專利名稱：海鮮類食品冷藏嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海鮮類食品冷藏監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在通常情況下，海鮮食品從捕撈、加工、存儲、配送等一系列工序后才能投放市場，在 這過程中，原先的工作模式遇到許多困惑，例如工作效率低、海鮮產(chǎn)品在運輸過程中容易受 到外界的傳染而變質(zhì)、在存儲過程中隨意堆放、由于過多的換包裝、倒貨、清點作業(yè)不僅需 要大量人員管理也帶來了許多質(zhì)量問題，至使海鮮類食品物流作業(yè)存在著成本高問題，從而 嚴重威脅海鮮食品的質(zhì)量保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種海鮮類食品冷藏嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)的海鮮類食品 物流作業(yè)存在著工作效率低、成本高問題。
為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供了一種海鮮類食品冷藏嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)，包括保鮮庫、 冷藏庫，保鮮庫及冷藏庫內(nèi)的機械臂，其特征在于系統(tǒng)還包括傳感器，設(shè)于保鮮庫及冷藏 庫內(nèi)；環(huán)境控制裝置，設(shè)于保鮮庫及冷藏庫內(nèi)；微控制器，與各傳感器以及機械臂之間電信 號連接；PC機及ARM機，由通信網(wǎng)絡(luò)與微控制器電信號連接。
所述的傳感器包括溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器、氣敏傳感器以及定位傳感器。
所述的環(huán)境控制裝置包括排風(fēng)扇、空調(diào)以及紫外殺菌裝置。
所述的通信網(wǎng)絡(luò)是c緒總線網(wǎng)絡(luò)。
本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明應(yīng)用在海鮮的生產(chǎn)、冷藏及運輸銷售全過程實時監(jiān)控，專 為大型海鮮食品倉庫的貨物存儲管理所設(shè)計的。數(shù)據(jù)通過總線傳送，將需要存放的貨物進行 處理并分類管理，對于存儲于倉庫中的貨物，系統(tǒng)可以進行24小時無人化控制管理，對倉庫
內(nèi)的溫度、濕度等各種環(huán)境進行實時監(jiān)控。專門為倉庫內(nèi)貨物管理設(shè)計了一個可控的人工環(huán)
境，使所有貨物能存放的更久、更安全。所有進出的貨物都在PC機和微控制器的存儲器中有
記錄(產(chǎn)地、時間、保質(zhì)期、貨物、種類、等)。為此龐大系統(tǒng)的管理還專門為它設(shè)計了一個
通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)C細總線網(wǎng)絡(luò)。所有控制指令通過CAN總線安全可靠的傳送到外圍的8位、16 位單片機與完善的機械結(jié)構(gòu)結(jié)合實現(xiàn)操作。還提供了語音控制功能，為工作人員提供一個最
人性化的管理環(huán)境。


圖1為本發(fā)明的硬件設(shè)計示意圖。
圖2為本發(fā)明的倉庫分類的示意圖。 圖3為本發(fā)明的保鮮庫功能示意圖。 圖4為本發(fā)明的冷藏庫功能示意圖。 圖5為本發(fā)明的軟件流程示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述。
一種海鮮類食品冷藏嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)，包括保鮮庫、冷藏庫，保鮮庫及冷藏庫內(nèi)的機械 臂，設(shè)于保鮮庫及冷藏庫內(nèi)的溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器、氣敏傳感器、定位傳 感器，以及排風(fēng)扇、空調(diào)以及紫外殺菌裝置等環(huán)境控制裝置。系統(tǒng)還包括微控制器，與各傳 感器以及機械臂之間電信號連接；以及PC機及ARM機，由C認總線網(wǎng)絡(luò)與微控制器電信號連 接。硬件設(shè)計如圖1所示。
海鮮類智能倉庫是有管理人員在電腦上完成全部的貨物裝配，整個過程不需要人員參與。 自動化立體倉庫是由若干個小的獨立的自動化立體倉庫組成，按照不同的用途我們把倉庫分 為兩個區(qū)保鮮區(qū)、冷藏區(qū)。如圖2所示。每一個區(qū)都是由若干個小的獨立倉庫組成。海鮮 產(chǎn)品多種多樣，通過分析我們主要把海鮮類產(chǎn)品分為兩大類第一類為加工后的海鮮類成品例 如罐裝食品，魚片，第兩類為尚未加工的海鮮類產(chǎn)品例如生魚，我們的自動化倉庫系統(tǒng)針對 這兩類產(chǎn)品把我們的倉庫分為兩類用于存放上述三類產(chǎn)品保鮮庫和冷藏庫，每一種倉庫都 有其各自的功能。
由PC機進行貨物入庫和出庫的登記，并通過微控制器控制機械臂完成貨物的入庫和出庫； 貨物的資料包括貨物種類、生產(chǎn)日期、保質(zhì)期以及存儲要求等在入庫時被記錄在PC機的數(shù)據(jù) 庫中；PC機根據(jù)貨物的資料通過微控制器調(diào)節(jié)環(huán)境控制裝置，使得庫內(nèi)環(huán)境符合貨物的存放 要求；PC機記錄庫內(nèi)的實時存儲數(shù)量以及存儲種類。
保鮮庫主要用于存放加工后的海鮮成品，冷藏庫主要用于存放尚未經(jīng)過加工后的海鮮產(chǎn) 品，庫內(nèi)設(shè)有環(huán)境溫度等功能，每一個倉庫都可以根據(jù)產(chǎn)品的要求通過刷卡之后由電腦根據(jù)
產(chǎn)品類別自動遠程調(diào)節(jié)控制保鮮庫的各種環(huán)境參數(shù)。
1、 現(xiàn)場總線分布式控制技術(shù)
現(xiàn)場總線(Fieldbus)技術(shù)是以智能傳感、控制、計算機、數(shù)字通訊等技術(shù)為主要內(nèi)容 的綜合技術(shù)，是自動化技術(shù)發(fā)展的熱點?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)是一種開放式、新型全分 布控制系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線系統(tǒng)在技術(shù)上具有以下特點
a、 系統(tǒng)具有開放性和互用性
通信協(xié)議遵從相同的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備之間可以實現(xiàn)信息交換，用戶可按自己的需要，把不同 供應(yīng)商的產(chǎn)品組成開放互連的系統(tǒng)。系統(tǒng)間、設(shè)備間可以進行信息交換，不同生產(chǎn)廠家的性 能類似的設(shè)備可以互換。
b、 系統(tǒng)功能自治性
系統(tǒng)將傳感測量、補償計算、工程量處理與控制等功能分散到現(xiàn)場設(shè)備中完成，現(xiàn)場設(shè) 備可以完成自動控制的基本功能，并可以隨時診斷設(shè)備的運行狀況。
c、 系統(tǒng)具有分散性
現(xiàn)場總線構(gòu)成的是一種全分散的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了可靠性。
d、 系統(tǒng)具有對環(huán)境的適應(yīng)性
現(xiàn)場總線支持雙絞線、同軸電纜、光纜、射頻、紅外線、電力線等，具有較強的抗干擾 能力，能采用兩線制實現(xiàn)供電和通信，并可以滿足安全防爆的要求。
現(xiàn)場總線技術(shù)擴充性好，結(jié)構(gòu)簡單，易與重構(gòu)，因此在本研究中，采用現(xiàn)場總線技術(shù)對 海鮮食品物流系統(tǒng)進行控制，將管理網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線銜接，高效、低成本地實現(xiàn)。
本套系統(tǒng)使用CAN總線后，使得工作穩(wěn)定、可靠、靈活、快節(jié)。特別是他的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，每 個點都可以接110個節(jié)點加上他獨特的兼容性，為以后的倉庫系統(tǒng)擴展提供了很大空間。目 前還沒有倉庫管理的網(wǎng)絡(luò)在使用。
控制器局域網(wǎng)CAN為串行通信協(xié)議,能有效的支持具有很高安全等級的分布實時控制，CAN 的應(yīng)用范圍很廣，從高速的網(wǎng)絡(luò)到低價位的多路配線都可以使用CAN。根據(jù)IS0/0SI參考模型， CAN總線被細分為以下不同的層次:1)數(shù)據(jù)鏈路層(Data link Layer)和物理層(Physical Layer)。
2、 嵌入式技術(shù)
對于智能倉儲系統(tǒng)的管理及人工環(huán)境的設(shè)置我們是基于嵌入式技術(shù)進行。本設(shè)計在數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)大致使用低端單片機和高端嵌入式2種。單片機的優(yōu)點是成本低，而嵌入式的優(yōu)點 是可處理大量采集信號，本次設(shè)計所采用的嵌入式處理器，還內(nèi)嵌了閃存，而且具有DSP(數(shù)
字信號處理)功能，集成了單片機的低成本和嵌入式可處理大量采集信號等優(yōu)點。
現(xiàn)在USB總線己經(jīng)成為PC機上不可缺少的總線配置，本次設(shè)計使用USB總線來傳輸數(shù)據(jù)也是
考慮到其在PC中越來越重要的地位，而且由于USB2.0標(biāo)準(zhǔn)的推出，更可以使在本數(shù)據(jù)采集
系統(tǒng)和其他的USB設(shè)備直接連接使用，使得此系統(tǒng)應(yīng)用更加方便，擴展性更強。
3、感器技術(shù)
人工環(huán)境遠程監(jiān)測及控制中用到了大量的傳感器。傳感器技術(shù)是一項當(dāng)今世界令人矚目 的迅猛發(fā)展起來的髙新技術(shù)之一，也是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個重要標(biāo)志，它與通信技術(shù)、 計算機技術(shù)構(gòu)成信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱之一。如果說計算機是人類大腦的擴展，那么傳感器就 是人類五官的延伸。
傳感器技術(shù)是實現(xiàn)測試與自動控制的重要環(huán)節(jié)。在測試系統(tǒng)中，被作為一次儀表定位， 其主要特征是能準(zhǔn)確傳遞和檢測出某一形態(tài)的信息，并將其轉(zhuǎn)換成另一形態(tài)的信息。具體地 說傳感器是指那些對被測對象的某一確定的信息具有感受(或響應(yīng))與檢出功能，并使之按 照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之對應(yīng)的可輸出信號的元器件或裝置。
在我們的系統(tǒng)中常用的傳感器有紅外傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、氣體傳感器、 水傳感器以及監(jiān)控器等。
此系統(tǒng)以PC機為最高的人機界面核心。以ARM機為計算管理為第二級核心。主單片機的 任務(wù)執(zhí)行和數(shù)據(jù)交換為第三級核心。
權(quán)利要求
1、海鮮類食品冷藏嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)，包括保鮮庫、冷藏庫，保鮮庫及冷藏庫內(nèi)的機械臂，其特征在于系統(tǒng)還包括傳感器，設(shè)于保鮮庫及冷藏庫內(nèi)；環(huán)境控制裝置，設(shè)于保鮮庫及冷藏庫內(nèi)；微控制器，與各傳感器以及機械臂之間電信號連接；PC機及ARM機，通過通信網(wǎng)絡(luò)與微控制器電信號連接。
2、 按權(quán)利要求1所述的海鮮類食品冷藏嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的傳感器包括溫 度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器、氣敏傳感器以及定位傳感器。
3、 按權(quán)利要求1或2所述的海鮮類食品冷藏嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的環(huán)境控制 裝置包括排風(fēng)扇、空調(diào)以及紫外殺菌裝置。
4、 按權(quán)利要求1或2所述的海鮮類食品冷藏嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的通信網(wǎng)絡(luò) 是CAN總線網(wǎng)絡(luò)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種海鮮類食品冷藏嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)，數(shù)據(jù)通過總線傳送，將需要存放的貨物進行處理并分類管理，對于存儲于倉庫中的貨物，系統(tǒng)進行24小時無人化控制管理，利用傳感器對倉庫內(nèi)的溫度、濕度等各種環(huán)境進行實時監(jiān)控。所有進出的貨物都在PC機和微控制器的存儲器中有記錄。設(shè)計了一個通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)CAN總線網(wǎng)絡(luò)。還提供了語音控制功能，為工作人員提供一個最人性化的管理環(huán)境。本發(fā)明高效、可靠、操作方便、使空間得到了充分利用，貨物存放可以做到集中化和立體化管理，既提高了存儲能力，又減少了占地面積、同時可以準(zhǔn)確地掌握庫存動態(tài)，及時安排進貨和銷售；省能源、省人力、高質(zhì)量、低污染以及成本低。
文檔編號A23B4/06GK101171938SQ20061011784
公開日2008年5月7日 申請日期2006年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月1日
發(fā)明者孔祥洪, 孫玉強, 黃冬梅 申請人:上海水產(chǎn)大學(xué)