物联网技术在仓储冷库的实际应用解决方案

1、物联网冷库综合监控系统项目介绍1、项目背景：山东省金乡县全县辖8镇4乡，总面积885平方公里，年均种植大蒜50余万亩，是我国主要的大蒜、圆葱、蔬菜生产基地。金乡大蒜年均产量60万吨左右，大蒜出口合格率在90以上，出口量占全国的70以上。圆葱年均产量50万吨，远销日本、美国等三十八个国家和地区及国内各大市场。随着大蒜产量及价格的提升，冷库存储行业在金乡已成巨规模，目前建成冷库800多家约3500间，成为金乡大蒜、圆葱、蒜薹等蔬菜存储必不可少的存储方式。农产品的冷库存储系统关系到储存产品的质量跟踪管理，是农产品出库质量的保证。如大蒜的冷库存储，就要做到芽不超过1/4，无糖瓣、无脱水现象发生，做好长

2、期储存、保证存储质量。只有做到保证了产品存储质量，才能保住产品的价值。这样就要求大蒜存储空间保持0至-3的恒温，同时既要加大库内二氧化碳浓度以减少大蒜的呼吸作用，又要保证工作人员入库后的人身安全。整个生产环节对温度、二氧化碳浓度的实时监控提出了严格要求。山东移动将现代化信息技术引入农村管理，建设和完善农村信息化管理及服务体系。针对金乡冷库的管理，山东移动制定了基于无线网络的物联网应用-智能冷库管理系统，把国家目前最前沿科学技术引入到农村，如数据实时展示、温度阀值设定及监控告警、二氧化碳阀值设定及监控告警、短信查询及定时发送、制冷及排风自动控制等，实现了农村信息化。2、系统构成物联网冷库综合监控

3、系统主要由三大部分组成，分别是传感采集器、无线终端、监控软件平台。通过各组件功能，实现数据实时展现、短信告警、机电自动控制等功能。图15 冷库报警系统拓扑图（1）传感终端实现数据采集 传感终端主要分为温度传感器、二氧化碳传感器、声光报警器三个部分，分别采集温度数据、二氧化碳浓度数据、发送声光警报信息。温度传感器：通过在冷库内布置温度传感器，实现库内温度数据的实时采集。为避免库内温度差过大，存储量在300吨以上的大中型冷库分散安装3部或3部以上温度传感器。电子温度传感器是诸多传感器中最为成熟一种传感器，价格较低。但考虑到库内高潮湿、低温的监控环境，应选取质量过硬的工业级传感器，同时要求精度误差0

4、.01以内。图16 电子温度传感器二氧化碳传感器通过在冷库内布置二氧化碳传感器，实现库内二氧化碳浓度数据的实时采集。由于气体分布较为均匀，每间冷库安装1处二氧化碳传感器便可满足需求。二氧化碳为“下沉”气体，为保证二氧化碳浓度的数据准确性，传感器放置在地面1.5-2米处。二氧化碳传感器是较为常用一项气体传感器，目前市场上此类产品价格较高且种类繁多。出于用户接受能力和产品性能考虑，采用模拟非分光红外传感技术，控制成本的同时最大程度保证设备测量精确度。传感器量程0-10000ppm，相对误差5%以内。图17 非分光红外检测二氧化碳传感器声光报警器声光报警器安装在库房上端，当温度、二氧化碳浓度超出设定

5、阀值后，由控制终端触发声光报警器。 图18 安装完毕的声光报警器（2）无线终端实现数据计算及传输 无线传输终端包括业务模块及GPRS传输模块。实现传感器数据的收集与传输。 无线终端集成了模拟信号采集、过程IO控制和无线数据通信于一体的高性能测控装置，可以直接接入标准变送器信号或仪表输出的模拟信号、电平信号、干触点、脉冲信号等，是小规模过程信号实施无线测控的最佳手段。同时GPRS网络具有实时在线、稳定高速的特点。图19 通信终端3、系统功能监控软件平台接受无线终端实时传输的温度、二氧化碳数据后，进行解码，将结果展示在用户使用界面上。并能根据用户需求，有选择性的调阅某个时间段的数据变化，表格、曲线

6、图、柱状图等多种展示方法，实现数据实时展示。根据冷库存储的货物不同，用户可以设置冷库运行阀值。如库内存储的为大蒜，则上限阀值设定为-2，下线阀值设定为-3，如冷库内温度超出阀值范围，平台会发送报警。通过短信告警发送到预置人群的手机上，同时，平台发出的报警指令激活声光报警器，提醒值守人员及时打开/关闭制冷系统。为防止人员、存货二氧化碳中毒，设定二氧化碳的阀值。平台中的二氧化碳预设阀值为4000ppm，超出阀值将对人身造成伤害。如为封闭型冷库，用户可以根据存储的货物不同设定相应的阀值。冷库内二氧化碳浓度超出阀值，平台发出的报警指令激活声光报警器，短信告警发送到预置人群的手机上，同时无线终端自动打开

7、冷库排风系统。在平台中完成注册的用户，可以通过手机短信查询自有冷库的参数指标。同时也可以利用互联网登陆监控平台，设定定时信息发送。将冷库制冷、排风的配电系统与通信模块对接，实现手动、自动控制冷库制冷系统和排风系统。手动操作模式下，由工作人员根据冷库内温度和二氧化碳浓度情况手工开启/关闭制冷或排风系统。自动模式下，用户设定相关指标阀值，超出后由通信模块自动控制制冷与排风的开启/关闭。如当温度上线超出预设阀值0时，通信模块将自动开启制冷系统，当温度降低到阀值以内时关闭。当二氧化碳浓度超出预设阀值4000ppm时，通信模块自动开启排风系统，二氧化碳浓度降低到阀值内时，排风系统自动关闭。图20 手动/自动控制箱监控软件平台实现了多级管理，每个冷库业主仅对自己的冷库有权限监控、修改数据，同时为政府监管部门预留超级管理权限，以便将来对所有冷库数据的管理和查询。4、效益分析在工业化与信息化融合的时代，物联网应用已渗透各行业，同时为农村信息化奠定了良好的发展基础。“智能冷库监控系统”正是利用物联网这一先进技术，帮助农民兄弟实现信息化生产、减少成本投入。该系统提升冷