食用菌冷鏈物流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種食用菌冷鏈物流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]食用菌含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)，具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，但在物流過(guò)程中，各種環(huán)境因素及儲(chǔ)運(yùn)時(shí)間引起品質(zhì)下降或褐變腐爛，造成嚴(yán)重的營(yíng)養(yǎng)流失和經(jīng)濟(jì)損失。冷鏈技術(shù)，通過(guò)溫度控制，并耦合其他保鮮貯藏技術(shù)，調(diào)節(jié)物流環(huán)境，使食用菌全程處于適宜的貯藏環(huán)境，可以最大程度地減少由微生物和細(xì)菌引起的褐變，保證產(chǎn)品品質(zhì)和質(zhì)量安全，減少損耗并防止環(huán)境污染，已經(jīng)成為食用菌等生鮮農(nóng)產(chǎn)品物流主要形式和發(fā)展方向。
[0003]實(shí)現(xiàn)冷鏈物流實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與質(zhì)量安全既是食品安全監(jiān)管要求，也是冷鏈物流技術(shù)發(fā)展的要求。但食用菌冷鏈物流系統(tǒng)環(huán)境成分復(fù)雜，需要監(jiān)測(cè)的環(huán)境參數(shù)較多，具有較強(qiáng)的溫度、濕度、氣體及振動(dòng)等多源親合特征，導(dǎo)致單純應(yīng)用傳統(tǒng)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensor Networks，簡(jiǎn)稱WSN)、無(wú)線射頻技術(shù)(Rad1 Frequency Identif icat1n，簡(jiǎn)稱RFID)、時(shí)間溫度指示器(Time temperature indicator，簡(jiǎn)稱TTI)等技術(shù)難以滿足冷鏈物流監(jiān)測(cè)的高粒度要求。而且，由于傳感器布局等問(wèn)題，傳感器返回的數(shù)據(jù)存在復(fù)雜度高、準(zhǔn)確性低和模糊度高等問(wèn)題，同時(shí)存在傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)能量受限、計(jì)算能力受限的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種食用菌冷鏈物流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，滿足食用菌冷鏈物流的高粒度要求，同時(shí)提高了預(yù)警的準(zhǔn)確性。
[0005]第一方面，本發(fā)明提供一種食用菌冷鏈物流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括:多個(gè)傳感器、處理器、數(shù)據(jù)傳輸模塊及服務(wù)器;所述傳感器、處理器、數(shù)據(jù)傳輸模塊及服務(wù)器依次相連；
[0006]所述傳感器，用于采集食用菌冷鏈的物流參數(shù)信息，并將所述物流參數(shù)信息發(fā)送所述處理器；
[0007]所述處理器，用于對(duì)所述物流參數(shù)信息進(jìn)行融合處理，并將融合后的物流參數(shù)信息發(fā)送服務(wù)器；
[0008]所述服務(wù)器，用于在所述融合后的物流參數(shù)信息超過(guò)預(yù)設(shè)范圍時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)；
[0009]其中，所述物流參數(shù)信息包括:溫度信息、濕度信息及氣體濃度信息。
[0010]優(yōu)選地，所述傳感器包括:溫度傳感器、濕度傳感器及氣體濃度傳感器；
[0011]所述溫度傳感器，用于采集食用菌冷鏈各部分的溫度信息；
[0012]所述濕度傳感器，用于采集食用菌冷鏈各部分的濕度信息；
[0013]所述氣體濃度傳感器，用于采集食用菌冷鏈各部分的氧氣及二氧化碳濃度信息。
[0014]優(yōu)選地，所述處理器，還用于對(duì)所述物流參數(shù)信息進(jìn)行去冗余和壓縮處理。
[0015]優(yōu)選地，所述處理器，還用于對(duì)去冗余和壓縮后的物流參數(shù)信息進(jìn)行融合處理。
[0016]優(yōu)選地，所述服務(wù)器，還用于根據(jù)所述融合后的物流參數(shù)信息建立耦合模型，并根據(jù)所述耦合構(gòu)型確定食用菌的品質(zhì)。
[0017]第二方面，本發(fā)明提供一種食用菌冷鏈物流監(jiān)測(cè)方法，包括:
[0018]采集食用菌冷鏈的物流參數(shù)信息；
[0019]對(duì)所述物流參數(shù)信息進(jìn)行融合處理；
[0020]在所述融合后的物流參數(shù)信息超過(guò)預(yù)設(shè)范圍時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。
[0021 ] 優(yōu)選地，在所述對(duì)所述物流參數(shù)信息進(jìn)行融合處理之前，所述方法還包括:
[0022]對(duì)所述物流參數(shù)信息進(jìn)行去冗余及壓縮處理；
[0023]所述對(duì)所述物流參數(shù)信息進(jìn)行融合處理，包括:
[0024]對(duì)去冗余壓縮后的物流參數(shù)信息進(jìn)行融合處理。
[0025]優(yōu)選地，所述對(duì)所述物流參數(shù)信息進(jìn)行去冗余及壓縮處理，包括:
[0026]根據(jù)所述物流參數(shù)信息的不確定度，分析所述物流參數(shù)信息的冗余數(shù)據(jù)；
[0027]去除所述冗余數(shù)據(jù)，并將去冗余后的物流參數(shù)信息進(jìn)行壓縮處理。
[0028]優(yōu)選地，所述對(duì)去冗余壓縮后的物流參數(shù)信息進(jìn)行融合處理，包括:
[0029]根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)函數(shù)及量測(cè)函數(shù)對(duì)所述冗余壓縮后的物流參數(shù)信息進(jìn)行T次時(shí)間遞推迭代處理，T為大于等于2的整數(shù)；
[0030]將經(jīng)過(guò)時(shí)間遞推迭代處理的物流參數(shù)信息進(jìn)行歸一化處理，以得到融合后的物流參數(shù)信息。
[0031]優(yōu)選地，所述方法還包括:
[0032]根據(jù)所述融合后的物流參數(shù)信息建立耦合模型，并根據(jù)所述耦合構(gòu)型確定食用菌的品質(zhì)。
[0033]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的食用菌冷鏈物流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，通過(guò)采集食用菌冷鏈的物流參數(shù)信息；對(duì)所述物流參數(shù)信息進(jìn)行融合處理;在所述融合后的物流參數(shù)信息超過(guò)預(yù)設(shè)范圍時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。由此，可滿足食用菌冷鏈物流的高粒度要求，同時(shí)提高了預(yù)警的準(zhǔn)確性。
【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的食用菌冷鏈物流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的食用菌冷鏈物流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖3為本發(fā)明一實(shí)施例提供的食用菌冷鏈物流監(jiān)測(cè)方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他的實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0038]圖1示出了本發(fā)明一實(shí)施例提供的食用菌冷鏈物流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如圖1所述，本實(shí)施例的食用菌冷鏈物流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括:多個(gè)傳感器11、處理器12、數(shù)據(jù)傳輸模塊13和服務(wù)器14ο
[0039]所述傳感器11、處理器12、數(shù)據(jù)傳輸模塊13及服務(wù)器14依次相連；
[0040]所述傳感器11，用于采集食用菌冷鏈的物流參數(shù)信息，并將所述物流參數(shù)信息發(fā)送所述處理器12;
[0041]所述處理器12，用于對(duì)所述物流參數(shù)信息進(jìn)行融合處理，并將融合后的物流參數(shù)信息發(fā)送服務(wù)器14;
[0042]所述服務(wù)器14，用于在所述融合后的物流參數(shù)信息超過(guò)預(yù)設(shè)范圍時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)；
[0043]其中，所述物流參數(shù)信息包括:溫度信息、濕度信息及氣體濃度信息。
[0044]在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，上述的處理器12將物流參數(shù)信息進(jìn)行融合處理后，通過(guò)上述的數(shù)據(jù)傳輸模塊13將融合后的物流參數(shù)信息發(fā)送服務(wù)器14。
[0045]上述的傳感器11包括:溫度傳感器、濕度傳感器及氣體濃度傳感器;氣體濃度傳感器又可包括:氧氣濃度傳感器和二氧化碳濃度傳感器。
[0046]其中，溫度傳感器，用于采集食用菌冷鏈各部分的溫度信息；
[0047]濕度傳感器，用于采集食用菌冷鏈各部分的濕度信息；
[0048]氧氣濃度傳感器，用于采集食用菌冷鏈各部分的氧氣濃度信息；
[0049]二氧化碳?xì)怏w濃度傳感器，用于采集食用菌冷鏈各部分的二氧化碳濃度信息。
[0050]在處理器12接收到由各傳感器11采集的食用菌冷鏈各部分的物流參數(shù)信息后，要先將物流參數(shù)信息進(jìn)行去冗余和壓縮處理。再將去冗余和壓縮后的物流參數(shù)信息進(jìn)行融合處理，將融合后的物流參數(shù)信息發(fā)送服務(wù)器14。
[0051]具體來(lái)說(shuō)，上述的溫度傳感、濕度傳感器及氣體濃度傳感器設(shè)置于食用菌冷鏈的各部分，用于實(shí)時(shí)采集冷鏈各部分的物流參數(shù)信息。在處理器11接收到采集的物流參數(shù)信息后，首先根據(jù)物流參數(shù)信息的不確定度來(lái)確定物流參數(shù)信息的冗余數(shù)據(jù)。
[0052]舉例來(lái)說(shuō)，上述的物流參數(shù)信息的不確定度可以下述公式確定:
[0053]U = -log p;其中，p為傳感信號(hào)的不確定概率。
[0054]根據(jù)上述的公式確定物流參數(shù)信息中的冗余數(shù)據(jù)，冗余數(shù)據(jù)包括重復(fù)及突變數(shù)據(jù)，將這部分冗余數(shù)據(jù)去除后進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮。由此，可降低數(shù)據(jù)傳輸頻率并節(jié)省節(jié)點(diǎn)能耗，從而延長(zhǎng)傳感器11的壽命。
[0055]上述的處理器12在將物流參數(shù)信息進(jìn)行去冗余及壓縮處理后還要將去冗余和壓縮后的物流參數(shù)信息進(jìn)行融合處理。
[0056]具體來(lái)說(shuō)，可根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)函數(shù)及量測(cè)函數(shù)對(duì)冗余壓縮后的物流參數(shù)信息進(jìn)行T次時(shí)間遞推迭代處理，T為大于等于2的整數(shù);再將經(jīng)過(guò)時(shí)間遞推迭代處理的物流參數(shù)信息進(jìn)行歸一化處理，以得到融合后的物流參數(shù)信息。
[0057]舉例來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)狀態(tài)函數(shù)可為:
[0058]xk+i = f (xk) +wk;其中，xk為第k次獲取的物流參數(shù)信息，wk為系統(tǒng)噪聲；
[0059]量測(cè)函數(shù)可為:
[0060]zk+i = h(xk+i)+vk+i;其中，zk+i為第k+Ι次融合后的物流參數(shù)信息，vk+i為量測(cè)噪聲。
[0061]本實(shí)施例的處理器12將上述的融合處理后將物流參數(shù)信息通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸模塊13發(fā)送給服務(wù)器14。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，本實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸模塊可為GPRS模塊。
[0062]服務(wù)器14可根據(jù)接收的融合物流參數(shù)信息進(jìn)行狀態(tài)預(yù)警。具體地，在融合后的物流參數(shù)信息超過(guò)預(yù)設(shè)范圍時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。