基于无线传感器网络的臭氧保鲜系统技术方案

基于无线传感器网络的臭氧保鲜系统属微电子自动控制领域，具体而言是一种基于无线传感器网络自动控制臭氧气体浓度，实现水果、蔬菜等食品的保鲜贮藏的系统。本发明专利技术涉及基于ＺｉｇＢｅｅ无线传感器网络的自动控制臭氧气体浓度的技术，以实现食品的保鲜贮藏。该控制系统主要由传感器、无线传感器网络、臭氧发生器等环境调节设备、计算机组成。臭氧气体浓度值及环境的温度、湿度值等信息，经过无线传感器节点、无线协调节点，传递到计算机；计算机决策的控制信息传递回相应的无线传感器节点，控制环境调节设备。无线传感器节点在循环休眠模式下实现了节能。本发明专利技术能够实现自动控制或者人工远程操作，保护操作人员健康，设备工作可靠节能。

【技术实现步骤摘要】

基于无线传感器网络的臭氧保鲜系统属微电子自动控制领域，具体而言是一种基于无线 传感器网络自动控制臭氧气体浓度，实现水果、蔬菜等食品的保鲜贮藏的系统。
技术介绍
气调贮藏保鲜是目前一种重要的水果、蔬菜等食品的保鲜技术。其方法是在气调贮藏 保鲜室内，人为控制贮藏环境中的气体成分，实现食品保鲜。近年来，国内外在臭氧果蔬保 鲜方面的研究非常活跃。研究结果表明，臭氧可使水果、蔬菜等食品的贮藏时间有效延长。臭氧保鲜技术的原理是臭氧具有强氧化性，在水果、蔬菜等食品的贮藏环境中化学性 质活泼，可以杀菌、消毒、除臭等。特别是臭氧可以分解果蔬代谢物乙烯，因而可以延缓其 后衰老，延长其保鲜期。臭氧易分解，最终产物是氧气，在食品内无残留，故是安全的。但 是对人体而言，臭氧是刺激性气体，保鲜室内含量远远高于正常值，因而必须解决操作人员 劳动防护问题。无线传感器网络(Wireless Sensor Network)是众多小型传感器节点通过无线电通信方式 形成的一个多跳的自组织的网络系统。ZigBee无线传感器网络基于IEEE 802. 15. 4标准 构建。该类无线传感器网络支持网状网络技术，能够包含大量节点，节点之间自组织多条路 由传递信息，从而形成一个可靠的网络。基于ZigBee无线传感器网络的臭氧保鲜控制系统， 能够实现自动控制或者人工远程操作，减少操作人员在保鲜室内的工作时间，保护人体健康。
技术实现思路
本专利技术涉及基于ZigBee无线传感器网络的自动控制臭氧气体浓度的技术，以实现食品 的保鲜贮藏。该控制系统主要由传感器、无线传感器网络、臭氧发生器等环境调节设备、计 算机组成。臭氧气体浓度值及环境的温度、湿度值等信息，经过无线传感器节点、无线协调 节点，传递到计算机；计算机决策的控制信息传递回相应的无线传感器节点，控制环境调节 设备。无线传感器节点在循环休眠模式下实现了节能。本专利技术解决现有技术中操作人员健康保护问题，提高臭氧气体浓度自动控制装置工作的 可靠性，改善设备的节能性能，简化设备的安装维护。附图说明图1:保鲜库控制系统示意图 图2:无线传感器网络示意图 图3:无线传感器节点程序框图 具体实施例方式试验结果显示，臭氧保鲜室环境要求如下臭氧气体浓度范围5-12ppm，温度范围5-l(TC， 湿度范围80-98%RH，风速最大值0.6m/s。低温高湿条件可明显提高灭菌效果。3臭氧保鲜技术的关键是要保证臭氧气体浓度在规定范围内。控制调节臭氧气体浓度的方 法是通过臭氧发生器生成臭氧，定时添加到保鲜室中。同时，检测每个保鲜室的臭氧气体 浓度，在低于设定最低值时，增加臭氧的生成量。在高于设定最高值时，停止臭氧的生成， 在必要时采用分解装置消除臭氧过量残余，并排出废气。优化系统的能耗的策略是在相同的 时间段内，增加臭氧气体的添加次数，减少每次的添加量至必要量。保鲜库控制系统如附图1所示。传感器类型包括臭氧气体浓度、温度、湿度传感器等。 环境调节系统包括臭氧发生器、通风设备、温度调节设备、湿度调节设备等。根据各种传感 器的测量值控制对应的环境调节设备。臭氧的生成采用电晕放电法，即在常压下使氧气02在交变高压电场作用下产生电晕放电 生成臭氧03。电晕放电型臭氧发生器是相对能耗较低、单机臭氧产量最大、应用最广的臭氧 发生装置。臭氧发生器受控于无线传感器节点的控制开关量。臭氧传感器采用半导体型气体传感器，具有成本低廉、灵敏度高、响应速度快的特性。 臭氧传感器的阻抗随着臭氧气体浓度变化。敏感元件两端的电压值从无线传感器节点的单片 机的A/D端口采集，经过硬件与软件补偿得到标定的臭氧气体浓度值。臭氧气体浓度值及环 境的温度、湿度值等，经过无线传感器节点、无线协调节点，最终传递到计算机。计算机决 策得到的控制信息传递回相应的无线传感器节点，得到控制开关量。无线传感器网络如附图2所示。无线协调节点负责发起网络，并通过串口将数据传递到计算机。无线传感器节点与各种传感器连接，同时提供控制开关量输出。数据在无线传感器 节点和无线协调节点之间通过无线通讯方式传递，无须专门布线施工，设备的安装维护十分简便。由于采用ZigBee规范，节点之间自组织多条路由传递信息，而不是依赖于某一个特 定节点，可靠性大为提高。无线传感器节点的节能采用循环休眠模式实现。该节点需具有输出控制作用，通过选取 合适的休眠、工作时间，可以兼顾控制性与节能性。休眠模式的无线传感器节点程序框图如 附图3所示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于无线传感器网络的臭氧保鲜系统是一种基于无线传感器网络自动控制臭氧气体浓度，实现水果、蔬菜等食品的保鲜贮藏的系统。其特征是：基于ＺｉｇＢｅｅ的无线传感器网络采集食品贮藏环境的臭氧气体浓度数据，并通过计算机决策，控制臭氧发生器、通风系统、温度调节系统、湿度调节系统等，保证食品贮藏环境最佳化。

【技术特征摘要】
1. 基于无线传感器网络的臭氧保鲜系统是一种基于无线传感器网络自动控制臭氧气体浓度，实现水果、蔬菜等食品的保鲜贮藏的系统。其特征是基于ZigBee的无线传感器网络采集食品贮藏环境的臭氧气体浓度数据，并通过计算机决策，控制臭氧发生器、通风系统、温度调节系统、湿度调节系统等，保证食品贮藏环境最佳化。2. 根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的臭氧保鲜系统，其特征是无线传感器节点的单片机采集臭氧气体浓度值和温度、湿度值，通过无线通讯方式传递到无线协调节点及计算机。3. 根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的臭氧保鲜系统，其特征是计算机决策结果通过无线通...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘微，夏萍，殷俊峰，印崧，赵弘，
申请(专利权)人：夏萍，殷俊峰，印崧，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]