求越来越高。但是如果在仓储的过程中把控不严格，不能实时对劣变果蔬进行监测，就可能造成面源污染，给销售者带来经济损失，更为严重者，劣变果蔬极有可能流入市场，构成食品安全隐患。果蔬仓储环境的监测系统及方法，对促进果蔬产业的健康发展具有重要意义。目前果蔬仓储库的主要方法采用气调和冷藏相结合的方法进行保藏。气调是指改变果蔬仓储库环境中空气的组成，适当降低O2的分压或适当增高CO2的分压，抑制植物体呼吸强度、延缓后熟老化过程、阻止水分蒸发、抑制微生物活动等作用，获得减低损耗、延长贮藏期的效果。低温贮藏，是指在0℃～10℃之间的环境条件下进行贮藏的方法。这种方法依靠低温作用抑制微生物的繁殖，并减弱果蔬的生理活动，达到减缓其呼吸用的目的。在果蔬保鲜冷链仓储环境中，相对湿度的高低，一方面影响果蔬的蒸腾作用，另一方面也影响微生物的活动，从而降低蒸腾作用。对于防止果蔬的萎蔫皱皮来说，应保持高湿度。但空气湿度越高，越有利于微生物活动，也就越容易引起果蔬发病腐烂。同时，果蔬仓储库中的C2H4和挥发性有机化合物的含量也影响着果蔬的品质，乙烯与苹果的成熟度相关，含量过高时导致苹果的衰败；挥发性有机化合物是苹果新鲜度的重要评价指标。因此在实际控制的果蔬保鲜冷链仓储环境条件中，必须全面系统考虑气体兼顾温湿度影响，将各参数维持在一个适当的水平。在果蔬仓储环境监测方面，传感器具有无损伤、检测效率高、成本低、重现性好等优势。传统的传感器设备如电子鼻在果蔬检测领域得到越来越广泛的应用，然而目前商业化电子鼻成本过高，采集的信息无法直接与仓储环境品质建立联系，无法直观地观察监测环境的变化，不能实现对仓储环境进行实时远程监测及预警，传统的传感器设备已无法满足当前果蔬仓储环境的需求。因此，远程监测和预警成为该类技术发展的瓶颈问题。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术公开一种果蔬仓储环境物联网监测系统及方法，系统包括若干副机、主机、云服务器、移动终端和区块链，副机分别安装在多个监测节点，副机包括主控芯片、传感器模块、信号处理模块、通讯模块、GPRS模块、人机界面操作模块、存储模块、实时时钟模块、数据处理模块和电源模块。副机获取仓储环境各参数信息上传至主机；主机获取各副机数据，将数据加密后，将数据和对应的索引上传到云服务器；所述云服务器根据主机传送的信息和果蔬品质监测预警模型判断果蔬腐败等级，当果蔬腐败等级超过预设值时，发出预警信息；云服务器将各副机的腐败信息和预警信息传输至主机；主机将各副机的腐败等级结果传输至各副机；用户通过移动终端由区块链获取果蔬仓储环境的数据信息。本专利技术可对果蔬仓储实时监测，可以判别果蔬腐败等级，具有安全高、功耗低、实时远程监测等优点。本专利技术提供一种果蔬仓储环境物联网监测系统及方法，解决果蔬仓储环境远程监测和预警的问题。本专利技术通过以下技术方案实现的：一种果蔬仓储环境物联网监测系统，包括若干副机、主机、云服务器和移动终端；所述副机包括传感器模块，传感器模块用于采集果蔬仓储环境内的温度、湿度和气体信息，副机还用于采集的时间、地点并传递给主机；所述副机设有气室，气室内放置一套所述传感器模块；所述气室采用仿哺乳动物鼻腔设计；所述主机将副机的信息传送至云服务器，所述云服务器根据主机传送的信息和果蔬品质监测预警模型判断果蔬腐败等级，当果蔬腐败等级超过预设值时，发出预警信息；云服务器将等级结果和预警信息传送至主机，主机将等级结果和预警信息传送至副机；所述云服务器还用于存储数据并能够将数据传送给移动终端。上述方案中，所述副机包括主控芯片、传感器模块、信号处理模块、通讯模块、GPRS模块、人机界面操作模块、存储模块、实时时钟模块、数据处理模块和电源模块；所述传感器模块包括温湿度传感器、氧气传感器、二氧化碳传感器、乙烯传感器和挥发性有机物传感器；所述温湿度传感器用于采集果蔬仓储环境内的温度和湿度；所述氧气传感器用于采集果蔬仓储环境内的氧气浓度；所述二氧化碳传感器用于采集果蔬仓储环境内的二氧化碳浓度；所述乙烯传感器用于采集果蔬仓储环境内的乙烯浓度；所述挥发性有机物传感器用于采集果蔬仓储环境内的挥发性有机物浓度；所述信号处理模块用于将传感器模块的原始信号转换成电信号并传递到主控芯片；所述通讯模块用于主控芯片与主机和云服务器之间进行信息传输；所述实时时钟模块用于获取传感器模块采集的时间信息，并传递给主控芯片；所述GPRS模块用于获取副机的位置信息，并传递给主控芯片；所述数据处理模块用于将传感器模块所获取的数据进行平滑处理了；所述存储模块用于将信号处理模块转换后的信号、实时时钟模块获取的时间信息和GPRS模块获取的位置信息进行存储；所述人机界面操作模块用于显示实时监测的数据；所述电源模块用于提供电能。上述方案中，所述气室包括腔体、进气口和出气口；所述进气口和出气口在同一轴线上，所述气室的腔体由中部向进气口和出气口两端变窄，且气室的腔体设置有T型挡板，T型挡板的横杆位于离出气口近的位置，T型挡板的竖杆末端指向进气口，传感器模块的传感器分别置于T型挡板的竖杆两侧。上述方案中，所述气室通过管路与真空泵连接；真空泵的进气口与气室的出气孔连接。上述方案中，还包括区块链；所述区块链分别与主机、云服务器和移动终端连接；所述主机将数据加密后，发送给云服务器；移动终端通过区块链加密获取主机的数据。一种根据所述果蔬仓储环境物联网监测系统的方法，包括以下步骤：所述主机根据获得的副机的信息建立果蔬品质监测预警模型，并将信息和模型传送至云服务器，将果蔬仓储环境在空间上分成多个监测区，选择若干代表监测区布设监测点；在监测点放置副机实时采集果蔬仓储环境内的温度、湿度和气体信息、以及采集的时间、地点并传递给主机；所述主机将获得的果蔬仓储环境内的温度、湿度和气体信息、以及采集的时间、地点信息传送到云服务器作为果蔬品质监测预警模型的输入变量，所述云服务器根据主机传送的信息和果蔬品质监测预警模型判断果蔬腐败等级当果蔬腐败等级超过预设值时，发出预警信息；云服务器将等级结果和预警信息传送至主机，主机将等级结果和预警信息传送至副机；所述云服务器存储数据并能够将数据传送给移动终端；移动终端实时获取果蔬仓储环境的数据信息、果蔬腐败等级和预警信息，实现果蔬仓储环境远程实时监测和预警。上述方案中，所述果蔬品质监测预警模型是通过主成分分析或小波分析结合偏最小二乘判别分析或反向传播人工神经网络建立。进一步的，所述果蔬品质监测预警模型是通过主成分分析集合反向传播人工神经网络建立，包括以下步骤：将所述传感器模块采集的不同腐败等级果蔬的乙烯、氧气、二氧化碳和挥发性有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种果蔬仓储环境物联网监测系统，其特征在于，包括若干副机、主机、云服务器和移动终端；/n所述副机包括传感器模块，传感器模块用于采集果蔬仓储环境内的温度、湿度和气体信息，副机还用于采集的时间、地点信息并传递给主机；所述副机设有气室(3)，气室(3)内放置一套所述传感器模块；/n所述主机将副机的信息传送至云服务器，所述云服务器根据主机传送的信息和果蔬品质监测预警模型判断果蔬腐败等级，当果蔬腐败等级超过预设值时，发出预警信息；云服务器将等级结果和预警信息传送至主机，主机将等级结果和预警信息传送至副机；所述云服务器还用于存储数据并能够将数据传送给移动终端。/n

【技术特征摘要】
1.一种果蔬仓储环境物联网监测系统，其特征在于，包括若干副机、主机、云服务器和移动终端；
所述副机包括传感器模块，传感器模块用于采集果蔬仓储环境内的温度、湿度和气体信息，副机还用于采集的时间、地点信息并传递给主机；所述副机设有气室(3)，气室(3)内放置一套所述传感器模块；
所述主机将副机的信息传送至云服务器，所述云服务器根据主机传送的信息和果蔬品质监测预警模型判断果蔬腐败等级，当果蔬腐败等级超过预设值时，发出预警信息；云服务器将等级结果和预警信息传送至主机，主机将等级结果和预警信息传送至副机；所述云服务器还用于存储数据并能够将数据传送给移动终端。


2.根据权利要求1所述的果蔬仓储环境物联网监测系统，其特征在于，所述副机包括主控芯片、传感器模块、信号处理模块、通讯模块、GPRS模块、人机界面操作模块、存储模块、实时时钟模块、数据处理模块和电源模块；
所述传感器模块包括温湿度传感器、氧气传感器、二氧化碳传感器、乙烯传感器和挥发性有机物传感器；所述温湿度传感器用于采集果蔬仓储环境内的温度和湿度；所述氧气传感器用于采集果蔬仓储环境内的氧气浓度；所述二氧化碳传感器用于采集果蔬仓储环境内的二氧化碳浓度；所述乙烯传感器用于采集果蔬仓储环境内的乙烯浓度；所述挥发性有机物传感器用于采集果蔬仓储环境内的挥发性有机物浓度；
所述信号处理模块用于将传感器模块的原始信号转换成电信号并传递到主控芯片；
所述通讯模块用于主控芯片与主机和云服务器之间进行信息传输；
所述实时时钟模块用于获取传感器模块采集的时间信息，并传递给主控芯片；
所述GPRS模块用于获取副机的位置信息，并传递给主控芯片；
所述数据处理模块用于将传感器模块所获取的数据进行平滑处理了；
所述存储模块用于将信号处理模块转换后的信号、实时时钟模块获取的时间信息和GPRS模块获取的位置信息进行存储；
所述人机界面操作模块用于显示实时监测的数据；
所述电源模块用于提供电能。


3.根据权利要求1所述的果蔬仓储环境物联网监测系统，其特征在于，所述气室(3)包括腔体、进气口(1)和出气口(4)；所述进气口(1)和出气口(4)在同一轴线上，所述气室(3)的腔体由中部向进气口(1)和出气口(4)两端变窄，且气室(3)的腔体设置有T型挡板(2)，T型挡板(2)的横杆位于离出气口(4)近的位置，T型挡板(2)的竖杆末端指向进气口(1)，传感器模块的传感器分别置于T型挡板(2)的竖杆两侧。


4.根据权利要求1所述的果蔬仓储环境物联网监测系统，其特征在于，所述气室(3)通过管路与真空泵连接；真空泵的进气口与气室(3)的出气孔连接。


5.根据权利要求1所述的果蔬仓储环境物联网监测系统，其特征在于，还包括区块链；所述区块链分别与主机、云服务器和移动终端连接；所述主机将数据加密后，发送给云服务器；移动终端通过区块链加密获取主机的数据。


6.一种根据权利要求1-5任意一项所述果蔬仓储环境物联网监测系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：
所述主机根据获得的副机的信息建立果蔬品质监测预警模型，并将信息和模型传送至云服务器；
将果蔬仓储环境在空间上分成多个监测区，选择若干代表监测区布设监测点；在监测点放置副机实时采集果蔬仓储环境内的温度、湿度和气体信息、以及采集的时间、地点并传递给主机；
所述主机将获得的果蔬仓储环境内的温度、湿度和气体信息、以及采集的时间、地点信息传送到云服务器作为果蔬品质监测预警模型的输入变量，所述云服务器根据主机传送的信息和果蔬品质监测预警模型判断果蔬腐败等级；
当果蔬腐败等级超过预设值时，发出预警信...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭志明，郭闯，邹小波，尹丽梅，陈全胜，石吉勇，欧阳琴，赵杰文，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32