CN204642634U - 一种实时在线的冷链物流运输领域的环境监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种实时在线的冷链物流运输领域的环境监测装置，其中包括标签和读卡器。标签包括标签电池、标签MCU、标签控制单元、传感器、标签射频芯片和标签天线；读卡器包括读卡器电池、读卡器MCU、TFT显示屏、读卡器控制单元、SD卡、读卡器射频芯片、读卡器天线和3G模块。本实用新型所述的实时在线的冷链物流运输领域的环境监测装置能够全程监测运输物品的环境数据，并将该数据进行格式转换、存储和显示等处理。还能够保证运输物品的环境数据实时在线，远程可监控的特性。
Description
技术领域
本实用新型涉及物流监测领域，尤其涉及一种实时在线的应用于冷链物流运输领域的环境监测装置。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，大众对一些诸如食品、药品及其一些关键性物品的安全和品质的要求也越来越高。然后对于这些对环境因素敏感的物品，在运输过程中对这些物品的环境检测方法就显得尤为重要。随着连锁经销体系的兴起和食品药品等流通形态的变革，社会专业分工逐步细化，低温物品越来越普及，所有这些因素使冷链物流急剧升温，成为人们关注的焦点。
从整体冷链体系而言，我国的冷链还未形成体系，无论是从我国经济发展的消费内需来看，还是与发达国家相比，差距都十分明显，冷链发展的滞后在相当程度上影响着食品药品等产业的发展。目前，我国还未建立起一套能监控保障食品药品等从生产、包装、储存、运输和销售的全过程质量状况的完整体系，缺乏相关的温度立法，食品卫生法规执行不力，致使一些关键生活必需品在整个物流过程中的质量状况无法得到有效控制和保障。这使得我国消费者对一些关键生活必需品行业缺乏信心和忠诚度。尤其是在冷链运输的过程中，由于其特殊性，国内少有与此相适应的跟踪监控体系。比较典型的是采用GPS加有源RFID的形式，但是这种方法成本比较高，涉及到无线通信GPS，大量的数据对数据库提出了非常高的要求。
实用新型内容
本实用新型主要是为了解决上述技术问题，提供一种基于RFID和3G通信技术的冷链物流实时监测装置，以期通过该装置来在冷链物流运输过程中动态的监控运输物品的环境数据，以此来作为运输物品是否安全合格的依据。
本实用新型的第一目的是全程监测运输物品的环境数据，并将该数据进行格式转换、存储和显示等处理。
本实用新型的第二目的是保证运输物品的环境数据实时在线，远程可监控的特性。
本实用新型提供一种实时在线的冷链物流运输领域的环境监测装置，包括标签和读卡器，其特征在于：
所述标签包括标签供电模块、标签MCU、标签控制单元、传感器、标签射频芯片和标签天线；
其中所述标签MCU分别与所述标签电池、所述标签控制单元、所述传感器、所述标签射频芯片相连，所述射频芯片与所述标签天线相连；
所述读卡器包括读卡器供电模块、读卡器MCU、显示屏、读卡器控制单元、SD卡、读卡器射频芯片、读卡器天线和3G模块；
其中所述读卡器MCU分别与所述读卡器电池、所述显示屏、所述读卡器控制单元、所述SD卡、所述读卡器射频芯片、所述3G模块相连，所述读卡器天线与读卡器射频芯片相连。
优选的是，所述读卡器还具有提醒报警装置，所述提醒报警装置包括LED灯和蜂鸣器。
在上述任一方案中优选的是，所述标签供电模块为电池，所述电池为一次性，为所述标签MCU提供稳定电源。
在上述任一方案中优选的是，所述标签MCU为 8位单片机，所述标签MCU驱动所述传感器，采集数据，并将所述数据传送给标签射频芯片。
在上述任一方案中优选的是，所述标签控制单元为按键或干簧管，所述标签控制单元用于更改标签参数。
在上述任一方案中优选的是，所述传感器包括温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、大气压力传感器中至少一种。
在上述任一方案中优选的是，所述标签射频芯片为SI1000，将所述数据转换为射频信号。
在上述任一方案中优选的是，所述标签天线为射频天线，将所述射频信号上传给所述读卡器。
在上述任一方案中优选的是，所述标签还使用灌胶密封技术，使所述签具有密封防水性。
在上述任一方案中优选的是，所述读卡器供电模块为电池。
在上述任一方案中优选的是，所述读卡器MCU为32位单片机 STM32F107。
在上述任一方案中优选的是，所述显示屏为TFT显示屏。
在上述任一方案中优选的是，所述读卡器控制单元包括按键和LED指示灯，通过所述TFT屏显示所述操作菜单，完成操作人员对菜单的操作。
在上述任一方案中优选的是，所述读卡器射频芯片为SI1000，用于数据的发送和接收。
在上述任一方案中优选的是，所述读卡器天线为射频芯片。
在上述任一方案中优选的是，所述所述3G模块为3G内置模块，完成数据的周期性上传到网络的工作。
本实用新型提供的技术方案解决了现有技术中
采用上述结构后，标签和读卡器协调工作，标签实时的将采集到的环境数据上传给读卡器，读卡器接收到数据后，第一时间刷新显示，将最新的环境数据呈现给现场运输人员，方便了运输人员发现有异常情况的时候及时补救，而读卡器将整个运输途中的完整数据以文本的格式存储到SD卡当中，方便为运输物品消费者提供可靠地依据来保证物品的安全合格性，而通过3G模块将数据上传到网络，方便的了承运方***化的实时远程监控当前所有运输途中的物品环境情况，可以为由于异常突发情况引起的问题，争取解决时间。
附图说明
图1为按照本实用新型的一种环境监测装置的一优选实施例的原理示意图，其中数字的意义如下：
1.标签电池 2.传感器
3.标签MCU 4.标签控制单元
5.标签射频芯片 6.标签天线
7.读卡器电池 8.读卡器射频芯片
9.读卡器电池 10.读卡器MCU
11.读卡器控制单元 12.3G模块
13.TFT显示屏 14.SD卡。
具体实施方式
下面结合附图和优选的实施方式对本实用新型作进一步详细描述。权利要求中构成要件和实施例中具体实例之间的对应关系可以如下例证。这里的描述意图在于确认在实施例中描述了用来支持在权利要求中陈述的主题的具体实例，由于在实施例中描述了实例，不意味着该具体实例不表示构成要件。相反地，即使在此包含了具体实例作为对应一个构成要件的要素特征，也不意味着该具体实例不表示任何其它构成要件。
此外，这里的描述不意味着对应于实施例中陈述的具体实例的所有主题都在权利要求中引用了。换句话说，这里的描述不否认这种实体，即对应实施例包含的具体实例，但不包含在其任何一项权利要求中，即，能够在以后的修正被分案并申请、或增加的可能的实用新型的实体。
应当注意的是，“***”在此意味着由两个或更多设备构成的处理。
“网络”意味着至少连接了两个设备的机构，并且在其中，一条信息能够从一个设备发送到另一个设备。经由网络建立通信的设备可以是彼此分离的，也可以是构成一个机器的内部模块。
“通信”可表示无线通信和有线通信。然而，还可以是混合无线和有线通信的通信，更具体地，在某个区段采取无线通信而在另一个区段采取有线通信的通信。同样，它也可以是这样的通信：从一个设备向另一设备的通信是有线的，且相反方向的通信是无线的。
为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。
本实用新型的环境监测装置包括标签和读卡器。
标签包括标签电池、标签MCU、标签控制单元、传感器、标签射频芯片和标签天线；其中标签MCU分别与标签电池、标签控制单元、传感器、标签射频芯片相连，所述射频芯片与所述标签天线相连。
标签电池：为了使标签采集到的数据更好更真实的反应运输物品的环境，需要将标签和运输物品放置在一起，而由运输物品不同会导致运输的环境不同，所以标签需要做密封防水等特殊处理，电池的一次性，也就使得标签需要做低功耗设计。
标签MCU：主要完成了驱动传感器，采集数据，并将该数据转换为射频信号，上传给读卡器。标签的低功耗设计和周期性设计也是由该MCU完成的，鉴于标签的防水特性，标签均是经过密封处理的，是由电池供电，并且电池无法更换，所以为了使标签能够长时间的工作，标签做了周期性工作的设计，即标签正常工作情况下，只有到达周期时间后，才会唤醒发送采集数据，其他时间标签的各个模块均处于休眠状态，这就使得标签只有在唤醒上传数据那一瞬间是高功耗状态，其他时间功耗几乎是可以忽略不计的，经测试电流只有几个微安。
标签传感器：该部分设计可以酌情修改，而主要的环境数据应该普遍是温湿度，所以，传感器至少包括温度传感器和湿度传感器。与此同时，也可以添加一些同类的传感器到标签上，然后通过参数设置的方法，选择该次运输需要运行的传感器。
射频芯片和天线：主要完成射频数据的发送。该标签在正常工作模式下，射频通讯是单向的。
读卡器包括读卡器电池、读卡器MCU、TFT显示屏、读卡器控制单元、SD卡、读卡器射频芯片、读卡器天线和3G模块；其中读卡器MCU分别与读卡器电池、TFT显示屏、读卡器控制单元、SD卡、读卡器射频芯片、3G模块相连，所述读卡器天线与读卡器射频芯片相连。
读卡器电池：为了装置的便携性，读卡器也是由电池供电的，可以随意的放置在运输车车头的任何位置，方便现场监控人员查看。
读卡器MCU：需要处理接收到的标签数据，该处理工作包括将数据显示到TFT屏上、将数据以文本的格式存储到SD卡、将数据通过3G模块周期性的上传到网络，以便于远程监控。
TFT显示屏：显示标签上传的数据，呈现操作菜单和***工作状态。
控制单元：包括一些按键和LED指示灯，与TFT屏配合，完成操作人员一系列的菜单操作。
SD卡：以文本的格式存储标签的数据，以便数据的长期保存。
射频芯片：主要完成射频数据的发送和接收。
3G模块：主要完成数据的周期性上传到网络的工作。
采用上述结构后，标签和读卡器协调工作，标签实时的将采集到的环境数据上传给读卡器，读卡器接收到数据后，第一时间刷新显示，将最新的环境数据呈现给现场运输人员，方便了运输人员发现有异常情况的时候及时补救，而读卡器将整个运输途中的完整数据以文本的格式存储到SD卡当中，方便为运输物品消费者提供可靠地依据来保证物品的安全合格性，而通过3G模块将数据上传到网络，方便的了承运方***化的实时远程监控当前所有运输途中的物品环境情况，可以为由于异常突发情况引起的问题，争取解决时间。
下面结合附图1详细描述按照本实用新型的实时在线的冷链物流运输领域的环境监测装置的一优选实施例。
标签和运输物品在一起，放置于运输车的车厢部位，读卡器为了便于现场运输人员查看放于运输车辆的车头部位。
标签电池给整个标签供电，标签传感器采集环境数据，传送给标签MCU。标签MCU将传感器采集的数据转换为射频数据，传给标签射频芯片传输出去。标签在不发送数据的时候，则进入休眠，以降低功耗。
读卡器上的射频芯片则一直处于接收状态，接收标签上传的数据，之后读卡器射频芯片再将这些射频数据传给读卡器MCU，读卡器MCU再将这些数据按照不同的参数数据整理存放在各自的缓存区，然后通知***刷新显示，当读卡器MCU接收到一定数量的标签数据，则启动一次写SD卡的操作，将读卡器MCU中的数据写入SD卡，已经写入SD卡的数据仍会在***中滞留几个写卡周期，以防止意外情况。写卡结束后，将该次写入SD卡中的数据打包，通过3G模块上传到网络，此时，承运方的服务器客户端可以通过网络刷新对应的数据。
当读卡器检测到某个标签的数据超出正常范围的时候，则该标签数据在读卡器端显示更改为红色。并且报警LED灯闪烁和蜂鸣器报警的方式提醒运输人员，以便运输人员及时采取补救措施。
而一旦出现异常情况，承运方也会通过上传的网络数据，及时发现。也非常有效地为承运方采取应急措施争取了充足的时间。
需要说明的是，本实用新型的实时在线的冷链物流运输领域的环境监测装置的方案的范畴包括但不限于上述各部分之间的任意组合。
尽管具体地参考其优选实施例来示出并描述了本实用新型，但本领域的技术人员可以理解，可以做出形式和细节上的各种改变而不脱离所附权利要求书中所述的本实用新型的范围。以上结合本实用新型的具体实施例做了详细描述，但并非是对本实用新型的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，均仍属于本实用新型技术方案的范围。
Claims (16)
1.一种实时在线的冷链物流运输领域的环境监测装置，包括标签和读卡器，其特征在于：
所述标签包括标签供电模块、标签MCU、标签控制单元、传感器、标签射频芯片和标签天线；
其中所述标签MCU分别与所述标签电池、所述标签控制单元、所述传感器、所述标签射频芯片相连，所述射频芯片与所述标签天线相连；
所述读卡器包括读卡器供电模块、读卡器MCU、显示屏、读卡器控制单元、SD卡、读卡器射频芯片、读卡器天线和3G模块；
其中所述读卡器MCU分别与所述读卡器电池、所述显示屏、所述读卡器控制单元、所述SD卡、所述读卡器射频芯片、所述3G模块相连，所述读卡器天线与读卡器射频芯片相连。
2.如权利要求1所述的环境监测装置，其特征在于：所述读卡器还具有提醒报警装置，所述提醒报警装置包括LED灯和蜂鸣器。
3.如权利要求1所述的环境监测装置，其特征在于：所述标签供电模块为电池，所述电池为一次性，为所述标签MCU提供稳定电源。
4.如权利要求1所述的环境监测装置，其特征在于：所述标签MCU为 8位单片机，所述标签MCU驱动所述传感器，采集数据，并将所述数据传送给标签射频芯片。
5.如权利要求1所述的环境监测装置，其特征在于：所述标签控制单元为按键或干簧管，所述标签控制单元用于更改标签参数。
6.如权利要求1所述的环境监测装置，其特征在于：所述传感器包括温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、大气压力传感器中至少一种。
7.如权利要求4所述的环境监测装置，其特征在于：所述标签射频芯片为SI1000，将所述数据转换为射频信号。
8.如权利要求1所述的环境监测装置，其特征在于：所述标签天线为射频天线，将所述射频信号上传给所述读卡器。
9.如权利要求1所述的环境监测装置，其特征在于：所述标签还使用灌胶密封技术，使所述签具有密封防水性。
10.如权利要求1所述的环境监测装置，其特征在于：所述读卡器供电模块为电池。
11.如权利要求1所述的环境监测装置，其特征在于：所述读卡器MCU为32位单片机 STM32F107。
12.如权利要求1所述的环境监测装置，其特征在于：所述显示屏为TFT显示屏。
13.如权利要求12所述的环境监测装置，其特征在于：所述读卡器控制单元包括按键和LED指示灯，通过所述TFT屏显示操作菜单，完成操作人员对菜单的操作。
14.如权利要求1所述的环境监测装置，其特征在于：所述读卡器射频芯片为SI1000，用于数据的发送和接收。
15.如权利要求1所述的环境监测装置，其特征在于：所述读卡器天线为射频芯片。
16.如权利要求1所述的环境监测装置，其特征在于：所述所述3G模块为3G内置模块，完成数据的周期性上传到网络的工作。
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Cited By (4)
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| CN106672408A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-05-17 | 浙江大学 | 一种快递包装箱及其使用方法 |
| CN106845603A (zh) * | 2015-12-04 | 2017-06-13 | 陈芒 | 冷链物品电子标签 |
| CN107063338A (zh) * | 2017-01-17 | 2017-08-18 | 浙江航芯科技有限公司 | 一种药品存储运输环境监测智能模块 |
| CN108496147A (zh) * | 2016-01-29 | 2018-09-04 | 孙业扬 | 使用光传感器采集货架***上商品库存数据 |
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