白少華，王墀錫

（徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇 徐州 221004）

0 引言

隨著社會的不斷發(fā)展，對物流運輸?shù)男视辛烁叩囊蟆，F(xiàn)階段利用天然冷源、人工冷源等方法無法有效控制冷鏈運輸物品在規(guī)定條件下的運輸過程中的溫濕度變化[1]，使得冷鏈運輸物品在運送中的質(zhì)量無法得到保證。

MAKNAVICIUS M等[2]提出一種輕量級的冷鏈監(jiān)管安全解決方案。冷鏈監(jiān)管在我們的日常生活中至關(guān)重要，以確保冷凍產(chǎn)品以及高效疫苗的分發(fā)。在法國CAPTEURS項目中研究了連接到載體調(diào)色板的傳感器網(wǎng)絡(luò)。在冷鏈故障的情況下，會在附近的傳感器中生成并注冊警報，以便同一網(wǎng)絡(luò)的任何傳感器都可以報告故障問題。本文描述了一種輕巧而簡單的安全解決方案，它適合冷鏈環(huán)境，并對第一次測試給出了反饋。PHILLIPS B[3]提出一種新方法改進了管道故障的取證分析，如今運營商越來越意識到及時、準(zhǔn)確地反映現(xiàn)實的重要性。本文提供了法醫(yī)分析的分步指南，重點介紹了識別不同觸發(fā)機制的方法，并回顧了可能的糾正措施及其結(jié)果。同時給出了一個案例研究，即2000年4月的白堊點管道故障，新技術(shù)幫助分析人員查明了故障原因，提出了建議，并最終防止了故障。毛蕤[4]提出一種第三方冷鏈物流體系構(gòu)建與評價研究。人們對生鮮食品的質(zhì)量要求越來越高，冷鏈物流企業(yè)規(guī)模也在不斷地擴大，第三方物流也逐漸被冷鏈物流企業(yè)所重視，冷凍冷藏食品提供企業(yè)將部分工作外包給第三方物流企業(yè)，這樣既節(jié)約了成本，還提高了生產(chǎn)的效率。

針對上述問題，本文設(shè)計了智能無線溫度預(yù)警系統(tǒng)。利用通用異步收發(fā)傳輸技術(shù)，通過對數(shù)據(jù)的處理，將數(shù)據(jù)保存服務(wù)器數(shù)據(jù)庫以及提供傳輸端口進行數(shù)據(jù)傳輸，從而達到PC端和Android移動端讀取服務(wù)器數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的目標(biāo)，實現(xiàn)跨系統(tǒng)、多平臺、全方位、無差異、可溯源、可查詢的信息數(shù)據(jù)展示預(yù)警功能。

1 智能無線溫度預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計

1.1 框架設(shè)計

溫濕度監(jiān)測傳感技術(shù)作為對冷藏品冷鏈物流運輸途中進行車廂環(huán)境監(jiān)測與保質(zhì)保量的根本，是實現(xiàn)冷鏈運輸全程監(jiān)測與數(shù)據(jù)偵查的必要技術(shù)之一。無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通過對網(wǎng)絡(luò)路徑的搭建，獲取車廂環(huán)境數(shù)據(jù)，云存儲技術(shù)保證了數(shù)據(jù)的實時有效存儲與管理[5-6]，C# winform技術(shù)和Android開發(fā)技術(shù)實現(xiàn)了傳感器采集數(shù)據(jù)的展示并能夠智能預(yù)警。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖見圖1。

針對冷藏物品的不同，操作者可以在PC端或者Android移動客戶端設(shè)定一個標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，系統(tǒng)針對此數(shù)值進行判斷，如果傳感器監(jiān)測的數(shù)值大于設(shè)定的數(shù)值，就會進行智能自動超標(biāo)預(yù)警[7-9]。多系統(tǒng)、跨平臺的數(shù)據(jù)獲取傳輸為項目功能的設(shè)定提供了先天優(yōu)勢，全方位無差異的功能體現(xiàn)也以此為基礎(chǔ)。智能無線溫度預(yù)警系統(tǒng)根據(jù)項目設(shè)計原則將項目功能分析分為四大功能模塊進行闡述，分別為數(shù)據(jù)監(jiān)測預(yù)警功能模塊、無線傳感網(wǎng)絡(luò)功能模塊、服務(wù)器數(shù)據(jù)存儲功能模塊、界面展示預(yù)警功能模塊。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖見圖2。

數(shù)據(jù)監(jiān)測預(yù)警模塊采用傳感器硬件設(shè)計，傳感器為溫濕度傳感器和蜂鳴報警器，主要完成溫濕度數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測功能。

無線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊采用ZigBee無線模塊設(shè)計，設(shè)有終端節(jié)點和協(xié)調(diào)器，終端節(jié)點上連接傳感器，該模塊同時采用通用異步收發(fā)傳輸技術(shù)，主要完成無線傳輸、組網(wǎng)迅捷功能和無差異智能網(wǎng)絡(luò)傳輸功能。

服務(wù)器數(shù)據(jù)存儲模塊采用Windows Server服務(wù)器，數(shù)據(jù)通過SQL Server數(shù)據(jù)庫進行儲存，主要完成數(shù)據(jù)實時存儲并傳輸展示功能。展示預(yù)警模塊采用PC端和Android移動端雙系統(tǒng)跨平臺的數(shù)據(jù)展示預(yù)警界面開發(fā)，主要完成車載電腦展示與超標(biāo)預(yù)警功能和Android移動端展示以及超標(biāo)預(yù)警功能。

通過上述過程完成框架設(shè)計，提高無線溫度預(yù)警的系統(tǒng)設(shè)計，為有效實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能奠定了良好的基礎(chǔ)。

1.2 數(shù)據(jù)傳輸功能設(shè)計

智能無線溫度預(yù)警系統(tǒng)是以冷鏈運輸為主要研究對象的一套幫助用戶做溫度預(yù)警決策的智能系統(tǒng)[10-11]。以ZigBee無線傳輸模塊代替以往的有線布置，準(zhǔn)確地監(jiān)測冷鏈車廂的環(huán)境變量，通過網(wǎng)頁客戶端，從而直觀地實現(xiàn)環(huán)境變量監(jiān)測以及應(yīng)急方案匹配等功能。硬件體系是使用CC2530片上系統(tǒng)（SoC）解決方案，CC2530具有性能優(yōu)良、低速率、短距離、低功率的特點。項目硬件系統(tǒng)設(shè)計框圖見圖3。

智能無線溫度預(yù)警系統(tǒng)硬件設(shè)計，需要用到溫濕度傳感器、PC機等實物。將傳感器并聯(lián)到ZigBee傳輸模塊上，并接對端口。

協(xié)調(diào)器通過串口轉(zhuǎn)接線與服務(wù)器連接，終端節(jié)點被布置在冷鏈車廂的合適位置，通過其上的傳感器來監(jiān)測環(huán)境的參數(shù)，最后通過天線以無線的方式將監(jiān)測到的溫濕度數(shù)據(jù)發(fā)送給協(xié)調(diào)器。由于協(xié)調(diào)器和服務(wù)器連接，數(shù)據(jù)實時保存服務(wù)器數(shù)據(jù)庫，這時PC機連接服務(wù)器數(shù)據(jù)庫可以顯示出環(huán)境的監(jiān)測結(jié)果，實現(xiàn)對節(jié)點溫度的監(jiān)控，同時Android移動客戶端通過聯(lián)網(wǎng)連接服務(wù)器數(shù)據(jù)庫就可以查看到此時所想要查看的冷鏈車廂的環(huán)境狀況。簡化后的溫度預(yù)警系統(tǒng)圖，見圖4。

1.3 移動客戶端設(shè)計

移動端登錄界面是通過獲取SQL Lite數(shù)據(jù)庫中的username、password進行判斷，登錄成功的用戶可以查看該用戶的車廂的環(huán)境信息。新用戶也可以創(chuàng)建賬號，需要進行輸入用戶信息，然后與SQL Lite數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進行比對判斷是否有重復(fù)的用戶名，然后進行提示。移動端實時接收網(wǎng)絡(luò)云端服務(wù)器推送的數(shù)據(jù)，當(dāng)移動端接收的貨物的運送環(huán)境信息超過或低于閾值時，將會對用戶一個警告的提示，移動端設(shè)備將會振動，提示正在開車或休息的司機貨物的環(huán)境情況。此模塊通過Vibrator類負責(zé)對移動端設(shè)備震動的處理，不僅有移動端設(shè)備振動的提示，還有彈框提示，明確告訴司機溫度是超出還是低于閾值。用戶可以通過歷史信息展示模塊查看過去的傳感器記錄的車廂的環(huán)境溫濕度變化的數(shù)值，數(shù)據(jù)通過表格的形式展現(xiàn)。模塊不僅記錄了溫濕度，還記錄了節(jié)點和時間，用戶可以通過時間順序查找數(shù)據(jù)，便于查找信息。移動端流程見圖5。

移動客戶端的網(wǎng)絡(luò)模式通過2G/3G/4G/WLAN等無線接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)移動端與服務(wù)器數(shù)據(jù)庫端之間的數(shù)據(jù)傳輸。用戶通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送數(shù)據(jù)請求至服務(wù)器，服務(wù)器端接收用戶指令并將冷鏈車廂空間環(huán)境數(shù)據(jù)信息返回給用戶。其結(jié)構(gòu)體系見圖6。

移動客戶端應(yīng)用程序主要功能分為兩部分：一方面實時監(jiān)測運輸過程中貨物的溫度變化，以保證貨物在適宜的溫度中；另一方面是警示運輸司機，可以通過A移動設(shè)備接收到信息，從而超標(biāo)預(yù)警，用最有效的方法和最快的時間處理處于不適宜環(huán)境的運輸中。移動端應(yīng)用程序功能模塊圖見圖7。

移動客戶端主要包括兩個功能：一是實現(xiàn)實時展現(xiàn)傳感器所在車廂的環(huán)境信息，二是設(shè)定閾值進行預(yù)警。在此基礎(chǔ)上，移動端包括：實時信息展示功能、歷史信息展示功能、設(shè)定閾值功能、預(yù)警功能。用戶在使用軟件的時候，需要登錄賬號成功才可進入功能選擇界面，該系統(tǒng)界面簡潔易懂。功能選擇界面見圖8。

2 結(jié)語

為了實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)實時采集與統(tǒng)計，達到數(shù)據(jù)的可控、可溯性，本文對智能無線溫度預(yù)警系統(tǒng)進行了設(shè)計。通過溫濕度傳感器和蜂鳴報警器，完成溫濕度數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測功能。采用異步收發(fā)傳輸技術(shù)，主要完成無線傳輸、組網(wǎng)迅捷功能和無差異智能網(wǎng)絡(luò)傳輸功能。通過SQL Server數(shù)據(jù)庫進行儲存，主要完成數(shù)據(jù)實時存儲并傳輸展示功能。根據(jù)網(wǎng)頁客戶端，實現(xiàn)環(huán)境變量監(jiān)測以及應(yīng)急方案匹配等功能。PC機連接服務(wù)器數(shù)據(jù)庫可以顯示出環(huán)境的監(jiān)測結(jié)果，實現(xiàn)對節(jié)點溫度的監(jiān)控。